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《PLC應(yīng)用技術(shù)》湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院精品課主講黃中玉電機(jī)的啟停控制

項(xiàng)目一——PLC工作原理、輸入輸出元件及基本指令控制要求

按下起動(dòng)按鈕，電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，按下停止按鈕，電機(jī)停止。繼電器控制的原理圖如圖所示。PLC控制項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程（一）正確選擇輸入輸出設(shè)備

一個(gè)控制信號(hào)就是一個(gè)輸入設(shè)備，一個(gè)執(zhí)行元件就是一個(gè)輸出設(shè)備?！驹囋嚳础浚哼x擇本項(xiàng)目的輸入輸出設(shè)備輸入設(shè)備：起動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2；電機(jī)過熱保護(hù)信號(hào)FR觸點(diǎn)輸出設(shè)備：接觸器KM知識(shí)準(zhǔn)備1：PLC編程元件概述軟元件(軟繼電器)概念是PLC內(nèi)部各種不同功能的編程元件。不是真實(shí)的物理器件，是由電子電路和存儲(chǔ)器組成的虛擬器件。不同廠家不同型號(hào)的PLC，編程元件的數(shù)量和種類有所不同。3.每個(gè)軟元件都有無數(shù)對(duì)常開常閉觸點(diǎn)，供編程使用。4.圖形符號(hào)和文字符號(hào)與傳統(tǒng)符號(hào)不同用于接收PLC外界的輸入信號(hào)。不能用程序驅(qū)動(dòng)，只能由輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)。地址編號(hào)：如：I0.0、I0.7、I1.0等輸入繼電器(I+字節(jié)地址

+位地址)供PLC將內(nèi)部運(yùn)算結(jié)果傳送給外部負(fù)載。只能用程序驅(qū)動(dòng)。地址編號(hào)：如Q0.0、Q0.7、Q1.0等

輸出繼電器

(Q

+字節(jié)地址

+位地址)（二）分配I/O地址一個(gè)輸入設(shè)備原則上占用一個(gè)輸入點(diǎn)，一個(gè)輸出設(shè)備原則上占用一個(gè)輸出點(diǎn)。為了節(jié)省成本，應(yīng)盡量少占I/O點(diǎn)，有時(shí)也將FR常閉觸點(diǎn)串接在其它常閉輸入或負(fù)載輸出回路中?！驹囋嚳础浚悍峙漤?xiàng)目的I/O地址停止按鈕SB1------I0.0；啟動(dòng)按鈕SB2-----I0.1；FR觸點(diǎn)--------------I0.2；接觸器KM----------Q0.0；（三）畫出輸入輸出接線圖將選擇的輸入輸出設(shè)備和分配好的I/O地址一一對(duì)應(yīng)連接。知識(shí)準(zhǔn)備2:PLC的編程語言1.梯形圖圖形語言，形象直觀，易于理解。由若干梯級(jí)組成，自上而下，從左到右排列每個(gè)梯級(jí)起于左母線，經(jīng)若干觸點(diǎn)－目標(biāo)線圈，止于右母線。2.指令表

指令助記符編程，類似計(jì)算機(jī)匯編語言。書寫形式：步序號(hào)指令助記符操作元件號(hào)指令表程序0LDI0.11OQ0.02ANI0.03=Q0.0另外還有狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、邏輯功能圖和高級(jí)語言等，我們要重點(diǎn)掌握梯形圖程序和指令表程序。（四）編制電機(jī)全壓起動(dòng)的梯形圖程序根據(jù)繼電器控制原理，畫出電機(jī)全壓起?？刂频奶菪螆D程序。知識(shí)準(zhǔn)備3：S7-200PLC基本指令1.LD/LDN取/取反指令功能：取單個(gè)常開/常閉觸點(diǎn)與母線（左母線、分支母線等）相連接，用于梯形行或電路塊的第一個(gè)觸點(diǎn)。2.=驅(qū)動(dòng)線圈（輸出）指令功能：驅(qū)動(dòng)線圈。指令表：0LDI0.1與母線相連1=Q0.3驅(qū)動(dòng)指令2LDNI0.7與母線相連3=Q2.0驅(qū)動(dòng)指令3.A/AN與/與反指令

功能：串聯(lián)單個(gè)常開/常閉觸點(diǎn)4.O/ON或/或反指令

功能：并聯(lián)單個(gè)常開/常閉觸點(diǎn)指令表0LDI0.43ANI0.11ONI0.54AI0.22OI0.65=Q0.3試試看將電機(jī)啟動(dòng)的梯形圖程序轉(zhuǎn)換成指令表程序0LDI0.10LDI0.11OQ0.02ANI0.03ANI0.24=Q0.0起?？刂浦噶畋沓绦蛞唬ㄎ澹╇姍C(jī)全壓起?？刂频某绦蛘{(diào)試按照輸入輸出接線圖接好各信號(hào)線，輸入程序并運(yùn)行，觀察結(jié)果?！驹囋嚥⒂懻摗?/p>

