施奈德PLC教程

1施耐德小型PLC---TWIDO技术培训课程基础部分LEVEL1Twido2第一章PLC基础知识目录1.1可编程控制器的发展历程1.2可编程控制器的基本结构1.3可编程控制器的工作原理•1.3.1扫描原理•1.3.2I/O映象区，响应时间•1.3.3PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路3第二章TWIDOPLC基础知识目录2.1TWIDOPLC系列构成2.1.1CPU模块的分类2.1.2离散量、模拟量扩展模块、通讯扩展模块2.1.3附件和可选件2.1.4TWIDO主要性能参数表2.1.5TWIDO的数据保持简介2.1.6TWIDO的通讯功能简介2.2TWIDO的选型2.2.1如何理解PLC的性能指标2.3TWIDO的安装与接线2.3.1导轨安装2.3.2CPU电源接线2.3.3离散量I/O模块接线2.3.4模拟量I/O模块接线4第三章硬件寻址和内部软元件目录3.1硬件地址分配方法3.1.1图解说明硬件地址分配方法(离散量％I、％Q和模拟量％IW、％QW的寻址规则)3.2TWIDO内部软元件介绍3.2.1位元件：％M、％S、％MW:X0～X15、功能块的位元件3.2.2字元件：％MW、％MD、％MF、％KW、％KD、％KF、％SW、功能块的字元件3.2.3结构化元件：位串、字表3.2.4字的寻址方式：直接寻址、索引寻址3.2.5标准功能块和专用功能模块5第四章基本编程指令目录4.1布尔指令4.1.1位逻辑指令（LD、AND、OR、ST等）4.2标准功能块4.2.1定时器％TM4.2.2计数器％C4.2.3鼓控制器％DR4.2.4队列堆栈寄存器％R4.3数值处理指令4.3.1赋值指令4.3.2比较指令4.3.3整数算术指令4.3.4逻辑指令4.3.5移位指令4.3.6转换指令4.3.7单/双字转换指令6第四章基本编程指令目录4.4程序指令END指令NOP指令跳转指令子程序指令4.5浮点指令浮点算术指令三角指令转换指令整数转换指令-浮点7第五章TWIDOSOFT编程软件目录5.1安装TWIDOSOFT软件5.2启动TWIDOSOFT软件5.2.1编程软件菜单、界面各部分介绍5.3硬件、软件配置方法5.3.1添加和配置选件、扩展模块的方法5.3.2软元件配置方法5.4梯形图编辑器的用法5.4.1输入梯形图的操作方法5.4.2输入梯级头的操作方法5.5指令表编辑器的用法5.6程序校验功能和交叉表引用5.7连接管理的功能和用法5.8程序下载、备份、运行程序、停止程序5.9程序保护功能5.10在线监控、调试工具、动态数据表的用法5.11FIRMWARE升级工具的使用方法8第六章TWIDOPLC的特殊应用目录6.1I/O点的特殊功能6.1.1外部输入端子RUN/STOP功能6.1.2PLC状态输出6.1.3输入滤波6.1.4锁存输入6.1.5高速计数6.1.6超高速计数6.1.7脉冲输出、脉宽调制6.1.8外部中断6.1.9超高速计数器中断6.1.10定周期中断6.2专用功能块的特殊功能6.2.1移位寄存器％SBR6.2.2步进计数器％SC6.2.3调度功能块6.2.4报文功能块％MSG9第六章TWIDOPLC的特殊应用目录6.3系统位％S的应用6.3.1系统位应用举例：修改时钟时间6.4系统字％SW的应用6.4.1系统字％SW的应用举例：备份％MW的值到EEPROM10第七章TWIDOPLC通讯功能目录7.1MODBUS通讯介绍7.1.1MODBUS主、从站通讯端口的配置方法7.1.2MODBUS主站的编程方法7.1.3MODBUS主站标准协议的格式7.1.4如何填写MODBUS协议的字表7.1.5EXCH指令的用法7.1.6多条EXCH指令的协调方法7.2ASCII自由协议通讯介绍7.2.1如何填写ASCII自由协议通讯的字表11第八章TWIDOPLC常见故障诊断目录8.1CPU、I/O模块各指示灯的含义8.2系统位、系统字中的错误代码12附录1TWIDOPLC的模块接线图目录1、安装方法2、CPU模块接线图3、离散量I/O模块接线图4、模拟量I/O模块接线图5、外部电池安装方法13TWIDOPLC高级教程目录1.1宏功能的应用1.1.1一般COMM通讯1.1.2变频器DRIVER通讯1.2CANOPEN通讯介绍1.2.1CANOPEN配置工具的用法1.2.2CANOPEN的编程方法1.3AS-I通讯介绍1.3.1AS-I配置工具的用法1.3.2AS-I的编程方法1.4OTB通讯介绍1.4.1OTB-ADVANTYS配置工具的用法1.4.2OTB-ADVANTYS的编程方法1.5以太网通讯介绍1.5.1配置设定以太网参数的方法1.5.2通过以太网与编程软件TWIDOSOFT连接1.5.3基于MODBUSTCP/IP的多台TWIDOPLC间的通讯1.5.4EXCH3指令的应用方法1.6PID指令的用法14第一章PLC基础知识目录1.1可编程控制器的发展历程1.2可编程控制器的基本结构1.3可编程控制器的工作原理•1.3.1扫描原理•1.3.2I/O映象区，响应时间•1.3.3PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路151.1可编程控制器的发展历程在现代化生产设备中，有大量的开关量、数字量、以及模拟量的控制装置。例如电机的启停、电磁阀的开闭、产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等等。过去，以上的控制主要是用继电器或分立的电子线路来实现。但是随着生产的飞速发展，人们对这些自控装置提出了更通用、易扩展、易维护、更可靠、更经济的要求。可编程序控制器(ProgrammableLogicController)就是根据上述要求开发出来的。它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了各具特色的系列产品。PLC是计算机家族中的一员，是以微处理器为基础的工业控制器，具有较强的控制功能，处理速度快，应用灵活、广泛，经济性好，易于调试、维护和扩展。