机电传动控制(邓星钟)9

第9章可编程序控制器(PLC)了解PLC的基本结构和基本工作过程;熟悉PLC内部等效继电器电路的等效思路;熟悉PLC的指令系统;掌握PLC的编程方法和开发步骤.9.1PLC的基本结构,工作原理和主要特点PLC是一种用于控制的专用微型计算机1.PLC的基本结构1)中央处理单元CPU:如MCS-51,MCS-96.2)存储器:系统程序存储器,ROM;系统程序存储器,RAM.3)I/O接口:是CPU与I/O现场设备连接的部件.4)外部设备:包括编程器等.通过通信端口与PLC联系,完成人机对话.9.1PLC的基本结构,工作原理和主要特点PLC是一种用于控制的专用微型计算机1.PLC的基本结构1)中央处理单元CPU:如MCS-51,MCS-96.2)存储器:系统程序存储器,ROM;系统程序存储器,RAM.3)I/O接口:是CPU与I/O现场设备连接的部件.4)外部设备:包括编程器等.通过通信端口与PLC联系,完成人机对话.I/O接口(1)输入接口:功能:采集现场信号,转换成标准逻辑电平,送给CPU.直流开关量输入接口电路:光电耦合器的作用,一是电气隔离;二是电平转换.I/O接口(2)输出接口输出方式:晶体管输出;晶闸管输出;继电器输出.继电器输出接口电路一些PLC还具有模拟输出接口.2.PLC的基本工作原理1)扫描:依次对各种规定的操作项目进行访问处理.2)工作原理:在系统软件的控制下,输入现场信息-----顺次扫描程序中的指令,执行程序----输出控制信号,实现控制功能.即:顺序扫描,不断循环.3.PLC的主要特点:应用灵活,通用性强,控制功能强,可靠性高,有完善的诊断功能.9.2PLC的内部等效继电器电路F-40M内部等效继电器:等效继电器地址号数目1.输入继电器X400-413;500-51312;122.输出继电器Y430-437;530-5378;83.时间继电器T450-457;550-5578;8延时(0.1-999)秒4.计数继电器C460-467;560-5678;8计数(1-999)次5.辅助继电器M100-277;300-377128;64PLC的内部等效继电器电路9.3PLC的编程的指令系统1.PLC的编程方法1)继电器梯形图;2)指令语句表;3)逻辑表达式;4)控制系统流程图.2.梯形图编程的一般规则1)梯形图按自上而下,从左到右的顺序排列,每一个继电器为一个逻辑行,起始于左母线,然后是触点的各种连接,最后是线圈与右母线连接.2)没有输入继电器线圈,其他继电器线圈在一个程序中只出现一次,而触点可以重复使用.3)在时间继电器和计数继电器之后,要设常数,并单独占一行.3.F-40M型PLC的指令系统指令语句表的格式:指令编程元件地址号指令常数指令1)输入、输出指令LD：取指令。用于与左母线连接的动合触点。LDI：取反指令。用于与左母线连接的动断触点。OUT：输出指令。用于驱动输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器，但不能用于驱动输入继电器。例1:已知梯形图,写指令语句表.解:LD400OUT430LDI401OUT100OUT450K=19LD450OUT4312)逻辑指令逻辑指令包括与指令,或指令,与块或块指令.AND：与指令。指一个动合触点与前面的电路串联连接。ANI：与非指令。指一个动断触点与前面的电路串联连接。OR：或指令。指一个动合触点与前面的电路的并联。ORI：或非指令。指一个动断触点与前面的电路的并联。ORB：或块指令。用于两个及以上触点串联的支路与前面支路并联连接的情况。ANB：与块指令。用于两个及以上触点并联的电路与前面电路串联连接的情况。例2已知梯形图,写指令语句表LD414OR416；ORI102；AND415OUT435LD435AND415OR103；ANI417ORI110；OUT103例3已知梯形图,写指令语句表LD401AND402LD403ANI404ORBLD405AND406LDI407AND410ORBANBOR411OUT430采用块指令后的第一条指令语句可以用取或取反指令思考题:已知指令语句如下,作梯形图.LD400AND401LD430OR100AND402ORBLD403AND404LD405AND406ORBANBOR101ANI102OUT430END400401403404102430430402100405406101参考答案3)复位指令RST复位指令RST用于计数器或移位寄存器的复位清零.LD400OR71RST460LD401OUT460K=10LD460OUT4304)移位寄存器及移位指令SFT移位寄存器由辅助继电器M组成.LD402OUT110LD400SFT110LD401RST1104)移位寄存器及移位指令SFT移位寄存器由辅助继电器M组成.LD402OUT110LD400SFT110LD401RST1106)主控母线指令主控母线指令主控母线指令简称为主控指令。MC：主控指令。该指令引出一条分支母线。MCR：主控复位指令。该指令使分支母线结束并回到原来(前面)的母线上。