若將停止按鈕在PLC外部接常閉觸點(diǎn)，再運(yùn)行上面的程序，會(huì)有什么現(xiàn)象？為什么？PLC外部的輸入觸點(diǎn)可以接常開觸點(diǎn)，也可以接常閉觸點(diǎn)。接常閉觸點(diǎn)時(shí)梯形圖中的觸點(diǎn)狀態(tài)與繼電器控制圖中的狀態(tài)相反教學(xué)中PLC的輸入觸點(diǎn)常使用常開觸點(diǎn)，便于進(jìn)行原理分析；但在實(shí)際控制中，停止按鈕和設(shè)備的熱繼電器要使用常閉觸點(diǎn)，以提高安全保障。常閉觸點(diǎn)的輸入信號(hào)處理注意可編程控制器的

工作原理

知

識(shí)

補(bǔ)

充PLC的工作方式循環(huán)掃描方式：PLC的工作過程程序處理階段內(nèi)部處理階段通信服務(wù)階段輸入采樣階段集中輸出階段：PLC的操作模式運(yùn)行模式停止模式：PLC的工作原理1.PLC的運(yùn)行模式PLC的運(yùn)行模式運(yùn)行模式停止模式

(1)內(nèi)部處理階段：在此階段，PLC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器，以及完成一些其它內(nèi)部工作。

(2)通信服務(wù)階段在此階段，PLC與一些智能模塊通信、響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等，當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)容處理和通信操作等內(nèi)容。2．PLC的工作過程也叫輸入采樣階段。在此階段CPU順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映象寄存器。

(4)程序處理階段按從上到下，從左到右的順序，對(duì)梯形圖程序進(jìn)行逐句掃描并根據(jù)輸入映像寄存器中的結(jié)果進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)映像寄存器中。(3)輸入采樣階段

程序處理完畢后，將所有輸出映象寄存器中的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。(5)集中輸出階段

PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，CPU除了內(nèi)部處理和通信服務(wù)外，還循環(huán)完成輸入采樣、程序處理、集中輸出三個(gè)階段的工作，每完成一次循環(huán)所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。

采用循環(huán)掃描方式（也稱串行工作方式）

掃描周期的長(zhǎng)短與CPU的運(yùn)算速度有關(guān)，與I/O點(diǎn)的情況有關(guān)，與用戶程序的長(zhǎng)短及編程情況等均有關(guān)。通常用PLC執(zhí)行1K指令所需時(shí)間來說明其掃描速度(一般1~10ms/K)。3.PLC的工作方式集中采樣、集中輸出、周期性循環(huán)掃描（串行工作）

4．PLC的工作特點(diǎn)

由于PLC執(zhí)行程序是從上到下逐行掃描（串行工作），這與繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別。避免了觸點(diǎn)的臨界競(jìng)爭(zhēng)，減少繁瑣的聯(lián)鎖電路。程序執(zhí)行結(jié)果與梯形圖順序有關(guān)。輸出滯后

從PLC的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化至它所控制的外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)間間隔。一般為幾十—100ms.引起輸出滯后的因素：輸入模塊的濾波時(shí)間、輸出模塊的滯后時(shí)間、掃描方式引起的滯后

由于PLC是集中采樣，在程序處理階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內(nèi)容也不會(huì)變化，要到下一周期的輸入采樣階段才會(huì)改變。注意二、S7-200系列PLC1

CPU模塊CPU221/222/224/226集成I/O點(diǎn)：10/14/24/40點(diǎn)；程序空間4096～24576B。最大DI/DO256/256點(diǎn)；最大AI/AO35/32點(diǎn)；最多7個(gè)擴(kuò)展模塊定時(shí)器/計(jì)數(shù)器256/256點(diǎn)；高速計(jì)數(shù)器4/6點(diǎn)30kHz，2點(diǎn)20kHz高速輸出；模擬電位器1/2個(gè)，實(shí)時(shí)鐘，1/2個(gè)RS-485接口；4點(diǎn)輸入中斷，2個(gè)定時(shí)中斷(1～255ms)。CPU224XP：2AI、1AO，2通信口，高速輸入200kHz、高速輸出100kHz。PPI、MPI、自由通信口協(xié)議和PROFIBUS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議；使用STEP7-Micro/WIN編程軟件。2數(shù)字量擴(kuò)展模塊

數(shù)字量I/O：8DI、16DI、4DO、8DO、4/4、8/8、16/16、32/32DI/DO。輸入有24VDC和230VAC兩種，輸出有24VDC和繼電器型。3S7-200的外部接線1