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欧姆龙PLC的相关知识.pdf
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欧姆龙PLC的相关知识.pdf
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PLC 应用十分广泛:①用于开关逻辑控制②用于闭环过程控制③用于机器人控制④组成多级控
制系统。
PLC 的技术性能:
①输入/输出的数,②扫描速度(毫秒/千步;纳秒/步),③指令条数,④内存容量,⑤高功能模块
(如 A/D,D/A,高速计数,速度控制,温度控制,位置控制远程通讯、高级语言编辑等模块)。
PLC 的分类:
⑴按(I/O)输入/输出的点数分类:
(微型)、小型、中型机,大型。
⑵按结构形式分类:
整体式和组合式(积木式)。
⑶按实现的功能分类:
低档:具有逻辑运算、定时、计数、移位、自诊断、监控等基本功能和一定的算术运算、数据传
送、比较、通信和模拟量处理功能。
中档:除了具备低档机的功能外,还具有较强的算术运算、数据传送、比较、通信、子程序、中断
处理和回路控制功能。
高档:在中档机的功能的基础之上加强了带符号运算、矩阵运算等功能。
目前的 DCS 与新型的 PLC,由于多年的开发研究,在各自保留自身原有的特点外,又相互补充,形成
新的系统,现在的 DCS 已不是当初的 DCS,同样如此,新型的 PLC 也不是开发初期的 PLC。
PLC 的基本结构:
⑴电源模块:一般 PLC 采用 AC220V 电源,也可用直流电源。交流电源经整流和稳压向 PLC 各模块供
电。
⑵中央处理单元 CPU。
⑶存储器:固化的只读存储器 ROM,可读写的 RAM 存储器。
⑷输入、输出模块。
输入模块包括交流输入模快和直流输入模块。输入模块用于处理输入信号,对输入信号进行滤波、
隔离、电平转换等,把输入信号的逻辑值准确无误可靠地传入 PLC 内部。
输出模块:
输出模块具有隔离 PLC 内部电路与外部执行元件的作用。
晶体管输出型(T)只能带直流负载;双向晶闸管输出型(S)只能带交流负载;继电器输出型(R)
可带交/直流负载。
PLC 的循环扫描工作过程:
⑴自诊断阶段:
在每一次扫描开始之前,CPU 都要进行复位监视定时器,硬件检查用户内存等操作。
⑵程序用户程序阶段:
依此顺序执行指令!CPU 从 0000 地址的第一条指令开始,按先左后右,先上后下的顺序,依
此逐条(解释)执行各指令,直到执行最后一条指令。
PLC 执行指令程序时,根据输入信号的映像寄存器的 1 或 0,(除输入继电器外)一些编程元
件的状态随着指令的执行不断更新。CPU 按程序给定的要求进行逻辑运算和算术运算,运算结果存入
相应的元件映像寄存器,把将要向外输出的信号存入输出映像寄存器,并由输出锁存器保存。
⑶I/O 输入、输出刷新处理阶段:
在 I/O 刷新描阶段时,CPU 把输入信号的逻辑值读入“输入映像寄存器”。(现场的(通/
断)状态已接好到 PLC 的输入端子)
CPU 将“输出映像寄存器”的状态经输出锁存器和 PLC 输出端子,传送到外部执行负载。“输
