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类型mps课程讲解.ppt

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  • 上传时间:2018-10-26
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    1、PLC介绍与常用继电器,系部:电气工程系 专业:工业电气自动化 班级: 姓名: 学号: 指导老师:,欧姆龙PLC 由日本OMRON(立石公司)电机株式会社研发制造 SYSMAC C系列PLC产品以其良好的性价格比被广泛地应用于化学工业、食品加工、材料处理和工业控制过程等领域,其产品在日本其销量仅次于三菱,居第二位,在我国也是应用非常广泛的PLC之一。 OMRON C系列PLC产品门类齐、型号多、功能强、适应面广。大致可以分成微型、小型、中型和大型四大类产品。整体式结构的微型PLC机是以C20P为代表的机型。叠装式(或称紧凑型)结构的微型机以CJ型机最为典型,它具有超小型和超薄型的尺寸。小型PL

    2、C机以P型机和CPM型机最为典型,这两种都属坚固整体型结构。具有体积更小、指令更丰富、性能更优越,通过I/O扩展可实现10140点输入输出点数的灵活配置,并可连接可编程终端直接从屏幕上进行编程,CPM型机是OMRON产品用户目前选用最多的小型机系列产品。OMRON 中型机以C200H系列最为典型,主要有C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型号产品。中型机在程序容量,扫描速度和指令功能等方面都优于小型机,除具备小型机的基本功能外,它同时可配置更完善的接口单元模块,如模拟量I/O模块、温度传感器模块、高速记数模块、位置控制模块、通讯联接模块等。可以与上位计算机、下位

    3、PLC机及各种外部设备组成具有各种用途的计算机控制系统和工业自动化网络。 在一般的工业控制系统中,小型PLC机要比大、中型机的应用更广泛。在电气设备的控制应用方面,一般采用小型PLC机都能够满足需求,本次主要讲述的是CPM1A系列小型机CPM1A系列PLC的硬件配置(一)CPM1A小型机的组成与所有小型机一样,CPM1A系列PLC采用整体式结构, 内部由基本单元、电源、系统程序区、用户程序区、输入/输出接口、I/O扩展单元、编程器接口及其它外部设备组成。 1基本单元 CPM1A系列整体式PLC的基本单元又称主机单元,内含CPU,可以单独使用,是PLC控制系统不可缺少的部分,其外部连接口主要有I

    4、/O接线端子、各种外连插座或插槽,以及各种运行信号指示灯等部分。I/O接线端子可直接用来连接控制现场的输入信号(开关、按钮等)和被控执行部件(接触器、电磁阀等),总的I/O端子数量就称I/O点数,CPM1A系列整体式CPU可分作10点、20点、30点、40点。 在CPM1A系列PLC主机面板上有两个隐藏式插槽。一个是通讯编程器插槽,插接手持式编程器即可进行编程和现场调试,或配接一个专用适配器RS-232即可与个人计算机(PC机)连接,在Windows系统平台下可直接用梯形图进行编程操作,大大改进了编程环境,并可以进行实时监控和调试。另一个是I/O扩展插槽,可用于连接I/O扩展单元。,CPU主机

    5、面板LED指示灯状态指示,继电器地址分配,PLC介绍与常用指令,系部:电气工程系 专业:工业电气自动化 班级: 姓名: 学号: 指导老师:,欧姆龙CPM1A系列PLC功能指令 功能指令又称专用指令,CPM1A系列PLC提供的功能指令主要用来实现程序控制,数据处理和算术运算等。这类指令在简易编程器上一般没有对应的指令键,只是为每个指令规定了一个功能代码,用两位数字表示。在输入这类指令时先按下“FUN”键,再按下相应的代码。下面将介绍部分常用的功能指令。 1空操作指令NOP(0 0) 本指令不作任何的逻辑操作,故称空操作,也不使用继电器,无须操作数。该指令应用在程序中留出一个地址,以便调试程序时插

