工厂用电控知识教育训练

LOGO2020/1/21PLC基础知识讲解LOGO2020/1/22目录一、工业设备控制介绍-------------------------------------------------5二、PLC控制及流程概述----------------------------------------------9三、PLC编程语法概述-------------------------------------------------12LOGO2020/1/23分类总线型工业控制计算机(PC)单片机(MCU)可编程序控制器(PLC)特点（1）提高设计效率，缩短设计和制造周期；（2）提高了系统的可靠性；（3）便于调试和维修；（4）能适应技术发展的需要；（1）受集成度限制，片内存储器容量较小；（2）可靠性高；（3）易扩展；（4）控制功能强；（5）一般的单片机内无监控程序或系统通用管理软件，软件开发工作量大；（1）控制程序可变，具有很好的柔性；（2）可靠性强，适用于工业环境；（3）编程简单，使用方便；（4）功能完善；（5）体积小、重量轻、易于装入及其内部；一、工业设备控制介绍现阶段工业设备控制方式：LOGO2020/1/24一、工业设备控制介绍1、总线型工业控制计算机介绍工控机（IndustrialPersonalComputer，IPC）即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。工控机控制特点：a、可靠性：工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温、潮湿、震动、腐蚀和快速诊断和可维护性，其MTTR(MeanTimetoRepair)一般为5min。b、实时性：工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节。c、扩充性：工业PC由于采用底板+CPU卡结构，因而具有很强的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的各种外设相连，以完成各种任务。LOGO2020/1/252、单片机介绍单片机又称单片微控制器,（microcontrollerunit，MCU）它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。单片机控制特点：a、系统结构简单，使用方便，实现模块化；b、单片机可靠性高，可工作到10^6~10^7小时无故障；c、低电压，低功耗，便于生产便携式产品；d、环境适应能力强。一、工业设备控制介绍LOGO2020/1/263、可编程控制器介绍可编程控制器（ProgrammableLogicController，即PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入(I)和输出(O)接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC控制特点：a、可靠性高，抗干扰能力强b、硬件配套齐全，功能完善，适用性强c、易学易用，深受工程技术人员欢迎d、容易改造e、体积小，重量轻，能耗低一、工业设备控制介绍LOGO2020/1/27二、PLC控制及流程概述1、PLC硬件组成图示LOGO2020/1/28开始自诊断与编程器通信读现场信号执行用户程序程序扫描结束PLC基本工作过程：a、读取现场信息；b、执行用户程序；c、输出控制信号；上述过程完成后，重新开始循环执行，PLC的扫描周期通常为10-40ms。PLC整个过程如右图所示。二、PLC控制及流程概述2、PLC内部工作过程LOGO2020/1/29二、PLC控制及流程概述3、PLC与外部硬件连接图示LOGO2020/1/210三、PLC编程语法1、编程语法简介PLC的编程语言与一般计算机语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级语言，也不同与一般的汇编语言，它既要满足易于编写，又要满足易于调试的要求。目前，还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言，OMRON公司的产品也有它自己的语言。编程语言的形式主要有梯形图和助记符语言表，最常用的是梯形图编程，因为它直观易懂，但需要一台个人计算机及相应的编程软件。下面将详细介绍梯形图编程的语法。LOGO2020/1/211三、PLC编程语法2、梯形图编程梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载（LD）指令开始，必要时再继以若干个输入指令（含LD指令），以建立逻辑条件。最后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令，以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。下图是三菱公司产品的最简单的梯形图：它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令，用以结束程序。LOGO2020/1/212三、PLC编程语法梯形图与电气原理图的关系：如果仅考虑逻辑控制，梯形图与电气原理图也可建立起一定的对应关系。如梯形图的输出（OUT）指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如LD，AND，OR）对应于接点，互锁指令（IL、ILC）可看成总开关，等等。这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。下面是梯形图常用图形及说明：梯形图形结构指令解说指令使用装置常开开关，A接点LDX、Y、M、S、T、C常闭开关，B接点LDIX、Y、M、S、T、C串接常开ANDX、Y、M、S、T、C2、梯形图编程LOGO2020/1/213梯形图形结构指令解说指令使用装置并接常开ORX、Y、M、S、T、C并接常闭ORIX、Y、M、S、T、C上升沿触发开关LDPX、Y、M、S、T、C下降沿触发开关LDFX、Y、M、S、T、C上升沿触发串接ANDPX、Y、M、S、T、C下降沿触发串接ANDFX、Y、M、S、T、C上升沿触发并接ORPX、Y、M、S、T、C下降沿触发并接ORFX、Y、M、S、T、C区块串接ANB/区块并接ORB/多重输出MPSMRDMPP/续前表LOGO2020/1/214上表中，各个使用装置代表含义（三菱产品）：X：输入继电器PLC的输入端子是从外部开关接受信号的窗口，PLC内部与输入端子连接的输入继电器X是用光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致（按八进制输入），线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为X000～X007，X010～X017，X020～X027。它们一般位于机器的上端。Y：输出继电器PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的线圈由程序控制，输出继电器的外部输出主触点接到PLC的输出端子上供外部负载使用，其余常开/常闭触点供内部程序使用。输出继电器的电子常开/常闭触点使用次数不限。输出电路的时间常数是固定的。各基本单元都是八进制输出，输出为Y000～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027。它们一般位于机器的下端。三、PLC编程语法2、梯形图编程LOGO2020/1/215M：辅助继电器PLC内有很多的辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器，它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现。T：定时器在PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作为设定值。C：计数器FX2N中的16位增计数器，是16位二进制加法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数，它有两个输入，一个用于复位，一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减1，当现时值减到零时停止计数，同时触点闭合。直到复位控制信号的上升沿输入时，触点才断开，设定值又写入，再又进入计数状态。三、PLC编程语法2、梯形图编程LOGO2020/1/216三、PLC编程语法3、梯形图编程注意事项1、每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号，每个元件的触点使用时没有数量限制。2、梯形图每一行都是从左边开始，线圈接在最右边（线圈右边不允许再有接触点），如图(a)错，图(b)正确。3、线圈不能直接接在左边母线上。4、在一个程序中，同一编号的线圈如果使用两次，称为双线圈输出，它很容易引起误操作，应尽量避免。LOGO2020/1/217三、PLC编程语法2、梯形图编程注意事项5、在梯形图中没有真实的电流流动，为了便于分析PLC的周期扫描原理和逻辑上的因果关系，假定在梯形图中有“电流”流动，这个“电流”只能在梯形图中单方向流动，即从左向右流动，层次的改变只能从上向下。下图是一个错误的桥式电路梯形图。LOGO2020/1/218三、PLC编程语法3、梯形图常见错误类型在编辑梯形图形时，虽然可以利用各种梯形符号组合成各种图形，由于PLC处理图形程序的原则是由上而下，由左至右，因此在绘制时，要以左母线为起点，右母线为终点，从左向右逐个横向写入。一行写完，自上而下依次再写下一行。以下为常见的各种错误图形：不可往上做OR运算输入起始至输出的信号回路有“回流”存在应该先由右上角输出LOGO2020/1/219要做合并或编辑应由左上往右下，虚线括处的区块应往上移不可与空装置做并接运算空装置也不可以与别的装置做运算中间的区块没有装置串联装置要与所串联的区块水平方向接齐LabelP0的位置要在完整网络的第一行区块串接要与串并左边区块的最上段水平线接齐续前表LOGO2020/1/220