Twido可編程控制器(詳細(xì)介紹)[1] 2.ppt

1、可編程控制器原理與應(yīng)用,實驗部分,許少倫,主要內(nèi)容,1.1 PLC簡介,傳統(tǒng)的繼電接觸控制具有結(jié)構(gòu)簡單、易于掌握、價格便宜等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。但這類控制裝置體積大，耗電較多，功能少，特別是靠硬件連接構(gòu)成系統(tǒng)，接線復(fù)雜，通用性和靈活性差。 PLC是一種新型的電氣控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電控制技術(shù)和計算機控制技術(shù)融為一體，進(jìn)入80年代，隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，它具有數(shù)據(jù)運算、傳送與處理功能和可以進(jìn)行模擬量控制、位置控制，特別是遠(yuǎn)程通訊功能的實現(xiàn)，易于實現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過程的自動控制。,1.2

2、 PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu),1.3 PLC各部分作用,PLC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式，這個過程可分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段，整個過程掃描并執(zhí)行一次所需的時間稱為掃描周期。 1. 主機 主機部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。 CPU是PLC的核心，一切邏輯運算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我們常說的電腦芯片。 內(nèi)部存儲器有兩類：一類是系統(tǒng)程序存儲器，另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。 系統(tǒng)程序存儲器：主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。 用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器：主要存放

3、用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。 2. 輸入/輸出（I/O）接口 輸入接口用于接收輸入設(shè)備（如：按鈕、行程開關(guān)、傳感器等）的控制信號。 輸出接口用于將經(jīng)主機處理過的結(jié)果通過輸出電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如:接觸器、電磁閥、指示燈等）。,1.3 PLC各部分作用,3. 電源 電源指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配備的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。 4. 編程器 編程器是PLC很重要的外部設(shè)備，它主要由鍵盤、顯示器組成。編程器分簡易型和智能型兩類。小型PLC常用簡易編程器，大、中型PLC多用智能編程器。編程器的作用是編制用戶程序并送入PLC程序存儲器。利用編程器可檢查、修改、調(diào)試用戶程

4、序和在線監(jiān)視PLC工作狀況?，F(xiàn)在許多PLC采用和計算機聯(lián)接，并利用專用的工具軟件進(jìn)行編程和監(jiān)控。,1.4 PLC的工作原理,PLC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式，這個過程可分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段，整個過程掃描并執(zhí)行一次所需的時間稱為掃描周期。 1、輸入采樣階段 PLC在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的通/斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將此狀態(tài)存入輸入狀態(tài)寄存器，即輸入刷新。接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入。 2、程序執(zhí)行階段 PLC在執(zhí)行階段，按先左后右，先上后下的

5、步序，執(zhí)行程序指令。其過程如下：從輸入狀態(tài)寄存器和其它元件狀態(tài)寄存器中讀出有關(guān)元件的通/斷狀態(tài)，并根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運算，運算結(jié)果再存入有關(guān)的狀態(tài)寄存器中。 3. 輸出刷新階段 在所有指令執(zhí)行完畢后，將各物理繼電器對應(yīng)的輸出狀態(tài)寄存器的通/斷狀態(tài)，在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出寄存器，去控制各物理繼電器的通/斷，這才是PLC的實際輸出。 由PLC的工作過程可見， 在PLC的程序執(zhí)行階段，即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會立即改變，要等到下一個周期輸入處理階段才能改變。暫存在輸出狀態(tài)寄存器中的輸出信號，等到一個循環(huán)周期結(jié)束，CPU集中將這些輸出信號全部輸出給輸出鎖存器，這才成為實際的CP

6、U輸出。因此全部輸入、輸出狀態(tài)的改變就需要一個掃描周期，換言之，輸入、輸出的狀態(tài)保持一個掃描周期。,1.5 TWDLCAE40DRF,本設(shè)備為一體型40 I/O 控制器，主要配置如下： 具有24個數(shù)字量輸入（24VDC），14個繼電器（2A）和2個晶體管（1A）輸出 具有2 個模擬電位器輸入 具有1 個集成的串行口 具有一個支持附加串行口的插槽 內(nèi)置 RTC 具有一個用戶可更換電池的電池盒 最多連接7 個擴展I/O 模塊 最多連接2個AS-Interface V2總線接口模塊 可連接1個CANopen現(xiàn)場總線接口模塊 連接一個可選內(nèi)存插卡(32 KB或64 KB) 可連接一個可選的操作器顯示模