    6、入指令,还可用于微调扫描时间。 2结束指令END(01) 本指令单独使用,无须操作数,是程序的最后一条指令,表示程序到此结束。PLC在执行用户程序时,当执行到END指令时就停止执行程序阶段,转入执行输出刷新阶段。如果程序中遗漏END指令,编程器执行时则会显示出错信号:“NO END INSET”:当加上END指令后,PLC才能正常运行。本指令也可用来分段调试程序。,3互锁指令IL(02)和互锁清除指令ILC(0 3) 这两条指令不带操作数,IL指令为互锁条件,形成分支电路,即新母线以便与LD指令连用,表示互锁程序段的开始;ILC指令表示互锁程序段结束。 互锁指令IL和互锁清除指令ILC用来在梯

    7、形图的分支处形成新的母线,使某一部分梯形图受到某些条件的控制。IL和ILC指令应当成对配合使用,否则出错。IL/ILC指令的功能是:如果控制IL的条件成立(即ON),则执行互锁指令。若控制IL的条件不成立(即OFF),则IL与ILC之间的互锁程序段不执行,即位于IL/ILC之间的所有继电器均为OFF,此时所有定时器将复位,但所有的计数器,移位寄存器及保持继电器均保持当前值。 4跳转开始指令JMP(0 4)和跳转结束指令JME(0 5) 这两条指令不带操作数,JMP指令表示程序转移的开始,JME指令表示程序转移的结束。 JMP/JME指令组用于控制程序分支。当JMP条件为OFF时,程序转去执行J

    8、ME后面的第一条指令;当JMP的条件为ON,则整个梯形图按顺序执行,如同JMP/JME指令不存在一样。在使用JMP/JME指令时要注意,若JMP的条件为OFF,则JMP/JME之间的继电器状态为:输出继电器保持目前状态;定时器/计数器及移位寄存器均保持当前值。另外JMP/JME指令应配对使用,否则PLC显示出错。,5逐位移位指令 SFT(10) 又称移位寄存器指令,本指令带两个操作数,以通道为单位,第一个操作数为首通道号D1,第二个操作数为末通道号D2。所使用的继电器有:000CH019CH, 200CH252CH, HR00HR19。其功能相当于一个串行输入移位寄存器。 移位寄存器有数据输入

    9、端(IN)、移位时钟端(CP)及复位端(R),必须按照输入(IN)、时钟(CP)、复位(R)和SFT指令的顺序进行编程。当移位时钟由OFFON时,将(D1D2)通道的内容,按照从低位到高位的顺序移动一位,最高位溢出丢失,最低位由输入数据填充。当复位端输入ON时,参与移位的所有通道数据均复位,即都为OFF。 如果需要多于16位的数据进行移位,可以将几个通道级连起来。 移位指令在使用时须注意:起始通道和结束通道,必须在同一种继电器中且起始通道号结束通道号。 6锁存指令KEEP(11) 本指令使用的操作数有:0100001915、2000025515、HR0000HR1915,其功能相当于锁存器,当

    10、置位端(S端)条件为ON时,KEEP继电器一直保持ON状态,即使S端条件变为OFF,KEEP继电器也还保持ON,直到复位端(R端)条件为ON时,才使之变OFF ,KEEP 指令主要用于线圈的保持,即继电器的自锁电路可用KEEP指令实现。若SET端和RES端同时为ON,则KEEP继电器优先变为OFF。锁存继电器指令编写必须按置位行(S端),复位行(R端)和KEEP继电器的顺序来编写。,7前沿微分脉冲指令DIFU(13)和后沿微分脉冲指令DIFD(14) 本指令使用操作数有:0100001915、2000025515、HR0000HR1915,DIFU的功能是在输入脉冲的前(上升)沿使指定的继电器

