機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡

第三章機電一體化的計算機控制技術(shù)主講教師：溫偉剛2023/7/311機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡3.1計算機控制系統(tǒng)3.2可編程序控制器技術(shù)3.3數(shù)字PID控制技術(shù)3.4計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計教學(xué)內(nèi)容2機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)一、計算機控制系統(tǒng)的組成和特點

計算機控制系統(tǒng)是由硬件和軟件組成:計算機控制復(fù)雜的控制規(guī)律，如非線性控制、邏輯控制、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)控制等。3.1計算機控制系統(tǒng)3機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)硬件是由計算機主機、接口電路、輸入/輸出通道及外部設(shè)備等組成:自動控制4機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)計算機是整個控制系統(tǒng)的核心；接口與I/O通道是計算機與被控對象信息交換的橋梁；最基本的外設(shè)是操作臺，它是人機對話的聯(lián)系紐帶。自動控制5機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)軟件主要是指支持系統(tǒng)運行并對系統(tǒng)進行管理和控制的程序系統(tǒng)。實時軟件和開發(fā)軟件:

實時軟件是指在進行實際控制時使用的軟件；開發(fā)軟件是指在開發(fā)、測試控制系統(tǒng)時使用的軟件。6機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)自動控制計算機控制系統(tǒng)特點：完善的I/O通道；實時控制功能；可靠性高；具有豐富、完善、正確反映運動規(guī)律并有效控制的軟件系統(tǒng)。7機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)二、常用的計算機控制系統(tǒng)

機電一體化系統(tǒng)多用計算機作為控制器，常用的有基于單片機、單板機、普通PC機、工業(yè)PC機和可編程控制器（PLC）等系統(tǒng)。自動控制8機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)9機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)計算機機型比較項目普通PC計算機單片機可編程序控制器（PLC）工業(yè)PC機控制系統(tǒng)的設(shè)計一般不用作工業(yè)控制（標準化設(shè)計）自行設(shè)計（非標準化）標準化接口配置相關(guān)接口模板標準化接口配置相關(guān)接口模板系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)、圖像、文字處理簡單的邏輯控制和模擬量控制邏輯控制為主，也可配置模擬量模板邏輯控制和模擬量控制功能硬件設(shè)計無須設(shè)計（標準化整機，可擴展）復(fù)雜簡單簡單程序語言多種語言匯編語言梯形圖多種語言軟件開發(fā)復(fù)雜復(fù)雜簡單較復(fù)雜運行速度快較慢慢很快帶負載能力差差強強抗干擾能力差差強強成本較高很低較高很高適用場合實驗室環(huán)境的信號采集及控制家用電氣、智能儀器、單機簡單控制邏輯控制為主的工業(yè)現(xiàn)場控制較大規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場控制2023/7/3110機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡控制裝置

比較項目普通計算機系統(tǒng)工業(yè)控制機可編程序控制器單片(單板)系統(tǒng)PC擴展系統(tǒng)STD總線系統(tǒng)工業(yè)PC系統(tǒng)小型PLC（256點以內(nèi)）大型PLC控制系統(tǒng)的組成自行研制(非標準化)配備各類功能接口板選購標準化STD模板整機已成系統(tǒng)，外部另行配置