7、塊,本實驗采用Twido PLC，型號為TWDLCAE40DRF，采用電源：24VDC，100240 VAC，通訊協(xié)議：Modbus，CANopen，Ethernet （兩種40點一體型本體內(nèi)置） 。,2. TwidoSoft,TwidoSoft 是一個為Twido 可編程控制器建立、配置和維護 應(yīng)用程序的圖形化開發(fā)環(huán)境。TwidoSoft 是一款32 位的基 于Windows 的程序，可在操作系統(tǒng)是Microsoft Windows 98 第二版和Microsoft Windows 2000 Professional 的個人計 算機運行。TwidoSoft 1.13 或更高版本也可以在Mic

8、rosoft Windows XP 上運行。,本實驗所使用的軟件版本是TwidoSoft V3.2。,2.1 主窗口,TwidoSoft 主窗口為菜單和命令、窗口和工具欄以及應(yīng)用程序的查看提供了輕松的訪問方法。,2.2 應(yīng)用程序瀏覽器,2.3 狀態(tài)條,2.4 首選項,2.5 梯形圖瀏覽器窗口,梯形圖編輯器窗口,指令表梯級編輯器窗口,指令表梯級編輯器是一個可以從梯形圖瀏覽器中打開的二級程序編輯器 ，用于編輯無法轉(zhuǎn)化為梯形圖語言的梯級。,此對話框包含兩個部分： *上部分區(qū)域包含了不能轉(zhuǎn) 化為梯形圖語言的指令表程 序段。 *下部分區(qū)域包含了程序錯 誤和可逆性警告。,指令表編輯器,此指令表編輯器是一個

9、簡單的創(chuàng)建和修改指令列表程序的行編輯器。,配置編輯器,使用配置編輯器對軟件資源和一些硬件資源(見配置編輯器工具欄以確定哪些資源能被配置)進(jìn)行瀏覽和配置。,變量符號編輯器,使用變量符號編輯器創(chuàng)建和管理程序中使用的變量符號。變量符號編輯器在在線和離線模式都可以被使用，但在監(jiān)測模式下不可用。變量符號表包含符號，注釋和地址欄，以電子表格的形式進(jìn)行組織，每行定義一個變量符號。,對象瀏覽器,此對象瀏覽器對話框是在使用變量符號編輯器時用來插入或編輯變量符號。,程序錯誤、交叉引用瀏覽器,此程序錯誤瀏覽器窗口在 分析程序時顯示程序錯誤 和警告，分析程序可以通 過選擇主菜單的程序分 析程序?qū)崿F(xiàn)從主菜單。,此交叉引

10、用瀏覽器顯示操 作數(shù)，變量符號，行或梯 級數(shù)和操作符列表。在應(yīng) 用程序的修改和調(diào)試中便 于找到相應(yīng)的項。,動態(tài)數(shù)據(jù)表編輯器,使用動態(tài)數(shù)據(jù)表編輯器查看變量值，當(dāng) PC 連接到處于運行或停止?fàn)顟B(tài)的控 制器時。 動態(tài)數(shù)據(jù)表用于在線調(diào)試和調(diào)整程序。 程序運行時， 查看變量的 變化以比較實際值和期望值。,存儲器編輯器：顯示頁,利用存儲器編輯器可瀏覽和最優(yōu)化 PLC 的存儲器資源。 它分為兩個頁面：顯示頁，編輯頁,此查看頁包 括所有和 PLC 存儲器 使用相關(guān)的 信息。,存儲器編輯器：編輯頁,編輯頁列出了應(yīng)用程序使用 和可用的數(shù)據(jù)對象的列表。所有經(jīng)配置和使用的數(shù)據(jù)對 象都占用存儲空間。因此，配置 應(yīng)用程序

