PLC基礎(chǔ)知識大全培訓(xùn)

1、 PLCPLC基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識基本內(nèi)容：基本內(nèi)容： PLCPLC簡介、基本功能、特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、工作方式。簡介、基本功能、特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、工作方式。難點(diǎn)：難點(diǎn)： 工作方式、掃描時間。工作方式、掃描時間。 重點(diǎn)：重點(diǎn)： 定義、基本功能、工作方式。定義、基本功能、工作方式。第一節(jié)第一節(jié) PLCPLC基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識一、一、 PLCPLC的產(chǎn)生與歷史的產(chǎn)生與歷史二、二、 可編程控制器的定義可編程控制器的定義三、三、 PLCPLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢四、四、PLCPLC的特點(diǎn)的特點(diǎn)五五 、PLCPLC的基本功能的基本功能六、六、 PLCPLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較

2、n 世界上第一臺世界上第一臺PLCPLC 19691969年由美國數(shù)字設(shè)備公司（年由美國數(shù)字設(shè)備公司（DECDEC）根據(jù)美國通用汽車）根據(jù)美國通用汽車公司（公司（G GE E）的要求研制成功）的要求研制成功。 n 背景：背景： 19681968年美國通用汽車公司（年美國通用汽車公司（G GE E），為了適應(yīng)汽車型號），為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，能減少重新設(shè)

3、計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。縮短周期。 n 設(shè)計(jì)思想：設(shè)計(jì)思想： 吸取繼電器和計(jì)算機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)吸取繼電器和計(jì)算機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn) 繼電器控制系統(tǒng)體積大、可靠性低、接線復(fù)雜、不繼電器控制系統(tǒng)體積大、可靠性低、接線復(fù)雜、不易更改、查找和排除故障困難，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)易更改、查找和排除故障困難，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差，性差，但簡單易懂、價(jià)格便宜；但簡單易懂、價(jià)格便宜； 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活（可編程）、通用性好功能強(qiáng)大、靈活（可編程）、通用性好，但但編程困難；編程困難； 采用采用面向控制過程、面向問題的面向控制過程、面向問題的“自然語言自然語言”進(jìn)行進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)

4、的人也能很快掌握使用。（梯形編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。（梯形圖）圖）7070年代初期：年代初期： 僅有邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)等順序控制功能僅有邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制, ,通常稱為可編程邏輯控制通常稱為可編程邏輯控制器（器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller）7070年代中期：年代中期： 微處理器技術(shù)微處理器技術(shù)應(yīng)用到應(yīng)用到PLCPLC中，使中，使PLCPLC不僅具有不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等邏輯控

5、制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能功能 8080年代以后：年代以后：隨著隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，的迅速發(fā)展，1616位和位和3232位微處理器應(yīng)用于位微處理器應(yīng)用于PLCPLC中，使中，使PLCPLC得到得到迅速發(fā)展。迅速發(fā)展。PLCPLC不僅不僅控制功能增強(qiáng)控制功能增強(qiáng)，同時，同時可靠性提高可靠性提高，功耗、功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且更加靈活方便，而且具有具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能。等功能。n 近年來近年

6、來PLCPLC發(fā)展迅速發(fā)展迅速 PLCPLC集三電（電控、電儀、電傳）為一體、性能價(jià)格集三電（電控、電儀、電傳）為一體、性能價(jià)格比高、高可靠性的特點(diǎn)，比高、高可靠性的特點(diǎn)，已成為自動化工程的核心設(shè)備。已成為自動化工程的核心設(shè)備。 PLCPLC成為具備計(jì)算機(jī)功能的一種通用工業(yè)控制裝置，其使成為具備計(jì)算機(jī)功能的一種通用工業(yè)控制裝置，其使用量高居首位。用量高居首位。 PLCPLC成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大技術(shù)支柱（成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大技術(shù)支柱（PLCPLC、機(jī)器、機(jī)器人、人、CAD/CAMCAD/CAM）之一。）之一。n 定義：定義： 國際電工委員會（國際電工委員會（IECIEC）于）于19871

7、987年頒布了可編程控制器年頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿。在草案中對可編程控制器定義如下：標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿。在草案中對可編程控制器定義如下： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲器，用來在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？刂聘鞣N類型的機(jī)械或

8、生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)外可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)功能的原則設(shè)計(jì)”。二、二、 可編程控制器的定義可編程控制器的定義三、三、 PLCPLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 19691969年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DECDEC）研制了第一臺）研制了第一臺PLCPLC，從此從此PLCPLC發(fā)展迅猛。發(fā)展迅猛。 我國改革開放后，美國我國改革開放后，美國ABAB、GEGE、MODICONMODICON、TITI，日本，日本OMRONOMRON、三菱、富士，德國西門子等

9、廠家的產(chǎn)品不斷進(jìn)入、三菱、富士，德國西門子等廠家的產(chǎn)品不斷進(jìn)入我國，并在各行各業(yè)的工控系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。我國，并在各行各業(yè)的工控系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。n PLCPLC三大流派三大流派 歐洲：歐洲：德國的西門子德國的西門子(SIEMENS)(SIEMENS)、AEGAEG及法國的及法國的TITI公司公司 美國：美國：A-BA-B（Allen-BradlyAllen-Bradly）( (其產(chǎn)品約占美國其產(chǎn)品約占美國PLCPLC市場市場5050的份額。的份額。 ) )、GEGE（General ElectricGeneral Electric）、莫迪康、莫迪康(MODICON)(MODICON)公司

10、、德州儀器公司、德州儀器(T1)(T1)公司、公司、 歌德歌德(Gould)(Gould)公司、西屋公司公司、西屋公司 日本：日本：三菱電機(jī)（三菱電機(jī)（Mitsubishi ElectricMitsubishi Electric）、）、 歐姆龍（歐姆龍（OMRONOMRON）、）、 FUJI FUJI （日本主要發(fā)展中小型（日本主要發(fā)展中小型PLCPLC，在世界小型在世界小型PLCPLC市場上，市場上， 日日本產(chǎn)品約占有本產(chǎn)品約占有7070的份額。在中國，的份額。在中國，OMRONOMRON產(chǎn)品的銷量居首位。）產(chǎn)品的銷量居首位。） 目前國內(nèi)市場還有目前國內(nèi)市場還有韓國、臺灣韓國、臺灣等等PLC

