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PLC梯形图编程语言是从继电器接点控制线路图上发展起来的一种编程语言,两者的结构非常类似,但其程序执行过程存在本质的区别。因此,同样作为继电器接点控制系统与梯形图的基本组成3要素——触点、线圈、连线,两者有着本质的不同。
1.触点的性质与特点
梯形图中所使用的输入、输出、内部继电器等编程元件的“常开”、“常闭”触点,其本质是PLC内部某一存储器的数据“位”状态。程序中的“常开”触点是直接使用该位的状态进行逻辑运算处理;“常闭”触点是使用该位的“逻辑非”状态进行处理。它与继电器控制电路的区别在于:
①梯形图中的触点可以在程序中无限次使用,它不像物理继电器那样,受到实际安装触点数量的限制。
②在任何时刻,梯形图中的“常开”、“常闭”触点的状态是一的,不可能出现两者同时为“l”的情况,“常开”、“常闭”触点存在严格的“非”关系。
2.线圈的性质与特点
梯形图编程所使用的内部继电器、输出等编程元件,虽然采用了与继电器控制线路同样的“线圈”这一名称,但它们并非实际存在的物理继电器。程序对以上线圈的输出控制,只是将PLC内部某一存储器的数据“位”的状态进行赋值而已。数据“位”置“1”对应于线圈的“得电”;数据“位”置“0”对应于“断电”。因此,它与继电器控制电路的区别在于:
①如果需要,梯形图中的“输出线圈”可以在程序中进行多次赋值,即在梯形图中可以使用所谓的“重复线圈”。
②PLC程序的执行,严格按照梯形图“从上至下”、“从左至右”的时序执行,在同一PLC程序执行循环内,不能改变已经执行完成的指令输出状态(已经执行完成的指令输出状态,只能在下一循环中予以改变)。有效利用PLC的这一程序执行特点,可以设计出许多区别于继电器控制线路的特殊逻辑,如“边沿”处理信号等。
3.连线的性质与特点
梯形图中的“连线”仅代表指令在PLC中的处理顺序关系(“从上至下”、“从左至右”),它不像继电器控制线路那样存在实际电流,因此,在梯形图中的每一输出线圈应有各自独立的逻辑控制“电路”(即明确的逻辑控制关系),不同输出线圈间不能采用继电器控制线路中经常使用的“电桥型连接”方式,试图通过后面的执行条件,改变已经执行完成的指令输出。
在控制系统中,使用PLC的模拟量控制多台变频器,由于变频器本身产生强干扰信号的特性和模拟量抗干扰能力不与数字量抗干扰能力强的特性;因此为了较大程度的变频器对模拟量的干扰,在布线和接地等方面就需要采取更加严密的措施。
一.关于布线
1.信号线与动力线必须分开走线
使用模拟量信号进行远程控制变频器时,为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰,请将控制变频器的信号线与强电回路(主回路及顺控回路)分开走线。距离应在30cm以上。即使在控制柜内,同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线较长不得**过50m。
2.信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部
由于水系统的两台富士变频器离控制柜较远分别为30m和20m,因此连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内,较易受到变频器和外部设备的干扰;同时由于变频器无内置的电抗器,所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生较强的干扰,因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处,以保证信号线与动力线的彻底分开。
3.模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线,电线规格为0.5~2mm2。在接线时一定
要注意,电缆剥线要尽可能的短(5-7mm左右),同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来,以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。
4.为了提高接线的简易性和可靠性,推荐信号线上使用压线棒端子。压接端子选择如下图:
5.如无使用压线端子,接线时请注意:
二.关于接地
1.变频器的接地应该与PLC控制回路单独接地,在不能够保证单独接地的情况下,为了减少变频器对控制器的干扰,控制回路接地可以浮空,但变频器一定要保可靠接地。在控制系统中建议将模拟量信号线的屏蔽线两端都浮空,同时由于在机组上PLC与变频器共用一个大地,因此建议在可能的情况下,将PLC单独接地或者将PLC与机组地绝缘开来。
2.变频器的接地
·400V级:C种接地(接地电阻10Ω以下)。
·接地线切勿与焊机及动力设备共用。
·接地线请按照电气设备技术基准所规定的导线线径规格。
如35KW的变频器接地线线径推荐为22mm2,87KW的接地线线径推荐为50mm2。
·接地线在可能范围内尽量短。由于变频器产生漏电流,与接地点距离太远则接地端子的电位不。
·使用两台以上变频器的场合,请勿将接地线形成回路。如图:
3.变频器与电机间的接线距离。
变频器与电机间的接线距离较长的场合,来自电缆的高次谐波漏电流,会对变频器和周边设备产生不利影响。因此为减少变频器的干扰,需要对变频器的载波频率进行调整。


一. PLC实践学习法适用者:
1.自动化专业.电控专业.机电一体化专业.电子电工专业等相关专业的在校需要学习PLC的学生.