按使用要求選購相應(yīng)的產(chǎn)品系統(tǒng)功能簡單的邏輯控制或模擬量控制數(shù)據(jù)處理功能強，可組成功能完整的控制系統(tǒng)可組成從簡單到復(fù)雜的各類測控系統(tǒng)本身已具備完整的控制功能，軟件豐富，執(zhí)行速度快邏輯控制為主,也可組成模擬量控制系統(tǒng)大型復(fù)雜的多點控制系統(tǒng)通信功能按需自行配置已備一個串行口，再多，另行配置選用通信模板產(chǎn)品已提供串行口選用RS-232C通信模塊選取相應(yīng)的模塊硬件制作工作量多稍多少少很少很少程序語言匯編語言匯編和高級語言均可匯編和高級語言均可高級語言為主梯形圖編程為主多種高級語言自動控制11機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)軟件工作開發(fā)量很多多較多較多很少較多執(zhí)行速度快很快快很快稍慢很快輸出帶負載能力差較差較強較強強強抗電干擾能力較差較差好好很好很好可靠性較差較差好好很好很好環(huán)境適應(yīng)性較差差較好一般很好很好應(yīng)用場合智能儀器，單機簡單控制實驗室環(huán)境的信號采集及控制一般工業(yè)現(xiàn)場控制較大規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場控制一般規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場控制大規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場控制，可組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)價格最低較高稍高高高很高自動控制12機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)3.2可編程序控制器3.2.1PLC概述3.2.2PLC的組成及工作原理

3.2.3PLC的編程語言3.2.4PLC的基本指令3.2.5PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

13機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)3.1PLC概述

---PLC概述一、產(chǎn)生二、功能和特點、分類三、基本性能指標機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)定義：PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的進行數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體和易于擴展其功能的原則而設(shè)計。PLC的概念機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)存儲程序控制：編程方便易于擴展可在線修改和調(diào)試程序維護方便可靠性高體積?。繂栴}：接線程序控制：電氣裝置體積大，生產(chǎn)周期長，接線復(fù)雜，故障率高，可靠性差，通用性差。一、可編程序控制器（ProgrammableLogicController，PLC）的產(chǎn)生機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)1.四個階段70年代中前：邏輯運算、計時和計數(shù)；70年代中~末：功能擴展，數(shù)據(jù)傳送和比較，模擬量運算；70年代末~80年代中：分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，可靠性提高，產(chǎn)品各自成系統(tǒng)；80年代末后：通信系統(tǒng)開放，通信協(xié)議開放，用標準的軟件系統(tǒng)，高級語言編程，CRT顯示功能。---PLC概述機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)(1)微小型PLC體小、功能強、價低、配置靈活，實現(xiàn)單機或小規(guī)模控制系統(tǒng)，如日本OMRON的CQM1、德國SIEMENS的S7-200---PLC概述(2)大型PLC大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、多功能、兼容性好，實現(xiàn)大規(guī)模多機控制系統(tǒng)。如日本OMRON的CV2000、德國SIEMENS的S7-400

2.PLC正朝著兩個方向發(fā)展:機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)生產(chǎn)廠家產(chǎn)品德國西門子SIEMENSS5、S7系列美國通用電氣GEGE-I、Ⅲ、Ⅴ系列美國RockwellA-B公司SLC-500、PLC-2、3、5系列日本三菱MITSUBISHIF、FX、F1、F2、K系列日本歐姆龍OMRONC系列法國施耐德SchneiderTwido、ModiconPremium系列1.3常用PLC機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)二、功能和特點---PLC概述1.運行穩(wěn)定、可靠性高、抗干擾能力強2.設(shè)計、使用、維護簡單3.編程語言直觀易學(xué)4.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合5.體積小、重量輕、能耗低1.邏輯控制功能2.定時、計數(shù)控制功能3.順序控制功能4.數(shù)據(jù)處理功能5.A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能6.運動控制功能7.過程控制功能8.擴展功能9.遠程控制功能10.通信聯(lián)網(wǎng)功能11.監(jiān)控功能機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)可編程序控制器的基本性能指標---PLC概述可編程序控制器的基本性能指標（1）輸入/輸出點數(shù)（I/O點數(shù)）（2）掃描速度（3）內(nèi)存容量（4）指令條數(shù)（5）內(nèi)部寄存器（6）高功能模塊機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)整體式結(jié)構(gòu)PLC。將中央處理器CPU、電源部件、I/O單元集中一起，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，價格低，小型PLC用。組合式結(jié)構(gòu)PLC。將各部分模塊（CPU模塊、電源（1）按PLC的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和組合式