    11、接通一个扫描周期之后释放,而DIFD的功能是在输入脉冲的后(下降)沿使指定的继电器接通一个扫描周期之后释放。 8快速定时器指令 TIMH(15) 本指令操作数占二行,一行为定时器号000127(不得与TIM或CNT重复使用同号),另一行为设定时间。设定的定时时间,可以是常数,也可以由通道000CH019CH,20000CH25515CH,HR0000HR1915中的内容决定,但必须为四位BCD码。其功能与基本指令中的普通定时器作用相似,唯一区别是TIMH定时精度为0. 01s,定时范围为099.99s。 9通道移位指令WSFT(16) 又称字移位指令,本指令是以字(通道)为单位的串行移位。操作

    12、数为首通道号D1,末通道号D2。可取000CH019CH, 200CH252CH, HR00HR19。通道移位指令执行时,当移位条件为ON,WSFT从首通道向末通道依此移动一个字,原首通道16位内容全部复位,原末通道中的16位内容全部移出丢失。 WSFT指令在使用时须注意:首通道和末通道必须是同一类型的继电器;首通道号末通道号。 当移位条件为ON时,CPU每扫描一次程序就执行一次WSFT指令。如只要程序执行一次,则应该用微分指令。,10可逆计数器指令 CNTR(12) 本指令的功能是对外部信号进行加1或减1的环形计数。带两个操作数:计数器号000127,设定值范围00009999,设定值可以用

    13、常数,也可以用通道号,用通道号时,设定值为通道中的内容。 11比较指令CMP(20) 本指令的功能是将S(源通道)中的内容与D(目标通道)的内容进行比较,其比较结果送到PLC的内部专用继电器25505、05506、25507中进行处理后输出,输出状态见表4-9。 表4-9 比较结果输出专用继电器状态表比较指令CMP用于将通道数据S与另一通道数据D中的十六进制数或四位常数进行比较,S和D中至少有一个是通道数据,12数据传送指令 MOV(21)和数据求反传送指令MOVN(22) 这两条指令都是用于数据的传送。当MOV前面的状态为0N时,执行MOV指令,在每个扫描周期中把S中的源数据传送到目标D所指

    14、定的通道中去。当MOV前面的状态为0FF时,执行MOVN指令,在每个扫描周期中把S中的源数据求反后传送到目标D所指定的通道中去。执行传送指令后,如果目标通道D中的内容全为零时,则标志位25506为ON。 13进位置位指令STC(40)和进位复位位指令CLC(41) 这两条指令的功能是将进位标志继电器25504置位(即置ON)或强制将进位标志继电器25504复位(即置OFF)。当这两条指令前面状态为ON时,执行指令,否则不执行。通常在执行加、减运算操作之前,先执行CLC指令来清进位位,以确保运算结果的正确。,14加法指令ADD(30)本指令是将两个通道的内容或一个通道的内容与一个常数相加(带进位

    15、位),再把结果送至目标通道D。操作数中被加数S1、加数S2、运算结果D的内容见表4-10。 表4-10 加法指令的操作数内容注:DM61446655不能用程序写入(只能用外围设备设定) 说明:执行加法运算前必须加一条清进位标志指令CLC(41)参加运算;被加数和加数必须是BCD数,否则25503置ON,不执行ADD指令;若相加后结果有进位,则进位标志继电器25504为ON;若和为零,则专用继电器25506变为ON。,15减法指令SUB(31) 本指令与ADD指令相似,是把两个四位BCD数作带借位减法,差值送入指定通道,其操作数同ADD指令。在编写SUB指令语言时,必须指定被减数,减数和差值的存

