機(jī)電傳動控制之可編程序控制器

1第一章概論（0.5h）第二章機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)（1.5h）第三章直流電機(jī)（4h）第四章交流電機(jī)（6h）第五章控制電機(jī)（4h+2h）第六章繼電器－接觸器控制（6h+2h）第七章可編程序控制器（14h+8h）《機(jī)電傳動控制》目錄（48h）2CH7可編程序控制器7.1結(jié)構(gòu)和原理

7.2功能和特點(diǎn)

7.3編程元件

7.4軟件技術(shù)

7.5應(yīng)用

7.6功能順序圖SFC3PLC

是一種以微處理器為核心的工業(yè)控制用計算機(jī)。它把算邏運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)等控制功能，以一系列指令形式存儲在存儲器中，然后根據(jù)存儲的程序，通過數(shù)字或模擬量輸入輸出部件對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。PLC、機(jī)器人、CAD/CAM并稱為工業(yè)自動化的三大支柱！ProgrammableLogicController41969年，美國DEC成功應(yīng)用于GM的生產(chǎn)線！

1971年，日本，三菱、歐姆龍。三菱公司代表產(chǎn)品：Q、QnA、AnS、A（模塊型）

FX（單元型）等系列。

1973年，歐洲，德國西門子

代表產(chǎn)品：S7-200（微型）、S7-300（小中型）

S7-400（大、超型）

1974年，我國?，F(xiàn)有約66家，仿三菱的多。PLC的由來5一、結(jié)構(gòu)7.1結(jié)構(gòu)和原理輸入處理程序處理輸出處理按鈕信號開關(guān)信號脈沖信號傳感器信號繼電器線圈接觸器線圈電磁閥線圈制動器線圈離合器線圈模擬量等6二、PLC的結(jié)構(gòu)形式整體式輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)輸入指示燈輸出指示燈狀態(tài)燈7二、PLC的結(jié)構(gòu)形式模塊式單元式8三、I/O接口(輸入處理過程)圖7.4直流開關(guān)量的輸入電路（約10ms）01…………X10斷/無0通/有19三、I/O接口(輸出處理過程)1/0通/斷R10三、I/O接口T11

12四、PLC的工作原理

PLC的基本工作原理是以掃描工作周期方式運(yùn)行的，每次掃描工作周期后信號由鎖存器并行輸出去驅(qū)動輸出繼電器，使輸出端子上的信號變?yōu)楸敬喂ぷ髦芷谶\(yùn)行結(jié)果的實(shí)際輸出。自診斷通訊服務(wù)執(zhí)行用戶程序

輸出處理（幾ms）輸入采樣（幾ms）stoprun掃描周期137.2PLC的主要功能和特點(diǎn)一、功能邏輯控制定時/計數(shù)數(shù)控A/D、D/A轉(zhuǎn)換通信與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理二、特點(diǎn)1、簡單靈活、通用性好2、操作方便3、完善的監(jiān)視和診斷功能4、抗干擾能力強(qiáng)5、性/價比高14工作方式：串行工作與并行工作控制方式：程序控制與布線控制三、PLC與繼電器控制的主要區(qū)別157.3PLC的編程元件FX2NFX系列PLC型號的含義FX

—特殊品種的區(qū)別輸出形式R，T，S單元類型M，E，EX，EYI/O總點(diǎn)數(shù)14~256系列序號0，1S，0N，1N，2，2C，1S，2N，2NC16FX2N系列17種（AC電源，DC輸入）的基本單元M

177.3PLC的編程元件(以FX2N-48MR為例）一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及編程元件

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十進(jìn)制（字?jǐn)?shù)據(jù)）—K，M，T，C，S的編號二進(jìn)制（位數(shù)據(jù)）—PLC內(nèi)部的存放形式

八進(jìn)制—X、Y的編號十六進(jìn)制H—指令中的操作數(shù)