出映像寄存器”的内容要等下一个扫描周期的刷新阶段到来才能改变状态。
⑷外设端口的服务阶段:
在该阶段,CPU 完成与外设端口连接的外围设备通信处理。
PLC 完成上述各阶段的处理后,又返回到公共处理阶段,周而复始地进行扫描。
开
始
→自诊断→程序执行阶段→I/O 刷新阶段(约为 1mS)→外设端口的服务阶段→
PLC 的特点:
工作目的 用于过程控制
工作环境 工业环境
工作方式 顺序扫描方式
表现形式 编程器和执行主机共两套计算机
输入设备 控制设备、传感器、编程器、通信接口、其它计算机等
输出设备 电磁继电器、报警显示器、灯、电磁开关、电动机、电磁阀等
使用软件 梯形图符号、操作系统
特殊措施 抗干扰措施、各种动态检测、监控、停电保护、易维护等
其它 机种多、各种配件齐全,容易构成系统;系统稳定可靠;
PLC 的硬件安装
⒈为避免附近控制屏或电气产生的干扰,对 PLC 安装位置的要求:
⑴采用封闭的防尘箱;
⑵与高频设备安装在一起时,其外壳必须接地;
⑶不要把 PLC 与高压设备安装在同一罩壳内;
⑷尽可能远离高压线和动力线路;
⑸不要把 PLC 安装在发热源的上面;
⑹垂直安装 PLC,保证空气能最大限度流动,同时防止脏物从通风道掉入到 PLC 内。
⒉安装环境的要求:
⑴环境温度 0~55℃,相对湿度 35%~85%(无凝固)
⑵由于 PLC 不防尘、不防水结构,因此应防止周围粉尘严重侵入,尤其是盐类、金属粉等。
⑶不能和产生强干扰的设备使用同一电源。
⑷不能安装在强磁场、强电场,也不能安装在有腐蚀性气体或易燃气体的场所
⑸避免安装在异常振动或冲击的场所,避免阳光直射。
⒊注意事项:
⑴·米的力矩拧紧。
⑵PLC 装置的固定螺丝 M4,与地平线平行固定,若直接安装在金属板上,底部应垫绝缘层。
⑶必须先停电,才可允许:装配各单元;电缆连接或接线;连接或断开连接器;设定 DIP 开关或旋
转开关;安装或拆卸 CPU、I/O,存储器盒或其它单元。
⑷
2
mm
,如选用扩展单元,主机和扩展单元要用一个开关,既同时通电或断电。
若电源波动,降至 85%额定 AC 电压超过 10ms(DC 电源则 2mS),PLC 降停止工作,所有输出为
OFF。
⑸PLC 接地端一般不接地。若需要接地,应接专用地线,按标准线径 2
2
mm
,接地电阻<100Ω,接
地点应靠近 PLC,不要超过 20 米。
⑹接线时不要撕去防护标签,接线结束后为了散热必须撕掉防护标签。
调试时:不能带电插拔编程器和扩展电缆,防止损坏器件。
⑺电源、输入、输出走线要分开,并与动力线保持 200mm 以上距离。输入信号线不要超过 30 米。
⑻紧急停止线路,应在 PLC 输出电路的外部切断。
⑼PLC 输出是逻辑输出的结果,负载电源要外接,必须加装快速熔断器保护。
⑽PLC 输出如是感性负载,不仅易损坏输出继电器,而且又会干扰 PLC,建议增加浪涌吸收电路。
该型号输入端:COM 接+24V,INPUT 输入接-。
⒋外部接线:
⑴输入端的接线:
开关量的输入端接线:由 PLC 提供的电源(一般为 DC24V)通过外部设备的触点接在 PLC 相应
的输入端子和(输入侧的)公共 COM 端子上。注意:必须用外部设备的可靠无源触点,避免强电窜
入损坏 PLC!
