1、 苏州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 602 11目录一三菱 PLC 入门培训课程第一节 PLC 基础2第二节 PLC 硬件结构 工作原理.11第三节 PLC 的编程语言.14第四节 PLC 编程软件的使用.15第五节 PLC 软元件介绍.23第六节 指令分类，指令结构及原理.37第七节 编程实例及技巧.71第八节 PLC 控制系统的维护和故障诊断.74第九节 可编程控制器控制系统的设计.77第十节 综合实验部分.81二PLC 选修课程第十一节 模拟量的控制.101第十二节 PLC 通信基础.108第十三节 常用特殊继电器说明.110苏
2、州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 602 22第一节 PLC 基础1. PLC 的来源1、在制造工业和过程工业中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，通过气动或电气控制系统来实现的。1968 年美国 GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，使得电气控制功能实现的程序化，这就是第一代可编程序控制器，英文名字叫 Programmable Controller（PC） 。可编程序控制器，英
3、文称 Programmable Controller，简称 PC。为了与个人计算机（Personal Computer）区别，习惯地用 PLC 作为可编程序控制器的缩写。2、PLC 概念：PLC 是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。2. PLC 的发展及应用1、随着电子技术和计算机技术的发生，PC 的功能越来越强大，其概念和内涵也不断扩展。上世纪 80 年代，个人计算机发展起来，也简称为 P
4、C，为了方便，也为了反映或可编程控制器的功能特点，美国 A-B 公司将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器 Programmable Logic Controller（ PLC）. 2、上世纪 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 发展最快的时期，PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统.3、工业计算机技术（IPC）和现场总线技术（FCS）发展迅速，挤占了一部分PLC 市场，PLC 增长速度出现渐缓的趋势，但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将
5、来，是无法取代的。苏州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 602 33苏州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 602 44PLC 的应用几乎涵盖了所有的行业，小到简单的单机设备，简单的顺序动作控制，大到整厂的流水线、大型仓储、立体停车场，更大的还有大型的制造行业，交通行业等。PLC 是以哪些形式应用于各行各业的呢？以下图片是一些工程实例，主要介绍了PLC 控制系统的几种不同的形式：苏州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 602 55我
6、国在 PLC 生产方面非常弱，但在 PLC 应用方面，我国是很活跃的，近年来每年约新投入 10 万台套 PLC 产品，年销售额 30 亿人民币.在我国，一般按 I/O 点数将 PLC 分为以下级别（但不绝对，国外分类有些区别）：微型：32 I/O 小型：256 I/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O在我国应用的 PLC 系统中，I/O 64 点以下 PLC 销售额占整个 PLC 的47%， 64 点256 点的占 31%，合计占整个 PLC 销售额的 78% 苏州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 6
7、02 66目前,在国内外 PLC 已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业,随着 PLC 性能价格比的不断提高,其应用领域不断扩大.从应用类型看,PLC 的应用大致可归纳为以下几个方面：1.开关量逻辑控制利用 PLC 最基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代传统的继电器控制，用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等，例如：机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是 PLC 最基本的应用，也是 PLC 最广泛的应用领域。2.运动控制大多数 PLC 都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。这一功能广
8、泛用于各种机械设备，如对各种机床、装配机械、机器人等进行运动控制。3.过程控制大、中型 PLC 都具有多路模拟量 I/O 模块和 PID 控制功能，有的小型 PLC 也具有模拟量输入输出。所以 PLC 可实现模拟量控制，而且具有 PID 控制功能的 PLC可构成闭环控制，用于过程控制。这一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。4.数据处理现代的 PLC 都具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表等功能，可进行数据的采集、分析和处理，同时可通过通信接口将这些数据传送给其它智能装置，如计算机数值控制（CNC）设备，进行处理。5.通信联网PLC 的通信包括 PLC
9、 与 PLC、PLC 与上位计算机、PLC 与其它智能设备之间的通信，PLC 系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，满足工厂自动化（FA）系统发展的需要。3. PLC 的发展的趋势1、人机界面更加友好PLC 制造商纷纷通过收购或联合软件企业、或发展软件产业，大大提高了其软件水平，多数 PLC 品牌拥有与之相应的开发平台和组态软件，软件和硬件的结合，提高了系统的性能，同时，为用户的开发和维护降低了成本，使更易形成人机友好的控制系统，目前，PLC网络IPC CRT 的模式被广泛应用。2、网络通讯能力