11、PLC產(chǎn)品產(chǎn)品；現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了系列系列化的國產(chǎn)化的國產(chǎn)PLCPLC，其價(jià)格相對低廉，性價(jià)比較高。，其價(jià)格相對低廉，性價(jià)比較高。西門子西門子PLCPLC外形圖外形圖S7-200系列系列PLCS7-300系列系列PLCS7-400系列系列PLCQ系列系列PLCFX2N系列系列PLCFX1N系列系列PLCFX1S系列系列PLC歐姆龍歐姆龍PLCPLC外形圖外形圖C200H系列系列PLCCPM1A、CPM2A系列系列PLCPLCPLC的國內(nèi)外狀況的國內(nèi)外狀況 19741974年我國開始仿制美國的第二代年我國開始仿制美國的第二代PLCPLC產(chǎn)品，但因元器件產(chǎn)品，但因元器件質(zhì)量和技術(shù)問題

12、等原因未能推廣。直到質(zhì)量和技術(shù)問題等原因未能推廣。直到19771977年，我國才研制年，我國才研制出第一臺具有實(shí)用價(jià)值的出第一臺具有實(shí)用價(jià)值的PLCPLC，并開始批量生產(chǎn)和應(yīng)用于工業(yè)，并開始批量生產(chǎn)和應(yīng)用于工業(yè)過程的控制。過程的控制。 主要廠家有：主要廠家有：北京和利時，科迪納，張前蘇。洛陽易達(dá)，北京和利時，科迪納，張前蘇。洛陽易達(dá)，無錫信捷，南京嘉華，蘭州全志，廣州科賽恩，中山智達(dá)，無錫信捷，南京嘉華，蘭州全志，廣州科賽恩，中山智達(dá)，恒日等。恒日等。 （1 1）向高速度、大存儲容量方向發(fā)展）向高速度、大存儲容量方向發(fā)展 （CPUCPU處理速度處理速度nSnS級；內(nèi)存級；內(nèi)存2M2M字節(jié)）字節(jié)

13、） （2 2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性 （超大型和超小型）（超大型和超小型） （3 3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化（硬件、軟件兼容的（硬件、軟件兼容的PLCPLC） （4 4）分散型、智能型、與現(xiàn)場總線兼容的）分散型、智能型、與現(xiàn)場總線兼容的I I0 0 （5 5）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信的能力）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信的能力 （6 6）控制的開放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)）控制的開放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)OMACOMAC（open Modular open Modular Architecture for ControlArchitecture for Control）

14、PLCPLC的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢 就全世界就全世界自動化市場的過去、現(xiàn)在和可以預(yù)見的未來而言，自動化市場的過去、現(xiàn)在和可以預(yù)見的未來而言，PLCPLC仍然處于一種核心地位。仍然處于一種核心地位。在最近出現(xiàn)在美國、歐洲和國內(nèi)在最近出現(xiàn)在美國、歐洲和國內(nèi)有關(guān)探討有關(guān)探討PLCPLC發(fā)展的論文中，發(fā)展的論文中，這個結(jié)論是眾口一詞的，盡管對這個結(jié)論是眾口一詞的，盡管對PLCPLC的未來發(fā)展有著許多不同的意見。的未來發(fā)展有著許多不同的意見。 近年來近年來PLCPLC的市場銷售一直堅(jiān)挺；的市場銷售一直堅(jiān)挺；PCPC控制控制有了引人注目的有了引人注目的進(jìn)展，但畢竟只能對高端的進(jìn)展，但畢竟只能對高端的PLCP

15、LC產(chǎn)品形成競爭；產(chǎn)品形成競爭；小型、超小型小型、超小型PLCPLC的發(fā)展勢頭令人刮目相看；的發(fā)展勢頭令人刮目相看；PLCPLC和和PCPC控制在今后可能控制在今后可能相互相互融合。融合。 通用性強(qiáng)，使用方便通用性強(qiáng)，使用方便 功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 控制程序可變具有很好的柔性控制程序可變具有很好的柔性 編程方法簡單，容易掌握編程方法簡單，容易掌握 PLC PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維修工作少控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維修工作少. .極為方極為方便。控制程序變化方便便。控制程序變化方便. .具有很好的柔性。具有很好的柔性。 體積

16、小、重量輕、功耗低體積小、重量輕、功耗低 四、四、PLCPLC的特點(diǎn)的特點(diǎn)五五、PLCPLC的基本功能的基本功能1 1 邏輯控制功能邏輯控制功能2 2 定時控制功能定時控制功能3 3 計(jì)數(shù)控制功能計(jì)數(shù)控制功能4 4 步進(jìn)控制功能步進(jìn)控制功能5 5 數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能6 6 回路控制功能回路控制功能7 7 通訊聯(lián)網(wǎng)功能通訊聯(lián)網(wǎng)功能8 8 監(jiān)控功能監(jiān)控功能9 9 停電記憶功能停電記憶功能10 10 故障診斷功能故障診斷功能PLC應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)控制 1 1 邏輯控制功能邏輯控制功能 邏輯控制功能是邏輯控制功能是PLCPLC最基本功能之一最基本功能之一, ,是是PLCPLC最基本最基本的的應(yīng)用領(lǐng)

17、域應(yīng)用領(lǐng)域，可，可取代傳統(tǒng)的繼電取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序邏輯控制和順序控制?？刂?。 在在單機(jī)控制、多機(jī)群控和自動生產(chǎn)線控單機(jī)控制、多機(jī)群控和自動生產(chǎn)線控制制方面都有很多成功的應(yīng)用實(shí)例。方面都有很多成功的應(yīng)用實(shí)例。 例如：例如：機(jī)床電氣控制、起重機(jī)、皮帶運(yùn)機(jī)床電氣控制、起重機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)和包裝機(jī)械的輸機(jī)和包裝機(jī)械的控制控制、注塑機(jī)、注塑機(jī)控制控制、電梯、電梯控制控制、飲料灌裝、飲料灌裝生產(chǎn)線生產(chǎn)線、家用電器、家用電器( (電視機(jī)、電視機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)等冰箱、洗衣機(jī)等) )自動裝配線控制自動裝配線控制、汽車、汽車、化工、造紙、軋鋼化工、造紙、軋鋼自動生產(chǎn)線控制等