11、實際需要的數(shù)據(jù)對象的 數(shù)量就有可能使 PLC 的存儲器需 求最優(yōu)化。,主要概念,應(yīng)用程序瀏覽器 使用應(yīng)用程序瀏覽器查看、配置、編制和維護應(yīng)用程序。同樣的命令也可以方便地從菜單中獲得?？捎脠D形化的方式來配置控制器，擴展I/O 和選件。 存儲器分配 通過狀態(tài)欄中的存儲器使用狀態(tài)（在存儲器編輯器中也可見）來查看程序已使用存儲器的百分比。當(dāng)可用存儲器低到一定程度時，會發(fā)出警告 在線和離線操作 離線操作中， TwidoSoft 未與控制器相連，所以只能改變PC 存儲器中的應(yīng)用程序。使用離線操作來創(chuàng)建和配置應(yīng)用程序。在線操作中，TwidoSoft 直接與控制器相連，所以能改變控制器存儲器中的應(yīng)用程序。使用

12、在線操作來運行控制器和調(diào)試修改應(yīng)用程序。 應(yīng)用程序保護 應(yīng)用程序可以被保護，以防止未授權(quán)的查看，修改和復(fù)制。,工作模式,TwidoSoft 操作可以是在線或離線，這取決于 PC 和控制器的連接情況。 1、在線操作時， PC 連接到控制器上。 2、離線操作時， PC 和控制器斷開。 使用離線操作開發(fā)應(yīng)用程序。 PC 和控制器斷開。只對 PC 存儲器中的應(yīng)用程序作出修改。修改后，應(yīng)用程序必須從 PC 存儲器傳輸?shù)娇刂破鞔鎯ζ鞑⒃诳刂破魃线\行 。 使用在線模式調(diào)試和修改應(yīng)用程序。PC 與控制器相連。 PC 存儲器中的應(yīng)用程序等同于控制器存儲器中的應(yīng)用程序。修改會直接傳到控制器的存儲器中。,工作狀態(tài),

13、工作狀態(tài)指示 TwidoSoft 的離線或在線狀態(tài)，并指定允許的操作。 有四種工作狀態(tài)： 1、初始2、離線3、在線4、監(jiān)測當(dāng)前的工作狀態(tài)顯示在狀態(tài)欄的最右端。,連接PC到Twido控制器,連接PC 到Twido 控制器需要通訊電纜。可以用以下任意一種方式來連接： 1、使用特殊的多功能電纜將PC 的COM 或USB 串行口與控制器的端口1 相連： *TSX PCX 1031 (2.5m) 電纜實現(xiàn)在RS-485 和RS-232 間的信號轉(zhuǎn)換， *TSX PCX 3030 (2.5m) 電纜實現(xiàn)在RS-485 和USB 間的信號轉(zhuǎn)換。 2、使用電話線連接兩個調(diào)制解調(diào)器，一個調(diào)制解調(diào)器接到控制器的端

14、口1，另一個接到PC 的COM 串口( 或是內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器)。 3、如果使用支持以太網(wǎng)的模塊( 比如TWDLCAE40DRF)，你可以用SFTP Cat5 RJ45以太網(wǎng)電纜把PC 和控制器RJ-45 連接到集線器或交換機上(hub/switch)。 所有Twido 控制器的端口1 都是內(nèi)置的RS-485 端口，必須使用此端口與 TwidoSoft 編程軟件進(jìn)行通訊。當(dāng)把通訊電纜連至端口1 時，自動進(jìn)入與TwidoSoft 通訊需要的通訊協(xié)議的工作模式。 TSX PCX 1031 和TSX PCX 3030 編程電纜配有四位旋轉(zhuǎn)開關(guān)以用于不同模式。 將開關(guān)置于位置2 即為TwidoSoft 軟

15、件編程模式。,TSX PCX 1031 或TSX PCX 3030 通訊電纜,電話線連接,通過以太網(wǎng)連接,編程和配置,TwidoSoft可使用梯形圖、列表和Grafcet編程語言對Twido可編程控制器進(jìn) 行編程。 你可以選擇指令表或梯形圖方法來編程，選擇哪一種方法是個人喜好問題，并不影響應(yīng)用程序的結(jié)果。 1、梯形圖語言同時包含圖形和文本。 2、指令表語言是一種基于文本的指令集。 無論使用指令表語言還是梯形圖語言，依照邏輯順序編寫程序以便控制機器或進(jìn)程?？梢宰詣愚D(zhuǎn)換或逆轉(zhuǎn)梯形圖指令成為指令表指令。如果程序結(jié)構(gòu)和指令與轉(zhuǎn)換規(guī)則吻合，也可將指令表指令轉(zhuǎn)換為梯形圖指令。無論使用哪種語言，都可以對程序

