PLC经典初级培训教材.docx

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PLC经典初级培训教材

PLC初级培训教材

第一章电气系统及PLC简介

一、设备电气系统结构简介设备电气系统一般由以下几部分组成

执行

机构

电源

输入

元件

控制中心

1、执行机构：

执行工作命令

陶瓷行业中常见的执行机构有：

电动机（普通、带刹车、带离合）、电磁阀（控制油路或气路的通闭完成机械动作）、伺服马达（控制调节油路、气路的开度大小）等。

2、输入元件：

从外部取入信息

陶瓷行业中常见的输入元件有：

各类主令电器（开头、按扭）、行程开关（位置）、近接开关（反映铁件运动位置）、光电开关（运动物体的位置）、编码器（反映物体运动距离）、热电偶（温度）、粉位感应器粉料位置）等。

控制中心：

记忆程序或信息、执行逻辑运算及判断

常见控制中心部件有各类PLC、继电器、接触器、热继电器、等。

电源向输入元件、控制中心提供控制电源；向执行机构提供电气动力。

二、简单的单台电动机电气系统

例：

一台星——角启动的鼠笼式电动机的电气系统

1、一次线路图2、二次线路图

ABCTQJC1R

R

JC1SJ

JC1JCJ

JCJ

JCJ

SJ

JCY

JCJA

JCY

3、上图看出，二次回路图中为实现延时控制，要使用一个时间继电器，而在

陶瓷行业中，星——角启动控制可说是一种非常简单的例子，若在陶瓷生产设备上全部采用继电器类来实现生产过程的自动控制，要使用许多的继电器、时间继电器等其它一些电气产品，而该类产品占空间大，且运行不是十分可靠。

三、PLC简介

1、可编程序控制器

早期的PLC只能做些开关量的逻辑控制，因而叫PLC，但近年来，PLC采用微

处理器作为中央处理单元，不仅有逻辑控制功能，还有算术运算、模拟量处理甚至通信联网功能，正确应称为PC，但为了与个人计算机有所区别，仍称其为PLC。

2、PLC的特点

1>、灵活、通用

控制功能改变，只要改变软件及少量的线路即可实现。

2>、可靠性高、抗干扰能力强

1硬件方面：

采用微电子技术开关动作由无触点的半导体电路及大规模集成电路完成，CPU与输入输出之间，采用光电隔离措施，隔离了它们之间电的联系。

2软件方面：

有自身的监控程序，对强干扰信号、欠电压等外界环境定期检查，有故障时，存现状态到存储器，并对其封闭以保护信息；监视定时器WTD，检查程序循环状态，超出循环时间时报警；对程序进行校验，程序有错误进输出报警信息并停止执行。

3>、使用简单

采用自然语言——梯形图语言编程方式，编程容易，更改方便。

输入输出接口可以与各种开关、传感器、继电器、接触器、电磁阀连接，接线简单。

4>、功能强、体积小

纵向——PLC不仅可能完成各种条件控制，还能完成模/数、数/模转换并进行数字运算，可以完成对模拟量的控制；横向——可以控制一台至几台设备，还可实现远距离控制；重量轻，体积小，便于安装。

3、PLC控制思路

以前面的星——角起动二次回路为例。

按控制等效电路可分为三个部分：

输入部分、输出部分及控制部分。

1>、输入部分：

接收由各种主令电器发出的操作指令及由各种反映设备状态信息的输入元件传来的各种状态信息。

PLC的一个输入点单独对应一个内部继电器，当输入点与输入用的公用脚COM接通时，该输入继电器得电。

2>、输出部分：

根据控制程序的执行结果直接驱动相应负载。

在PLC内部设有输出继电器（可能是继电器形式，也可能是晶体管形式），每个继电器对应一个硬触点，当程序执行结果让输出继电器线圈通电时，该输出继电器的输出触点闭合，实现外部负载的控制运行。

3>、控制部分：

是由用户自行编制的控制程序。

它存放在PLC的用户程序存储器中，系统运行时，PLC依次读取用户程序存储器中的程序内容，并对它们进行解释并执行，执行结果送输出端子，以使相应的外部负载得到控制。

PLC的用户程序采用梯形图的编程方式，它由继电器控制电路演变而来，所不同的是，它内部的继电器并非实际的继电器，而是“软”继电器，由软继电器组成的控制线路并不是真正意义上的物理连接，而只是逻辑关系上的连接（软接线）。

