可編程控制器及其應(yīng)用課件1

1、第12章 可編程控制器及其應(yīng)用12.1 可編程控制器的基本原理12.2 OMRON C系列 P 型機介紹12.1.1 PC的基本原理12.1.2 PC的組成及系統(tǒng)各部分的作用12.2.1 結(jié)構(gòu)和輸入輸出配置12.2.2 各類繼電器的通道分配及功能12.2.3 指令系統(tǒng)12.3 編程及應(yīng)用舉例第12章目錄2. 功能：邏輯控制；過程控制；位置控制；在線監(jiān)控；數(shù)據(jù) 處理；模擬量控制；故障診斷；連網(wǎng)通訊等。第12章 121第12章 可編程控制器及其應(yīng)用概 述1. 定義：可編程控制器 (PC或PLC) 是一種以微處理器CPU 為核心，專門用于工業(yè)現(xiàn)場的自動控制裝置。3. 分類：按結(jié)構(gòu) 整體式；組合式 (

2、 積木式有多個插槽 )；按控制規(guī)模 小型機 ( I/O點數(shù)和256)；中型機 ( I/O點2048 )；大型機 ( I/O點2048 )。 4. 特點：柔性好，程序可修改；功能強；抗干擾能力強； 可靠性高，無觸點控制；梯形圖編程，簡單易學；體積小，重量輕。 但存儲容量小；價格高。12.1 可編程控制器的基本原理12.1 可編程控制器的基本原理12.1.1 PC的基本原理1. 接線程序控制及存儲程序控制電動機正反轉(zhuǎn)控制線路KMRSB1SB2KHSB3KMFKMRKMFKMRKMFL1L2第12章 121可編程控制器能夠?qū)崿F(xiàn)繼電接觸控制電路的功能。(1) 繼電器控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖(2) 可編程

3、控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖輸入部分按鈕、行程開關(guān)等控制部分繼電器和連接導線等輸出部分接觸器、電磁閥等輸入部分按鈕、行程開關(guān)等控制部分微處理器及程序存貯器輸出部分接觸器、電磁閥等第12章 121繼電接觸器控制屬于接線程序，控制功能固定不變；為有觸點控制，有壽命限制；只能實現(xiàn)開關(guān)量控制。程序可修改，控制功能可變；無觸點控制，“軟”繼電器代替“硬”繼電器, 無限壽命；利用“光耦”傳輸信號, 抗干擾能力強。KHKMSB10500000200000001SB2控制部分輸出部分輸入部分000000010002DC24V輸入公共端COM輸入端輸入繼電器(軟)線圈“軟繼電器” 接點“軟繼電器” 線圈COM輸出公共

4、端負載電源輸出端 0500輸出接點2. PC的等效電器控制原理內(nèi)部軟接線“梯形圖程序”第12章 1210500電 源輸出單元輸入單元I/O擴展接口用戶輸入設(shè)備I/O接口外設(shè)I/O擴展機用戶輸出設(shè)備運算器微處理器(CPU)控制器存儲器EPROM系統(tǒng)程序用戶程序RAM編程器主機外部設(shè)備12.1.2 PC的組成及系統(tǒng)各部分的作用第12章 1211. 中央處理器 CPU 2. 存儲器 隨機存儲器 RAM 自診斷與編程器、計算機通訊讀入現(xiàn)場信號執(zhí)行用戶程序輸出控制信號PC的巡回掃描工作過程如圖。內(nèi)存：只讀存儲器 ROM 第12章 12112.1.2 PC的組成及系統(tǒng)各部分的作用CPU以固定周期進行巡回掃

