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PLC基础培训教材
PLC基础培训教材
PLC编程理论与操纵道理
目次
第一章PLC全然工作道理
1—1基来源差不多理…………………………………………………………………3
1—2扫描道理…………………………………………………………………3
1—3I/O映象区…………………………………………………………………3
1—4输入输出操作……………………………………………………………4
1—5中断处理…………………………………………………………………4
第二章PLC硬件构造
2—1处理器单位………………………………………………………………5
2—2EEPROM储备模块………………………………………………………6
2—3扩大单位…………………………………………………………………7
2—4手执式编程器……………………………………………………………7
2—5安装设备—DIN道轨……………………………………………………7
第三章PLCI/O接口
3—1电源电路的连接及机能…………………………………………………8
3—2接地………………………………………………………………………8
3—3输入输出…………………………………………………………………9
3—4安装地位图………………………………………………………………10
第四章全然指令和全然逻辑说明
4—1全然逻辑指令…………………………………………………………11
4—2全然逻辑指导说明……………………………………………………12
第五章PLC用户法度榜样编程
5—1完成一个用户法度榜样的步调……………………………………………18
5—2梯形图(LAD)………………………………………………………18
5—3扫描周期………………………………………………………………19
5—4语句表(STL)…………………………………………………………19
第一章PLC全然工作道理
PLC(ProgrammableLogicController)是今朝工控的重要对象,具有高靠得住性、丰富的I/O接口模块、模块化构造、编程简单、安装爱护便利、体系设计和调试周期短等特点。
广泛应用于逻辑操纵、计数操纵、次序操纵、PID操纵、数据处理、通信和联网等工业操纵范畴。
1基来源差不多理
可编法度榜样操纵器要完成操纵义务是在其硬件的支撑下,经由过程履行反应操纵要求的用户法度榜样来完成的。
这一点是和运算机的工作道理一致的,因此可编法度榜样操纵器工作的基来源差不多理是建立在运算机工作道理之上的,其本质上也是一种运算机操纵体系,只只是它具有比运算机更强的与工业过程想连的接口,具有更合有用于操纵要求的编程说话。
可编法度榜样操纵器的CPU是采取按次序逐条扫描用户法度榜样的运行方法工作的,它的输入输出是在扫描到该I/O点时才读入开关旌旗灯号或刷新输出旌旗灯号,推敲到继电器操纵装配中各类触点的动作时刻一样在100MS以上,故可编法度榜样操纵器扫描用户法度榜样的时刻一样都小于100MS。
2扫描道理
可编法度榜样操纵器对用户法度榜样的扫描不是履行一就停止,而是对全部法度榜样一遍一遍一向的轮回履行,直至停机.
扫描周期的长短,起首与每条指令履行的时刻长短有关,其次与所用的指令类型以及包含指令条数的若干有关。
前者取决于机械的主频既时钟的快慢,机械选定之后,主频也就却定了,后者取决于被控体系的复杂程度及编程人员的程度。
3I/O映象区
在PLC体系中,决定被控变量状况的逻辑关系构成身分多半来自临盆现场。
从现场采集这些信息的方法有两种。
1)在法度榜样履行中,须要某一信息,就到临盆现场去采集该信息,采集到的信息是及时的,但采集时刻可能略多。
2)在每一轮回扫描周期内,准时将所须要的现场有关信息采集到操纵器中,存放在预先预备好的必定区域,即RAM的某一地址,称为输入映象区,输出映象区亦然。
I/O映象区的建立,使体系工作变成一个采集操纵体系;并使可编法度榜样操纵器工作时只和内存有关地址单位内所存信息状况产生关系,而体系输出也只是给内存某一地址单位设定一个状况,是以,这时的操纵体系差不多远离实际操纵对象,这一点为体系的标准化临盆,大年夜范畴临盆制造了前提。
4输入输出操作
PLC的工作方法是轮回扫描履行用户法度榜样,所建立的输入输出映象区,只是在扫描周期的恰当时刻,在操作体系的组织下,将输入映象区信息全部倾卸给外设,同时也能够从外设读入信息。