⑵输出端的接线:
输出端接线,是由负载与电源串联在 PLC 输出端和对应的 COM 公共端上。直流感性负载需并续流二
极管,交流感性负载需并 RC 吸收器件。必须注意输出端所带的负载:(电压及电流)要小于 PLC 输
出端的额电电压、电流!安全可靠。
①继电器输出方式,负载电源一般为 AC220V 或 DC24V。(继电器动作滞后十几毫秒)
②晶体管输出方式,要求负载电源一般为 DC5~24V。
③可控硅输出方式,要求负载电源一般为 AC100~120V。
PLC 动作滞后现象的原因:
①输入侧滤波器对信号的延迟作用(一般来说,PLC 的前几个输入端的延迟时间较短)
②输出继电器动作延迟滞后十几毫秒(对于速度要求快的,避免用继电器输出)
③用户程序安排不当,也会造成滞后现象。
PLC 的基本编程语言:
四种:梯形图编程,指令语句编程,逻辑图和逻辑表达式;大型机也采用高级语言。
PLC 的几种类型指令:
①基本指令;②数据处理指令;③数据运算指令;④流程控制指令;⑤特殊控制指令“A/D、D/A,
高速计数、中断、PID 控制等⑥系统控制指令。
CPM1A CPM2A
基本指令 14 条
特殊指令 79 条指令,139 个变量 105 条指令,185 个变量
程序容量 2K 4K
可扩展的单元 最多 3 个
指令执行时间 ηS ηS
I/
O
存
储
器
输入位 IR 00000~IR 00915
输出位 IR 01000~IR 01915
工作位 512 位:IR 2000~IR 23115 928 位:IR 02000~IR 04915
IR 02000~IR
22715
TR 暂时继电器 8 位:TR0~TR7
HR 保持继电器 320 位: HR 0000~HR 1915
LR 链接继电器 256 位:LR 0000~LR 1515
SR 专用继电器 384 位: SR 23200~SR
25515
448 位: SR 22800~SR 22515
计时器/定时器 TIM/CNT 00~127 TIM/CNT 00~255
DM 读写区 DM 0000~1023 DM 0000~2047
DM 只读区 DM 6144~6599
PC 设置 DM 6600~6655
中断输入 4
PLC 的基本编程原则:
①程序正确;②运行可靠;③编程合理;④易读易懂;⑤灵活易改。
PLC 的编程:
⑴接点开始,线圈结束。
⑵从上到下,从左到右。
⑶从 0000 地址开始编程。PLC 是从 0000 地址开始执行的,到 END 结束,并返回到地址 0000。
⑷一个触点可以反复使用,次数不限;一个线圈只能使用一次。
⑸梯形图的垂直分枝线上,不能有接点和线圈。
⑹先串后并。
⑺先并后串。
⑻直接输出,少用暂存继电器。
⑼清除复杂组合。
⑽若要预留空行,用空操作 NOP 填充。
⑾用 END 结束程序。
各厂家的 PLC 的梯形图、符号及规格不相同,但基本上大同小异,其共性如下:
①梯形图中只有动合和动断两种触点。同一标记的触点可以反复使用,次数不限。(这一点与常规
的继电器——接触器的触点只能使用一次而不同)
动合触点和动断触点的图形符号基本相同,但它们的文字符号不相同(不同机种、不同位置(I/O)
而不同)。
②同一个编号的输出继电器,在程序中只能使用一次。
梯形图中的不同机种的输出继电器(输出变量)表示方法不相同,如用园圈、括号和椭圆表示,而且
它们的文字符号也不相同。
③梯形图最左边是起始母线,每一逻辑行必须从起始母线开始画起。
(有的机种的梯形图的最右边还有结束母线,有的可以省略。)
④梯形图必须按从左到右,从上到下书写。PLC 是按这个顺序执行程序的。
⑤梯形图的触点可以任意串联或并联。
⑥梯形图中的输出继电器可以并联,禁止串联。
⑦梯形图结束应有结束语,一般用“RND” 或“ED”表示。
PLC 的几种类型指令:
梯形图编程注意事项:
①为减少指令条数,减少占用内部存储器的空间,编制程序应遵守:上重下轻、左重右轻的原则。
②输入、输出、内部继电器和定时器、计数器的触点可以重复使用,不必用复杂的程序结构来减少
使用触点的次数。
③线圈不能直接与左边的母线连接,线圈的右边也不能再串触点。
④梯形图中串联触点和并联触点的个数没有限制。
⑤为避免发生接线错误,一般全部输入元件都使用其动合触点接入。但安全可靠性下降。
⑥PLC 的全部输出,只在输出处理阶段同时输出。对于互锁的能发生电弧短路电路:程序应增加监测
被控对象的实际状态,具备“软互锁”,并编制相应延时控制等功能。