BCD碼—4位二進(jìn)制表示的十進(jìn)制數(shù)常數(shù)K、H

編程元件

對應(yīng)輸入輸出端子、內(nèi)部的每一個存儲單元。

功能不同，地址編號固定。181、輸入繼電器

X2、輸出繼電器Y輸入：接收外部輸入信號，內(nèi)部編程觸點(diǎn)無限（常開、常閉）輸出：用于控制外接負(fù)載，內(nèi)部編程觸點(diǎn)無限！型號FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M擴(kuò)展時輸入X000-X0078點(diǎn)X000-X01716點(diǎn)X000-X02724點(diǎn)X000-X03732點(diǎn)X000-X04740點(diǎn)X000-X07764點(diǎn)X000-X267184點(diǎn)輸出Y000-Y0078點(diǎn)Y000-Y01716點(diǎn)Y000-Y02724點(diǎn)Y000-Y03732點(diǎn)Y000-Y04740點(diǎn)Y000-Y07764點(diǎn)Y000-Y267184點(diǎn)輸入輸出總點(diǎn)數(shù)不得超過256點(diǎn)！19PLC系統(tǒng)作用與功能示意圖公共端公共端…………203、定時器T

通過對某個脈沖（1ms、10ms、100ms）累積個數(shù)來完成定時。

作用相當(dāng)于一個時間繼電器內(nèi)部包括：一個設(shè)定值寄存器（字）——常數(shù)K=1~32767一個當(dāng)前值寄存器（字）21普通定時器

T0~T245100ms定時器T0~T199（200點(diǎn)）定時范圍0.1~3276.7s10ms定時器T200~T245（46點(diǎn)）定時范圍0.01~327.67s22積算定時器

T246~T2551ms定時器T246~T249（4點(diǎn)）定時范圍0.001~32.767s中斷動作100ms定時器T250~T255（6點(diǎn)）定時范圍0.1~3276.7s234、計數(shù)器C可對X、Y、M、S、T的信號進(jìn)行計數(shù)。觸點(diǎn)無限。16位通用增計數(shù)器C0~C99（100點(diǎn)）16位停電保持增計數(shù)器C100~C199（100點(diǎn)）停止計數(shù)

2432位通用增/減雙向計數(shù)器C200~C219（20點(diǎn)）32位停電保持增/減雙向計數(shù)器C220~C234（15點(diǎn)）

對應(yīng)一個特殊輔助繼電器M8200~8234OFF/ON增/減

時序圖25高速計數(shù)器C235~C255（21點(diǎn)）

只能記錄約定的經(jīng)輸入端子送入的外部信號（最高10千赫）。均為32位增/減雙向計數(shù)器。增/減控制由對應(yīng)的M8235~M8255或指定的輸入端子決定。中斷原則運(yùn)行，獨(dú)立于掃描周期。26對指定輸入由OFFON信號計數(shù)X0~X7不能同時用于多個計數(shù)器

27

28

295、輔助繼電器

M

類似中間繼電器，線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)部各軟元件驅(qū)動，但觸點(diǎn)無限，不能驅(qū)動負(fù)載！

通用輔助繼電器M0~M499（500點(diǎn)）停電保持輔助繼電器M500~M1023（524點(diǎn)）可用參數(shù)設(shè)置方法改變其為非停電保持用。兩臺PLC并聯(lián)時，M800~M999保留作點(diǎn)對點(diǎn)通信用。停電保持專用輔助繼電器M1024~M3071（2048點(diǎn)）30

特殊輔助繼電器M8000~M8255（256點(diǎn)）

只能利用其觸點(diǎn)（只讀）

M8000

運(yùn)行（RUN）監(jiān)控

M8002

初始化脈沖

M8012

100ms時鐘脈沖

M8013

1S時鐘脈沖

可驅(qū)動線圈型（讀/寫）

M8033

PLC停止時輸出保持

M8034禁止全部輸出316、數(shù)據(jù)寄存器D每個16位（最高位為符號位）兩個D合并為32位（最高位為符號位）通用D0~D199（200點(diǎn)）—PLC由RUNSTOP時全部數(shù)據(jù)清零。停電保持D200~D511（312點(diǎn)）兩臺PLC點(diǎn)對點(diǎn)通信時用D490~D509（20點(diǎn)）。特殊D8000~D8255（256點(diǎn)）監(jiān)控PLC中各種元件的運(yùn)行方式。文件寄存器D1000~D2999（2000點(diǎn)）用于存儲大量的數(shù)據(jù)。如數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計計算數(shù)據(jù)等。327、指針P/I