5、描。 運算器和控制器是整個系統(tǒng)的核心，完成程序處理和系統(tǒng)控制。外存：EPROM，盒式磁帶等功能：存儲程序和數(shù)據(jù)程序：系統(tǒng)程序和用戶程序第12章 121I/O單元是 CPU與 I/O設(shè)備之間的連接部件。輸入設(shè)備( 如按鈕、行程開關(guān)、傳感器等) 的開關(guān)信息通過輸入接口電路送入PC; PC通過輸出接口電路向執(zhí)行部件 (如接觸器、繼電器、電磁閥等)發(fā)出控制信號。4. 電源3. 輸入/輸出 I/O 單元為提高可靠性, PC應(yīng)有性能良好的電源穩(wěn)壓措施。5. 編程器6. I/O 擴展機7. 其它外部設(shè)備 一般分為鍵盤和顯示器，用作用戶程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。常裝在主機上，或用電纜與主機相連。用來擴展P

6、C的輸入、輸出點數(shù)?？膳渲么蛴C、大屏幕彩色顯示器；或配有通訊接口，以實現(xiàn)通訊聯(lián)網(wǎng)和遠程控制功能。1. P 型 PC機面板各 部分名稱與功能12.2 OMRON C系列 P 型機介紹12.2.1 結(jié)構(gòu)和輸入輸出配置(1) 顯示部分 (2) 面板部分 OUTPUT5CH01234567INPUT0CH01234567891011POWER RUNALARMERROR輸入指示運行狀態(tài)指示電源指示輸出指示 報警 異常指示第12章 122見下頁輸入、輸出指示燈電源、狀態(tài)指示燈C系列P型機的面板外形圖高速計數(shù)器輸入端子DC24V輸出端子輸入端子電源端子接地端子輸出端子顯示部分I/O單元或模擬定時器單元,

7、 I/O鏈接單元連接插座外部設(shè)備連接器SYSMAC C28PEPROM安裝座 DIP開關(guān)第12章 1222. 輸入/輸出配線圖SYSMAC C40POUTPUTCOM高速計數(shù)器輸入硬件復(fù)位輸入AC電源AC100-240VNC接地端子NCL負載電源L負載電源L負載電源L 負載S電源LLLL負載電源LLLLL負載電源LLLLL負載電源C20P/C28P 沒有C20P沒有注：NC 空腳INPUTC20P/C28P 沒有C20P沒有DC24V 最大 0.2A第12章 122LLDC24V000000010002COMCOM0015SB2D13k760D2T光耦合電路0002 SB2斷開 SB2閉合3.

8、 輸入接口電路0002單元的狀態(tài)由低電平變?yōu)楦唠娖健?nèi)外有取入指令 LD 0002，且 SB2 閉合時，存儲器0002單元第12章 122存儲器0500單元微型繼電器線圈0500 得電, 常開接點閉合, 接觸器KM線圈得電。微型繼電器KM220V內(nèi)外（1）繼電器接點輸出4. 輸出接口電路AC按照電路器件的不同，分為三種輸出方式：有輸出指令 OUT 0500，且滿足0500的導通條件時，繼電器接點輸出；晶體管輸出；雙向晶閘管輸出。第12章 1220500COMOUT存儲器0500單元 有輸出指令 OUT 0500，且滿足0500的導通條件時，0500 晶體管導通，接觸器KM線圈得電。晶體管050

9、0KM524V內(nèi)外（2）晶體管輸出DC4. 輸出接口電路第12章 122COMOUT存儲器0500單元 有輸出指令 OUT 0500，且滿足0500的導通條件時，0500雙向晶閘管導通，接觸器KM線圈得電。0500KM220V內(nèi)外（3）雙向晶閘管輸出4. 輸出接口電路AC雙向晶閘管COMOUT第12章 12212.2.2 各類繼電器的通道分配及功能名 稱繼電器號輸入繼電器輸出繼電器內(nèi)部輔助繼電器保持繼電器點數(shù)80601361600000 - 04150500 - 09151000 - 1807HR000 -915定時器和計數(shù)器4800 - 47內(nèi)部專用繼電器用 途190019011902產(chǎn)生