⑦为保证被控制对象的安全可靠(关系着人身、设备等安全),防止发生事故:编制程序除具备完
善的逻辑控制“软”功能外,在“硬”电路中,还必须具备可靠的应急控制功能。
抗干扰对策
干扰因素 措施
电压波动过大 外接稳压器
来自电源干扰 隔离变压器
高频电压干扰 装滤波器
公共接地线干扰 独立接地
感性负载浪涌干扰 感性负载两端并联浪涌吸收电路
输入信号感应干扰 信号线与高压电缆、动力线分开走,或用屏蔽
线。
电磁接触器干扰 拉开与接触器的距离或装屏蔽罩
PLC 程序设计的一般步骤:
①审题;②分配 PLC 的输入、输出端子;③画出动作逻辑图;
④画出功能图;(基本形式:单一顺序,选择顺序,并发顺序)
⑤划定内部继电器的分配表;⑥绘制梯形图;⑦列出程序清单;⑧录入程序。
欧姆龙 C 系列 P 型机的标准模块
电源输入电压 AC100~240V
型号 输入 输出
C28P-CDR-A DC24V,16 点 继电器 2 A 12 点
C28P-CDT-A 晶体管 0.5 A
C28P-CDT1-A 晶体管 1 A
C28P-CDS-A 双向晶闸管 0.2 A
C28P-CDS1-A 双向晶闸管 1 A
C28P-CAR-A DC24V,2 点
AC100V,14 点
继电器 2 A
C28P-CAS1-A 双向晶闸管 1 A
C40P-CDR-A DC24V,24 点 继电器 2 A 16 点
C40P-CDT-A 晶体管 0.5 A
C40P-CDT1-A 晶体管 1 A
C40P-CDS-A 双向晶闸管 0.2 A
C40P-CDS1-A 双向晶闸管 1 A
C40P-CAR-A DC24V,2 点
AC100V,22 点
继电器 2 A
C40P-CAS1-A 双向晶闸管 1 A
C60P-CDR-A DC24V,32 点 继电器 2 A 28 点
C60P-CDT1-A 晶体管 1 A
C60P-CDS1-A 双向晶闸管 1 A
C60P-CAR-A DC24V,2 点
AC100V,30 点
继电器 2 A
C60P-CAS1-A 双向晶闸管 1 A
欧姆龙 C 系列 P 型机的 CPU 特性
项目 性能指标
主要控制元件 MPU,C-MOS,LS-TTL
编程方式 梯形图
指令长度 1 地址/指令,6 字节/指令
指令数 37 种
执行时间 10μS/指令(平均)
存储容量 1194 地址
内部辅助继电器 136 点(1000~1807),1807 在使用高速计数器时用作软复位
特殊辅助继电器 16 点(1808~1907)常通,常断,电池失效,启始扫描,0.1S、0.2S、1S 脉
冲等
保持继电器 160 点(HR000~HR915)
暂存记忆继电器 8 点(TR0~TR7)
数据记忆通道 64(DM00~DM63)
用高速计数器时 DM32~DM63 用于上下限设定区
定时器/计数器 48(TIM,TIMH,CNT 和 CNTR 的总和)
)
)
CNT00~CNT47(0~999 个数)
CNTR00~CNTR47(0~999 个数)
使用高速计数器时,CNT47 用于现行值的记数。
高速计数器 记数输入 0000,硬复位输入 0001,最高响应频率 2kHz,
设定值范围 0000~9999,输出数 16 点;高速计数器可硬复位或软复位。
记忆保存 保持继电器,计数器现行值和数据寄存器的内容具有停电记忆功能。
电池寿命 25℃时使用 5 年,高于 25℃时寿命缩短;
当 ALARM 灯亮后,一周内更换新电池。
自检功能 CPU 失效(监视钟),存储器失效,I/O 总线失效,电池失效等。
程序检查 在 RUN 操作开始时执行程序检查,END 指令丢失,JMP-JME 错误,线圈重
复使用,电路错误,DIFU/DIFD 溢出错误,IL/ILC 错误。
欧姆龙 C 系列 P 型机的输入特性
项目 DC 光电输入 AC 光电输入
电源电压 24(±) (100~120)(±)
输入阻抗 3kΩ Ω(50Hz),8kΩ(60Hz)
输入电流 7mA 10mA
ON 电压 大于 15V 大于 60V
OFF 电压 小于 5V 小于 20V
ON 延时 2.5mS(max),
35mS (max)
OFF 延时 2..5mS(max)),
55mS (max)
欧姆龙 C 系列 P 型机的输出特性
类型 ON 延时 OFF 延时 最大开关容量
继电器 最大 15mS 最大 15mS 2A/250V(AC),2A/24V(DC)
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