    16、放通道三个数 说明:执行减法运算前必须加一条清进位位指令CLC(41);被减数和减数必须是BCD数,否则25503置ON,不执行SUB指令;若运算结果有借位,则进位标志继电器25504为ON;若运算结果为零,则专用继电器25506变为ON。 以上介绍是CPM1A系列PLC一些常用的专用指令,还有一些未作介绍,C200H系列PLC除了基本指令和CPM1A系列PLC相同外,很多功能指令也相同,另外又增加了一些功能指令,读者可以根据不同型号的PLC按其使用功能的不同参阅使用手册加以学习和掌握。,CPM1/CPM1A的中断功能 中断类型 CPM1/CPM1A具有3种中断处理,如下所示。 1 中断输入

    17、CPM1/CPM1A有2个或4个中断输入。当其中的某一个输入位因外部条件变为 ON时,执行中断程序。 2 间隔计时器中断 中断处理通过一个精度为0.1ms的间隔计时器而执行。 3 高速计数器中断 高速计数器对CPU 单元的位0000000002中的某一位的输入脉冲进行计数。 当计数等于高速计数器的内置设定值时,执行中断程序。 中断还具有优先级即 输入中断间隔计时器中断=高速计数器中断,使用中断程序时要注意以下事项。 1. 在中断子程序中可以定义新的中断,而且也可以从中断程序中清除已有的 中断。 2. 在中断程序中,不能编写其它的中断程序。 3. 在中断程序中,不能编写其它子程序。在中断程序中,

    18、不能再使用子程序 定义指令SBN(92)。 4. 在一般子程序中,不能编写中断子程序。不能在子程序定义指令(SBN(92) 返回指令(RET(93)之间编写中断程序。 用作中断的输入不能再作普通输入端使用。,传感器与分类检测站,系部:电气工程系 专业:工业电气自动化 班级: 姓名: 学号: 指导老师:,形形色色的传感器,请问: 大家在生活中见到过什么传感器?,例如:,一 电阻式传感器电阻式传感器是把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转变为电阻变化的传感器,可分为电阻应变式传感器,热敏电阻式传感器等等。电阻式传感器比较常见,如:家庭使用的饮水机中就有电阻式温度传感器。,二 电感式传感器 电

    19、感式传感器 inductance type transducer 利用电磁感应把被测的物理量如位移,压力,流量,振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化,再由电路转换为电压或电流的变化量输出,实现非电量到电量的转换。 电感式传感器具有以下特点: (1)结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。 (2)灵敏度和分辨力高,能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。 (3)线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达0.05%0.1%。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在

    20、工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。 电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。,三 电容式传感器 电容式传感器 capacitive type transducer 把被测的机械量,如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器(见图)。若忽略边缘效应,平板电容器的电容为A,式中为极间介质的介电常数,A为两电极互相覆盖的有效面积,为两电极之间的距离。、A、 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化,并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距

    21、变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化(见电容式压力传感器)。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。电容器传感器的优点是结构简单,价格便宜,灵敏度高,过载能力强,动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。缺点是输出有非线性,寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大,以及联接电路较复杂等。70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小,使其固有的缺点得到克服。电

    22、容式传感器是一种用途极广,很有发展潜力的传感器。,电容式传感器工作原理电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计,电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的,电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成,在两筒之间充以介电常数为e的电解质时,两圆筒间的电容量为C=2eL/lnD/d,式中L为两筒相互重合部分的长度;D为外筒电极的直径;d为内筒电极的直径;e为中间介质的电介常数。在实际测量中D、d、e是基本不变的,故测得C即可知道液位的高低,这也是电容式传感器具有使用方便,结构简单和灵敏度高,价格便宜等特点的原因之一。,三线接近开关,pnp是负输出npn是正输出,棕色接正.绿色

    23、接负.黑色是输出,用万用表的二极管档测,当黑笔不动,红表笔分别测其它两极都通,这个管子则是PNP.如果红表笔不动.黑表笔分别测其它两极都通,这个管子则是NPN,四 光电式传感器 光电式传感器photoelectric transducer,基于光电效应的传感器,在受到可见光照射后即产生光电效应,将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外,还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量,如尺寸、位移、速度、温度等,因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。光电测量时不与被测对象直接接触,光束的质量又近似为零,在测量中不存在摩擦和对被测对象几乎不施加压力。因此在许多应用场合,光电式传感器比其他传