使用主控母线指令时应注意：(1)MC、MCR指令必须成对出现，编程时不要漏掉MCR指令，否则程序将出错；(2)主控指令MC之后，又出现一个新的分支母线，挂在分支母线上的每条逻辑行电路编程时，都要由LD或LDI开头；(3)在梯形图中可以多次使用主控指令，并可嵌套使用，但最多不能超过8次。LD400AND401OUT100LD402OR403OUT101MC100LD404OUT430AND405OUT431LD406OUT433LD410OUT434MCR102MCR100MC101LD411OUT435LD412OUT436MCR101LD413OUT437ENDOUT432OUT102MC102LD4077)转移指令(跳步指令)转移指令包括转移开始指令CJP和转移目的地指令EJP,CJP和EJP指令必须成对出现,两条指令中的目的地址号必须相同.LD404ANI405OUT432LD400CJP701；400闭合，则跳步转移，否则，顺次执行程序B。LD401RST460LD402OUT460K10LD403OUT450K5LD450OUT430EJP701；转移到此往下执行程序C。LD450OUT431END3.常用的编程技巧1)桥式电路要先等效,然后再写指令语句.例如:2)移位寄存器的串联使用LD107OUT110LD401后级移位寄存器SFT110LD402RST110LD400OUT100;数据输入LD401前级移位寄存器SFT100LD402RST1003)移位寄存器作顺序控制器用LD400OUT110；输入LD100SFT110；移位LD401RST110；复位LD111OUT430；第二步输出LD113OUT431；第四步输出LD115OUT432；第六步输出LD117OUT433；第八步输出4)长时间延时的控制LD400OR100OUT100LD460OR71LD100AND72OUT460K999LD71RST461LD100AND460OUT461K999LD460OUT4309.4PLC的应用1.电动机基本控制线路1).电动机的起动控制线路在图(b)所示PLC外部接线图中,停止按钮SB2用的是动合触点,而在梯形图中,使用输入继电器401的动断触点.这种处理方法使梯形图与继电器控制电路一致,读图方便.2)电动机的正反转控制线路3)电动机Y-降压起动控制线路3)电动机Y-降压起动控制线路请同学们根据梯形图写出指令语句表3.PLC控制系统开发步骤1)画工艺流程图和动作顺序表.确定输入量(用什么传感器反映和传送输入信号)以及输出量(用什么执行元件或设备接收PLC信号).2)选择PLC.点数在实际输入输出基础上加20%;存储容量为:指令语句数=(10-12)倍点数.3)编制I/O分配对照表.4)画安装图(PLC与现场器件的实际连线图);画梯形图.5)编指令程序,通过编程器送入PLC.6)进行系统模拟调试和完善程序,进行硬件安装.7)整个系统进行现场调试,试运行.4.具有一次工作进给带延时的液压钻孔动力头的控制1)钻孔动力头的工作循环2)动力头动作顺序1YA2YA3YA原位1ST快进1ST,SB++工进2ST+延时3ST退回3ST,KT+原位1ST3)现场器件与PLC等效继电器输入1ST400动力头原位2ST401动力头快时到位3ST402动力头工时到位SB403起动按钮输出1YA431动力头快进,工进2YA432动力头工进3YA433动力头退回4)PLC与现场器件连接图5)动力头控制梯形图6)指令语句表(请同学们自己编写.)举例:设有8个输入开关1S-8S和8个彩灯1L-8L,试设计8位彩灯的“追灯”控制程序解:彩灯的追灯控制由移位寄存器SFT实现;追灯的花样由1S-8S设定的初始值决定.追灯的速度由定时器450来设定.追灯的方向由输入开关9S的开合来决定.(1)彩灯的追灯控制由移位寄存器来实现.运行前用1S-8S任意设定一个初始值,如合上2S---SFT201置“1”----2L亮.根据输入开关9S设定的移位方向,彩灯依次向前或向后移动闪光,并不断循环,形成追灯.(2)设定初始值时,如合上1S和2S,SFT的200,201置“1”,1L,2L两个灯亮,因此,每一次移动有2个灯闪亮.(3)改变定时器450的设定值,可以改变追灯的速度.PLC与现场器件的接线图以及彩灯控制梯形图如下图.指令语句表如下.COMCOM4004304014314024324034334044344054354064364074374084384101S2S3S4S5S6S7S8S9SPLC彩灯改变追灯方向输入开关设定初始值电源FUOUTSFTRST200207S200200R200S207︰R207MCR101CJP700︰EJP700CJP701︰EJP7012074507171101400400407407450410200207410200207101450K1430437437430环形移位定初始值设追速灯度追灯后移追灯前移S200LDI400R200...LD407S207LDI407R207MCR101LDI450OUT450K1LDI410CJP700LD200OUT430....LD207OUT437LD207OUT200LD450SFT200LD71RST200LD71OUT101MC101LD400EJP700LD400CJP701LD200OUT437...LD207OUT430EJP701END