18、。自動生產(chǎn)線控制等。 2 2 定時控制功能定時控制功能 定時控制功能是定時控制功能是PLCPLC的的最基本功能之一最基本功能之一。 PLCPLC中有許多可中有許多可供用戶使用供用戶使用的的定時器定時器，功能類似于繼電器，功能類似于繼電器線路中的線路中的時間繼電器。時間繼電器。 定時器的定時器的設(shè)定值設(shè)定值( (定時時間定時時間) )可以在可以在編程時設(shè)定編程時設(shè)定，也可以，也可以在在運(yùn)動過程中根據(jù)需要進(jìn)行修改運(yùn)動過程中根據(jù)需要進(jìn)行修改，使用方便靈活。，使用方便靈活。 同時同時PLCPLC還提供了還提供了高精度高精度的的時鐘脈沖時鐘脈沖，用于，用于準(zhǔn)確實(shí)時控制。準(zhǔn)確實(shí)時控制。 3 3 計(jì)數(shù)控制功

19、能計(jì)數(shù)控制功能 計(jì)數(shù)控制功能是計(jì)數(shù)控制功能是PLCPLC的的最基本功能之一。最基本功能之一。 PLCPLC為用戶提供為用戶提供許多計(jì)數(shù)器許多計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到某一數(shù)值計(jì)數(shù)到某一數(shù)值時，產(chǎn)生一時，產(chǎn)生一個個狀態(tài)信號狀態(tài)信號( (計(jì)數(shù)值到計(jì)數(shù)值到) )，利用該狀態(tài)信號，利用該狀態(tài)信號實(shí)現(xiàn)對某個操作的計(jì)數(shù)控實(shí)現(xiàn)對某個操作的計(jì)數(shù)控制。制。 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器的設(shè)定值設(shè)定值可以在可以在編程時設(shè)定編程時設(shè)定，也可以在運(yùn)行過程中，也可以在運(yùn)行過程中根據(jù)根據(jù)需要進(jìn)行修改。需要進(jìn)行修改。傳感器傳感器旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器變頻器等變頻器等計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入輸入復(fù)位輸入復(fù)位0000000001000025 5 數(shù)

20、據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能 PLC PLC大部分都具有大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能，可以實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換譯碼編碼傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換譯碼編碼等操作。等操作。中、大型中、大型PLCPLC數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能更更加齊全，可完成加齊全，可完成開方、開方、PIDPID運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算等操作，還可以等操作，還可以和和CRTCRT、打印機(jī)打印機(jī)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)程序、數(shù)據(jù)的顯示和打印。相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)程序、數(shù)據(jù)的顯示和打印。8 8 監(jiān)控功能監(jiān)控功能 PLCPLC設(shè)置了較強(qiáng)的設(shè)置了較強(qiáng)的監(jiān)控功能。監(jiān)控功能。 利用利用編程器或監(jiān)視

21、器編程器或監(jiān)視器，操作人員操作人員可以對可以對PLCPLC有關(guān)部分有關(guān)部分的的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。 利用利用編程器編程器，可以，可以調(diào)整調(diào)整定時器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前定時器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值，并可以值，并可以根據(jù)需要根據(jù)需要改變改變PLCPLC內(nèi)部邏輯信號的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)部邏輯信號的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為調(diào)整和維護(hù)調(diào)整和維護(hù)提供了極大的方便。提供了極大的方便。9 9 停電記憶功能停電記憶功能 PLC PLC內(nèi)部的內(nèi)部的部分存儲器部分存儲器所使用的所使用的RAMRAM設(shè)置了停電保持器設(shè)置了停電保持器件（備用電池等）件（備用電池等），以，以保證斷電保證斷電

22、后后這部分存儲器中這部分存儲器中的的信息信息能夠長期保存。能夠長期保存。 利用某些利用某些記憶指令記憶指令，可以對，可以對工作狀態(tài)工作狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)行記憶記憶，以，以保保持持PLCPLC斷電后斷電后的的數(shù)據(jù)內(nèi)容不變。數(shù)據(jù)內(nèi)容不變。 PLCPLC電源恢復(fù)后，電源恢復(fù)后，可以在可以在原工作基礎(chǔ)原工作基礎(chǔ)上繼續(xù)工作。上繼續(xù)工作。10 10 故障診斷功能故障診斷功能 PLC PLC可以對可以對系統(tǒng)構(gòu)成、某些硬件狀態(tài)、指令的合法性系統(tǒng)構(gòu)成、某些硬件狀態(tài)、指令的合法性等等進(jìn)行進(jìn)行自診斷自診斷，發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)異常異常情況，發(fā)出情況，發(fā)出報(bào)警報(bào)警并并顯示錯誤類型顯示錯誤類型，如屬嚴(yán)重錯誤則如屬嚴(yán)重錯誤則自動中止運(yùn)行。

23、自動中止運(yùn)行。 PLCPLC的的故障自診斷功能故障自診斷功能，大大，大大提高提高了了PLCPLC控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的安全安全和可維護(hù)性。和可維護(hù)性。六、六、PLCPLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較與繼電器控制系統(tǒng)比較 繼電器控制采用硬接線方式裝配而繼電器控制采用硬接線方式裝配而成，只能完成既定的功能。成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改變程序并改動少量控制只要改變程序并改動少量的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變。改變。從適應(yīng)性、可靠性及設(shè)計(jì)、安裝、從適應(yīng)性、可靠性及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)等各方面進(jìn)行比較。傳統(tǒng)的繼維護(hù)等

24、各方面進(jìn)行比較。傳統(tǒng)的繼電器控制大多數(shù)將被電器控制大多數(shù)將被PLC所取代。所取代。 與工業(yè)計(jì)算機(jī)比較與工業(yè)計(jì)算機(jī)比較工業(yè)控制機(jī)控制要求開發(fā)人員具有工業(yè)控制機(jī)控制要求開發(fā)人員具有較高的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識和微機(jī)軟件較高的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識和微機(jī)軟件編程的能力。編程的能力。PLC采用了采用面向控制過程、面采用了采用面向控制過程、面向問題的向問題的“自然語言自然語言”進(jìn)行編程，進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用使用 ，便于推廣應(yīng)用。，便于推廣應(yīng)用。PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，是專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，具有更高的可靠性。具有更高的可靠性。在模型復(fù)雜、計(jì)算量大且較難

25、、實(shí)在模型復(fù)雜、計(jì)算量大且較難、實(shí)時性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制時性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制機(jī)則更能發(fā)揮其專長。機(jī)則更能發(fā)揮其專長。第二節(jié)第二節(jié) PLCPLC基本原理基本原理2.2.1 1 PLCPLC內(nèi)部硬件框圖及各部分作用內(nèi)部硬件框圖及各部分作用2.2.2 2 PLCPLC工作過程特點(diǎn)及主要性能指標(biāo)工作過程特點(diǎn)及主要性能指標(biāo)2.2.4 4 PLCPLC分類分類2.2.1 PLC1 PLC內(nèi)部硬件框圖及各部分作用內(nèi)部硬件框圖及各部分作用2.1.1 2.1.1 PLCPLC的組成的組成 PLCPLC由四部分組成由四部分組成 ：中央處理單元（：中央處理單元（CPUCPU板）、輸入輸出（板）、輸