16、作注釋。,梯形圖語言,由梯形圖語言編寫的程序包含相連的圖形元件組成的網(wǎng)絡(luò)，這些元件組織成 為梯級并由控制器順序執(zhí)行。梯形圖是梯形圖程序的圖形化表示，類似于繼電器 邏輯圖。每個梯級包含一個相連的圖形化元件網(wǎng)絡(luò)，組織在以左右兩條母線欄開始和 結(jié)束的可編程網(wǎng)格中。 圖形化元件代表：1、控制器輸入和輸出，如傳感器，按鈕，和繼電器。2、算術(shù)，邏輯，比較和數(shù)字操作。3、預(yù)定義系統(tǒng)功能，如定時器和計數(shù)器。4、控制器內(nèi)部變量，如位和字。 每個梯級包含： 1、梯級頭表示梯級的目的。2、編程網(wǎng)格單元最多包含七行十一列。每個單元一行高一行寬。圖形元件插入到由水平和垂直連接線構(gòu)成的網(wǎng)格中。,編程網(wǎng)格,梯形圖編程網(wǎng)格分

17、為兩個區(qū)： 1、測試區(qū)包括動作發(fā)生所必須具備的條件。包括列 1-10，由觸點，功能模塊，和比較模塊組成。 2、動作區(qū)包括測試區(qū)相關(guān)測試條件所引起的輸出或操作。由列 9-11 組成并包括線圈和操作模塊。,梯形圖圖形單元,觸點圖形單元用于測試區(qū)編程且占據(jù)一個單元（一行一列）。,圖形連接單元用于連接測試和動作圖形單元。,梯形圖圖形單元,線圈單元用于動作區(qū)編程且占據(jù)一個單元（一行一列）。,梯形圖圖形單元,功能模塊的圖形單元在測試區(qū)被調(diào)用，需要四行兩列單元（除了超高速計數(shù)器需要五行兩列）。,比較模塊在測試區(qū)被調(diào)用，操作模塊在動作區(qū)被調(diào)用。,梯形圖編程原則,1、PLC編程元件的觸點在編程過程中可以無限次使

18、用，每個繼電器的線圈在梯形圖中可以有多重涉及，但只有最后的結(jié)果才能更新硬件的輸出。 2、梯形圖的每一邏輯行皆起始于左母線，終止于右母線。線圈總是處于最右邊，且不能直接與左邊母線相連。,3、編制梯形圖時，應(yīng)盡量做到“上重下輕、左重右輕”。 4、兩個或兩個以上的線圈可以并聯(lián)，但不可以串聯(lián)。 5、同一梯級頭中只能有一個操作模塊，但可以并聯(lián)多個線圈。,指令表語言,以指令表語言編寫的程序，包含一系列由控制器順序執(zhí)行的指令。 每個指令表指令由一個單一程序行表示，并包含三個部分： 1、行號-在用戶輸入指令時自動生成?？瞻仔信c注釋行沒有行號。 2、指令代碼-是操作符的符號，確定使用操作數(shù)執(zhí)行的操作。典型的操作

19、符識別布爾和數(shù)字操作。 指令主要有兩種類型：測試指令這些指令測試或設(shè)置執(zhí)行某一動作的必要條件。例如， LOAD (LD) 和 AND。動作指令這些指令在設(shè)置好條件的基礎(chǔ)上執(zhí)行動作。例如，賦值指令如 STORE (ST) 和RESET (R)。 3、操作數(shù) ( 一個或多個 ),是程序可在指令中處理的數(shù)字，地址，或表示值的符號。 一條指令根據(jù)指令代碼的類型可以包含零到三個操作數(shù)。操作數(shù)表示以下項：,控制器輸入和輸出，如傳感器，按鈕，和繼電器。 預(yù)定義的系統(tǒng)功能，如定時器和計數(shù)器。 算術(shù)，邏輯，比較和數(shù)字操作?？刂破鲀?nèi)部變量，如位和字。,基本指令,1、布爾指令 布爾指令可與梯形圖語言元素相比較。這些