对一样的外设来讲,这种输入输出方法能够知足要求。
然则PLC的功能在赓续的扩大,专门是专门模块、智能模块被算作I/O外设以及中断操纵的应用等,对响应的及时性提出了新的要求。
因此,输出交换正常的周期性输入信息就无法知足要求。
体系的周期性扫描与外设欲望的及时响应抵触的解决方法是设法将有关要输入或输出的信息分别出来,即这一部分信息的输入输出与体系CPU的周期扫描离开,应用专门的硬件模块或经由过程软件应用专门指令去履行某一个I/O映象区的输入输出。
因此,PLC的轮回扫描工作方法对外设欲望及时响应要求的实现有必定的困难。
5中断处理
PLC中断处理的特点:
1)中断的响应是在体系轮回扫描的各个时期。
体系在工作过程中,不仅对用户法度榜样进行扫描,同时对输入、输出、通信模块和自诊断法度榜样都实施轮回扫描。
因此,对中断的响应不仅仅在扫描用户法度榜样时期,同时在轮回扫描的各个时期。
2)在PLC体系中,用户法度榜样是轮回扫描反复履行的。
然则,关于中断法度榜样来说,只有中断申请被接收后中断法度榜样被扫描一次。
3)中断源列队的先后次序,在PLC中,中断源的信息是经由过程输入点而进入体系的,中断源的先后次序按照它们占用的输入点编号的前后次序主动列队的。
在PLC中,中断办事法度榜样的编制与一样微机体系全然一致。
但无中断嵌套关系,且中断办事法度榜样履行的成果应尽快输出给外设。
第二章PLC硬件构造
PLC是以微CPU为中间的一个小型逻辑单位。
其重要构成部分是由MCPU、CMOS—LSI、CMOS—IC、LS—TTL(Triacrelay)构成,个中内部还有DC24V电源。
从PLC构成操纵体系的方法来说,应包含下面几种部件。
*全然单位(处理器单位)
*扩大单位
*编程器单位
*EEPROM存贮器模块
*通信线缆
1全然单位(处理器单位)
处理器单位内部装有由I/O接口电路以及存贮器集合而成的固体电路,该处理器将处理和操纵编程信息,在操纵软件的治理下是输出设备设备为响应输入设备的开/关状况而接通或断开。
其道理方框图如下:
编程信息用编程器输入,也可经由过程运算机输入用户法度榜样,PLC将用户法度榜样储备在处理器CMOSRAM中,当处理器断电时,由备用电池供电,以包管存贮器内容不变。
处理器EEPROM模块和编程器(手执式)的直流操作电源,由操纵器内部带熔丝的电源供电。
处理器构造特点:
A:
电源进线端子,一样具有自晋升压线板,为接线供给了便利,并能确保接线的靠得住。
B:
输出接线端子;输入接线端子与电源进线雷同。
C:
自诊断指导器:
DCPOWER(绿色):
指导处理器单位已启动,直流电源已在供电。
PCRUN(绿色):
指导处理器单位正在运行操作方法。
CPUFUALT(红色):
指导已检测到处理器或RAM显现故障,停止操作。
BATTERYLOW(红色):
为CMOSRAM供给备用电源的电池,其电压降低到极限值,LED灯亮警示用户改换电池。
FORMEDI/O(淡黄色):
指导一个或多个输入,输出地址已被强迫接通或断开。
D:
输入电源保险丝:
假如电源的进线端有电压,而DCPOWER灯不亮,可能是保险逝世断。
E:
输入状况指导灯:
当一个输入电路被接通时,则响应的状况指导灯亮。
F:
输出状况指导灯:
当一个已编程的输出指令是“真”时,则其响应的输出状况指导灯亮。
G:
主动/手动开关:
当处理器单位电压降低或断开后,从新启动的方法由开关的地位决定。
H:
EEPROM存贮器模块组件:
任选的存贮器模块可插入处理器单位中。
I:
编程器连接器:
当需编程、编辑或监督操作时,并与编程器或电脑相连接。
J:
扩大单位的连接:
用专用电缆连接。
k:
备用电池:
一样应用的备用电池为锂电池。
2EEPROM存贮器模块
这是一任选的器件,他能专门便利地插入到处理器单位中。
其功能:
A:
存贮(复制)处理器内RAM中之内容,达到储存用户法度榜样的目标。
B:
传递EEPROM中之内容到RAM中。
3扩大单位
其全然尺寸及外形构造与全然单位(处理器单位)雷同,扩大单位只在于扩大I/O地址。
其I/O地址是按照扩大单位的分列次序顺延。
4编程器(手执式)
它是一种用于编程、编辑、监督操纵器操作的便携式编程装配。
当须要时,它可用电缆连接到处理器上。
其是用户与操纵器之间的通信手段,能急速响应写入的信息,并提示该做什么和掉足信息。
功能:
在线操作;
编程—读出、写入、插入、删除;