10、大大加强PLC 厂家在原来 CPU 模板上提供物理层 RS232/422/485 接口的基础上，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。 3、开放性和互操作性大大发展PLC 在发展过程中，各 PLC 制造商为了垄断和扩大各自市场，各自发展自己的标准，兼容性很差。开放是发展的趋势，这已被各厂商所认识。开放的进程，可苏州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 602 77以从以下方面反映：1,IEC 形成了现场总线标准，这一标准包含 8 种标准。2,IEC 制订了基于 Windows 的编程语言标准，指令表（IL） 、梯形图（LD） 、顺序
11、功能图（SFC） 、功能块图（FBD） 、结构化文本（ST）五种编程语言。3,OPC 基金会推出了 OPC(OLE for Process Control)标准,这进一步增强了软硬件的互操作性,通过 OPC 一致性测试的产品,可以实现方便的和无缝隙数据交换。4、PLC 的功能进一步增强，应用范围越来越广泛。PLC 的网络能力、模拟量处理能力、运算速度、内存、复杂运算能力均大大增强，不再局限于逻辑控制的应用，而越来越应用于过程控制方面，除石化过程等个别领域5、工业以太网的发展对 PLC 有重要影响。以太网应用非常广泛，其成本非常低，为此，人们致力于将以太网引进控制领域，各 PLC 厂商纷纷推出适
12、应以太网的产品或中间产品。6、软 PLC 在中国 所谓软 PLC 实际就是在 PC 机的平台上、在 Windows 操作环境下，用软件来实现 PLC 的功能。7、(PAC) 它表示可编程自动化控制器，用于描述结合了 PLC 和 PC 功能的新一代工业控制器。传统的 PLC 厂商使用 PAC 的概念来描述他们的高端系统，而PC 控制厂商则用来描述他们的工业化控制平台。4. PLC 的几种控制系统1、单机控制（一台 PLC 控制一台设备）2、集中控制系统是用一个 PLC 控制一台或多个被控设备。主要用于输入、输出点数较少，各被控设备所处的位置比较近，且相互间的动作有一定联系的场合。其特点是控制结构
13、简单。3、远程 I/O 控制系统（一台 PLC 控制多个分散系统）是指控制单元远离控制现场，PLC 通过通信电缆与被控设备进行信息传递。该系统一般用于被控设备十分分散，或工作环境比较恶劣的场合。其特点是需要采用远程通信模块，提高了系统的成本和复杂性。苏州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 602 884、分布式控制系统分布式控制系统即采用几台小型 PLC 分别独立控制某些被控设备，然后再用通信线将几台 PLC 连接起来，并用上位机进行管理。该系统多用于有多台被控设备的大型控制系统，其各被控设备之间有数据信息传送的场合。其特点是系统灵活性强、
14、控制范围大，但需要增加用于通信的硬件和软件，系统的复杂性也更大。5PLC 的主要特点(优点)A、可靠性高,抗干扰能力强1、对电源，CPU，存储器等严格屏蔽，几乎不受外部干扰。有很好的冗余技术。例：家用电视，显示器，收音机等，一旦旁边有电话或其他电磁波，我们都能明显发现干扰很大。PLC 则不受这些干扰信号影响。2、采用微电子技术，内部大量的无触点方式，使用寿命大大加长。正常情况下寿命在 5 年以上。B、通用性强.控制程序可变,使用方便.一条流水线或一台控制设备按控制要求调试好了,过段时间要对工艺流程更换，换另一种控制,只要对程序部分进行修改,而硬件，线路不需该动。方便.，省钱，省时，省力。在这方
15、面继电器电路是无法比拟的。苏州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 602 99C、编程简单.容易掌握. 梯形图与继电器电路很类似.控制线路清晰直观.很容易上手.D、功能完善。目前，PLC 对数字量，模拟量输入，输出，逻辑，算术运算，定时，记数，顺序控制，通信，人机对话，自检，记录，显示，等功能。E、减少控制系统的设计及施工的工作量.通过软件编程，继电器电路是硬接线来达到控制目的。PLC 进行模拟调试，减少现场的工作量，F、体积小,重量轻 ,维护方便 .6PLC 主要产品三菱 PLC 产品主要有 FX 系列、A 系列、Q 系列FX 系列主要有
16、FX1S-10MR FX1S-14MR FX1S-20MR FX1S-30MRFX1S-10MT FX1S-14MT FX1S-20MT FX1S-30MTFX1S-10MR-D FX1S-14MR-D FX1S-20MR-D FX1S-30MR-DFX1S系列PLC 型号 FX1S-10MT-D FX1S-14MT-D FX1S-20MT-D FX1S-30MT-DFX0N系列PLC 型号FX0N-24MR FX0N-40MR FX0N-60MR FX1N系列PLC 型号FX1N-14MR FX1N-24MR FX1N-40MR FX1N-60MRFX2N-16MR FX2N-32MR FX
17、2N-48MR FX2N-64MRFX2N系列PLC 型号FX2N-80MR FX2N-128MR 苏州天天自动化 PLC 培训中心 三菱 FX 内部教材苏州天天自动化 苏州市葑门路维用大厦 602 1010注:三菱 FX 系列 PLC 主要由输入输出点的点数来命名的A 系列主要有：A1S（H） 、A2S（H） 、A2USH、A3U、A4U 等Q 系列主要有：Q00、Q01、Q02（H） 、Q06H、Q12H、Q25（P）H、Q25SSPLC 等，FX 系列扩展单元由 FX2N-32ER（16 入，16 出）FX2N-40ET， （24 入，16 出）其中 32 及 40总 I/O 点数,
18、R继电器输出型 T-晶体管输出型7. 常用、常见的代名词1、现场总线控制系统的概念（FCS） 现场总线控制是工业设备自动化控制的一种计算机局域网络。它是依靠具有检测、控制、通信能力的微处理芯片，数字化仪表（设备）在现场实现彻底分散控制，并以这些现场分散的测量，控制设备单个点作为网络节点，将这些点以总线形式连接起来，形成一个现场总线控制系统。2、DCSDCS（Distributed Control System）分散控制系统的简称，国内一般习惯称之为集散控制系统。DCS 是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等 4C 技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。3、PAC虽然从外形上来看，PAC 与传统的 PLC 非常相似，但究其实质，PAC 系统的性能却广泛得多。作为一种多功能的控制平台，用户可以根据系统的需要，组合和搭配相关的技术和产品以实现功能的侧重，因为基于同一发展平台进行开发，所以采用 PAC 系统保证了控制系统各功能模块具有统一性，而不仅是一个完全无关的部件拼凑成的集合体。所谓 PAC 系统应该具备以下一些主要的特征和性能：提供通用发展平台和单一数据库，以满足多领域自动化系统设计和集成的需求一个轻便的控制引擎，可以实现多领域的功能，包括：逻辑控制、过程控制、运动控制和人机界面等。