分支指令用指針P0~P63（64點(diǎn)）配合應(yīng)用指令FNC00（CJ）、FNC01（CALL）、FNC06（FEND）、FNC02（SRET）及END。CJP0…X20標(biāo)號P0轉(zhuǎn)移指令CALLP1…X21標(biāo)號P1調(diào)用指令子程序FEND…SRETX33Y0P63END標(biāo)號P6333

中斷用指針I(yè)0~I8（15點(diǎn)）輸入中斷

I00~I50（6點(diǎn)）0：下降沿中斷1：上升沿中斷0~5：X0~X5的輸入信號有效時中斷，不受掃描周期的影響，執(zhí)行該指針為標(biāo)號后面的中斷子程序（如I001），并依IRET返回。34定時器中斷

I6~I8（3點(diǎn)）10~99ms定時器中斷號6~8計數(shù)器中斷

I010~I060（6點(diǎn)）依PLC內(nèi)部高速計數(shù)器的比較結(jié)果，執(zhí)行中斷子程序。利于高速計數(shù)器優(yōu)先處理。注意：中斷指針必須編在FEND指令的后面作為標(biāo)號；中斷點(diǎn)數(shù)不能多于9點(diǎn)，嵌套不多于2級，指針百位不能復(fù)用，中斷用的輸入端子不能用于高速處理。358、狀態(tài)元件

S

重點(diǎn)用在順控程序中，與步進(jìn)順控指令STL組合使用。四種類型：初始狀態(tài)S0~S9（10點(diǎn)）回零S10~S19（10點(diǎn)）通用S20~S499（480點(diǎn)）保持S500~S899（400點(diǎn)）報警S900~S999（100點(diǎn)）36步進(jìn)順控系統(tǒng)示例S2S20S21S22初始狀態(tài)Y0下降Y1夾緊Y2上升啟動X0下限X1夾緊X2上限X3

啟動信號X0一接通，S20就置位（ON），同時下降電磁閥Y0動作……

隨著狀態(tài)動作的轉(zhuǎn)移，原來的狀態(tài)自動復(fù)位！狀態(tài)流程圖377.4PLC的軟件技術(shù)一、編程方法1、梯形圖—類似繼電器電路2、語句表—匯編語言3、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖—順序功能圖SFC

（SequentialFunctionChart）38梯形圖自上而下、從左到右39

指令格式：操作碼操作數(shù)如：LDX2二、

基本指令基本指令：27條，0.08μs/程序步步進(jìn)順控指令：2條功能指令：14類，246條（FX2N128條）

1.52~幾百μs/指令40二、

基本指令1、輸入、輸出指令LD/LDI/OUT41422、觸點(diǎn)串聯(lián)指令（AND/ANI）43443、觸點(diǎn)并聯(lián)指令（OR/ORI）454、塊或指令（ORB）465、塊與指令（ANB）476、置位與復(fù)位指令（SET/RST）置1/復(fù)位并保持48RST指令在計數(shù)器中的應(yīng)用497、主控指令（MC/MCR）508、棧指令（MPS/MRD/MPP）519、脈沖指令（LDP/LDF、ANDP/ANDF、ORP/ORF）525310、程序結(jié)束

END輸出處理程序回第0步便于調(diào)試547.4.3常用編程技巧1、程序的合理性√55√

562、程序的正確性√

57√

√

583、定時器的使用1s1s1.9s59用定時器產(chǎn)生周期脈沖信號60開關(guān)量的控制閉環(huán)過程控制-

PID功能組合機(jī)床、生產(chǎn)線、高爐上下料、自動電梯等。數(shù)字控制–

PLC(獨(dú)立編程)CNC工業(yè)機(jī)器人

–自動化生產(chǎn)線多級控制系統(tǒng)

–FA——FMC、FMS、CIMS7.5PLC的應(yīng)用617.5.1PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)步驟627.5.1

PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)步驟1、畫工藝流程圖

詳細(xì)分析控制過程與要求確定被控對象必須要完成的動作和順序歸納出工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖2、動作順序（節(jié)拍）表

工藝過程與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系設(shè)計電控系統(tǒng)的依據(jù)63643、PLC選擇

I/O點(diǎn)數(shù)：8、16、32、64等，留