控制仪表及装置第05章分解.ppt

* * 控制仪表及装置 第五章 可编程控制器 可编程控制器 第一节 概述 第二节 FX系列可编程控制器 第三节 S7系列可编程控制器 概 述 – 可编程控制器(Programmable Logic Controller)  是在工业自动化系统中广泛使用的通用数字式 控制装置，简称PLC。– 按照 IEC的定义，该装置专为在工业环境下应 用而设计，它将逻辑运算、顺序控制、算术运 算、定时、计数等功能存储在可编程存储器中， 通过数字量或模拟量的输入和输出，控制各种 设备和生产过程。 PLC的特点– 可靠性高、抗干扰能力强 能适应恶劣工业环 境，无故障时间达到数十万小时。 – 功能完善，性价比高 能实现开关量、模拟量 控制，完成复杂控制任务。 – 通用性强，组合灵活 产品系列化、模块化、 标准化, 有多种系列化产品和模块供用户选择。– 编程简单、直观 有多种编程语言，形象直观, 容易掌握，使用者不需要专门的计算机知识。– 体积小、维护方便 易于安装， 具有自诊断、  故障报警功能，便于操作者检查维修。 PLC的工作过程 输入端子 控制部件 输入设备 输出设备 ….. 输入寄存器 输出寄存器 输出端子 ….. 输入采样 PLC 以扫描方式顺序读入输入端的通断状态，并存入输入寄存器。 程序执行 读出寄存器的通断状态， 进行逻辑、算术运算，将结果存入输出寄存器。 输出刷新 将输出寄存器的通断状态(即控制信号) 输至输出设备。 编程语言 指令表 与汇编语言类似的助记符, 一条指令执行一项命令。 PLC的编程语言由IEC 61131-3标准规定： 梯形图 是布尔变量 (触点与线圈) 的连接图，类似于继电器控制逻辑图。 功能块图 是算术运算、布尔变量等功能元素和功能块的连接图。 顺序功能图 将控制任务分割为可按顺序执行的连接图。 结构化文本 是类似于 PASCAL 的高级语言，可完成复杂的计算和控制任务。 FX系列可编程控制器 – FX型可编程控制器包括FX1S、FX1N、FX1NC、 FX2N、FX2NC等多种系列产品，其基本功能类 似。本节介绍广泛使用的FX2N。  – 功能指标：I/O点数为10~256，基本指令27条， 步进指令两条，功能指令85~128种，执行时间 0.08~0.7μs/基本指令，程序容量2000~16000步， 中断源6~15。 FX2N系统组成 FX2N包括基本单元、扩展单元、扩展模块、特殊功能模块及编程设备。 FX2N开关量输入输出电路 输入电路以直流输入为主，其输入器件可为无源触点或传感器的集电极开路晶体管。 输出电路有三种形式：继电器输出型、晶体管输出型和双向晶闸管输出型。 编程元件 PLC的编程元件包括触点、继电器、定时器、计数器等： 输入触点、继电器(X0~X177) 用来接收外部开关信号。 输出触点、继电器(Y0~Y177) 用来传送信号到外部负载。 COM X0 COM Y0 线圈 ~ 负载 端子 端子 输入信号 外部电源 辅助触点、继电器(M0~M499等) 相当于继电器控制系统的中间继电器,但这些触点不能直接驱动外部负载。 常数(K/H) 十进制常数用K表示，十六进制常数用H表示。 定时器(T0~T255) 定时时间由时间脉冲累积计时确定，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作。定时时间常数一般由常数K设定。 计数器(C0~C255) 分为加计数器、减计数器等，计数脉冲从端子输入,当所计数等于设定值时, 其输出触点动作。计数常数也由常数K设定。 PLC指令和编程方法 FX系列PLC的指令包括基本指令、步进指令和功能指令，以下例举常用的基本指令（用梯形图和指令表描述）： 逻辑取及线圈驱动 分别为逻辑取LD、逻辑取反LDI和输出OUT 。 0 LD X0 1 OUT Y0 2 LDI X1 3 OUT M1 4 OUT Y1 X0 X1 Y0 M1 Y1 触点串联 分别为逻辑与AND和逻辑与非ANI。 0 LD X0 1 AND X2 2 OUT Y3 3 ANI X3 4 OUT M1 5