它的内部继电器线圈用表示，常开点用来表示，常闭点用来表示。

从PLC内部可区分为六个部分即：

输入、输出、存储器、CPU、电源及操作显示部分。

详见P8~14页

①输入部分：

负责采集外部指令及设备状态，以使CPU作出判断。

见P11页图1.6及1.7。

②输出部分：

将CPU的运算结果向外部输出，以完成过程动作。

见P12页图1.8、1.9、及1.10

注：

以上输入输出部分CPM1A产品均可扩展，最大可扩展到40点输入输出。

③存储器：

存储用户程序及信息。

④CPU：

执行各种逻辑及运算程序。

⑤电源：

向输入输出及CPU提供电源。

⑥操作显示：

向存储器输入用户程序或更改用户程序，显示程序运行状态。

从外型看见P31页图2.1，CPM1A主机与多数PLC主机一样，有电源端子（交流供电型还设有供外部输入设备用的服务电源）、功能接地端子（抗干扰、防电击，务必接地）、保护接地端子（防触电）、输入输出端子及其LED（当对应的输入或输出端子ON时，相应的输入输出LED灯亮，但当CPU异常、I/O总线发生异常时所有输入LED灭；当内存异常及系统异常（FALS）发生时，所有输入LED保持发生异常时的状态，即使输入状态发生变化，输入的LED状态也不改变）、PLC状态显示LED（POWER电源、RUN运行监视/编程停止、ERROR/ALARM亮故障/闪警告、COMM外设通讯亮）、模拟设定电位器及扩展连接器。

4、PLC工作原理见P15页PLC的循环扫描工作过程示意图

PLC上电

初始化

初始化检查I/O单元连接、继电器区清0

定时器预置、识别扩展单元

硬件及用户程序内存检查

异常

检查结果

（1）公共处理

设置异常继电器正常

异常灯亮扫描周期监视时间预置

警告灯闪

执行用户程序

（2）执行程序

异常或警告到结束指令吗？

NO

YES

扫描周期固定值检查

已设置固定值?

N（3）扫描周期计算处理

Y可由用户双月通过DM6619Y设定，执行

等待至设定的扫描周期到此时，需等待时间到方向下执行；一般扫描

周期为不定，由监控计算

算出扫描周期

输入扫描输入继电器（4）I/O刷新

输出继电器执行

外设端口服务（5）外设端口服务完成通信处理

第二章CPM1A的性能规格和区域分配

一、CPM1A的性能规格

控制方式

存储程序方式

输入输出控制方式

循环扫描方式和即时刷新方式并用

编程语言

梯形图方式

指令长度

1步/1指令、1~5步/1指令

指令种类

基本指令

14种

应用指令

79种139条

处理速度

基本指令（LD）

1．72ｕｓ~17.2μ

应用指令

MOV指令16.3μｓ

程序容量

2048字

最大I/O点数

10点、20点、30点、40点

输入继电器

00000~00915

输出继电器

01000~01915

内部辅助继电器

512点：

20000~23115（200CH~231CH）

特殊辅助继电器

384点：

23200~25515（232CH~255CH）

暂存继电器TR

8点：

TR0~8

保持继电器HR

320点：

HR0000~1915（HR00~HR19CH）

辅助记忆继电器AR

256点：

AR0000~1515（AR00~15CH）

链接继电器LR

256点：

LR0000~1515（LR00~15CH）

定时器/计数器TIM/CNT

128点：

TIM/CNT000~127

100mｓ型：

TIM000~127（号数与10mｓ型共用）

10mｓ型（高速定时器）：

TIM000~127

减法计数器、可逆计数器

数据存储器DM

可读/写

1002字（DM0000~0999、1022~1023）

故障履历存入区

22字（DM1000~1021）

只读

456字（DM6144~6599）

PC系统设定区

56字（DM6600~6655）

输入中断

2点（10点）4点（20点及以上型）

间隔定时中断

1点（0.5~319968mｓ、单触发模式或定时中断模式）

停电保持功能

保持继电器HR、、辅助记忆继电器AR、计数器CNT、

数据内存（DM）的内容保持

内存后备

快闪内存：

用户程序、只读数据内存（无电池保持）

超级电容：

读/写数据内存、保持继电器、辅助记忆继电器、计数器（保持20天/环境温度25°C）

自诊断功能

CPU异常（WDT）、内存检查、I/O总线检查

程序检查

无END指令、程序异常（运行时一直检查）

高速计数器

1点单相5KHZAK或两相2.5KHZ（线性计数器方式）当前值248（L）、249（H）CH递增模式:

0~65535（16位）、增减模式：

-32767~32767（16位）

脉冲输出

1点20HZ~2KHZ（单相输出：

占空比50%）

快速响应输入

与外部中断输入共用（最小输入脉冲宽度0.2mｓ）（不经滤波）

输入时间常数

可设定1mｓ/2mｓ/4mｓ/8mｓ16/16mｓ/32mｓ/64mｓ/128mｓ中的一个（输入滤波时间常数设定）

模拟电位器

2点（0~200）

性能规格

二、输入输出规格

①输入单元000~009CH

输入阻抗：

IN00000~00002为2KΩ，其它为4.7KΩ

输入电压：

DC24V+10%、-15%

ON电压：

最小DC14.4V

OFF电压:

最大DC5.0V

ON及OFF响应时间（IN00000~00002作为高速计数器使用时除外）:

1~128mｓ以

下可选,缺省为8mｓ

IN00000~00002作为高速计数器使用时响应时间：

200μｓ左右（可满足高速计数频率单相5KHZ、两相2.5KHZ）的要求

IN00003~00006作为中断输入时响应时间为0.3mｓ以下（从输入ON开始到执行中断处理子程序为止的时间）

输入单元是可以把外部输入设备的信号直接取到PLC内部的继电器，当CPU及输入

单元装入时，方有输入继电器的动作。

输入继电器可以作为程序中的接点或通道数据使用。

在程序中继电器号的顺序及常开/常闭接点的使用次数是没有限制的，但要注意：

请

不要对输入继电器的号数使用输出命令。

②输出单元010~019CH

断电器输出型：

最大开关能力AC250V/2ADC24V/2A公共端4A

最小开关能力DC5V、10mA

继电器寿命：

电气寿命：

阻性负载30万次

感性负载10万次

机械寿命：

2000万次

ON响应时间：

15mS以下

OFF响应时间：

15mS以下

晶体管输出型：

最大开关能力：

24VDC+10%-15%300mA

最小开关能力：

10mA

ON响应时间：

0.1mS以下

OFF响应时间：

1mS以下

输出单元可以把PLC内部程序执行结果送到外部。

输出点在程序中，可以作为继电器线圈接点及通道数据使用：

在程序中输出继电器的号数使用顺序、常开/常闭接点的使用次数均没有限制。

在编程过程中注意不要对同一个输出继电器重复使用两次输出命令。

三、CPM1A继电器地址的分配及继电器功能作用介绍

名称

点数

通道

继电器

功能

输入继电器

160点（10字）

000~009CH

00000~00915

能分配给外部输入输出端子的继电器（当输入输出通道不使用的继电器号能作为内部辅助继电器使用）

输出继电器

160点（10字）

010~019CH

01000~01915

内部辅助继电器

512点（32字）

200~231CH

20000~23115

程序中能自由使用的继电器

特殊辅助继电器

384点（24字）

232~255CH

23200~25507

具有特定功能的继电器

暂存继电器

8点

TR0~7

用于在回路分叉点临时记忆的继电器,

保持继电器（HR）

320点（20字）

HR00~19CH

HR0000~1915

程序中能自由使用的继电器,

辅助记忆继电器（AR）

256点（16字）

AR00~15CH

AR0000~1515

具有特定功能的继电器,电源断时能记住ON/OFF状态

链接继电器（LR）

256点（16字）

LR00~15CH

LR0000~1515

1:

1连接中作为输入输出使用的继电器（也可作为内部辅助继电器使用）

定时器/计数器（TIM/CNT）

128点

TIM/CNT000~127

定时器和计数器共用相同号

数据

内存

（DM）

可读写

1002字

DM0000~0999DM1022~1023

以字为单位（16位使用,电源断时数据保持.DM1000~1021不作为存放异常历史使用时,可作为一般的DM自由使用。

.

DM6144~6599、DM6600~6655不能在程序中写入（可从外围设备设定）

异常历史存放区

22字

DM1000~1023

只读

456字

DM6144~6599

PC系统设置区

56字

DM6600~6655

1内部辅助继电器512点，200~231CH

仅可在程序中作为继电器线圈、接点、通道数据使用的继电器，而不能作为输入输出继电器去直接取入外部信号或向外部输出，程序中使用的顺序及常开/常闭点的使用次数无限制，电源切断或运行停止时复位。

