PLC及其控制原理介绍

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1、PLC控制原理簡 單介紹及應用D10-3F ME Xiong qi bin PLC簡介n PLC是間于單片機控制和computer控制之間的廣泛應用于工業自動控制的設備。n PLC為program logic control 縮寫通常譯為“可編程序控制器”。n PLC控制可運用在大中小型化場合即可以單獨控制也可以與計算機聯合控制。n本教材主要簡單介紹“三菱”PLC其它廠商PLC大同小異。 PLC控制原理n PLC采用類似硬物理電路控制方式只不過將控制部分集成輸入sensor和輸出控制通過專用接口進行。內部程序流程圖反應到紙張上即為標准化的硬物理控制電路。 PLC與硬物理控制電路對比(一)n P

2、LC與硬物理控制電路相似(如下圖)M M220VN繼電器模擬繼電器開關模擬開關電源線母線PLC程序中當模擬開關閉合模擬繼電器M導通硬物理控制電路中當開關閉合繼電器M也導通 PLC與硬物理控制電路對比(二)n一般電路故障大多在控制部分硬物理控制電路查找修改線路麻煩特別在一些大型設備中如采用硬物理控制電路則當出現電路故障或修改時極其費時費力。n PLC主要用在控制電路部分因此修改程序靈活而方便。且故障率很低。n PLC內部集成了大量的控制和邏輯運算軟元件如將這些軟元件用響應的物理硬元件代替將占據巨大的空間。 PLC與單片機控制區別n單片機也需要有程序執行但其程序為一次性燒錄事后不易修改多用于簡單永

3、久性電路控制中。n PLC程序可根據需要隨時修改并可用計算機或人機界面進行監控直觀形象。n PLC編程一般電氣技朮人員即可掌握但單片機編程則需專業的軟件人員進行。 PLC組成(簡圖一)電源單元輸入單元中央邏輯運算控制單元輸出單元通信接口此為最常見小中型組成(有的小型PLC無擴展接口)擴展接口通信線主單元擴展單元在主單元輸入或輸出點數不夠用情況下可使用擴展單元加以擴 展 PLC組成(簡圖二)擴展母板電源單元中央邏輯運算控制單元輸入單元輸入單元輸出單元輸出單元通信接口此為常見中大型組成 PLC組成(一)n PLC主要由4大部分組成n 1電源單元相當于一台小型變穩壓裝置在外部sensor功率不大的場

4、合可以使用其提供的電源一般PLC向外部sensor提供DC24V電源。n 2輸入單元:采集外部信號此部分一般采用了光電耦合放大電路主要目的為降低外部噪音信號干擾和電氣隔離保護內部邏輯電路。輸入單元按輸入信號類型有一般輸入單元(開關式)特殊輸入單元(如溫度速度壓力等輸入單元一般為輸入模擬信號)。 PLC組成(二)n 3中央邏輯運算控制單元(也叫CPU)負責邏輯運算并根據預先所編存的program來決定輸出。n 4輸出單元:執行中央控制單元運算結果此單元也采用了光電耦合放大電路以進行電氣隔離。有兩種輸出形式晶體管輸出(TR)和繼電器輸出(MR)。n小型化獨立式PLC一般將以上主要部分以層疊式組裝在

5、一個機殼內大中型則一般采取母板擴展式組裝。 PLC運算方式n PLC依內部時鐘周期對用戶program進行掃描在掃描周期內如滿足輸出條件先映像儲存掃描結束后執行輸出依此循環。 PLC輸入輸出地址號(一)n PLC輸入輸出地址號一般按8進制編號如(三菱)X001X007 X010X017 Y001Y007 Y010Y017 n注意(1)小型獨立式PLC輸入信號一般只有1個公共輸入點COM,輸出信號則最少有2個公共點COM1和COM2以對應不同電壓的輸出電器n (2)中大型母板擴展式輸入輸出信號一般一個擴展單元有1個公共輸入點COM有的輸出單元有2個以上公共點COM1和COM2以對應不同電壓的輸出

6、電器。 n (3)特殊單元(模擬信號)則有2個以上公共點以對應不同路信號。n (4)輸出地址號YXXX既可作為輸出點使用又可以作為內部模擬開關無限次使用但輸入地址號卻只能作為開關無限次使用。 PLC輸入輸出地址號(二)n如右圖小車馬達正反轉控制電路PLC(三菱)接線簡圖輸入部分開關K1K3共用公共輸入點COM。 n輸出部分COM0接24V ,COM1接220V這就因為“運轉指示燈”使用電壓24V,而“正反轉”交流接觸器使用電壓220V. 220V N24V 0V運轉指示燈馬達正反轉控制電路PLC接線圖X000COMX001X002 COM0Y000COM1Y001Y002 M0M1K1K3K2

7、 M1M0正轉反轉K2反轉限位K3正轉限位正轉反轉 小車 PLC軟元件組成n PLC軟元件是指PLC內部參與邏輯運算存儲控制的地址元。因其與一般的硬邏輯元件有相似的功能故統稱其為軟元件。n PLC軟元件主要有(三菱) 輔助繼電器(M);狀態寄存器(S);定時器(T)記數器(C)數據寄存器(D)中斷常數(K)(十進制 “位數”-十六位或三十二位。n以上資料都可以在PLC相關說明書里查到。n對于程序里LDI當PH3有板則馬達M停止直至后段設備Y發出要板信號才送出。依此循環前段設備X Conveyor后段設備Y PH3PH1M PH2 PLC在conveyor的應用(三)n直通式和檢測式PLC接線圖

