模块四 PLC的指令系统.doc

模块四 PLC的指令系统
知识目标:熟悉PLC的基本组成与工作原理;熟练掌握FX系列可编程控制器的基本指令及应用;熟悉编程的基本规则和技巧
能力目标:能正确编写和阅读不太复杂的PLC用户程序;能进行PLC的I/O接线和熟练使用编程器
第一部分理论基础
一、可编程序控制器概述

在60年代,汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展,汽车型号更新的周期愈来愈短,这样,继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装,十分费时、费工、费料,甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状,美国通用汽车公司在1969年公开招标,要求用新的控制装置取代继电器控制装置,并提出了十项招标指标,即:
(1)编程方便,现场可修改程序
(2)维修方便,采用模块化结构
(3)可靠性高于继电器控制装置
(4)体积小于继电器控制装置
(5)数据可直接送入管理计算机
(6)成本可与继电器控制装置竞争
(7)输入可以是交流115V
(8)输出为交流115V,2A以上,能直接驱动电磁阀,接触器等
(9)在扩展时,原系统只要很小变更
(10)用户程序存储器容量至少能扩展到4K
1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC,在美国通用汽车自动装配线上试用,获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长等一系列优点,很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年,已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现,也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术,很快研制出了日本第一台PLC。1973
年,西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制,1977年开始工业应用。

PLC问世以来,尽管时间不长,但发展迅速。为了使其生产和发展标准化,国际电工委员会(IEC)先后颁布了PLC标准的草案第一稿、第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备,都按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。”
为了避免与个人计算机PC(puter)相混淆,所以改为PLC(Programmable Logic Controller)即可编程逻辑控制器,但从功能上讲,现在的PLC早已不是原来意义上的“PLC”了。
总之,可编程控制器是一台计算机,它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入、输出接口,并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用,在实际应用时,其硬件需根据实际需要进行选用配置,其软件需根据控制要求进行设计编制。
3. PLC的分类与特点
1) 可编程序控制器的分类
PLC的分类方法很多,大多是根据外部特性来分类的。以下三种分类方法用得较为普遍。
①按照点数、功能不同分类
根据输入输出点数、存贮器容量和功能分为小型、中型和大型三类。
小型PLC又称为低档PLC。它的输入输出点数一般从20点到128点,用户程序存贮器容量小于2K字节,具有逻辑运算、定时、计数、移位等功能,可以用来进行条件控制、定时计数控制,通常用来代替继电器、接触器控制,在单机或小规模生产过程中使用。
中型PLC的I/O点数一般在128~512点之间,用户存贮器容量为2K~8K字节,兼有开关量和模拟量的控制功能。它除了具备小型PLC的功能外,还具有数字计算、过程参数调节[如比例、积分、微分(P、I、D)调节]、模拟定标、查表等功能,同时辅助继电器数量增多,定时计数范围扩大,适用于较为复杂的开关量控制如大型注塑机控制、配料及称重等小型连续生产过程控制等场合。
大型PLC又称为高档PLC,I/O点数超过512点,最多可达8192点,进行扩展后还能增加,用户存贮容量在8K字节以上,具有逻辑运算、数字运算、模拟调节、联网通讯、监视、记录、打印、中断控制、智能控制及远程控制等功能,用于大规模过程控制(如钢铁厂、电站)、分布式控制系统和工厂自动化网络。
②按照结构形状分类
根据PLC各组件的组合结构,可将PLC分为整体式和机架模块式两种。
③按照使用情况分类
从应用情况又可将PLC分为通用型和专用型两类。通用型PLC可供各工业控制系统选用,通过不同的配置和应用软件的编制可满足不同的需要,是用作标准工业控制装