10、T=0.1s 的脈沖產(chǎn)生 T=0.2s 的脈沖產(chǎn)生 T=1s 的脈沖X X X X通道號繼電器序號（1）輸入繼電器（2）輸出繼電器（3）內(nèi)部繼電器（4）定時器和計 數(shù)器第12章 1221. 各類繼電器的通道分配第12章 1222. 各類繼電器的功能PC用來接受外部用戶輸入設(shè)備輸入信號的接口單元。 每個輸入單元對應(yīng)一個輸入端子，其電路可等效為一個輸入繼電器，在PC內(nèi)有無數(shù)對常開和常閉接點可供使用。輸入繼電器只能由外部輸入信號驅(qū)動。PC用輸出信號驅(qū)動外部用戶輸出設(shè)備的接口單元。每個輸出接口單元對應(yīng)一個輸出端子。輸出單元電路可等效為一個輸出繼電器。（1）輸入繼電器（2）輸出繼電器C28P輸入有16個

11、點：編號為00CH的0000 0015。C28P輸出有12個點：編號為05CH的0500 0511。第12章 122作為中間繼電器或具有特殊功能的繼電器。 它不能直接驅(qū)動外部負載，只能在PC內(nèi)部起傳遞信號的（4）定時器和計數(shù)器（3）內(nèi)部繼電器 內(nèi)部輔助繼電器 相當于中間繼電器 專用內(nèi)部輔助繼電器 檢測備份電池，產(chǎn)生連續(xù)脈沖等。 保持繼電器HR 當電源出現(xiàn)故障時, 可保持原來的狀態(tài)。定時器和計數(shù)器的總數(shù)為48個。注意 在同一程序中,不能給定時器和計數(shù)器分配相同的編號：例如：定時器為 TIM 10，計數(shù)器不能為CNT 10 ?？捎脕頃捍嫣D(zhuǎn)地址。 暫存繼電器TR 對于不能使用 IL 和 ILC 的

12、分支電路，作用。它可提供無數(shù)對常開接點和常閉接點, 供編程時使用。12.2.3 指令系統(tǒng)KMSB1KMSB2第12章 1220500000005000001母線邏輯線梯形圖梯形圖 從繼電接觸控制電路圖演化而來的圖形語言；1. 梯形圖和助記符助記符 用字符表示的程序，與梯形圖一一對應(yīng)。梯形圖中的符號：輸入 常開常閉輸出“軟繼電器”線圈長動控制2. 基本指令LD 取入指令OUT 輸出指令A(yù)ND 與指令OR 或指令 NOT 取反指令A(yù)ND LD 組與指令OR LD 組或指令第12章 122PC 機的程序可用梯形圖和助記符編制。助記符程序的格式：地址；指令；數(shù)據(jù)0500000005000001母線邏輯

13、線梯形圖地址指令數(shù)據(jù)LD OUT000100000003000105000002 ORAND NOT0500000005000001(1) 取入 (LD) 和輸出 (OUT) 指令地址指令數(shù)據(jù)LDOUTEND (01)000100000002000105000502 0002(2) 與(AND)、與非(AND NOT)和取反(LD NOT)指令地址指令數(shù)據(jù)LD NOT OUT000100000003000105020002ANDAND NOT00020003 0001 0003第12章 122LD 從母線取數(shù)OUT 送數(shù)至輸出線圈AND 各接點為串聯(lián)表示為與的關(guān)系。0500 0500(3) 或

14、 (OR) 和或非 (OR NOT) 指令地址指令數(shù)據(jù)LDOUT000100000003000205000002OROR NOT05000003 0003 0000 0002AND NOT00000004第12章 122AND 各接點為并聯(lián)，表示為或的關(guān)系。0000(4) 組與 (AND LD) 指令0500000300020001A組B組0006000705000002000300040005指令數(shù)據(jù)LD00010000000200030500ORLDOR NOTAND LDOUT指令數(shù)據(jù)LD00030002000400050500LD NOTORAND LDOUTAND LDOR NOTL