20、指令歸納如下表所示：,基本指令,用于布爾指令的允許操作數(shù)類型：,基本指令,2、程序指令 END指令 定義一個程序掃描執(zhí)行的結(jié)束?？梢栽O(shè)置在觸點閉合時，則程序結(jié)束。,跳轉(zhuǎn)指令 使程序執(zhí)行立即中斷并轉(zhuǎn)入執(zhí)行標(biāo)號為%Li（i = 1-16）的程序行。,有條件END指令示例,無條件END指令示例,基本指令,雙擊想要跳轉(zhuǎn)到的梯級頭；在梯級注釋區(qū)內(nèi)，選取“編號%Li(L):”，在 “標(biāo)號/子程序/步進(jìn)編號”中設(shè)置數(shù)字1-16；最后單擊“確定”。,注意： 1.跳轉(zhuǎn)指令不允許用于圓括號內(nèi)，且不能位于指令A(yù)ND, OR和右括號指令)之間。 2.標(biāo)號只能位于指令LD, LDN, LDR, LDF 或 BLK之前。

21、 3.標(biāo)號%Li的編號在程序中只能被定義一次。 4.程序可以向下或向上跳轉(zhuǎn)，當(dāng)向上跳轉(zhuǎn)時，必須注意程序掃描時間。 5.延長掃描時間可能導(dǎo)致看門狗的觸發(fā)。,基本指令,3、子程序指令 子程序由三部分組成： SRn 指令調(diào)用標(biāo)號為SRn的子程序。,子程序用標(biāo)號SRn:表示，n=0到63對于其它控制器。,RET 指令位于子程序的最后，返回到主程序。,注意： 1.一個子程序不能調(diào) 用另一個子程序。 2.子程序指令不允許 用于圓括號內(nèi)，且不 能位于指令A(yù)ND(, OR (和右括號指令“)“ 之間。 3.標(biāo)號只能位于指令 LD 或 BLK之前，用于 標(biāo)識一個布爾等式 （或梯級）的開始。 4.賦值指令不能跟隨

22、 在子程序調(diào)用之后。 這是因為子程序可能 改變布爾運算累加器 的內(nèi)容。這樣返回 時，它的值可能與調(diào) 用前不同。,基本功能模塊,1、定時器功能模塊 在PLC內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計時間達(dá)到設(shè)定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms, 10ms, 100ms, 1s, 1min。可以用用戶程序存儲器那的常數(shù)作為預(yù)置值。 定時器功能模塊使用圖例：,基本功能模塊,定時器具有如下參數(shù)：,注意：預(yù)置值越大，定時器的精度越高。,基本功能模塊,TOF類型定時器操作時序圖：,TON類型定時器操作時序圖 ：,TP類型定時器操作時序圖：,基本功能模塊,1、加/減計數(shù)器功能模塊 計數(shù)器功能模塊使用圖例：,基本功能模塊,計數(shù)器功能模塊具有如下參數(shù)：,基本功能模塊,加/減計數(shù)器操作的主要過程：,注：控制器停止后熱啟動對計數(shù)器的當(dāng)前值（Ci.V）沒有影響。,基本功能模塊,2、移位寄存器功能模塊： 通過輸入或指令可將寄存器中的位左移或右移，且熱啟動后，寄存器內(nèi)的字仍保留。,移位操作前后的位形式如圖：,基本功能模塊,移位寄存器功能模塊具有下列參數(shù)：,基本功能模塊,3、步進(jìn)計數(shù)器功能模塊： 步進(jìn)計數(shù)器功能模塊(%SCi)提供了一系列的步，這些步可賦值給動作。從一個步移動到另一個步取決于外部或內(nèi)部事件。每當(dāng)一個步處于激活狀態(tài)時，相關(guān)位被置為1。步進(jìn)計數(shù)器在一個時刻只能有一個步被激活。,步進(jìn)