2.想要学习PLC或刚刚开始学习PLC的工控人员,这是学习PLC入门的较好方法.一个好的学习方法将会是您学习的动力,让您增进学习的兴趣,达到事半功倍的学习效果.
3.学习PLC有一定的时间,可是目前还只是停留在PLC的书本知识,对大多PLC指令都是一知半解,或根本 不知PLC指令的实际做用者.
4.掌握了一定的PLC书本知识,PLC基本理论,可没**会实践者.
二. PLC实践学习法的效果:
1.PLC控制是当今自动化控制的主流,目前自动化机台控制大多采用PLC控制,只要您是从事自动化的人员,那么您就必须要会使用PLC,否则您就根本入不了自动化控制的门,或是被自动化行业淘汰.为此,您不得不学习PLC.除此外,还要找到一个较快学习PLC的较好方法.
2.PLC技术是一门实践性非常强的技术,如果您想要学习它,想要用它,那么您就必须去实践它.就像是一位习武之人,如果只是整天坐在家中看拳谱,不出门练武的话,那么就是一本再厉害的武林密集,十年之后他的功力也不会提高.学习PLC也是同样的道理,光看书是没有用的,一本PLC书您就是看了十遍以后您还是不会用,这之间就是缺少了"实践"这一环节.
3.在学习PLC书本知识的过程中,对许多指令不是很了解,如果您没有一一解决的话,那么这将是您学习PLC的较大障碍.因此在PLC的学习过程中,您可以依据书本知识,对所学之指令进行实际应用,逐一攻破.这样,您的PLC知识不但会学得牢固,而且在学习的过程中您已经学会了实际使用.
4.在学习PLC有了一定的基础之后,您可以自己独立编写一段您自己设计的程式,然后传送到PLC中去运行程式.....经过不断的修改,调试,最后PLC终于按照您自己的设计运行起来了.可以想像的出来,此时的您会觉得很有成就感!
5.如果您还是在校学生,当使用"PLC实践学习法"之后,那么就意味着您提早一步跨入了社会实践,已经比别人良好掌握了PLC这门技术,等跨出校门的那一天.当别人还在为PLC实习时,您却早己走上了工作岗位.
6.如果您是一位PLC的爱好者,在使用"PLC实践学习法"之后,将意昧着为您的发展多了一条选择,为您的就业多了一次机会.如果您是一名自动化工作者,而目前还不会使用PLC的情况下,请您赶快采用"PLC实践学习法"开始行动吧.
三."PLC实践学习法"之有效工具---PLC学习套装"说明:
1). 硬件组成:A.三菱AX04MR PLC 一台 采用目前自动化领域之常用小型PLC,使用范围广,学习入门快,PLC编程语法普典型.
B.三菱FX系列PLC编程电缆,可用于三菱PLC FX全系列编程传输程式用,包括 FX2/FX/FX2n/FX1S/FX1N系列.
C. PLC电源线一根.
2).软件组成:A.三菱FX系列编程软件(FXGPWINV330-S),中文简体,适用于三菱FX全系列编程用.
B.三菱全系列编程加防真软件(GX DEVELOPER VERISION 7),中文简体,带使用说明(PDF档).
C.三菱FX PLC**学习软件(FX-TRN-BEG-C),中文简体,非常好用的学习软件.
