松下PLC编程技术.

PLC基础培训初学者也能得心应手简便编程！松下电工(中国)有限公司制御EC2【目录】【第1章PLC入门】1-1什么是可编程控制器(PLC)1-2顺序控制器的种类及变迁1-3如何选择PLC的机型【第2章可编程控制器的构成】2-1PLC内部的构成要素2-2PLC的动作原理2-3各部名称及功能2-4PLC的输入输出部2-5PLC的内部继电器一览表2-6PLC的编程工具2-7编程工具的操作菜单2-8培训模型的输入输出分配【第3章编程的基础知识】3-1PLC的回路图3-2梯形图的阅读方法3-3基本指令3-4编程时的注意事项3-5编程错误一览表【第4章PLC的基本回路】4-1自保持回路4-2自保持回路的改进①4-3微分(DF)指令4-4自保持回路的改进②4-5步进跟踪编程法的自保持回路4-6定时器(TM)指令4-7定时器应用回路【第5章编程实践】5-1一般的输出控制5-2利用符号梯形图方式编写程序5-3利用步进跟踪编程法控制输出5-4实践步进跟踪编程法绘制时序图5-5实践步进跟踪编程法编写梯形图5-6挑战课题-第1工程、第2工程5-7挑战完成课题5-8自动·手动切换回路5-9编程建议【第6章便利指令介绍】6-1SET·RST指令【第7章PLC基础教程练习题】3【前言】可编程控制器(ProgrammableController)于1968年在美国首次登场，是用于自动控制的控制器。与当时作为控制领域的主流的利用继电器的自动控制方式相比，具有◆易于编写、修改程序。◆高度的控制性能。◆无触点、长寿命。◆高可靠性。等多项良好特性，因此迅速得到推广普及。最近，随着半导体技术的飞速发展，可编程控制器更加◆小型化。◆高性能化。◆低价格化。现在，PLC的应用领域早已不仅限于生产设备，在楼宇自动化、列车、汽车、自动售货机、停车场管理、水库控制等各种领域，PLC也都得到越来越广泛的应用。本培训的目标是让任何人都能得心应手，简单方便地掌握这个承担着自动控制核心任务的PLC的基础知识。祝愿大家活用本教材、迈入自动控制领域，在这个永无止境的、无限广阔的“最刺激的世界”里大显身手、尽展才华。4第1章PLC入门5【1-1.什么是可编程控制器？】可编程控制器是顺序控制专用的控制器，正式英文名称是ProgrammableController(简称PC)。在中国为了与个人计算机相区别，简称为PLC(沿用旧称ProgrammableLogicController)。可编程控制器(以下简称PLC)将来自输入设备的信号，按照给定的条件进行处理、运算、判断并将该结果输出到外部设备。在PLC诞生之前，自动控制是利用继电器、定时器等组合实现的。因此，伴随着控制内容的改变，必须花费很多时间进行配线施工，在实际应用中存在很多缺点。与计算机控制相比，PLC最大的不同点是◆配备有丰富的顺序控制专用指令◆通过专用指令能够方便地编制程序◆高速度重复循环执行程序(扫描)◆充分考虑到恶劣的使用环境，抗干扰能力强由于上述原因，PLC作为自动控制用控制器当前最为普及。6【1-2.顺序控制器的种类及变迁】优点缺点继电器控制用于小规模、简单控制时价格低抗干扰能力强需要动作确认控制内容修改困难PLC控制可编程控制器适于小～大规模、高性能、通用性好程序修改简便快速投入使用大量生产时与专用控制器相比价格较高专用电路单片机等大量生产时价格低需要开发时间和技术程序修改困难可编程控制器（通用、高性能）专用单片机控制（低价格、适于批量生产）单片机控制继电器控制逻辑IC控制【变迁】【区分】继电器控制（小规模）7【1-3.PLC的机型选择】ＰＣ在引入PLC时，应根据控制对象选择PLC的型号，但是在选择时请注意以下几点：【PLC机型选择要点】◆控制规模(I/O点数)根据不同的控制规模，必要的输入输出点数(I/O)不同。但是也应考虑到将来的改造要求、保留有适当的余量，再计算必要的输入输出点数、选择最佳的机型。如果点数不足，则无法进行控制。请注意千万不要导致点数不足。