气动元件及系统与应用-PLC控制

按
母线(电源线) X0 X0 X1 X1 X2 B触点 Y0 Y1 A触点 COM端子 按下后变为ON （共用端子）
称为A型触点(MAKE触点)或 常开触点、NO触点(NORMAL OPEN)
需要开发时间和技术 程序修改困难
【变迁】
继电器控制
逻辑IC控制
单片机控制
继电器控制
（小规模）
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） 6
【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】 最重要 ◆ 控制规模(I/O点数)
输出
输出部
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【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-0 32点型控制单元】
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训练内容：
1）气动系统基本概念 2）空压系统组成 3）气动元件原理与选择 4）真空系统组成 5）气动系统常用回路设计 6）电\气开关与PLC编程 7）自动化个案研究 8）气动系统保养 9）气动系统故障诊断与对策
【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
注 释 显 示 切 换
在 线 编 辑 方 式
离 线 编 辑 方 式
动 作 模 式 切 换
监 控 开 始 停 止
参 照 帮 助 文 件
·
【从3种方式中选择】 菜单 视图(V) 布尔梯形图编辑 (BLD)
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 用于输入的功能键的 功能发生变化
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【输出存储器】 【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。
输入步骤
重复循环执行
运算步骤
【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
输出步骤
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
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第 3章 编程的基础知识
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源自文库
【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。 【实际接线图】 PB1 PB2 L1 电源
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。
一般有以下两种编写、编辑、调试PLC程序的专用工具．
◆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
松下电工PLC 【FP系列】
【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
◆使用计算机的编程工具 【FPWIN－GR】等
FP0 32点型 ＝ 5000步
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第 2章 可编程控制器的构成
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【2-1.
PLC内部的构成要素】
【FP0内部的整体构成】
【输入设备】
• 操作开关 • 传感器 • 数字拨码开关 • 编码器 输入 存储器
运算控制部(CPU)
【输出设备】
• 继电器 • 指示灯
存储器部
系统 寄存器 程序 存储器 输出 存储器
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【2-3.
各部名称及功能】
【FP0 C32 控制单元】
① 状态显示LED
表示PLC的运行/停止、错误/报警 等动作状态
【模式切换开关】
¿¿¿¿ RUN(¿ ¿) PROG(¿ ¿) ¿³ ð¿¿ ¿ ¿ RUN¿ ¿¿ ¿¿¿¿¿¿ î ¿¿¿¿ ¿ ¿ PROG¿ ¿¿ ¿¿¿¿¿
② 输入部
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。 FP0 32点型: 输入16点 + 输出16点 ＝ 合计32点 : 最大点数128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。）
【第4章
4-1 4-2 4-3 4-4 4-5 4-6 4-7
PLC的基本回路】
【第2章 可编程控制器的构成】
2-1 PLC内部的构成要素 2-2 PLC的动作原理 2-3 各部名称及功能
自保持回路 自保持回路的改进① 微分(DF)指令 自保持回路的改进② 自保持回路 定时器(TM)指令 定时器应用回路
• 电磁铁 • 变频器
编程工具: FPWIN、手持编程器
【运算控制部 CPU】
按照程序对输入输出进行控制
【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
【存储器部】
存储程序及运算所必需的信息
【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
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. 000 000 030 秒
香烟盒大小的 超小型PLC
◆ 程序容量
msec μsec nsec
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100倍左右的程序容量。
【梯形图】
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。
X1
X2
Y1
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【3-2.
【梯形图】
梯形图的阅读方法】
【什么叫A触点、B触点？】
例：按钮开关 按下后变为OFF 称为B型触点(BREAK触点)或 常闭触点、NC触点(NORMAL CLOSE)
一般在PLC的程序中，以梯形图形式表示电流方向。 电源:被省略
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松下编程界面
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【2-7.
编程工具的操作菜单】
◆ 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）
新 编 写 文 件
打 开 文 件
保 存 文 件
打 印 输 出
读 出 程 序
写 入 程 序
【功能随模式不同变化而变化】 不可选择时以灰色显示
设 备 注 释 检 索
◆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□□□
【10进制】
X0、X1· · · · · · XF
【16进制】 【10进制】
T□□
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【2-6.
PLC的编程工具】
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【2-4.
PC的输入输出部分】
输入
◆ 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。
输入部
◆ 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。
使用连接端子与 输入设备相连
①
② ③ ④
③ 模式切换开关
切换PLC的运行模式
【状态显示LED】
④ 输出部 ⑤ 编程口
用于与编程工具相连
使用连接端子与输出设备相连
⑥ 电源部
提供DC24V电源
⑤ ⑥
¿ RUN¿ ¿¿¿¿ ¿¿¿¿¿¿¿¿¿ ±¿¿ ¿ PROG¿ ¿¿¿¿ PROG(¿ ¿) í ¿¿¿¿¿³ ± ¿¿ ¿¿¿ ì ¿¿³ ¿¿ ì¿ í¿ ï¿ î¿ ERROR/ ¿¿² ¿¿ ú ¿¿¿ ì ¿¿¿ °¿ ALARM î ¿¿¿¿¿ ¿ î ¿¿¿¿ ²¿ (¿ ì) ð¿ ³ ±¿¿¿¿¿ RUN(¿ ¿)
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【1-2.
【区分】
继电器控制
顺序控制器的种类及变迁】
优点 用于小规模、简单控制时价格低 抗干扰能力强 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 大量生产时价格低 缺点 需要动作确认 控制内容修改困难 大量生产时与专用控制器相比价格较高
PLC 控制 可编程控制器 专用电路 单片机等
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第 1章 PLC入门
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【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Programmable Controller(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Programmable Logic Controller)。 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。
2-4 PLC的输入输出部
2-5 PLC的内部继电器一览表 2-6 PLC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】
3-1 PLC的回路图 3-2 梯形图的阅读方法 3-3 基本指令
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【前言】
可编程控制器(Programmable Controller) 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。
【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
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【2-2.
输入设备 输入部
PLC的动作原理】
输入步骤 ①
从PLC的输入开始到输出位置的处理流程如下所示：
CPU
③ ⑤ 运算步骤
地址 0 1 指令 ST X0 O T Y0
c c c c Y3 Y2 Y1 Y0 1 0 1 1
输出步骤 ⑧ ⑥ ⑦
输出部
输出设备 ～
②
④
c c c c X3 X2 X1 X0 1 1 0 1
【输入存储器】
【程序存储器】
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 ③ ④ ⑤ ⑥ 读取程序 执行程序 读取程序 执行程序 （ST （X0 （OT （Y0 X0） 读取） Y0） 写入）