    24、感器有明显的优越性。其缺点是在某些应用方面,光学器件和电子器件价格较贵,并且对测量的环境条件要求较高。基于光电效应的传感器。光电式传感器在受到可见光照射后即产生光电效应,将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外,还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量,如尺寸、位移、速度、温度等,因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。光电测量时不与被测对象直接接触,光束的质量又近似为零,在测量中不存在摩擦和对被测对象几乎不施加压力。因此在许多应用场合,光电式传感器比其他传感器有明显的优越性。其缺点是在某些应用方面,光学器件和电子器件价格较贵,并且对测量的环境条件要求较高。 分类 基于外光电效应的

    25、光电敏感器件有光电管和光电倍增管。基于光电导效应的有光敏电阻。基于势垒效应的有光电二极管和光电三极管(见半导体光敏元件)。基于侧向光电效应的有反转光敏二极管。光电式传感器还可按信号形式分为模拟式光电传感器(见位移传感器)和数字式光电传感器(见转速传感器、光栅式传感器、数字式传感器)。光电式传感器还有光纤传感器、固体图像传感器等。,这是什么?,这是什么?,五 电磁传感器 电磁传感器是最古老的传感器,指南针是磁传感器的最早的一种应用。但是作为现代的传感器,为了便于信号处理,需要磁传感器能将磁信号转化成为电信号输出。应用最早的是根据电磁感应原理制造的磁电式的传感器。这种磁电式传感器曾在工业控制领域作

    26、出了杰出的贡献,但是到今天已经被以高性能磁敏感材料为主的新型磁传感器所替代。 电磁传感器的外形 在今天所用的电磁效应的传感器中,磁旋转传感器是重要的一种。磁旋转传感器主要由半导体磁阻元件、永久磁铁、固定器、外壳等几个部分组成。典型结构是将一对磁阻元件安装在一个永磁体的刺激上,元件的输入输出端子接到固定器上,然后安装在金属盒中,再用工程塑料密封,形成密闭结构,这个结构就具有良好的可靠性,电磁传感器的优点 磁旋转传感器有许多半导体磁阻元件无法比拟的优点。除了具备很高的灵敏度和很大的输出信号外,而且有很强的转速检测范围,这是由于电子技术发展的结果。另外,这种传感器还能够应用在很大的温度范围中,有很长

    27、的工作寿命、抗灰尘、水和油污的能力强,因此耐受各种环境条件及外部噪声。所以,这种传感器在工业应用中受到广泛的重视 在工厂自动化系统的应用磁旋转传感器在工厂自动化系统中有广泛的应用,因为这种传感器有着令人满意的特性,同时不需要维护。其主要应用在机床伺服电机的转动检测、工厂自动化的机器人臂的定位、液压冲程的检测、工厂自动化相关设备的位置检测、旋转编码器的检测单元和各种旋转的检测单元等。,有源两线制传感器 有源两线接近开关分直流与交流,此传感器的特点就是两根线,传器输出端导通后,为了保证电路正常工作需要一个保持电压来维持电路工作,通常在3.5-5V的压降,静态泄露电流要小于1mA,这个指标很重要;如果过大,在接近开关没检测信号时,就使PLC的输入端的光电耦合器导通。 直流两线制接近开关分二极管极性保护与桥整流极性保护,前者在接PLC时需要注意极性,后者就不需要注意极性。有源舌簧磁性开关主要用在汽缸上做位置检测,由于需要信号指示,内部有双向二极管回路,因此也不需要注意极性;交流两线制接近开关就不需要注意极性。,传感器的接口端子,电磁阀线圈的 接线端子,连接至PLC,电磁换向阀,主气路,各气压缸的接口,谢谢大家,下节课再见。,

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