15、DOR00060007LD 和 AND LD 成對出現(xiàn)：表示 A組 和 B組 串聯(lián)第12章 122例第12章 1220000（5）組或 (OR LD) 指令0500000300010002A組B組00000001指令數(shù)據(jù)LD00010000000200030500ANDLDAND NOTOR LDOUT指令數(shù)據(jù)LD00010000000200030500LD NOTAND NOTOR LDOUTOR LDAND NOTLDAND00040005LD 和 OR LD 成對出現(xiàn)：表示 A組 和 B組 并聯(lián)00030002000400050500例0500 (6) 定時器 ( TIM )指令數(shù)據(jù)LD

16、OUT0000000100 0001 0000AND NOT# 0150TIM00TIMLDTIM00輸入# 150(15s)TIM00050015s定時器輸入定時器輸出 TIM00輸出繼電器 05001. 定時器必須有時間設(shè)定值， 定時單位為 0. 1秒；2. 定時器只有通過接點才能 控制輸出繼電器。第12章 1220504(7) 計數(shù)器 ( CNT )指令數(shù)據(jù)LDOUT0000000110 0001 0000AND NOT# 0003CNTLD0002# 0003 CNT1005041. 計數(shù)器必須有設(shè)定計數(shù)值； 對CP端的上升沿計數(shù), R端 的上升沿對計數(shù)器復(fù)位。2. 計數(shù)器只有通過接點

17、才能 控制輸出繼電器。 0002ResetInputCPRCNT10 LDCNT1000020000CNT100504第12章 1223. 應(yīng)用指令指令數(shù)據(jù)LDOUT00000005ANDIL (02)05040003AND NOT0002(1) 結(jié)束指令 END (FUN 01)(2) 互鎖 IL (FUN 02) 和 清除互鎖 ILC (FUN 03)指令LD0004LDOUT0505LD NOT0006OUT0506ILC (03)輸出線圈定時器計數(shù)器, 鎖存繼電器 OFF保持當前狀態(tài)復(fù)位0504 0006 0002 0000 0004 0003IL(02) 000505050506EN

18、D(01)ILC(03)END (01)第12章 122(3) 保持 KEEP (FUN11) 指令指令數(shù) 據(jù)LDKEEP(11)00010500ANDLD00020003AND0004KEEP 0500 0003 0004 0002 0001輸出繼電器，內(nèi)部輔助繼電器保持繼電器0500-1807HR000-915置位輸入S復(fù)位輸入R鎖存繼電器輸出(0500)SRKEEP 指令的操作對象第12章 122KEEP 指令的應(yīng)用第12章 1220500 0500 0001 0002 0000 a. 利用KEEP指令可實現(xiàn)繼電接觸器控制的自鎖電路。KMSB1SB2KHKM 0000 0001 0002

19、KEEP 0500RS 注意：應(yīng)將原電路中串聯(lián)的常閉接點改為并聯(lián)的常開接點，接在鎖存繼電器復(fù)位輸入端 R。第12章 122 0002 0001KEEP 0500IL(02) 0000ILC(03) 0002 0001KEEP 1000IL(02) 0000ILC(03)0500 1000b. 當KEEP用于 IL和 ILC之間時, 若熱繼電器接點 0002斷開, 而KEEP仍使 0500保持得電狀態(tài), 起不到過載保護作用。 解決方法：將KEEP指令用于內(nèi)部輔助繼電器 1000。若接點 0002斷開, IL前的條件為OFF, 輸出線圈 0500為OFF, 實現(xiàn)了過載保護功能。KEEP 指令的應(yīng)用