26、入輸出（I/OI/O）部件和電源部件部件和電源部件。 PLCPLC的基本組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)類似：的基本組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)類似：是一種是一種特殊計(jì)算機(jī)特殊計(jì)算機(jī) PLCPLC的基本組成的基本組成包括包括兩部分兩部分中央處理器（中央處理器（CPUCPU）、存儲器、輸入接口、）、存儲器、輸入接口、輸出接口、通信接口、電源等輸出接口、通信接口、電源等系統(tǒng)程序和用戶程序系統(tǒng)程序和用戶程序2.2.1 1.2 .2 PLCPLC內(nèi)部主要部件功能內(nèi)部主要部件功能1.1. PLCPLC中的中的CPUCPU作用及分類作用及分類CPUCPU的作用：的作用：按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PL

27、CPLC有條不紊地進(jìn)行工作。有條不紊地進(jìn)行工作。歸納起來主要有以下五個方面：歸納起來主要有以下五個方面：1 1）接收并存儲編程器或其它外設(shè)輸入的用戶程序或數(shù)據(jù)）接收并存儲編程器或其它外設(shè)輸入的用戶程序或數(shù)據(jù)2 2）診斷電源、）診斷電源、PLCPLC內(nèi)部電路故障和編程中的語法錯誤等內(nèi)部電路故障和編程中的語法錯誤等3 3）接收并存儲從輸入單元（接口）得到現(xiàn)場輸入狀態(tài)或數(shù)據(jù)）接收并存儲從輸入單元（接口）得到現(xiàn)場輸入狀態(tài)或數(shù)據(jù)4 4）逐條讀取并執(zhí)行存儲器中的用戶程序，將運(yùn)算結(jié)果存入存儲器）逐條讀取并執(zhí)行存儲器中的用戶程序，將運(yùn)算結(jié)果存入存儲器5 5）根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位和輸出內(nèi)容，通過輸出接口

28、實(shí)）根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位和輸出內(nèi)容，通過輸出接口實(shí)現(xiàn)控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功能現(xiàn)控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功能 PLCPLC中常采用的中常采用的CPUCPU有三類：有三類： 1) 1) 通用微處理器（如通用微處理器（如Z80Z80、80868086、8028680286等）等） 2) 2) 單片微處理器（如單片微處理器（如80318031、80968096等）等） 3) 3) 位片式微處理器位片式微處理器( (如如AMD29WAMD29W等等) ) 小型小型PLCPLC：大多采用大多采用8 8位通用微處理器和單片微處理器位通用微處理器和單片微處理器； 中型中型PLCPLC：大多采用

29、大多采用1616位通用微處理器或單片微處理器位通用微處理器或單片微處理器； 大型大型PLCPLC：大多采用高速位片式微處理器（大多采用高速位片式微處理器（3232位）位）； 小型小型PLCPLC為單為單CPUCPU系統(tǒng)系統(tǒng)； 中、大型中、大型PLCPLC則則大多為雙大多為雙CPUCPU或多或多CPUCPU系統(tǒng)系統(tǒng)； 對于雙對于雙CPUCPU系統(tǒng)，一個為系統(tǒng)，一個為字處理字處理器，一般采用器，一般采用8 8位、位、1616位或位或3232位處位處理器理器；另一個為；另一個為位處理器，采用由各廠家設(shè)計(jì)制造的專用芯片。位處理器，采用由各廠家設(shè)計(jì)制造的專用芯片。u存儲器的作用：存儲器的作用： PLC

30、PLC中，存儲器主要用于中，存儲器主要用于系統(tǒng)程序、用戶程序、數(shù)據(jù)系統(tǒng)程序、用戶程序、數(shù)據(jù)u存儲器的類型：存儲器的類型： 可讀可讀/ /寫操作的隨機(jī)存儲器寫操作的隨機(jī)存儲器RAMRAM 只讀存儲器只讀存儲器ROMROM、PROMPROM、EPROMEPROM、E E2 2PROMPROM2.2.系統(tǒng)程序存貯器系統(tǒng)程序存貯器4. 4. 輸入輸入/ /輸出接口（輸出接口（I/OI/O模塊）模塊） 輸入輸入/ /輸出接口通常也稱輸出接口通常也稱I / O I / O 單元或單元或I / O I / O 模塊，是模塊，是PLCPLC與工業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接通道。生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接通道。 PLCP

31、LC輸入接口輸入接口-用戶設(shè)備需用戶設(shè)備需輸入輸入PLCPLC的各種控制信號，如的各種控制信號，如限位限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其它一些傳感器輸出開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其它一些傳感器輸出的的開關(guān)量或模擬量開關(guān)量或模擬量( (要通過模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi)要通過模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi)) )等，通過輸入接口等，通過輸入接口電路將電路將這些信號這些信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成中央處理單元中央處理單元能夠能夠接收和處理接收和處理的的信號信號，用用這些這些數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)作為作為PLCPLC對被對被控制對象進(jìn)行控制控制對象進(jìn)行控制的的依據(jù)依據(jù)。 PLCPLC輸出接口輸出接口-路將路將中央處理單元送出中央處

32、理單元送出的的弱電控制信號弱電控制信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要現(xiàn)場需要的的強(qiáng)電信號輸出強(qiáng)電信號輸出，以，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、電機(jī)驅(qū)動電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。設(shè)備的執(zhí)行元件。 電平轉(zhuǎn)換功能：電平轉(zhuǎn)換功能：由于由于外部輸入設(shè)備外部輸入設(shè)備和和輸出設(shè)備輸出設(shè)備所需的所需的信號信號電平電平是是多種多樣的，多種多樣的，而而PLCPLC內(nèi)部內(nèi)部CPUCPU的的處理的信號處理的信號是是標(biāo)準(zhǔn)電標(biāo)準(zhǔn)電平信號。平信號。 光電隔離和濾波功能光電隔離和濾波功能，以，以提高提高PLCPLC的的抗干擾能力抗干擾能力，通常還，通常還有有狀態(tài)指示狀態(tài)指示，工作狀況直工作狀況直觀觀，便于維護(hù)便于維護(hù)。 I