---PLC概述模塊、I/O模塊等）獨立封裝，由總線相互連接，裝在插槽內(nèi)。大中型PLC用。三、PLC的分類機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)輸入模塊輸出模塊CPU模塊智能I/O模塊通信模塊高功能模塊………開關(guān)等現(xiàn)場信號電機等被控設(shè)備上位機或其它PLC總線組合式結(jié)構(gòu)PLC---PLC組成機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)小型機：I/O點數(shù)在128點以下（2）按控制規(guī)模分為小型機、中型機、大型機和超大型機---PLC概述128512896小型機中型機大型機超大型機中型機：I/O點數(shù)在128～512點大型機：I/O點數(shù)在512～896點超大型機：I/O點數(shù)在896點以上。大型機和超大型機增聯(lián)網(wǎng)通信、記錄打印，增強編程終端的處理能力，適大規(guī)模過程控制，構(gòu)成分布式系統(tǒng)。機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)3.2.1PLC的組成3.2.2PLC的工作原理

3.2

PLC的組成及工作原理

---PLC概述機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)3.2.1PLC的組成：

---PLC概述12456輸出接口3輸入接口733機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)一、中央處理器CPUCPU是PLC的運算和控制核心，控制其它部件運行，相當人的大腦。 CPU由運算器、控制器和寄存器組成地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線存儲器I/O接口電路CPU…---PLC組成機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（4）自診斷功能：診斷電源、內(nèi)部電路的工作狀態(tài)（2）執(zhí)行指令：指令操作碼譯碼執(zhí)行操作（3）處理中斷：接受內(nèi)部或輸入輸出接口的中斷請求中斷處理返回斷點地址順序執(zhí)行程序功能：（1）從存儲器中讀取指令---PLC組成機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)二、存儲器具有記憶功能的半導(dǎo)體電路存儲體地址譯碼器讀寫控制電路數(shù)據(jù)存儲器系統(tǒng)程序用戶程序存放組成存儲器系統(tǒng)程序存儲器：系統(tǒng)程序決定了PLC的基本功能，固化在系統(tǒng)程序存儲器中，主要包括系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序、功能與系統(tǒng)程序等用戶程序存儲器：存儲用戶調(diào)試程序和用戶執(zhí)行程序---PLC組成數(shù)據(jù)存儲器：存儲中間結(jié)果數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)1.只讀存儲器（ROM）ROM中存放的系統(tǒng)程序主要包括以下內(nèi)容：（1）檢查程序：（2）鍵盤輸入處理程序：（3）編程語言翻譯程序：（4）監(jiān)控程序：

根據(jù)實際需要調(diào)用相應(yīng)的內(nèi)部程序用戶命令解釋、執(zhí)行用戶程序送入存儲器用戶編寫的程序機器代碼程序翻譯語法檢查PLC部分運行是否正常結(jié)果顯示檢查---PLC組成機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)2.讀寫存儲器（RAM）又稱隨機存儲器(Randommemory)存儲內(nèi)容可隨時讀寫存放用戶調(diào)試程序和邏輯變量機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)3.存儲器數(shù)據(jù)保持保護用戶程序、程序數(shù)據(jù)以及CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)不丟失EEPROM：永久保存程序超級電容器：CPU掉電時保存完整的RAM存儲器電池卡：延長RAM存儲器保持的時間---PLC組成機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)三、輸入/輸出接口輸入輸出接口是PLC主機和外部設(shè)備之間的連接電路。光電隔離電路：由發(fā)光二極管和光電三極管組成。檢測元件指令元件輸入接口PLC溫度、壓力、位置、電流、電壓啟動、暫停、調(diào)整輸出接口控制驅(qū)動負載---PLC組成機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)四、編程器編程器是人—機對話的工具，用來輸入、修改和調(diào)試用戶程序、監(jiān)控PLC的運行情況、調(diào)整內(nèi)部寄存器的參數(shù)等。五、電源系統(tǒng)電源和后備電源作用：將外部輸入的交流電轉(zhuǎn)換成CPU、存儲器、I/O接口等電路所需直流電源---PLC組成機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（1）I/O擴展接口：將主機與I/O擴展單元連接起來；（2）智能I/O接口：獨立的微處理器和控制軟件,適應(yīng)和滿足復(fù)雜控制要求；（3）通信接口：用于PLC與計算機、打印機等外部設(shè)備相連，也構(gòu)成集散控制系統(tǒng)或局域網(wǎng)；（4）A/D、D/A接口其他高功能模塊六、其它接口電路七、PLC外部設(shè)備編程器、打印機、外存儲器、EPROM寫入器---PLC組成機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)執(zhí)行OB1中的程序