一般使用梯形图语言编程，易于理解和掌握。采用循环处理方式，响应快，适合于实时控制。目前世界上先进工业国都竞相开发、生产该类产品，我国现在正大量引进国外产品。总之，PLC已成为解决自动控制问题的最有效工具，它越来越受到人们的关注。161.2可编程控制器的基本结构硬件结构：PLC是一种用作自动控制的专用电子计算机，主要由以下几部分组成：1、输入----从外部取入信息；2、输出---将运算结果输出给外部；3、存储器---记忆系统和用户程序及数据；4、处理器(CPU)---执行用户程序，读取输入信息，经运算后输出；5、电源---向各部分提供电源；6、外部编程设备(可选)---用于编程及监控、调试程序。其结构如下图所示：编程设备(可选）存储器(系统/用户程序）处理器CPU电源输入I/O接口输出I/O接口171.3可编程控制器的工作原理•1.3.1扫描原理•1.3.2I/O映象区，响应时间•1.3.3举例说明PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路181.3.1扫描原理PLC采用循环扫描的方式进行，循环扫描一次所用的时间称为一个扫描周期。扫描周期的长短由CPU指令执行速度、用户程序长短、有无外围设备与PLC交换信息等多种因素决定，扫描周期的长短直接影响输入、输出的响应速度。一个扫描周期由以下几部分组成：内部处理：系统检测程序存储器容量、实时时钟当前值的修改、状态指示灯的改变、检测PLC运行/停止的变化、检测其它系统参数，处理来自编程端口的请求。读取输入信息：将输入信息读入存储器程序处理：用户程序的执行输出值刷新：刷新输出信号19内部处理读取输入信息程序执行输出刷新RUNSTOPPLC一个扫描周期的图例如下：201.3.2I/O映象区，响应时间输入采样阶段：PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，存入输入映象区。输入采样结束后，进入扫描执行用户程序阶段和更新输出映象区阶段。在这两个阶段，即使输入状态变化，输入映象区的数据不会改变。因此如输入信号是脉冲性质，则脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证此信号被正确读入。用户程序执行阶段：PLC总是按从上到下，从左到右的顺序扫描执行用户程序，对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新输出I/O映象区中对应位的状态，或者执行该梯形图所规定的特殊功能指令。因此在用户程序执行过程中，只有输入I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软元件在输出I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化。另外，先扫描到的梯形图，其程序执行结果会对后扫描到的并且用到过这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，后扫描到的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对其前面的程序起作用。输出刷新阶段：当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出电路，再经输出电路驱动相应的外设，这就是PLC的真正输出。21PLC的I/O响应时间为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。以上两个主要原因，使得PLC得I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统慢很多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。所谓I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间如下图所示：最短I/O响应时间：最长I/O响应时间：221.3.3PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：(1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。(2)PLC则采用顺序扫描执行用户程序的工作方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等程序扫描到该触点时才会动作。为了消除二者之间由于工作方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的工作方式---扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。23图解说明PLC是如何取代传统的继电器、接触器控制电路A1A2KM1KM1A3A4KM2KM2不用PLC时的电机启动、停止控制电路：启动、停止按钮必须和控制电机的接触器物理上连接在一起。PLCA2A4KM2KM1A1A3I1I2I3I4Q1Q2Q2I3I4Q2I1I2Q1Q1使用PLC时的电机启动、停止控制电路：启动、停止按钮连接到PLC输入，接触器线圈电路连接到PLC的输出。控制逻辑通过梯形图程序实现。24第二章TWIDOPLC基础知识目录2.1TWIDOPLC系列构成2.1.1CPU模块的分类2.1.2离散量、模拟量扩展模块、通讯扩展模块2.1.3附件和可选件2.1.4TWIDO主要性能参数表2.1.5TWIDO的数据保持简介2.1.6TWIDO的通讯功能简介2.2TWIDO的选型2.2.1如何理解PLC的性能指标2.3TWIDO的安装与接线2.3.1导轨安装2.3.2CPU电源接线2.3.3离散量I/O模块接线2.3.4模拟量I/O模块接线252.1TWIDOPLC系列构成TW