33、 / O I / O 接口的類型：接口的類型： 開關(guān)量輸入開關(guān)量輸入/ /輸出接口輸出接口 模擬量輸入模擬量輸入/ /輸出接口輸出接口 輸入輸入/ /輸出（輸出（I/OI/O）點(diǎn)數(shù)：）點(diǎn)數(shù)：是指是指PLCPLC的的I/OI/O接口接口所能接受所能接受的的輸入信號個數(shù)輸入信號個數(shù)和和輸出信號個數(shù)輸出信號個數(shù)的的總和?？偤汀Ｊ鞘沁x擇選擇PLCPLC的的重要依據(jù)之一重要依據(jù)之一。 當(dāng)當(dāng)I/OI/O點(diǎn)數(shù)不夠點(diǎn)數(shù)不夠時，可通時，可通過過PLCPLC的的I/OI/O擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口對對系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展擴(kuò)展。5.PLC5.PLC編程器及作用編程器及作用 編程器的作用：編程器的作用：是編輯、調(diào)試、輸入用戶

34、程序，也可在是編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控線監(jiān)控PLCPLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLCPLC進(jìn)行人機(jī)對話。進(jìn)行人機(jī)對話。 它是開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)它是開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)PLCPLC不可缺少的設(shè)備。不可缺少的設(shè)備。6. PLC6. PLC中的電源及作用中的電源及作用 PLCPLC配有配有開關(guān)式開關(guān)式穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源，以提供，以提供內(nèi)部電路內(nèi)部電路使用。使用。 與與普通電源普通電源相比，相比，PLCPLC電源的電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。因此，對于因此，對于電網(wǎng)提供電網(wǎng)提供的的電源穩(wěn)定度要求不高電源穩(wěn)定度要求不高，一般，一般允許電允許電源電壓源電壓在其

35、在其額定值額定值15%15%的的范圍內(nèi)波動。范圍內(nèi)波動。 許多許多PLCPLC還還向外提供直流向外提供直流24V24V穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源，用于對，用于對外部傳感外部傳感 器供電。器供電。 電源的容量。電源的容量。 與與打印機(jī)打印機(jī)連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印 與與監(jiān)視器監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來連接，可將控制過程圖像顯示出來 與與PLCPLC連接，組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?？刂七B接，組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模控制 與與計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)連接，組成多級分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結(jié)合連接，組成多級分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結(jié)

36、合 與與人機(jī)界面（觸摸屏）人機(jī)界面（觸摸屏）連接連接 與與智能接口模塊智能接口模塊連接。連接。智能接口模塊智能接口模塊是一是一獨(dú)立獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的它有自己的CPUCPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及與、系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLCPLC系統(tǒng)系統(tǒng)總線相連的總線相連的接口接口。PLCPLC的智能接口模塊種類很多的智能接口模塊種類很多，如：，如：高速計(jì)數(shù)模塊、閉環(huán)高速計(jì)數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運(yùn)動控制模塊、中斷控制模塊控制模塊、運(yùn)動控制模塊、中斷控制模塊等。等。 與與編程器編程器連接連接PLC主機(jī)1號擴(kuò)展機(jī)主機(jī)PLCA）近程擴(kuò)展方式2號擴(kuò)展機(jī)1號近程擴(kuò)展機(jī)遠(yuǎn)程從站擴(kuò)展機(jī)遠(yuǎn)程從站PLC

37、PLCPLCPLCPLCB）遠(yuǎn)程擴(kuò)展方式C）連網(wǎng)方式PLCPLC的擴(kuò)展構(gòu)成的擴(kuò)展構(gòu)成A A）近程擴(kuò)展方式）近程擴(kuò)展方式B B）遠(yuǎn)程擴(kuò)展方式）遠(yuǎn)程擴(kuò)展方式C C）連網(wǎng)方式）連網(wǎng)方式編編 程程 器器 編程器是編程器是PLCPLC最常用的外設(shè)，也是最常用的外設(shè)，也是PLCPLC中中唯一不唯一不需要需要通過功能模塊通過功能模塊而而直直接與總線相聯(lián)接接與總線相聯(lián)接的的外設(shè)。外設(shè)。 它通過它通過主機(jī)上主機(jī)上的的編程器接口直接編程器接口直接與主機(jī)相連。與主機(jī)相連。 編程器編程器上有上有一個方式選擇開關(guān)，一個方式選擇開關(guān)，用于用于控制控制PLCPLC主機(jī)主機(jī)的的工作方式。工作方式。掌上電腦編程器掌上電腦編程器

38、 可編程終端可編程終端 高檔可編程終端高檔可編程終端 8 8、其它功能模塊功能模塊、其它功能模塊功能模塊 模擬量輸入模塊（即模擬量輸入模塊（即A/DA/D模塊）模擬量模塊）模擬量數(shù)字量數(shù)字量 模擬量輸出模塊（即模擬量輸出模塊（即D/AD/A模塊）數(shù)字量模塊）數(shù)字量模擬量模擬量 動態(tài)輸入動態(tài)輸入/ /輸出模塊輸出模塊 自帶動態(tài)掃描功能自帶動態(tài)掃描功能 溫度傳感器模塊溫度傳感器模塊 溫度溫度模擬量模擬量數(shù)字量數(shù)字量 高速計(jì)數(shù)模塊高速計(jì)數(shù)模塊 高頻脈沖信號高頻脈沖信號 PID PID模塊模塊 遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程I/OI/O模塊模塊 擴(kuò)展擴(kuò)展I/OI/O點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離 通訊模塊通訊模塊 與其它與其它PLCPL

39、C、微機(jī)、互連網(wǎng)通訊、微機(jī)、互連網(wǎng)通訊u系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序: : 系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序，完成完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用、管理、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定用、管理、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能。等功能。 系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序，由由PLCPLC的制造廠家編寫的，在的制造廠家編寫的，在PLCPLC使用過程使用過程中不會變動，中不會變動，它和它和PLCPLC的硬件組成有關(guān)的硬件組成有關(guān)，它關(guān)系到，它關(guān)系到PLCPLC的性的性能。能。 系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序，由由制造廠家直接固化在只讀存儲器制造廠家直接固化在只讀存儲器ROMROM、PROMPROM或或EPROMEPR