(循環(huán)執(zhí)行)事件(日期時間中斷、硬件中斷等)調(diào)用其他

OB，F(xiàn)B，F(xiàn)C輸出

模塊AI0.1AI0.2=Q8.0塊OB1循環(huán)監(jiān)視時間的開始啟動塊

(OB100)上電后執(zhí)行一次從模塊讀信號狀態(tài)，并保存到過程映象區(qū)(PII)把過程映象輸出表(PIQ)寫到輸出模塊CPU循環(huán)輸入

模塊PLC的工作原理PLC的CPU執(zhí)行用戶程序、完成控制功能是以掃描工作方式進行的。機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)上電初始化與外設(shè)通訊自診斷RUN？執(zhí)行用戶程序輸入采樣輸出刷新異常指示燈亮停止掃描NYNY機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)PLC的過程映象：并行執(zhí)行過程字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2:::

CPU存儲器區(qū)字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2:::

PIIPIQ用戶程序

CPU存儲器區(qū) : :A I 2.0= Q 4.3 : : : :11機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)注：輸入/輸出點狀態(tài)的存取通過映像寄存器，而不是實際的輸入/輸出（I/O）點。輸入和輸出映像寄存器——PLC在RAM工作區(qū)將特定區(qū)域的存儲單元作為輸入和輸出映像寄存器的存儲區(qū)，PLC將存儲區(qū)與輸入輸出I/O自動映射。

輸出映像寄存器：存儲著對應(yīng)位輸出“繼電器”的狀態(tài)PLC對其既可讀，又可寫

輸入映像寄存器：存儲著對應(yīng)位輸入“繼電器”開關(guān)的通/斷狀態(tài)1—通，0—斷PLC對其只能讀，不能寫作用：使系統(tǒng)更加穩(wěn)定：執(zhí)行階段有固定的輸入，執(zhí)行完更新輸出映像寄存器。執(zhí)行程序更加快捷：存取快得多。更具靈活性：可按字節(jié)、字或雙字存取。---PLC工作原理機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)輸入端口輸出端口輸入映射寄存器輸出映射寄存器用戶程序PLC高——————1：通

1——————通/高低——————0：斷

0——————斷/低機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)PLC的應(yīng)用方法機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)S7-300PLC的硬件機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)多層組態(tài)中的DI/DO編址機架0槽123 45678910 11機架396.0

to99.7100.0

to103.7104.0

to107.7108.0

to111.7112.0

to115.7116.0

to119.7120.0

to123.7124.0

to127.7IM(接受)PS機架264.0

to67.768.0

to70.772.0

to75.776.0

to79.780.0

to83.784.0

to87.788.0

to91.792.0

to95.7IM(接受)PS機架

1IM(接受)32.0

to35.736.0

to39.744.0

to47.748.0

to51.752.0

to55.756.0

to59.760.0

to63.740.0

to43.7PS0.0

to3.720.0

to23.724.0

to27.728.0

to31.712.0

to15.716.0

to19.74.0

to7.78.0

to11.7IM(發(fā)送)CPUPS機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)模擬量模塊的編址IM256

to270336

to350352

to366368

to382304

to318320

to334272

to286288

to302(發(fā)送)槽口號 234567891011384

to398400

to414432

to446448

to462464

to478480

to494496

to510416

to430機架1R0電源模塊IM(接收)