用户选用具有不同功能的扩展模块,可以满足不同的控制需要,节约投资费用。连接时CPU模块放在较左侧,扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。
2. 电源模块
外部提供给PLC的电源,有24VDC、220VAC两种,根据型号不同有所变化。S7-200的CPU单元有一个内部电源模块,S7-200小型PLC的电源模块与CPU封装在一起,通过连接总线为CPU模块、扩展模块提供5V的直流电源,如果容量,还可提供给外部24V直流的电源,供本机输入点和扩展模块继电器线圈使用。应根据下面的原则来确定I/O电源的配置。
(1)有扩展模块连接时,如果扩展模块对5VDC电源的需求**过CPU的5V电源模块的容量,则必须减少扩展模块的数量。
(2)当+24V直流电源的容量不满足要求时,可以增加一个外部24V直流电源给扩展模块供电。此时外部电源不能与S7-200的传感器电源并联使用,但两个电源的公共端(M)应连接在一起。
I/O电源的具体参数可以参看表2-1~表2-4。
表2-1 CPU22X模块主要技术指标
表2-2 电源的技术指标
特性 | 24V电源 | AC电源 |
电压允许范围 | 20.4~28.8V | 85~264V,47~63Hz |
冲击电流 | 10A,28.8V | 20A,254V |
内部熔断器(用户不能更换) | 3A,250V慢速熔断 | 2A,250V慢速熔断 |
表2-3 数字量输入技术指标
项目 | 指标 |
输入类型 | 漏型/源型 |
输入电压额定值 | 24V DC |
“1”信号 | 15~35V,较大4mA |
“0”信号 | 0~5V |
光电隔离 | 500V AC,1min |
非屏蔽电缆长度 | 300m |
屏蔽电缆长度 | 500m |
表2-4 数字量输出技术指标
特性 | 24V DC输出 | 继电器型输出 |
电压允许范围 | 20.4~28.8V | 枣 |
逻辑1信号较大电流 | 0.75A(电阻负载) | 2A(电阻负载) |
逻辑0信号较大电流 | 10μA | 0 |
灯负载 | 5W | 30W DC/200W AC |
非屏蔽电缆长度 | 150m | 150m |
屏蔽电缆长度 | 500m | 500m |
触点机械寿命 | 枣 | 10 000 000次 |
额定负载时触点寿命 | 枣 | 100 000次 |
1. 数据的长度
在计算机中使用的都是二进制数,其较基本的存储单位是位(bit),8位二进制数组成1个字节(Byte),其中的*0位为较低位(LSB),*7位为较高位(MSB),如图2-7所示。两个字节(16位)组成1个字(Word),两个字(32位)组成1个双字(Double word),如图2-7所示。把位、字节、字和双字占用的连续位数称为长度。
二进制数的“位”只有0和1两种的取值,开关量(或数字量)也只有两种不同的状态,如触点的断开和接通,线圈的失电和得电等。在S7-200梯型图中,可用“位”描述它们,如果该位为1则表示对应的线圈为得电状态,触点为转换状态(常开触点闭合、常闭触点断开);如果该位为0,则表示对应线圈,触点的状态与前者相反。
2. 数据类型及数据范围
S7-200系列PLC的数据类型可以是字符串、布尔型(0或1)、整数型和实数型(浮点数)。布尔型数据指字节型无符号整数;整数型数包括16位符号整数(INT)和32位符号整数(DINT)。实数型数据采用32位单精度数来表示。
3. 常数
S7-200的许多指令中常会使用常数。常数的数据长度可以是字节、字和双字。CPU以二进制的形式存储常数,书写常数可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或实数等多种形式。书写格式如下:
十进制常数:1234 ; 十六进制常数:16#3AC6 ;二进制常数:2#1010 0001 1110 0000 ASCII码:“Show”;实数(浮点数):+1.175495E-38(正数),-1.175495E-38(负数)
(1)高可靠性
1)所有的I/O 接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离。
2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms。
3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰。
4)采用性能优良的开关电源。
5)对采用的器件进行严格的筛选。
6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软、硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大。
7)大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。
(2)丰富的I/O 接口模块
PLC针对不同的工业现场信号,如:
• 交流或直流;
• 开关量或模拟量;
• 电压或电流;
• 脉冲或电位;
• 强电或弱电等。
有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备,如:
• 按钮
• 行程开关
• 接近开关
• 传感器及变送器
• 电磁线圈
• 控制阀
直接连接另外为了提高操作性能,它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块,等等。
(3)采用模块化结构
为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外绝大多数PLC 均采用模块化结构PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
(4)编程简单易学
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式对使用者来说不需要具备计算机的专门知识因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
(5)安装简单维修方便
PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行各种模块上均有运行和故障指示装置便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行 。