40、OM中，中，用戶不能訪問和修改。用戶不能訪問和修改。2.1.4 2.1.4 PLCPLC的軟件系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)1 1 系統(tǒng)程序；系統(tǒng)程序；2 2 用戶程序；用戶程序；3 3 編程語言編程語言 用戶程序用戶程序: : 用戶程序用戶程序是用戶根據(jù)是用戶根據(jù)控制對象生產(chǎn)工藝控制對象生產(chǎn)工藝及及控制的要求控制的要求而而編制編制的應(yīng)用程序的應(yīng)用程序。它是由。它是由PLCPLC控制對象控制對象的的要求而定的要求而定的。 為為便于讀出、檢查和修改便于讀出、檢查和修改，用，用戶程序戶程序一般一般存于存于CMOSCMOS靜態(tài)靜態(tài)RAMRAM中中，用，用鋰電池鋰電池作為作為后備電源后備電源，以，以保證掉電保證掉電時

41、時不會丟失信息。不會丟失信息。 為為防止干擾對防止干擾對RAMRAM中中程序程序的的破壞破壞，當(dāng)，當(dāng)用戶程序用戶程序經(jīng)過經(jīng)過運(yùn)行正常運(yùn)行正常，不需要改變，不需要改變，可將其固化在可將其固化在EPROMEPROM中。中。 現(xiàn)在有許多現(xiàn)在有許多PLCPLC直接采用直接采用EEPROMEEPROM作為作為用戶存儲器。用戶存儲器。PLCPLC的編程語言的編程語言 在在PLCPLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時，的同時，PLCPLC的編程語言的編程語言也也越來越豐越來越豐富富，功能也不斷提高。功能也不斷提高。 程序的表達(dá)方式基本有四種：程序的表達(dá)方式基本有四種：梯形圖、指令表、邏輯功能圖梯形圖、

42、指令表、邏輯功能圖和高級語言。梯形圖和高級語言。梯形圖是當(dāng)前使用是當(dāng)前使用最廣泛的一種編程方法。最廣泛的一種編程方法。 除了的除了的梯形圖語言外梯形圖語言外，為了，為了適應(yīng)各種控制要求適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了，出現(xiàn)了面向面向順序控制順序控制的的步進(jìn)編程語言步進(jìn)編程語言、面向過程控制面向過程控制的的流程圖語言流程圖語言、與計(jì)、與計(jì)算機(jī)兼容的算機(jī)兼容的高級語言（高級語言（BASICBASIC、C C語言等）語言等）等。等。 多種編程語言多種編程語言的的并存、互補(bǔ)與發(fā)展并存、互補(bǔ)與發(fā)展是是PLCPLC進(jìn)步的一種趨勢。進(jìn)步的一種趨勢。 1. 1. 梯形圖編程語言梯形圖編程語言兩種梯形圖的繼電器符號圖對

43、照兩種梯形圖的繼電器符號圖對照 梯形圖梯形圖（Ladder diagram）編程語言編程語言是一種是一種圖形語言圖形語言 , ,類似于類似于繼繼電器控制線路圖電器控制線路圖的的一種編程語言一種編程語言，它，它面向面向控制過程，控制過程，直觀易懂直觀易懂，是是PLCPLC編程語言中應(yīng)用編程語言中應(yīng)用最多的一種語言。最多的一種語言。 物理繼電器物理繼電器 PLC繼電器繼電器常開常開常閉常閉 觸觸 點(diǎn)點(diǎn)線線 圈圈(1)(1)名詞解釋名詞解釋軟繼電器軟繼電器 PCPC的繼電器的繼電器不是不是物理物理的的電器電器，它是，它是PCPC內(nèi)部的內(nèi)部的寄存器位寄存器位，因，因?yàn)樗哂信c物理繼電器為它具有與物理繼

44、電器相似的功能相似的功能，常稱之為，常稱之為“軟繼電器軟繼電器”。 P PL LC C每一個繼電器每一個繼電器都對應(yīng)著內(nèi)部的都對應(yīng)著內(nèi)部的一個寄存器位一個寄存器位，該位為，該位為“1”1”態(tài)態(tài)時，相當(dāng)于時，相當(dāng)于繼電器接通繼電器接通；為為“0”0”態(tài)時態(tài)時，則相當(dāng)于，則相當(dāng)于繼繼電器斷開。電器斷開。常閉觸點(diǎn)線圈常開觸點(diǎn)說明：說明：000000100001000PLC控制控制00001SB2KMKM繼電器繼電器 控控 制制SB1線圈線圈線圈線圈常開觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)(2)(2)兩種控制的梯形圖比較兩種控制的梯形圖比較物理繼電器物理繼電器繼電器需硬接線連接

45、繼電器需硬接線連接觸點(diǎn)個數(shù)有限觸點(diǎn)個數(shù)有限PLCPLC繼電器繼電器繼電器用程序軟連接繼電器用程序軟連接觸點(diǎn)個數(shù)無限觸點(diǎn)個數(shù)無限繼電器的接線改變繼電器的接線改變控制功能改變控制功能改變PLCPLC的用戶程序改變的用戶程序改變 控制功能改變控制功能改變 ( (3 3) ) 兩種控制中繼電器的區(qū)別兩種控制中繼電器的區(qū)別用用PLCPLC控制控制外部接線不變，改變用戶程序。外部接線不變，改變用戶程序。用繼電器控制用繼電器控制要改變控制電路的實(shí)際接線。要改變控制電路的實(shí)際接線。KMQFUKR M 3 SB1SB2KMKHKM 繼電器控制接線繼電器控制接線 PLCPLC控制外部接線控制外部接線輸入設(shè)輸入設(shè)備

46、備PLCSB1SB2KRKM輸出設(shè)輸出設(shè)備備 欲改變控制功能：欲改變控制功能：主電路主電路 相同相同例如例如2 2、語句表編程語言語句表編程語言 用助記符表示指令的功能用助記符表示指令的功能 多條指令語句的組合構(gòu)成了語句表多條指令語句的組合構(gòu)成了語句表 程序程序 指令語句是指令語句是PLCPLC用戶程序的基礎(chǔ)元素用戶程序的基礎(chǔ)元素LD 00000，表示邏輯操表示邏輯操作開始作開始OR 01000 ；表示常開觸點(diǎn)表示常開觸點(diǎn)01000與前面的觸點(diǎn)并聯(lián)與前面的觸點(diǎn)并聯(lián) AND NOT 00001； 表示常閉觸點(diǎn)表示常閉觸點(diǎn)00101與前面的觸點(diǎn)串聯(lián)與前面的觸點(diǎn)串聯(lián)OUT 01000；表示前面的邏輯