電源模塊CPU512

to526528

to542544

to558560

to574576

to590592

to606608

to622624

to638機架2IM(接收)

電源模塊機架3640to654656to670672to686688

to702704

to718720

to734736

to750752

to766IM(接收)

電源模塊機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)單個模塊的編址PS CPU SM SM SM SM SM SM SM模塊1 24 5 6 7 8 9 10槽號地址0.0地址0.7地址1.0地址1.7機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)3.3PLC的編程語言

PLC的編程語言有梯形圖（LadderDiagram，LAD）語句表（StatementList，STL）功能塊圖（Function

Block

Diagram，F(xiàn)BD）控制系統(tǒng)流程圖（ControlSystemFlowchart）高檔PLC提供專用的高級語言和通用計算機程序設(shè)計語言。---PLC編程語言機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)STL（語句表）

STL（語句表）是一種類似于計算機匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個程序段。語句表可供習(xí)慣匯編語言的用戶使用，在運行時間和要求的存儲空間方面最優(yōu)。在設(shè)計通信、數(shù)學(xué)運算等高級應(yīng)用程序時建議使用語句表。機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)LAD（梯形圖）

LAD（梯形圖）是一種圖形語言，比較形象直觀，容易掌握，用得最多，堪稱用戶第一編程語言。梯形圖與繼電器控制電路圖的表達方式極為相似，適合于熟悉繼電器控制電路的用戶使用，特別適用于數(shù)字量邏輯控制。機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)FBD（功能塊圖）

FBD（功能塊圖）使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯，一些復(fù)雜的功能用指令框表示。FBD比較適合于有數(shù)字電路基礎(chǔ)的編程人員使用。機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（2）工作方式：在梯形圖中，左豎線為起始母線，觸點閉合，能流流過，到下一個器件，若觸點打開阻止能流通過。（1）梯形圖能流的方向能流在梯形圖中只單方向從左到右流動，不會產(chǎn)生反流。---PLC編程語言PLC梯形圖的編程規(guī)則機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)線圈代表邏輯“輸出”結(jié)果，如中間寄存器、內(nèi)部輸出條件等。盒（方框）代表附加指令，如定時器、計數(shù)器或數(shù)學(xué)運算指令等。當能量流到此框時，就能執(zhí)行一定的功能。（3）梯形圖組成觸點代表邏輯“輸入”條件，如開關(guān)、按鈕、內(nèi)部條件等。---PLC編程語言機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)I0.0I0.1I2.0I2.1Q0.0I：輸入映像寄存器尋址

I2.0表示第2字節(jié)的第0位，CPU對輸入點采樣，并將采樣值存于其中。Q：輸出映像寄存器尋址掃描結(jié)尾，CPU將其數(shù)值復(fù)制到物理輸出點上。M：位存儲區(qū)尋址可使用內(nèi)部存儲器標志位（M）作為控制寄存器存取中間操作狀態(tài)或其它控制信息。---PLC編程語言機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)PLC的結(jié)構(gòu)化編程故障FBFBFBFCSFCSFBFB帶背景數(shù)據(jù)塊陰影:

OB組織塊循環(huán)定時過程OB =組織塊FB =功能塊FC =功能SFB =系統(tǒng)功能塊SFC =系統(tǒng)功能

操作系統(tǒng)機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)案例：

異步電動機控制回路*59機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)*60機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)3.4PLC的基本指令