FP032点型:输入16点+输出16点＝合计32点:最大点数224点◆指令处理速度指令的处理速度是决定程序处理时间(机械的速度)的重要因素。当编写比较长、比较复杂的程序时请注意处理速度。（但是近年的PLC已经被高速化，用于通常用途时基本不存在处理速度的问题。）FP系列最新机型FP2SH的基本指令的处理速度为30纳秒30纳秒＝0.000000030秒◆程序容量PLC的程序容量以[步(step)]为单位表示。程序是决定机械动作的重要因素。所必须的程序随控制内容的不同而不同，但至少需要输入输出点数10倍左右的程序容量。FP032点型＝5000步msecμsecnsec香烟盒大小的超小型PLC最重要8第2章可编程控制器的构成9【运算控制部CPU】按照程序对输入输出进行控制【存储器部】存储程序及运算所必需的信息【输入存储器】保存输入设备的ON、OFF状态【输出存储器】保存运算结果的输出状态【FP0内部的整体构成】•操作开关•传感器•数字拨码开关•编码器•继电器•指示灯•电磁铁•变频器编程工具:FPWIN、手持编程器【2-1.PLC内部的构成要素】【输入设备】运算控制部(CPU)【程序存储器】保存用户编写的程序利用FPWIN或手持编程器等编程工具写入程序【系统寄存器】决定PLC运行环境的部分作为程序的一部分、在传输程序时随程序一起被写入PLC的存储器存储器部输入存储器系统寄存器程序存储器输出存储器【输出设备】10【2-2.PLC的动作原理】输入部输入设备～输出设备输出部【程序存储器】从PLC的输入开始到输出位置的处理流程如下所示：【输出存储器】【输入存储器】…………X3X2X1X01101…………Y3Y2Y1Y01011【何谓扫描时间？】PLC按照输入步骤、运算步骤、输出步骤不断循环反复执行程序。每1周期的处理时间被称为扫描时间。①读取输入部的输入状态②将读取的结果写入输入存储器【１扫描时间】设想在替换继电器电路的情况下，一般达到10msec以内即可认为是理想情况重复循环执行CPU输入步骤运算步骤输出步骤③读取程序（STX0）④执行程序（X0读取）⑤读取程序（OTY0）⑥执行程序（Y0写入）⑦读出输出存储器的状态⑧根据输出存储器的状态驱动输出部①地址指令0STX01OTY0②③④⑤⑥⑦⑧输出步骤输入步骤运算步骤11【2-3.各部名称及功能】①状态显示LED表示PLC的运行/停止、错误/报警等动作状态②输入部使用连接端子与输入设备相连③模式切换开关切换PLC的运行模式④输出部使用连接端子与输出设备相连⑤编程口用于与编程工具相连⑥电源部提供DC24V电源【FP0C32控制单元】开关位置动作模式RUN(上)处于RUN模式开始执行程序、运行。PROG(下)处于PROG模式停止运行。【模式切换开关】RUN(绿)在RUN模式下、执行強制输入输出时闪烁PROG(绿)在PROG模式下亮表示运行停止状态ERROR/ALARM(红)如果检测到自检错误则闪烁。发生硬件异常以及程序运算停滞或者看门狗动作时开始闪烁。【状态显示LED】①⑥⑤④③②12【2-4.PC的输入输出部分】◆输入部由电子回路构成，用于连接操作开关、传感器等输入设备，把信号读入PLC内部。为防止外部干扰信号侵入输入部分，采用光电耦合器保护。◆输出部与输入设备相同、由电子回路构成，用于连接电机、变频器、显示器等，向外部输出信号。输出部也与输入部一样，为防止外部干扰信号侵入，采用光电耦合器保护。输入部输出部输入输出13【2-5.PLC的内部继电器一览表】◆继电器分类PLC中所使用的继电器，按功能和类型分为不同类型．【例：FP-032点型控制单元】名称使用点数功能外部输入X208点（X0～X12F）按来自外部的输入进行ON/OFF外部输出Y208点（Y0～Y12F）向外部输出ON/OFF状态内部继电器R1008点（R0～R62F）仅在程序中ON/OFF定时器T到达定时器的设定时间后变为ON计数器C计数器计数到时为ON特殊内部继电器R64点（R9000～　）特定条件下ON/OFF，即具有某种意义的特殊继电器定时器、计数器合计为144点（T0～T99/C100～C143）◆继电器序号的规定X、Y、R的编号、用10进制和16进制的组和来表示。