47、運(yùn)算結(jié)果輸出給表示前面的邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出給01000END ;表示程序結(jié)束表示程序結(jié)束梯形圖程序梯形圖程序 語句表程序語句表程序 00000010000100000001END（3 3）順序功能圖）順序功能圖 順序功能圖常用來編制順序順序功能圖常用來編制順序控制程序，它包括步、動作、轉(zhuǎn)控制程序，它包括步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能圖法可以換三個要素。順序功能圖法可以將一個復(fù)雜的控制過程分解為一將一個復(fù)雜的控制過程分解為一些小的工作狀態(tài)。對于這些小狀些小的工作狀態(tài)。對于這些小狀態(tài)的功能依次處理后再把這些小態(tài)的功能依次處理后再把這些小狀態(tài)依一定順序控制要求連接成狀態(tài)依一定順序控制要求連接成組合整

48、體的控制程序。組合整體的控制程序。 步步1 1步步2 2步步3 3動作動作1 1動作動作2 2轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換1 1轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換2 2圖圖 順序功能圖順序功能圖ORANDSRS1 Q1RI1I2I3I4I5Q1圖圖 功能塊圖功能塊圖（4 4）功能塊圖）功能塊圖 功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，用類功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，用類似與門、或門的方框來表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方塊左側(cè)為邏輯似與門、或門的方框來表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方塊左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓點(diǎn)表示點(diǎn)表示“非非”運(yùn)算，信號自左向右流動。運(yùn)

49、算，信號自左向右流動。 類似于電路一樣，方框被類似于電路一樣，方框被“導(dǎo)線導(dǎo)線”連接在一起。連接在一起。2.2.2 2 可編程控制器工作過程特點(diǎn)及主要性能指標(biāo)可編程控制器工作過程特點(diǎn)及主要性能指標(biāo) 當(dāng)當(dāng)PLCPLC運(yùn)行時，需要進(jìn)行眾多的操作運(yùn)行時，需要進(jìn)行眾多的操作，而PLCPLC的的CPUCPU不可不可能同時能同時去執(zhí)行多個操作，去執(zhí)行多個操作， 每一刻每一刻只能只能執(zhí)行一個操作。執(zhí)行一個操作。 解決的辦法：解決的辦法：采用采用分時操作分時操作原理原理 掃描工作方式掃描工作方式：由于由于CPUCPU的的運(yùn)算處理速度運(yùn)算處理速度很快很快，所以所以從從宏觀上宏觀上來看來看，PLCPLC外部出現(xiàn)外

50、部出現(xiàn)的的結(jié)果似乎結(jié)果似乎是是同時完成的同時完成的，這種這種分時操作分時操作的方法稱為的方法稱為 2.2.2 2.1 .1 循環(huán)掃描工作方式循環(huán)掃描工作方式 PLCPLC采用采用“順序掃描、不斷循環(huán)順序掃描、不斷循環(huán)”工作方式，這個過程可分工作方式，這個過程可分輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段，整個過程掃描整個過程掃描并并執(zhí)執(zhí)行一次所需行一次所需的的時間時間稱為稱為掃描周期。掃描周期。 2.2.2 2.2 .2 PLCPLC的工作過程分自診斷、與編程器或計(jì)算機(jī)等通信、的工作過程分自診斷、與編程器或計(jì)算機(jī)等通信、輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新五個階段。輸入采

51、樣、程序執(zhí)行和輸出刷新五個階段。 0000201000000010000201000 2.2.22.2.2 PLC PLC掃描工作各環(huán)節(jié)的功能掃描工作各環(huán)節(jié)的功能 PLCPLC上電后，首先檢查硬件是否正常。上電后，首先檢查硬件是否正常。 按自上而下的順序，逐條讀用戶程序并執(zhí)行。按自上而下的順序，逐條讀用戶程序并執(zhí)行。對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 將結(jié)果存入元件映象寄存器。將結(jié)果存入元件映象寄存器。 計(jì)算掃描周期。計(jì)算掃描周期。若正常，則進(jìn)行下一步；若不正常，則報(bào)警并作處理。若正常，則進(jìn)行下一步；若不正常，則報(bào)警并作處理。母線母線 I/OI/O刷新階段刷新階段 外設(shè)端口服務(wù)外設(shè)端

52、口服務(wù)讀輸入點(diǎn)的狀態(tài)并寫入輸入映像寄存器。讀輸入點(diǎn)的狀態(tài)并寫入輸入映像寄存器。將元件映像寄存器的狀態(tài)經(jīng)輸出鎖存器、輸出電路送到輸出點(diǎn)。將元件映像寄存器的狀態(tài)經(jīng)輸出鎖存器、輸出電路送到輸出點(diǎn)。訪問外設(shè)端口連接的外部設(shè)備。訪問外設(shè)端口連接的外部設(shè)備。4. PLC4. PLC執(zhí)行用戶程序的特點(diǎn)執(zhí)行用戶程序的特點(diǎn) 按梯形圖自左向右、自上而下逐次執(zhí)行程序按梯形圖自左向右、自上而下逐次執(zhí)行程序 執(zhí)行程序時所需數(shù)據(jù)取自于：執(zhí)行程序時所需數(shù)據(jù)取自于：輸入映像寄存器輸入映像寄存器元件映像寄存器元件映像寄存器 輸入映像寄存器和元件映像寄存器中的數(shù)據(jù)輸入映像寄存器和元件映像寄存器中的數(shù)據(jù)元件映像寄存器：在一個掃描周

53、期中可讀可寫元件映像寄存器：在一個掃描周期中可讀可寫輸入映像寄存器：在一個掃描周期中保持不變輸入映像寄存器：在一個掃描周期中保持不變 每個掃描周期每個掃描周期I/OI/O刷新階段刷新階段集中集中讀入讀入/ /讀出數(shù)據(jù)讀出數(shù)據(jù)讀讀讀讀讀讀寫寫寫寫 執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新010010100000000 00001 01000輸輸入入端端子子輸輸入入電電路路用戶輸入設(shè)備用戶輸入設(shè)備輸入映像寄存器輸入映像寄存器輸輸出出電電路路輸輸出出端端子子元件映像寄存器元件映像寄存器輸出鎖存器輸出鎖存器 用戶輸出設(shè)備用戶輸出設(shè)備從輸入端子到輸出端子的