8、(三菱)如右圖程序限于篇幅不在這里列出。X000COMX001X002 COM0Y000COM1Y001COM2 M0M1 220V N直通式和檢測式PLC接線圖啟動/停止直通/檢測目檢OK X003X004PCB檢測1PCB檢測2PCB檢測3 X005X006緊急停止Y002Y003Y004運行指示故障指示X007前段有板送出馬達運轉有板向后段送出 24V 0V FX1S-14MR n conveyor直通式和檢測式常見故障n 1.馬達不轉(包括不進不出板)(1)電源是否開啟。(2)“緊急停止”按鈕是否被按下。(3)前段設備是否有板送出。(4) 后段設備是否需要板。(5)離后段設備最近sen

9、sor是否有異物遮住或sensor 壞。(6)目檢完是否按了“目檢OK”按鈕。n 2.馬達常轉不停(1)前段設備板送出是否完成。(2)沒有進板到位或sensor壞。PLC在conveyor的應用(四) n伸縮式運作原理:當前段設備X有PCB送出即給conveyor PLC一出板信號如conveyor上無板且處于原始位 Conveyor馬達M運轉當PCB脫離PH1時到達PH3時如后段設備Y也需要PCB則conveyor導軌將向后段設備Y靠攏這過程中如有物體擋住sensor PH4和PH5(固定不動) conveyor導軌會馬上停止前進并回到原始位一直到 PH4和PH5 遮擋物移出才動作將PCB送

10、給后段設備Y后其馬上回到原始位。PLC在conveyor的應用(五)Conveyor PH4PH1 M1 PH3反射板PH5后段設備Y前段設備X注為了conveyor上可多閑置PCB有的將其導軌運輸分成兩段。由兩個馬達獨立控制。M0 LS2LS1PH2車架限位 n伸縮式PLC接線圖(三菱)如右圖程序限于篇幅不在這里列出。PLC在conveyor的應用(六)X000COMX001X002 COM0Y000COM1Y001COM2 M0M1220V N伸縮式PLC接線圖啟動/停止X003X004PCB檢測1PCB檢測2PCB檢測3 X005X006緊急停止Y002Y003Y004運行指示故障指示X

11、007前段有板送出馬達運轉24V 0V FX0N-24MR檢測物體PH4檢測物體PH5 X010X011車架原始位車架送板到達位有板向后段送出M2車架回來車架送出M3X012自動/手動“自動/手動”選擇開關可以取消 n conveyor伸縮式常見故障n 1.運送PCB馬達不轉(包括不進不出板)(1)電源是否開啟。(2)“緊急停止”按鈕是否被按下。(3)前段設備是否有板送出且車架處于原始位。(4) 后段設備是否需要板且車架處于送板到達位。(5) 車架上sensor是否有翼物遮住或sensor 壞。n 2.運送PCB馬達常轉不停 (1)前段設備板送出是否完成。(2)沒有進板到位或sensor壞。n

12、 3.運送車架馬達不轉(1)“檢測物體”sensor是否有物體擋住.(2)“檢測物體”sensor壞PLC在conveyor的應用(七) 如右表為PCB經過噴霧機sensor和噴頭過程示意圖PLC分別在PCB前后端經過sensor時產生數據D1和D2在脈沖記數C(D1+D0)時開始噴霧在C(D2+D0)時停止噴霧。PLC在噴霧機的應用(一)PCB前端產生D1 D0PCB后端產生D2脈沖記數C脈沖記數C脈沖記數C脈沖記數C C(D1+D0)開始噴霧C(D2+D0)停止噴霧PCBsensor噴頭Sensor到噴頭距離流板方向 PLC在噴霧機的應用(二)n噴霧機PLC接線圖(如右圖)這里需要注意噴霧

13、機所有輸出執行機構電壓都是DC24V所以COM0COM2全部接DC24V n程序太繁不在這里例出。X000COMX001X002 COM0Y000COM1Y001COM2解碼器X003X004氣缸右限位清洗單/雙噴X005X006PCB檢測(sensor) Y002Y003Y004噴氣X007測距24V 0VFX1s-14MR氣缸左限位少FLUX檢測測距指示噴FLUX氣缸左移氣缸右移Y005 Z少FLUX報警 n噴霧機常見故障n 1.有板經過噴頭不噴FLUX也不移動(1)電源是否打開(2)解碼器是否有信號給PLC(3)PCB檢測sensor是否有感應。(4)PCB前后縮減模擬電位器值是否調得過

14、大(5)機頭電纜線是否有斷裂. (6)機頭接插口PIN針是否有因FLUX過多而接觸不良n 2.有板經過噴頭噴FLUX和氣但不移動(1)移動電磁閥是否壞(2)機頭電纜線是否有斷裂(3)機頭接插口PIN針是否有因FLUX過多而接觸不良(4)移動氣缸氣管是否接反(保養后)(5)固定邊汽缸限位sensor是否有壞。 n 3.有板經過噴頭不噴FLUX或氣但移動 (1)噴FLUX或氣電磁閥是否壞 (2)機頭電纜線是否有斷裂 (3)機頭接插口PIN針是否有因FLUX過多而接觸不良(4)氣管是否漏氣.n 4.噴頭常噴不止(1) 噴的過程中解碼器是否掉線(2) )PCB檢測sensor是否常有信號給PLC;PLC在噴霧機的應用(二) 故障總結n所有故障中基本上都是因PLC輸入輸出外部通路發生問題而引起的。n PLC程序一經寫完存儲在PLC的CPU中只要PLC內部充電電池有電所存程序就永遠不會掉或亂除非外界有很強的干擾。n在PLC控制的機構中很少有因PLC程序掉或亂而產生的故障。 結束語n在下所知尚淺不當之出請指正。謝謝