（因为经常是把16点作为一组来处理）T、C接点时，仅用10进制来表示．【外部输入（X）时】【定时器（T）时】X□□□X0、X1······XFT□□【16进制】【10进制】【10进制】14【2-6.PLC的编程工具】松下电工向用户提供以下两种编写、编辑、调试PLC程序的专用工具．松下电工PLC【FP系列】◆使用计算机的编程工具【FPWIN－GR】等◆编程器【手持编程器Ⅱ】【特点】１．小型便携２．便于修改部分程序３．仅监控显示指令【特点】１．易于编辑调试（计算机显示画面大）２．监控功能强３．易于编写梯形图15【2-7.编程工具的操作菜单】写入程序读出程序打印输出保存文件打开文件新编写文件参照帮助文件监控开始·停止动作模式切换离线编辑方式在线编辑方式注释显示切换设备注释检索◆FPWIN的工具栏功能一览将使用頻度较高的指令作成了图标按钮（图例：布尔梯形图编辑方式）【功能随模式不同变化而变化】不可选择时以灰色显示【从3种方式中选择】①符号梯形图编辑方式②布尔梯形图编辑方式③布尔形式编辑方式菜单布尔梯形图编辑(BLD)视图(V)用于输入的功能键的功能发生变化16【2-8.培训模型的输入输出分配】◆培训用模型与FP032点型的控制单元相连，其输入输出序号按下述方法分配【培训用模型】◆输入分配X0～X5：扳把开关X6：机械臂位置传感器X7：机械臂原点传感器X8：推杆后退检测传感器X9：推杆前进检测传感器XA：旋转工作台位置检测传感器XB：有无工件检测传感器◆出力割付Y0：LEDY1：回转台转动Y2：回转台正反转切换Y3：机械臂驱动Y4：推杆前进驱动Y5：卡具驱动推杆后退检测传感器：X8机械臂位置检测传感器：X6机械臂驱动：Y3有无工件检测传感器：XB推杆前进驱动：Y4机械臂原点位置传感器：X7旋转工作台位置检测传感器:XA回转台电机驱动：Y1卡具驱动：Y5推杆前进检测传感器：X917第3章编程的基础知识18【3-1.PLC的回路图】在PLC中使用的回路图被称为梯形图。梯形图是使用触点符号、把自动控制动作用电气回路来表示的“高级编程语言”。回路图举例：同时按下按钮SW（PB1、PB2），则灯（L1）亮。不使用回路符号、而是直接表现机器的接续状态的图，称为实际接线图。【梯形图】X2X1Y1【实际接线图】电源PB1PB2L1使用接点符号、把控制方法置换到回路图，这个回路图就称为梯形图。19【3-2.梯形图的阅读方法】【梯形图】一般在PLC的程序中，以梯形图形式表示电流方向。【什么叫A触点、B触点？】例：按钮开关【梯形图的回路符号】为了打印出以往在PLC中使用的各种电路触点符号，将这些内容文字符号化，统一成为A触点、B接点．X0Y0X1电源:被省略母线(电源线)按下后变为OFF称为B型触点(BREAK触点)或常闭触点、NC触点(NORMALCLOSE)COM端子（共用端子）【小结】在PLC程序的多种方式中．作为具有代表性的梯形图方式,由于非常类似继电器顺序控制回路而被广泛使用．【梯形图的绘制步骤】①画出控制电源母线②在控制电源母线内连接各触点和输入输出继电器等要素电路图中定时器、限位开关、继电器等触点的符号各不相同，而在PLC的梯形图中却不加以区别，仅使用打印机可以打印的文字符号．X0Y1X1X2【电路】【梯形图】Ａ触点Ｂ触点线圈按B触点A触点按下后变为ON称为A型触点(MAKE触点)或常开触点、NO触点(NORMALOPEN)20【3-3.ST·ST／·OT指令】◆ST（初始加载）·ST／（初始加载非）·OT（输出）ST＝把A型触点连接到母线上的指令。ST／＝把B型触点连接到母线上的指令。OT＝向输出继电器线圈的输出指令。ED＝表示程序结束。【梯形图】【布尔助记符】【时序图】【程序动作说明】X0为ON时、Y0为ON