54、信號傳遞過程從輸入端子到輸出端子的信號傳遞過程( (3 3) )PCPC的循環(huán)掃描工作過程（信號傳遞過程）的循環(huán)掃描工作過程（信號傳遞過程）3. PLC3. PLC控制的原理控制的原理 等效電路圖等效電路圖SB1SB2ST公共端公共端公共端公共端輸入部分輸入部分輸出端子輸出端子輸入端子輸入端子用戶程序用戶程序輸出部分輸出部分主電路主電路KMFUKH M 3 QKM01000PLCCOM000000000000001000020000001000000010000201000COM0000100002PLCSB1SB2KMST00000000010000201000COMCOMKM線圈通電線圈通

55、電SB1閉合閉合00000 閉閉合合接點(diǎn)閉合接點(diǎn)閉合KMFUKH M 3 QKM通電通電KM通電通電觸點(diǎn)閉合觸點(diǎn)閉合電動機(jī)轉(zhuǎn)電動機(jī)轉(zhuǎn)觸點(diǎn)閉合觸點(diǎn)閉合PLCCOM000000000000001000020000001000000010000201000COM010000000100002SB2STPLCSB1SB2KMST00000000010000201000COMCOMKM線圈斷電線圈斷電00001 斷斷開開接點(diǎn)斷開接點(diǎn)斷開KMFUKH M 3 QKM通電通電KM斷電斷電觸點(diǎn)斷開觸點(diǎn)斷開電動停轉(zhuǎn)電動停轉(zhuǎn)觸點(diǎn)斷開觸點(diǎn)斷開PLCCOM0000000000000010000200000010000

56、00010000201000COM010000000100002SB2STPLCSB1SB2KMST00000000010000201000COMCOMSB2閉合閉合2.32.3掃描周期和掃描周期和I/OI/O滯后時間滯后時間 I/OI/O滯后時間又稱為滯后時間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時間系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指，是指PLCPLC外部輸外部輸入信號發(fā)生變化的時刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信入信號發(fā)生變化的時刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的間隔。號發(fā)生變化的時刻之間的間隔。 PLCPLC在運(yùn)行工作狀態(tài)時，執(zhí)行一次掃描操作所需要的在運(yùn)行工作狀態(tài)時，執(zhí)行一次掃描操作所需要的時間稱為掃描周期。其典型值

57、為時間稱為掃描周期。其典型值為1 1- -100ms100ms。 1. 1. 產(chǎn)生產(chǎn)生I/OI/O滯后現(xiàn)象的原因滯后現(xiàn)象的原因（1 1） 由于由于PLCPLC采用循環(huán)掃描的工作方式。采用循環(huán)掃描的工作方式。 PLCPLC只在每個掃描周期的只在每個掃描周期的I/OI/O刷新階段集中輸入刷新階段集中輸入/ /輸出，導(dǎo)致輸輸出，導(dǎo)致輸出信號相對輸入信號滯后。出信號相對輸入信號滯后。（2 2） 輸入濾波器對信號的延遲作用。輸入濾波器對信號的延遲作用。濾波器時間常數(shù)越大，對輸入信號的延遲作用越強(qiáng)。濾波器時間常數(shù)越大，對輸入信號的延遲作用越強(qiáng)。有的有的PLCPLC其輸入電路濾波器的時間常數(shù)可以調(diào)整。其輸入

58、電路濾波器的時間常數(shù)可以調(diào)整。輸出輸出ONON延時。延時。（3 3） 輸出繼電器的動作延遲（繼電器輸出型輸出繼電器的動作延遲（繼電器輸出型PLCPLC）。）。從輸出鎖存器從輸出鎖存器ONON、到輸出觸點(diǎn)、到輸出觸點(diǎn)ONON經(jīng)歷一定時間經(jīng)歷一定時間（4 4）用戶程序的長短及語句編排。）用戶程序的長短及語句編排。要求有較快響應(yīng)的場合要求有較快響應(yīng)的場合最好不要使用繼電器輸出型最好不要使用繼電器輸出型PLCPLC。I/OI/O滯后現(xiàn)象，對慢速控制系統(tǒng)影響不大。滯后現(xiàn)象，對慢速控制系統(tǒng)影響不大。要求快速響應(yīng)的場合，需要解決要求快速響應(yīng)的場合，需要解決I/OI/O速度問題。速度問題。2. I/O2. I

59、/O響應(yīng)時間的估算響應(yīng)時間的估算以以2020點(diǎn)的繼電器輸出型點(diǎn)的繼電器輸出型CPM1ACPM1A為例。為例。設(shè)輸入設(shè)輸入ONON延時為延時為8 8毫秒毫秒公共處理和公共處理和I/OI/O刷新時間為刷新時間為2 2毫秒毫秒執(zhí)行用戶程序時間為執(zhí)行用戶程序時間為1414毫秒毫秒輸出輸出ONON延時為延時為1515毫秒毫秒輸入狀態(tài)經(jīng)過一個掃描周期后在輸出得到響應(yīng)輸入狀態(tài)經(jīng)過一個掃描周期后在輸出得到響應(yīng) 最小最小I/OI/O響應(yīng)時間響應(yīng)時間輸入狀態(tài)經(jīng)過兩個掃描周期后在輸出得到響應(yīng)輸入狀態(tài)經(jīng)過兩個掃描周期后在輸出得到響應(yīng) 最大最大I/OI/O響應(yīng)時間響應(yīng)時間最小最小I/OI/O響應(yīng)時間的計(jì)算響應(yīng)時間的計(jì)算

60、最小最小I/O響應(yīng)時間響應(yīng)時間 = 輸入輸入ON延時延時 + （公共處理公共處理 + I/O刷新時間刷新時間） + 執(zhí)行程序時間執(zhí)行程序時間 + 輸出輸出ON延時延時 = 8 + 2 + 14 + 15 = 39 ms輸入輸入觸點(diǎn)觸點(diǎn)輸入輸入濾波濾波輸出輸出鎖存鎖存輸出輸出觸點(diǎn)觸點(diǎn)刷新刷新執(zhí)行程序執(zhí)行程序其他其他 刷新刷新執(zhí)行程序執(zhí)行程序其他其他 掃描周期掃描周期(Ts) 掃描周期掃描周期(Ts)輸入輸入ON延時延時輸出輸出ON延時延時I/O響應(yīng)時間響應(yīng)時間輸入輸入ON延時延時最大最大I/O響應(yīng)時間響應(yīng)時間 = 輸入輸入ON延時延時+ (公共處理公共處理+ I/O刷新刷新+執(zhí)行程序執(zhí)行程序)2