监督—内部软元件监督、法度榜样检查、工作状况监督;
测试—强迫ON/OFF,T、C、D当前值及设定值的变更;写入文件存放器等。
特点:
清晰的液晶画面
充分的软件
应用指令查询的HELP功能
主动步进(+)、(-)功能
体积小,随带便利。
5安装DIN道轨
处理器可直截了当安装在电气制柜上,也能够安装在DIN道轨上,处理器、扩大单位及其它一些关心操纵单位上有便利安装在DIN道轨的槽和锁定夹。
第三章PLCI/O接口
1电源电路的连接及机能
PLC的电源一样来说是120VAC—240VAC,有用电压范畴较宽。
其外接电源线连接到PLC的N、L端口。
必须留意:
A:
全然单位与扩大单位的电源,务必同时接通或断开。
B:
在紧急停止时,PLC的输出电路应在PLC外部割断。
C:
电源若产生未满10MS的刹时停电,PLC的动作能够连续,长时刻的停电或电压过底,PLC就会停止动作,输出OFF状况,一旦电源复原,PLC主动或受动再启动运行(RUN输入为ON)。
D:
为不使电源电压降低,应选用2m㎡的电源线。
2接地
A:
接地必须用2m㎡的电线,接地电阻必须小于100欧。
但切
勿与强电系总共地(如接地困难,可不接地,PLC仍能正常工作。
)
B:
扩大单位与扩大模块和全然单位的接地端应互相连接,并在全然单位侧接地。
(即使不接地,两者也应连接)。
另外,各单位SG端也应用2m㎡以上的电线连接器来。
3输入/输出
PLC输入/输出有两种方法接线,即共源极和共漏极接法。
共源极接法是将COM端接到直流电源的负极,其另一端经由过程元件接正极。
共漏极接法是将COM端接到直流电源的正极,其另一端接负极。
如许接法是依照你所选用的输入型号元件的类型和负载情形来决定其连接方法,并照此完成I/O口的连接。
PLC输出有三种方法:
1:
晶体管(TTL)输出方法:
有用的负载电源是DC24V。
2:
可控硅输出方法:
有用的负载电源可因此DC和AC。
3:
继电器输出方法:
有用的负载电源可因此DC和AC。
以上2、3中的负载电源尽管能够应用直流或交换负载,但我们在应用中照样适应用继电器负载输出型的PLC应用DC电源;而可控硅应用AC电源。
4安装地位图
为了PLC安稳、靠得住的工作,有须要安装隔离变压器,并在电控柜壁有散热孔和风机。
说明:
1:
一个标准的、合适于用户的并能幸免用户操纵器受电噪和空气污染的电控柜。
2:
断路装配,用来割断体系电源。
3:
带熔丝的隔离变压器或恒压变压器,依照用户选择。
4:
主控继电器/紧急停止电路。
5:
端子板或接线槽。
6:
电控柜壁排气孔。
7:
风机。
第四章全然指令和全然逻辑说明
各个PLC制造公司在竞相推出本身的产品序列的同时,同样推出本身响应的用户法度榜样软件包,并有本身的编程规矩和指令构造。
1:
全然指令介绍:
几乎所有的PLC全然编程指令只有20个阁下。
尽管指令的表达方法不一致,但内容是一样的。
下面介绍一下三菱PLC20个全然编程指令。
符号称号
功能
电路表示对称要素
LD
取指令
运算开端
常开接点
LDI
取反指令
运算开端
常闭接点
AND
与
串联连接
常开接点
ANI
与非
串联连接
常闭接点
OR
或
并联连接
常开接点
ORI
或非
并联连接
常闭接点
ANB
电路块与
电路块串联连接
ORB
电路块或
电路块并联连接
OUT
输出
线圈驱动指令
NOP
空操作
无动作
消去法度榜样或空格用
SET
置位
保持线圈工作的指令
RST
点位
清除线圈工作的指令
PLS
脉冲
检测上升沿的指令
PLF
脉冲
检测降低沿的指令
MC
主控
公共串联接点
用线圈指令
MCR
主控复位
公共串联接点
用清除指令
MPS
进栈
运算经历
MRD
读栈
经历读出
MPP
出栈
经历读出复位
END
停止
法度榜样停止
法度榜样停止(回到0步)
2全然逻辑指导说明
(1)逻辑赋值与输出线圈
LD赋值指令,常开触点逻辑运算开端
LDI取反赋值指令,常闭触点逻辑运算开端
OUT输出,线圈驱动
(2)触点串联:
AND与指令,常开触点串联连接,可反复多次应用
ANI与非指令,常闭触点串联连接,可反复多次应用
注:
OUT指令后,经由过程触点对其它线圈应用OUT指令称之为*接输出(上图的OUTy4),这种*接输出假如次序不错,能够多次反复。
(3)触点并联
OR或指令,常开触点并联连接。
ORI或非指令,常闭触点并联连接。
0
LD
X
4
说明:
并联边接的次数理论上无穷制,但因为编程器和打印机的功能对此有限制,因此并联连接的实际次数限制在24行以下。
1
OR
X
6
2
ORI
M
102
3
OUT
Y
5
4
LDI
Y
5
5
AND
X
7
6
OR
M
103
7
ANT
X
10
8
OR
M
110
9
OUT
M
103
(4)电路块的串、并联
ORB电路块或串联电路的并联连接
ANB电路块与并联电路的串联连接
(5)多重输出电路
MPS进栈(Pvsh)
MRD读栈(Read)
MPP出栈(Pop)
PLC中有11个储备运算中心成果的储备器,称之为栈存贮器。
MPS/MRD/MPP指令差不多上无操作元件号的指令。
0
LD
X
6
1
MPS
2
AND
X
7
3
OUT
Y
4
4
MRD
5
AND
X
10
6
OUT
Y
5
7
MRD
8
AND
X
11
9
OUT
Y
6
10
MPP
11
AND
X
12
12
OUT
Y
7
(6)主控触点
MC主控电路块起点。
MC指令为3步指令
MCR主控电路块终点(复位)MCR为2步指令
0
LD
X
0
1
MC
N
0
SP
M
100
4
LD
X
1
5
OUT
Y
0
6
LD
X
2
7
OUT
Y
1
8
MCR
N
0
说明:
N的嵌套层数从0~7,最多8层。
(7)自保持与解除
SET置位令元件自保持ON
RST复位令元件自保持OFF,清数据存放器
0
LD
X
0
1
SET
Y
0
2
LD
X
1
3
RST
Y
0
(8)脉冲输出
PLS上升沿微分输出
PLF降低沿微分输出
0
LD
X
0
1
PLS
M
0
3
LD
M
0
4
SET
Y
0
5
LD
X
1
6
PLF
M
1
8
LD
M
1
9
RST
Y
0
(9)空操作指令
NOP表示与动作、无元件
法度榜样若参加NOP指令,修改或追加法度榜样时,能够削减步序号的改变,另外,用NOP指令调换已写入的指令,也可改变电路。
法度榜样履行全清操作时,全部指令变成NOP。
(10)法度榜样停止
END输入输出处理法度榜样回“第0步”。
PLC反复进行输入处理、法度榜样运算、输出处理,若在法度榜样最后写入END指令,则今后的法度榜样就不再履行,直截了当进行输出处理。
在法度榜样调试过程中,按段插入END指令,能够次序扩大年夜对各法度榜样段动作的检查。
留意:
履行END指令时,也刷新当心(看门狗)时钟
(Watchdogtimer)
第五章PLC用户法度榜样编程
应用PLC强大年夜的指令群,能够专门便利的设计各类操纵体系的应用法度榜样,其用户法度榜样能够用LAD(梯形图)和STL(语句表)来表达。
只是通俗的PLC的应用法度榜样输入是用指令输入,其手写入器是用户与PLC对话的对象,手写入器体积小,并能够或许编辑用户法度榜样,提示用户若何进行下一步操作。
1完成一个用户法度榜样的步调:
(以Siemens产品为例)
2梯形图(LAD):
梯形图是工业操纵行业的一种编程说话,梯形图应用与继电器图解电路图邻近似的图形符号。
其逻辑关系及操纵流程专门合适会熟悉继电器图解电路图的人员。
梯形逻辑收集(network)是一行相连接的元件,它们构成了一个由左边的的电源线到右边输出元件或指令的完全的电路。
图5-1梯形图举例
梯形图代表硬线逻辑,它类似于法度榜样指令序列。
这一指令序列构成了法度榜样。
PLC如梯形图所示从左到右,从上到下履行法度榜样,一步一步地履行,轮回来去,一个轮回称为一个扫描周期。
3扫描周期:
是从PLC读取输入状况开端,然后应用法度榜样依照最机关报的输入状况履行,一旦法度榜样履行完毕,CPU便履行内部的诊断和通信义务,扫描周期以更新输出告停止,轮回时刻取决于法度榜样量、I/O点数、以及所需的通信量。
留意:
梯形图输入是由具有支撑梯形图软件包装来完成的,且综与语句表(STL)能够互相转换。
图5-2PLC轮回示意图(一个扫描周期)
4语句表:
语句表是应用布尔逻辑操作缩写助记符的编程说话,而尔操作依照变量的真和假(通与断)来工作。
一个语句表是给可编程逻辑操纵器的一条指令或指导,它包含两个部分:
操作——表示要做什么
操作数——表示要操作的对象
语句表指令乍上而下,与梯形图类似的轮回方法履行。
e.gFig5-1所示
其指令表:
LDI0.0
AI0.1
=Q1.0
LDI0.2
OI0.4
ANI0.3
=Q1.1
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