SIMATICS7-300系列PLC指令系統(tǒng)非常豐富，分為位邏輯指令、定時器和計數(shù)器指令、傳送和比較指令、運算指令、程序控制指令、特殊功能指令、堆棧和時鐘指令等。---PLC基本指令一、位邏輯指令二、定時器和計數(shù)器指令三、控制程序編制舉例機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)一、位邏輯指令.標準觸點指令.輸出操作指令.邏輯與操作指令.邏輯或操作指令.取非操作指令.串聯(lián)電路的并聯(lián)操作指令.并聯(lián)電路的串聯(lián)操作指令.置位與復(fù)位操作.正、負跳變操作指令---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（1）標準觸點指令常開觸點：線圈不帶電，觸點斷開（觸點的狀態(tài)是OFF或0），線圈帶電時，觸點閉合。常閉觸點：線圈不帶電，觸點是閉合（觸點狀態(tài)是1），線圈帶電時，其觸點斷開（觸點狀態(tài)是0）

ANbitbitAbitbit---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（2）輸出操作指令

當執(zhí)行輸出命令時，新值被寫入存儲器的指定地址位，在掃描周期中，CPU以批處理的方式將輸出映象寄存器中內(nèi)容傳送到輸出點，使輸出線圈接通。

（）bit=bit---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（3）邏輯與操作指令A(yù)I0.0AI0.1=Q0.0---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)AI0.0OI0.1=Q0.0I0.0Q0.0I0.1（）NOTNOT---PLC基本指令（4）邏輯或操作指令（5）取非操作指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（6）串聯(lián)電路的并聯(lián)操作指令串聯(lián)電路的并聯(lián)連接是指多個串聯(lián)電路之間又構(gòu)成或的邏輯操作。在執(zhí)行程序時，先算出各個串聯(lián)支路（與邏輯）的結(jié)果，然后再把結(jié)果的或傳送到輸出。（7）并聯(lián)電路的串聯(lián)操作指令

并聯(lián)電路的串聯(lián)連接是指多個并聯(lián)電路之間又構(gòu)成與的邏輯操作。執(zhí)行程序時，先算出各個并聯(lián)支路（或邏輯）的結(jié)果，然后再把結(jié)果的與傳送到輸出。---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)串、并聯(lián)電路的并、串聯(lián)操作I0.0（）I0.1Q0.0I0.2I0.3I0.4I0.5AI0.0AI0.1OAI0.2AI0.3OAI0.4AI0.5=Q0.0I0.0（）I0.2Q0.1I0.1I0.3I0.4I0.5A（OI0.0OI0.1）A（OI0.2OI0.3）A（OI0.4OI0.5）=Q0.1(a)(b)---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（8）置位與復(fù)位操作指令置位操作的語句表是由操作碼S、置位線圈的位地址bit和置位線圈數(shù)目n構(gòu)成。置位信號為1時，被置位線圈置1。當置位信號變?yōu)?以后，被置位位的狀態(tài)可以保持，直到使其復(fù)位的信號到來。在執(zhí)行該指令時，被置位的線圈數(shù)目是從指令中指定的位元件開始共有n個。---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)復(fù)位操作指令復(fù)位操作的語句表是由操作碼R、復(fù)位線圈的位地址bit和復(fù)位線圈數(shù)目n構(gòu)成。機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（）BitSnSbit,n(a)（）BitRnRbit,n(b)置位與復(fù)位操作指令---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（8）上、下微分（正、負跳變）操作指令上微分是指某一位操作數(shù)的狀態(tài)由0變?yōu)?的過程，即出現(xiàn)上升沿的過程，上微分指令可形成一個ON、一個掃描周期的脈沖。上微分操作指令

