電氣控制與plc電子教案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 Programmable Logical Controller)簡稱PLC，是20世紀60年代發展起來的一種新型工業控制裝置。它將傳統的繼電器控制技術和計算機控制技術、通信技術融為一體，廣泛地應用于各類生產機械和生產過程的自動控制中。 PLC及其網絡被公認為現代工業自動化的三大支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一。 1987年國際電工委員會(IEC)制定了PLC的標準，并給它作了如下定義： 可編程序控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作命令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P的外部設備，都應按易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則而設計。 世界上第一臺PLC是1969年美國數字設備公司(DEC)根據GM公司招標的技術要求研制出來的。其后，日本、德國、法國等相繼引入這項新技術，可編程序控制器由此而迅速發展起來。 PLC是以微處理器為核心的工業用計算機系統，其硬件組成與計算機有類似之處。根據結構形式的不同，PLC可分為整體式和模塊式兩類。 整體式PLC的硬件主要由中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信端口、I／O擴展端口和電源等部件組成，所有部件都裝在同一機殼內構成主機。 整體式PLC的結構緊湊、體積小，小型機常采用這種結構。整體式PLC的基本組成如圖33所示。 模塊式PLC的各部件獨立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機架或導軌上。裝有CPU的模塊稱為CPU模塊，其他模塊稱為擴展模塊。如下圖所示。（1）微處理器（CPU）216。 接收并存儲用戶程序和數據；216。 診斷電源、PLC工作狀態及編程的語法錯誤；216。 接收輸入信號，送入數據寄存器并保存；216。 運行時順序讀取、解釋、執行用戶程序，完成用戶 程序的各種操作；216。 將用戶程序的執行結果送至輸出端。 （2）存儲器 1）系統存儲器——系統程序存儲器+系統數據存儲器216。 存放系統工作程序（監控程序）；216。 存放模塊化應用功能子程序；216。 存放命令解釋程序；216。 存放功能子程序的調用管理程序；216。 存放存儲系統參數。2）用戶存儲器——RAM/EPROM/EEPROM216。 存放用戶工作程序；216。 存放工作數據。（3）輸入單元——帶光電隔離電路216。 多種輔助電源類型：AC電源DC24V輸入 DC電源DC24V輸入 DC電源DC12V輸入216。 接收開關量及數字量信號（數字量輸入單元）；216。 接收模擬量信號（模擬量輸入單元）；216。 接收按鈕或開關命令（數字量輸入單元）；216。 接收傳感器輸出信號。（4）輸出單元——帶光電隔離器及濾波器216。 多種輸出方式：晶體管； 晶閘管；繼電器216。 驅動直流負載（晶體管輸出單元）；216。 驅動非頻繁動作的交/直流負載（繼電器輸出單元）；216。 驅動頻繁動作的交/直流負載（晶閘管輸出單元）。 （1）PLC的工作過程掃描工作方式 216。 梯形圖(LAD)216。 指令表(STL)216。 順序功能圖（SFC）216。 結構文本(ST)216。 功能塊圖(FBD) 認識FX2N系列PLC PLC品牌較多，如：歐姆龍，西門子，施耐德，三菱等。本教材選用的是三菱PLC，不同的品牌及機型，所用的編程語言和符號均有不同，請同學們加以注意。 系列名稱：如0、0S、1S、ON、1N、2N、2NC、3U等。單元類型：M─基本單元；E─輸入輸出混合擴展單元；EX─擴展輸入模塊； EY─擴展輸出模塊。輸出方式：R─繼電器輸出；S─晶閘管輸出；T─晶體管輸出；特殊品種：D—DC電源，DC輸入；A1—AC電源，AC輸入或AC輸出模塊等…例如FX2N—32MRD，其參數意義為:三菱FX2NPLC，有32個I／O點，繼電器輸出型，使用DC24V電源，DC輸入的基本單元。 見圖111 FX2N系列PLC外形圖：⑴安裝孔4個；⑵電源、輔助電源、輸入信號用的可裝卸式端子；⑶輸入指示燈；⑷輸出指示燈；⑸輸出用的可裝卸式端子；⑹外部設備接線插座；⑺面板蓋；⑻DIN導軌裝卸用卡子；⑼I/O端子標記；⑽動作指示燈,POWER:電源指示燈，RUN:運行指示燈，：電池電壓下降指示燈，PROGG：指示燈閃爍時表示程序出錯，CPUE：指示燈亮時表示CPU出錯；⑾擴展單元、擴展模塊、特殊模塊的接線插座蓋板。 （1）輸入繼電器（X）216。 在PLC內部，與輸入端子相連的輸入繼電器是光電隔離的電子繼電器，采用八進制編號，用無數個常開和常閉觸點。216。 輸入繼電器不能用程序驅動。輸入繼電器是PLC接收外部開關信號的窗口，PLC通過輸入端子將外部信號的狀態讀入并存在輸入映像寄存器。下圖所示為一個PLC控制系統的示意圖。 (2)輸出繼電器（Y）216。 輸出繼電器采用八進制編號，有內部觸點和外部輸出觸點（繼電器觸點、雙向可控硅、晶體管等輸出元件）之分，由程序驅動。216。 在PLC內部，外部輸出觸點與輸出端子相連，向外部負載輸出信號，且一個輸出繼電器只有一個常開型外部輸出觸點。216。 輸出繼電器有無數個內部常開和常閉觸點，編程時可隨意使用。輸出繼電器是PLC向外部負載發送信號的窗口。輸出繼電器將PLC的輸出信號傳送給輸出單元，再由后者驅動外部負載。 （3）輔助繼電器（M）216。 由內部軟元件的觸點驅動,常開和常閉觸點使用次數不限，但不能直接驅動外部負載,采用十進制編號。216。 通用輔助繼電器M0～M499（500點）216。 掉電保持輔助繼電器M500～M1023（524點）216。 特殊輔助繼電器M8000～M8255（256點）216。 只能利用其觸點的特殊輔助繼電器216。 可驅動線圈的特殊輔助繼電器只能利用其觸點的特殊輔助繼電器n M8000：運行監控用，PLC運行時M8000接通。n M8002：僅在運行開始瞬間接通的初始脈沖特殊輔助繼電器。n M8012：產生100ms時鐘脈沖的特殊輔助繼電器?？沈寗泳€圈的特殊輔助繼電器n M8030：鋰電池電壓指示燈特殊繼電器。n M8033：PLC停止時輸出保持特殊輔助繼電器。n M8034：止全部輸出特殊輔助繼電器。n M8039：時掃描特殊輔助繼電器。（4）定時器（T）216。 定時器實際是內部脈沖計數器，可對內部1ms、10ms和100ms時鐘脈沖進行加計數，當達到用戶設定值時，觸點動作。216。 定時器可以用用戶程序存儲器內的常數k或H作為設定值，也可以用數據寄存器D的內容作為設定值。216。 普通定時器（T0～T245）252。 100ms定時器T0～T199共200點，～；252。 10ms定時器T200～T245共46點，～。216。 積算定時器（T246～T255）252。 1ms定時器T246～T249共4點，～；252。 100ms定時器T250～T255共6點，～（5）計數器（C） 計數器可分為通用計數器和高速計數器。216。 16位通用加計數器，C0～C199共200點，設定值：1～32767。設定值K0與K1含義相同，即在第一次計數時，其輸出觸點動作。216。 32位通用加/減計數器，C200～C234共135點，設定值：2147483648～+2147483647。216。 高速計數器C235～C255共21點，共享PLC上6個高速計數器輸入（X000～X005）。高速計數器按中斷原則運行。216。 16位加計數器216。 通用型：C0~C99共100點 216。 斷電保持型：C100~C199共100點 216。 32位雙向計數器216。 有兩種32位加/減計數器，設定值：2147483648～+2147483647。216。 通用計數器：C200～C219共20點216。 保持計數器：C220～C234共15點 216。 計數方向由特殊輔助繼電器M8200～M8234設定。216。 加減計數方式設定：對于C△△△，當M8△△△△接通（置1）時，為減計數器，斷開（置0）時，為加計數器。216。 計數值設定：直接用常數K或間接用數據寄存器D的內容作為計數值。間接設定時，要用元件號緊連在一起的兩個數據寄存器。 FX2N系列PLC基本指令 FX2N系列PLC基本指令有27條，步進指令2條，功能指令128種，共298條現將基本指令的符號，功能，用法列表如下：符號名稱 )功 能 電路表示和目標元件 [LD] 取 運算開始 常開觸點 [LDI] 取反 運算開始 常閉觸點 [LDP]取上升沿脈沖 運算開始 上升沿觸點 [LDF] 取下降沿脈沖 運算開始 下降沿觸點[AND]與 串聯 常開觸點 [ANI] 與非 戶串聯 常閉觸點 [ANDP] 與脈沖 串聯 上升沿觸點 [ANDF]與脈沖（F） 串聯下降沿觸點 [OR]或 并聯常開觸點 [ORI]或非 并聯常閉觸點[ORP]或脈沖 并聯上升沿觸點 [ORF] 或脈沖（F） 并聯下降沿觸點 [ANB] 邏輯塊與 塊串聯 [ORB]邏輯塊或 塊并聯 [OUT]輸出 線圈驅動指令 [SET] 置位 保持指令 [RST]復位 復位指令 [PLS]脈沖 上升沿檢測指令 [PLF]脈沖（F） 下降沿檢測指令[MC] 主控 主控 開始指令 [MCR]主控復位 主控復位指令 [MPS]進棧 進棧指令（PUSH） [MRD]讀棧 讀棧指令 [MPP] 出棧 出棧指令 （POP 讀棧且復位） [INV]反向 運算結果的反向 [NOP]無 空操作 程序清除或空格用 [END]結束 程序結束 程序結束，返回0步案列分析【案例31】起保?？刂瞥绦?。圖324為啟動、保持、停止PLC控制程序，在圖324（a）所示的梯形圖中，當啟動信號X1為ON時，輸出Y0得電為ON，因為Y0的常開觸點和X1并聯，Y0失電，使其輸出為0.【案例32】優先選擇控制程序。圖325所示為兩個輸入信號XX2的優先選擇控制梯形圖，即先接通的即獲得優先權，而后接通的無效（如搶答器，具有互鎖的正反轉控制等）。其中X0為復位或停止信號，YY2分別為輸入信號XX2的控制對象。【案例33】寫出下列梯形圖的指令表？？【案例34】振蕩程序。圖331