控制仪表及装置第五章

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控制仪表及装置第五章 可编程控制器

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可编程控制器第一节 概述第二节 FX系列可编程控制器

第三节 S7系列可编程控制器

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概 述– 可编程控制器(Programmable Logic Controller) 是在工业自动化系统中广泛使用的通用数字式 控制装置，简称PLC。 – 按照 IEC的定义，该装置专为在工业环境下应 用而设计，它将逻辑运算、顺序控制、算术运 算、定时、计数等功能存储在可编程存储器中， 通过数字量或模拟量的输入和输出，控制各种 设备和生产过程。

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PLC的特点– 可靠性高、抗干扰能力强 能适应恶劣工业环 境，无故障时间达到数十万小时。 – 功能完善，性价比高 能实现开关量、模拟量 控制，完成复杂控制任务。 – 通用性强，组合灵活 产品系列化、模块化、 标准化, 有多种系列化产品和模块供用户选择。 – 编程简单、直观 有多种编程语言，形象直观, 容易掌握，使用者不需要专门的计算机知识。 – 体积小、维护方便 易于安装， 具有自诊断、 故障报警功能，便于操作者检查维修。

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PLC的工作过程输 入 设 备 输 入 端 子 输 入 寄 存 器 控 制 部 件 输 出 寄 存 器 输 出 端 子 输 出 设 备

…..

输入采样 PLC 以扫描方式顺序读入输入端 的通断状态，并存入输入寄存器。

程序执行 读出寄存器的通断状态， 进行逻 辑、算术运算，将结果存入输出寄存器。输出刷新 将输出寄存器的通断状态(即控制 信号) 输至输出设备。

…..

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编程语言PLC的编程语言由IEC 61131-3标准规定： 指令表 与汇编语言类似的助记符, 一条指令 执行一项命令。 梯形图 是布尔变量 (触点与线圈) 的连接图， 类似于继电器控制逻辑图。 功能块图 是算术运算、布尔变量等功能元素 和功能块的连接图。 顺序功能图 将控制任务分割为可按顺序执行 的连接图。 结构化文本 是类似于 PASCAL 的高级语言， 可完成复杂的计算和控制任务。

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FX系列可编程控制器– FX型可编程控制器包括FX1S、FX1N、FX1NC、 FX2N、FX2NC等多种系列产品，其基本功能类 似。本节介绍广泛使用的FX2N。 – 功能指标：I/O点数为10~256,基本指令27条， 步进指令两条，功能指令85~128种，执行时间 0.08~0.7µ s/基本指令，程序容量2000~16000步， 中断源6~15。

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FX2N系统组成FX2N包括基本单元、扩展单元、扩展模块、 特殊功能模块及编程设备。

FX2N开关量输入输出电路输入电路以直流输入为主，其输入器件可为 无源触点或传感器的集电极开路晶体管。 输出电路有三种形式：继电器输出型、晶体 管输出型和双向晶闸管输出型。

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编程元件PLC的编程元件包括触点、继电器、定时器、 计数器等： 输入触点、继电器(X0~X177) 用来

接收外部开 关信号。 输出触点、继电器(Y0~Y177) 用来传送信号到 外部负载。外部电源

COM端 子 输入信号

COM端子

~负载

X0

线圈

Y0

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辅助触点、继电器(M0~M499等) 相当于继电 器控制系统的中间继电器,但这些触点不能直 接驱动外部负载。 常数(K/H) 十进制常数用K表示，十六进制常 数用H表示。 定时器(T0~T255) 定时时间由时间脉冲累积 计时确定，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms, 当所计时间达到设定值时，其输出触点动作。 定时时间常数一般由常数K设定。 计数器(C0~C255) 分为加计数器、减计数器 等，计数脉冲从端子输入,当所计数等于设定 值时, 其输出触点动作。计数常数也由常数K 设定。

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PLC指令和编程方法FX系列PLC的指令包括基本指令、步进指令和 功能指令，以下例举常用的基本指令(用梯 形图和指令表描述): 逻辑取及线圈驱动 分别为逻辑取LD、逻辑取 反LDI和输出OUT 。X0Y0 X1 M1

Y1

0 1 2 3 4

LD OUT LDI OUT OUT

X0 Y0 X1 M1 Y1

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触点串联 分别为逻辑与AND和逻辑与非ANI。X0 X2 Y3 Y3 X3 M1

T0 T0 Y1

K19

0 1 2 3 4 5

X0 X2 Y3 X3 M1 T0 K19 6 LD T0 7 OUT Y1

LD AND OUT ANI OUT OUT

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触点并联 分别为逻辑或OR和逻辑或非ORI。X4 Y5

X6M2

Y5 M3 M10

X7

X10 M3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

LD X4 OR X6 ORI M2 OUT Y5 LDI Y5 AND X7 OR M3 ANI X10 OR M10 OUT M3

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串联电路块的并联 (ORB)X0 X1 Y3

X2

X3

X4

X5

串联电路块

0 1 2 3 4 5 6 7 8

LD AND LD AND ORB LDI AND ORB OUT

X0 X1 X2 X3 X4 X5 Y3

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并联电路块的串联 (ANB)X0X2 X3 Y3 X1 X4 X5

X6

并联电路块

X3

0 LD 1 OR 2 LD 3 AND 4 LDI 5 AND 6 ORB 7 OR 8 ANB 9 OR 10 OUT

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X3 Y3

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自保持与解除 (SET/RST)X0 SET Y0 Y0 M0 M0 S0 S0

X1RST X2 SET

X3RST X4 SET X5 RST

0 LD X0 1 SET Y0 2 LD X1 3 RST Y0 4 LD X2 5 SET M0 6 LD X3 7 RST M0 8 LD X4 9 SET S0 10 LD X5 11 RST S0

X0 X1

Y0

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脉冲输出 (PLS/PLF)X0 PLS M0 SET Y0 M1 Y0 M0

X1PLF M1 RST

0 1 3 4 5 6 8 9

LD PLS LD SET LD PLF LD RST

X0 X0 M0 M0 X1 Y0 M0 X1 M1 M1 M1 Y0 Y0

空操作 (NOP) 该指令使此程序步作空操作。程序结束 (END)该指令表示程序结束。

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编程注意的问题– 合适的编程顺序 在设计并联电路时，串联触 点多的电路应尽量放在上部； 在设计串联电路 时, 并联触点多的电路应尽量放在左边。X0 Y0 1.LD 5.OUT X1 X2 1.LD 2.AND X0 3.OR 不需要ORB指令 X1 X2 Y0 4.OUT

2.LD 3.AND

4.ORB

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– 重新排列不能编程的电路 有些电路较复杂，如 桥路, 不能直接编程，必须重新排列，然后再进行 编程。3 1 2 Y0 5 3 4 1 3 5 4 1 5 2

Y0

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常用电路编程举例瞬时接通延时断开电路X0 T0 Y0 Y0

Y0

X0 T0 K30

X0Y0 3s

0 1 2 3 4 5 6 7

LD OR ANI OUT LD ANI OUT

X0 Y0 T0 Y0 Y0 X0 T0 K30

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延时接通延时断开电路X0 T0 K30 K60

Y1T0

X0 T1 T1

Y1Y1

X0 Y1

0 LD X0 1 OUT T0 2 K30

3 LD Y1 4 ANI X0 5 OUT T1 6 K60 7 LD T0 8 OR Y1 9 ANI T1 10 OUT Y1

3s

6s

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/09lm.html