I0.0Q0.0AI0.0FP=Q0.0（）P---PLC基本指令該脈沖用來啟動一個控制程序、運算過程、結(jié)束一段控制等上微分操作的梯形圖由常開觸點加上微分符“P”構(gòu)成，語句表由操作碼“FP”構(gòu)成P一個掃描周期I0.0Q0.0機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)當負跳變觸點檢測到一次負跳變時，使輸出接通一個掃描周期，語句表由操作碼“FN”構(gòu)成---PLC基本指令NI0.0（）Q0.2N一個掃描周期I0.0Q0.2AI0.0FN=Q0.2機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)S7-300PLC共有五種定時器和三種計數(shù)器。定時器可分為接通延時定時器（SD）、斷開延時定時器（SF）和脈沖定時器（SP）、擴展脈沖定時器（SE），保持型接通延時定時器(SS)。計數(shù)器可分為增計數(shù)器（S_CU）、減計數(shù)器（S_CD）和增減計數(shù)器（S_CUD）。

二、定時器---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)接通延時(SD)定時器LADT4S_ODTTVSQBCD

BIRI0.7I0.5S5T#35sQ4.5MW0QW6STL

A I0.7 L S5T#35s SD T4 A I0.5 R T4 L T4 T MW0 LC T4 T QW6 A T4 = Q4.5例如S處的RLOR處的RLO定時器

操作Q時間值:0...9990,01s<--0,1s<--1s<--10s<--00011011S5TIME

數(shù)據(jù)類型當定時器時間到達，沒有錯誤且輸入S=“1”時，輸出“Q”的信號變?yōu)椤?”。如果在定時時間到達前輸入端S從“1”變到“0”，定時器停止運行，輸出Q=“0”

。機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)---PLC基本指令當S端信號由0變?yōu)?時，定時器開始計時，定時器的當前時間值等于預(yù)置值減啟動后的時間值，如果S端保持為1，計時值到達后，輸出端Q由0變?yōu)?，計時到達后若S端又變?yōu)?，則定時器復(fù)位，Q隨之變?yōu)?；若計時時間未到達時S端由1變?yōu)?，則定時器停止計時，當前時間值和輸出Q保持不變，一旦S端又由0變?yōu)?時，定時器重新啟動，從預(yù)置值開始計時。接通延時定時器(SD)AI0.1LS5T#500msSDT0AT0=Q0.1T0SDS5T#500MSQ0.1I0.1T0機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)2.增計數(shù)器(CU)CU：加計數(shù)器輸入端，上升沿當前值加一；S、PV：當S端上升沿時，把PV端的預(yù)置數(shù)作為當前值寫入計數(shù)器；R：復(fù)位輸入端，R為1時，計數(shù)器被復(fù)位清0，計數(shù)器不能工作；Q：當前值為0時，Q=0，當前值不為0時，Q=1；CV：輸出計數(shù)器當前值。---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)計數(shù)器（CU/CD）的用法：計數(shù)器當前值范圍為0~999CD：先把PV的預(yù)置數(shù)送入計數(shù)器，當減計數(shù)器減至0時，Q從1變?yōu)?CU：把計數(shù)器當前值送出去與某個常數(shù)進行比較，比較的結(jié)果產(chǎn)生一個動作---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)---PLC基本指令A(yù)I0.2LC#20SC1AI0.1RC1AI0.0CUC1LC1TMW2AC1=Q4.5問題：計數(shù)器C1如圖所示，I0.1=0，I0.2=1，當I0.0產(chǎn)生了五個上升沿后，Q4.5、MW2等于多少？機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)實例:有三個開關(guān)S1、S2、S3。