20、05001. 上重下輕的原則 0002指令 數(shù) 據(jù)LDOUT00020500LDAND00030500OR LD 00030500指令 數(shù) 據(jù)LDOUT00030500AND OR050000020500 0002 0003050012.3 編程及應(yīng)用舉例（a）（b）第12章 122結(jié)論：可簡化編程 00000500 0003 000100020002 00010003指令數(shù)據(jù)LDOUT00000500LDAND00010002OR0003AND LD0000指令數(shù) 據(jù)LDOUT00010500ANDOR00020003AND00002. 左重右輕的原則0500（a）（b）第12章 122結(jié)論

21、：可簡化編程0501 000005010507KM1KM1SBKM23. PC掃描工作方式的特點（a）第12章 122 當 PC處于運行狀態(tài)時，是按照掃描工作方式，從上到下、從左到右依次進行的。（a） 雖然圖 ( a ) 的繼電接觸控制電路能夠正常工作，但在圖 ( a ) 的 PC 梯形圖中，繼電器0507卻永遠不能接通。0507 000005010501KM2KM1SBKM1（ b）第12章 1220501 000005010507KM1KM1SBKM23. PC掃描工作方式的特點（a）（a）（ b）將電路中并聯(lián)支路對調(diào)，圖 (a)圖 ( b)，當接點0000為ON時，繼電器0507將在一個

22、周期內(nèi)導通。指令數(shù) 據(jù)LDOUT00000507OUTLD05010000AND NOT05010501 0000050105070507 000005010501KM1KM1SBKM2KM2KM1SBKM13. PC掃描工作方式的特點（a）（b）指令數(shù) 據(jù)LDOUT00000501AND NOTOUT05010507LD0000第12章 122（a）（ b）例1：電動機正停反控制程序 (a)0500 0002 0000 0500 0501 00030501 0002 0001 0501 0500 0003第12章 122可采用多種方法編程 (a)參照繼電器接觸控制電路直接編程 KMRSB1S

23、B2KHSB3KMFKMRKMFKMRKMFL1L2例1：電動機正停反控制程序 (a)0500 0002 0000 0500 0501 00030501 0002 0001 0501 0500 0003指 令數(shù) 據(jù)LDOUT000005000003OUTAND NOT00020002LD0501ORAND NOT0501AND NOT05000001ORAND NOTAND NOTAND NOT0500END（01）05010003第12章 122可采用多種方法編程(a)參照繼電接觸控制 電路直接編程 0500 0000 0500 05010501 0001 0501 0500IL(02)IL

24、C(03)指 令數(shù)據(jù)LD NOTILC (03)000200030501AND NOTIL (02)0501 OUT LD0000 OR05010500 LD ORAND NOT OUT0500END (01)00010500AND NOT例1：電動機正停反控制程序 (b)第12章 122(b)采用 IL和 ILC分支程序編程 0002 0003例2：電動機正停反控制程序 (具有停電保持功能）（a）HR000 0002 0000 HR000 0501 00030501 HR001 0002 0001HR001 0500 0003HR001指 令數(shù) 據(jù)LDOUT0000HR0000002OUTA

25、ND NOT00020001LD0500ORAND NOT0501AND NOTHR000HR000AND NOTAND NOTHR001AND NOT05000003END（01）OUT0501LDHR001OUT0003ORLDHR001 HR0000500第12章 122指 令數(shù) 據(jù)LD NOTLD00020003HR001AND NOTIL（02）0500OUT0500AND NOTLD0000OR0501HR000ORAND NOT0001OUTHR000HR000END（01）ILC（03）OUT0501LDHR001HR001LDOUT（b） 0002 0003HR000 0000HR000 0501IL(02)ILC(03)0500 HR0000501 HR001HR001HR001 0500 0001第12章 122例2：電動機正停反控制程序 (具有停電保持功能）QKHFUKM1例3：Y- 起動控制線路W2U1U2V1V2W1KM3KM2Y第12章 122KM2SB2SB1KHKM1KM1KTKTKTKM3KM1KM3KM2KM2例3：用PC實現(xiàn)Y- 起動控制SB2SB1KHKM1KM2KM1KTKTKTKM3KM1KM3KM