相当于在继电器控制回路中的中间继电器。

内部继电器在电源切断时、运行停止时复位。

2特殊辅助继电器384点，232~255CH

特殊辅助继电器只能当作具有特定功能的继电器接点使用。

特殊辅助继电器功能

通道号

继电器号

功能

232~235

宏指令输入区，不使用宏指令时，可作为内部辅助继电器使用

236~239

宏指令输出区，不使用宏指令时，可作为内部辅助继电器使用

240

中断0的计数器设定值

输入中断使用计数器模式时的设定值（0000~FFFF）。

输入中断不使用计数器模式时，可作为内部辅助继电器使用

241

中断1的计数器设定值

242

中断2的计数器设定值

243

中断3的计数器设定值

244

中断0的计数器当前值-1

输入中断使用计数器模式时的计数器当前值-1（0000~FFFF）。

输入中断不使用计数器模式时，可作为内部辅助继电器使用

245

中断1的计数器当前值-1

246

中断2的计数器当前值-1

247

中断3的计数器当前值-1

248~249

高速计数器的当前值区域，不使用高速计数器时，可作为内部辅助继电器使用

250

模拟电位器0设定值存入区域

存入值0000~0200（BCD码）

251

模拟电位器1设定值存入区域

252

00

高速计数器复位标志（软件设置复位）ON时（由复位设置方式<两种——①25200软件复位；②25200+Z相信号复位>决定），复位高速计数器

01~07

不可使用

08

外设通信口复位时为ON（使用总线无效），之后自动回到OFF状态

09

不可使用

10

PC系统设定区域（DM6600~6655）初始化的时候为ON，之后自动回到OFF状态（仅编程模式时有效）

11

强制置位/复位的保持标志。

OFF：

编程模式与监控模式切换时，解除强制置位/复位的接点；ON：

编程模式与监控模式切换时，保持强制置位/复位的接点

12

I/O保持标志。

OFF：

运行开始/停止时，输入/输出、内部辅助继电器、链接继电器的状态被复位；

ON：

运行开始/停止时，输入/输出、内部辅助继电器、链接继电器的状态被保持

13

不可使用

14

故障履历复位时为ON，之后自动回到OFF

15

不可使用

253

00~07

故障码存储区，故障发生时将故障码存入。

故障报警（FAL/FALS）指令执行时，FAL号（故障码）被存储；FAL00指令执行时，该区复位（成为00）

08

不可使用

09

扫描周期超过100ms时为ON

10~12

不可使用

13

常ON

14

常OFF

254

00

1分时钟脉冲（30秒ON/30秒OFF）

01

0．02秒时钟脉冲（0.01秒ON/0.01秒OFF）

02

负数标志

03~05

不可使用

06

微分监视完了标志（微分监视完了时为ON）

07

STEP指令中一个行程开始时，仅一个扫描周期为ON

08~15

不可使用

255

00

0．1秒时钟脉冲（0.05ON/0.05秒OFF）

01

0．2秒时钟脉冲（0.1秒ON/0.1秒OFF）

02

1秒时钟脉冲（0.5秒ON/0.5秒OFF）

03

出错标志（执行指令时，出错发生时为ON）

04

进位标志（执行指令时结果有进位或借位发生时为ON）

05

>大于标志（比较结果大于时为ON）

06

=等于标志（比较结果等于时为ON）:

07

<小于标志（比较结果小于时为ON）

08~15

不可使用

3辅助记忆继电器AR00~15CH256点

用于PC的工作状态信息

通道号

继电器号

功能

AR00～AR01

不可使用

AR02

00～07

不可使用

08～11

扩展单元连接的台数

12～15

不可使用

AR03～AR07

不可使用

AR08

00～07

不可使用

08～11

外围设备通信出错码（BCD码）：

0——正常终了，1——奇偶出错，2——格式出错，3——溢出出错

12

外围设备通信异常时为ON

13～15

不可使用

AR09

不可使用

AR10

00～15

电源断电发生的次数（BCD码），复位时用外围设备写入0000

AR11

00

1号比较条件满足时为ON

高速计数器进行区域比较时，各编号的条件符合时成为ON的继电器

01

2号比较条件满足时为ON

02

3号比较条件满足时为ON

03

4号比较条件满足时为ON

04

5号比较条件满足时为ON

05

6号比较条件满足时为ON

06

7号比较条件满足时为ON

07

8号比较条件满足时为ON

08～14

不可使用

15

脉冲输出状态。

0——停止中，1——输入中

AR12

不可使用

AR13

00

DM6600～6614（电源ON时读出的PC系统设定区域）中有异常时为ON

01

DM6615～6644（运行开始时读出的PC系统设定区域）中有异常时为ON

02

DM6645～6655（经常读出的PC系统设定区域）中有异常时为ON

03～04

不可使用

05

与DM6619中设定的扫描周期比实际的扫描周期大的时候为ON

06～07

不可使用

08

在用户存储器（程序区域）范围以外存在有继电器区域时为ON

09

高速存储器发生异常的时候为ON

10

固定（只读）DM区域（DM6144～6599）发生累加和校验出错时为ON

11

PC系统设定区域（DM6600～6614）发生累加和较验出错时为ON

12

在用户存储器（程序区）发生累加和校验出错、执行不正确指令时为ON

13～15

不可使用

AR14

00～15

扫描周期最大值（BCD码4位）（X0.1ms）。

运行开始以后存入的最大扫描周期；运行停止时不复位，但运行开始时被复位

AR15

00～15

扫描周期当前值（BCD码4位）（X0。

1ms）。

运行中最新的扫描周期被存入；运行停止时不复位，但运行开始时被复位

4暂存继电器8点TR0～7

它是复杂的梯形图回路中不能用助记符描述的时候，用于对回路的分叉点的ON/OFF状态

作暂存的继电器，仅在用助记符编程时使用。

用梯形图编程时，在内部由于能自动处理，暂存继电器没有使用的必要.

程序中暂存继电器使用顺序及使用次数无限制,但在同一段程序中,TR继电器号不能重复

使用,否则会造成程序出错。

使用方法：

在梯形图的最末一个分支点以后有两个以上的与接点串接的输出，或在一个与

接点串接的输出后面，还有一个没有通过接点的直接输出时，在分支点上要使用TR暂存继电器，只能用LD及OUT指令。

5保持继电器HR00~19CH256点

在电源切断时或在编程设备向编程状态转换时,其仍保持原有的ON/OFF状态使用方法与

内部辅助继电器一样。

一般可用KEEP（FUN11）指令；也可用OUT指令，但切记使用OUT指令时要有自保回路。

保持继电器的复位信号要尽量使用常开点，否则可能在复电时复位该HR继电器。

⑥链接继电器LR00~15CH256点

链接继电器用于安装了PC链接单元，与其它PC进行1：

1链接数据交换（输入输出）。

CPM1A可实现CPM1A族、及同CQM1、CPM1、C200HS作1：

1连接，一方作主动方，另一方作从动方。

在CPM1A中使用1：

1上位链接功能时，能够用外围设备在主动局和从动局的系统设定区域（DM6650）中设定。

例：

在主站CPM1A与从站CPM1A之间，互相将输入000CH的状态反映到对方的内部辅助继电器200CH

RS—232C电缆

CPM1ACPM1A

CPU单元CPU单元

主站侧程序从站侧程序

MOV（21）MOV（21）

000000

LR00LR08

MOV（21）MOV（21）

LR08LR00

200200

LR00CHLR00CH

000CH写入写入区域读出区域读出200CH

LR07CHLR07CH

LR08CHLR08CH

200CH读出读出区域写入区域写入000CH

LR15CHLR15CH

主站侧从站侧

6定时器/计数器（TIM/CNT）

定时器/计数器号，可以在定时（TIM）、计数（CNT）、高速计数（TIMH）、可逆计数（CNTR）

指令中使用，但这些指令不能使用相同的号数，例如：

同一个程序中不可以同时有CNT010及TIM010，若重复使用时，程序检查中，会有“线圈重复使用”的显示，如执行程序，则会产生动作异常。

当使用互锁IL（02）和解锁ILC（03）指令时，若IL（02）至ILC（03）指令之间有定时器（包括高速定时器）或计数器时，定时器根据本指令前面的条件OFF时复位，而计数器保持原有的数据。

定时器/计数器的现在值，也可作为通道数据使用。

若使用中断处理的定时器用高速定时器时，请指定TIM000~001。

7数据存储器DM0000～1023（可读/写1024字）DM6144～6655（只读512字）共1536个通道，用于记忆一个字（16bit）为单位的数据，它只能以字为单位使用。

它不是继电器，因而不能做为继电器线圈和接点使用，可作为数据的输入输出区使用；当电源切断时，DM仍保持原有数据；可以间接指定使用（*DM），这时，DM的内容是要寻找的DM的地址。

数据存储器分为可读/写DM及只读DM，只读DM可以用编程器写入，但不能在程序中写入。

其中DM6600～6614仅在编程模式时设定，而DM6615～6655则可在编程模式及监控模式时设定。

在可读写DM区域内，DM1000～10