控制要求：只有開關(guān)S1、S2都接通時，小燈HL1才會亮，當HL1亮2秒后，小燈HL2開始亮。當開關(guān)S3接通時，兩個燈就同時熄滅---PLC編程語言機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)V1+V1-V2+V2-S1S2S3K1KT0S3K2KT0K1K1K2HL1HL2接線程序控制存儲程序控制S1S2HL1HL2V1+PLCS3I0.0I0.1I0.2Q0.0Q0.1V1-V2-V2+---PLC編程語言I0.0T0（）（）I0.1I0.2Q0.0I0.2Q0.1Q0.0T02秒機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)思考題用S7-300控制燈L1，當控制鍵SB1閉合后，L1熄滅2S，點亮1S交替閃爍，請設(shè)計相應(yīng)的PLC程序?qū)崿F(xiàn)。機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)[例3-1]某供料控制系統(tǒng)，運料小車負責(zé)向四個料倉送料，送料路上從左向右共有4個料倉（1號倉～4號倉）位置開關(guān)，其信號分別由PLC的輸入端I0.0、I0.1、I0.2、I0.3檢測，當信號狀態(tài)為1時，說明運料小車到達該位置，否則說明小車沒在此位置。小車行走受兩個信號的驅(qū)動，Q0.0驅(qū)動小車左行，Q0.1驅(qū)動小車右行。料倉要料信號由4個手動按鈕發(fā)出，從左到右（1號倉～4號倉）分別為I0.4、I0.5、I0.6、I0.7。設(shè)計自動運料驅(qū)動控制程序。小車右左Q0.0Q0.1供料控制系統(tǒng)示意圖I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7---PLC基本指令三、控制程序編制舉例M0.0M0.1M0.0M0.31234機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)編制控制程序

料倉要料狀態(tài)編程：要料信號取決于I0.4到I0.7，由手動按鈕產(chǎn)生。實際中有多個按鈕同時要料的情況，確定把要料權(quán)交哪個料倉，須確定排隊規(guī)則：采取要料時刻不相同時，先要料者優(yōu)先；程序中用M寄存器代表料倉要料狀態(tài)；其中M0.0…M0.3分別代表1號料倉1…4號料倉要料狀態(tài)，要料滿足后清零。---PLC基本指令小車右左Q0.0Q0.1I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.71234M0.0M0.1M0.0M0.3機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)運料小車的控制程序，驅(qū)動條件：1.要料料倉的位置（由M0.0～M0.3決定）；2.運料小車當前所處的位置（由I0.0～I0.3決定）；3.運料小車的右行、左行、停止控制（由Q0.0和Q0.1決定）。小車運行條件運料小車互鎖條件：其中一個要料沒有滿足前不能進行第二個要料；小車右行時不允許左行起動，同樣小車左行時也不允許右行起動。運料小車停止條件：要料倉位與小車的車位相同時，是小車的停止條件。運料小車右行條件：小車在1、2、3號倉位，4號倉要料；小車在1、2號倉位，3號倉要料；小車在1號倉位，2號倉要料為小車右行條件。運料小車左行條件：小車在4、3、2號倉位，1號倉要料；小車在4、3號倉位，2號倉要料；小車在4號倉位，3號倉要料為小車左行條件。---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)要料互鎖：1~4條支路小車停止：第5條支路。小車停止后，要清除料倉要料狀態(tài)信號。小車右行：第6條支路。小車左行：第7條支路。編程要點小車右左Q0.0Q0.1供料控制系統(tǒng)示意圖I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7M0.0M0.1M0.0M0.31234機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)（1）控制描述

通常車道上只允許車輛通行，道口處車道指示燈保持綠色燈亮（Q0.2=1），這時不允許人跨越車道，人行道指示燈保持紅色燈亮（Q0.3＝1）。車道兩側(cè)各設(shè)有人行道開關(guān)，當有人想通過人行橫道，用手按動“走人行道”開關(guān)，信號通過I0.0或I0.1送到S7-300中，執(zhí)行如下時序程序。問題：用按鈕控制人行道的設(shè)計---PLC基本指令人行道車道I0.0I0.1車道時序Q0.2Q0.1Q0.0Q0.2人行道時序Q0.3Q0.4Q0.330s10s10s5s5s5s人行道控制示意圖Q0.0紅燈Q0.1黃燈Q0.2綠燈紅燈Q0.3綠燈Q0.4I0.0I0.1機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)動畫演示30s10s5s10s5s5s.---PLC基本指令機電一體化PLC應(yīng)用技術(shù)精簡PLC應(yīng)用技術(shù)PLC應(yīng)用技術(shù)當有行人要通過