PLC控制技術(shù)課件

1

2可編程序控制器的基本原理1可編程序控制器基本概述

可編程邏輯控制器原理與應(yīng)用

3可編程控制器的編程4可編程序控制器的應(yīng)用2PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制裝置。3透徹了解PLC的特點(diǎn)、為提高其可靠性采取的一些措施。熟練掌握PLC的組成、各主要部件的功能、PLC的工作原理（掃描工作 過(guò)程、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間），了解三菱、歐姆龍PLC編程元件的地址。熟練掌握梯形圖使用的符號(hào)、概念、規(guī)則，學(xué)會(huì)自己設(shè)計(jì)PLC梯形圖程序。熟練掌握PLC程序設(shè)計(jì)的功能表圖法和其基本概念，學(xué)會(huì)用功能表圖法 設(shè)計(jì)PLC控制程序并能熟練地轉(zhuǎn)化為梯形圖。掌握PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、判斷一個(gè)控制系統(tǒng)是否需要由PLC來(lái)構(gòu)成的 特性以及PLC選型時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題。學(xué)會(huì)用PLC設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)（包括PLC硬件、軟件和電氣控制回路）。學(xué)習(xí)要求：45OMRON

公司的整體式PLCC28P6CPM2A7CPM1A8CQM1OMRON

公司的組合式PLC9C200HEOMRON

公司的組合式PLC10

CPM1A40點(diǎn)的主機(jī)的面板結(jié)構(gòu)輸入點(diǎn)LED輸出點(diǎn)LEDI/O擴(kuò)展器外設(shè)端口運(yùn)行狀態(tài)LED11

CPM1A主機(jī)的輸入/輸出接線端子輸入端子輸出端子12三菱FX2NPLC三菱FX2N應(yīng)用13西門(mén)子S7-300可編程序控制器觸摸屏S7-300可編程序控制器14繼電器邏輯控制裝置接線15功能完備靈活性高通用性好計(jì)算機(jī)繼電器接觸器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂操作方便價(jià)格便宜

＋＋編程簡(jiǎn)單掌握快

附加要求＝新型控制器對(duì)新型的控制器的具體設(shè)想16繼電器控制和PLC控制的直觀比較17第一部分概述一、可編程序控制器的產(chǎn)生傳統(tǒng)的生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)是繼電器一接觸器控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為繼電控制系統(tǒng)。繼電控制系統(tǒng)是用導(dǎo)線把一個(gè)個(gè)繼電器、接觸器、開(kāi)關(guān)及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái)構(gòu)成的控制系統(tǒng)。這種連線方式又稱為布線邏輯，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、容易操作，對(duì)維護(hù)技術(shù)要求不高的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于工作模式固18定、控制要求比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合，所以至今還在使用，目前在我國(guó)應(yīng)用還比較廣泛。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日趨縮短，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，生產(chǎn)機(jī)械、加工規(guī)范和生產(chǎn)加工線也必須隨之而改變，控制系統(tǒng)經(jīng)常需要作新的配置。繼電控制系統(tǒng)的布線連接不易更新、功能不易擴(kuò)展已成為生產(chǎn)發(fā)展的障礙，當(dāng)控制對(duì)象比較多、要求比較復(fù)雜時(shí)，由于系統(tǒng)的器件多、體積龐大、可靠性差而不能滿足生產(chǎn)的要求。因19此，迫切需要新型先進(jìn)的自動(dòng)控制裝置。

1969年新一代工業(yè)控制設(shè)備---可編程序邏輯控制器PLC(ProgrammableLogicController）應(yīng)運(yùn)而生。第一臺(tái)PLC是美國(guó)數(shù)子設(shè)備公司（DEC）研制生產(chǎn)的，并成功地應(yīng)用到美國(guó)通用汽車公司(GM)的生產(chǎn)線上。201985年1月國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)可編程序控制器給出如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充的原則設(shè)計(jì)?！倍⒖删幊绦蚩刂破鞯亩x三、可編程序控制器的發(fā)展21第一代：從第一臺(tái)PLC誕生到上世紀(jì)70年代初。第二代：70年代初至70年代末。●CPU使用中小規(guī)模集成電路，采用磁芯存儲(chǔ)器?！馛PU使用微處理器，采用EPROM存儲(chǔ)器?！窨煽啃暂^差，略強(qiáng)于繼電器控制。●機(jī)種單一，沒(méi)形成系列?！窨煽啃蕴岣吡??！裾麢C(jī)功能向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，并由專用向通用方向過(guò)渡?！窆δ芎?jiǎn)單（只有計(jì)數(shù)/定時(shí)功能）。●功能增強(qiáng)（增加邏輯/數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、自診斷等，有了計(jì)算機(jī)接口和模擬量控制功能)。22第三代：70年代末到80年代中期。●CPU使用8或16位微處理器甚至多微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器EPROM、SRAM等?！裨黾痈↑c(diǎn)數(shù)運(yùn)算，平方、三角函數(shù)等運(yùn)算?！裨黾硬楸?、列表功能?！褡栽\斷及容錯(cuò)技術(shù)提高?！裉菪螆D語(yǔ)言及語(yǔ)句表成熟?！裥⌒蚉LC體積減小、可靠性提高、成本下降?！翊笮蚉LC向模塊化、多功能方向發(fā)展。23第四代：80年代中期到90年代中期。第五代：90年代中期之后?！裨黾痈咚儆?jì)數(shù)、中斷、A/D、D/A、PID等功能?！裉幚硭俣冗M(jìn)一步提高（1s/步）?！襁B網(wǎng)功能增強(qiáng)。●編程語(yǔ)言進(jìn)一步完善，開(kāi)發(fā)了編程軟件?！馛PU使用16位或32位微處理器?！馪LC的I/O點(diǎn)增加，最多可達(dá)32K個(gè)I/O點(diǎn)?！裉幚硭俣冗M(jìn)一步提高（1ns/步）?！馪LC都可以與計(jì)算機(jī)通信。●具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、大批量數(shù)據(jù)處理的功能?！耖_(kāi)發(fā)了大量的特殊功能模塊?！窬幊誊浖δ芨鼜?qiáng)大。●不斷開(kāi)發(fā)出功能強(qiáng)大可編程終端。24四、PLC的主要特點(diǎn)①可靠性高：

PLC由于選用了大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，且生產(chǎn)過(guò)程采用了一系列隔離和抗干擾措施，所以具有很高的可靠性。25PLC的編程采用類似繼電器控制系統(tǒng)電氣原理圖的梯形圖，用串聯(lián)、并聯(lián)、定時(shí)、計(jì)數(shù)等人們所熟悉的概念，使計(jì)算機(jī)語(yǔ)言大眾化，只要是比較熟練的電工和熟悉工藝知識(shí)的人在幾天內(nèi)就能學(xué)會(huì)。②編程簡(jiǎn)單、使用方便：PLC的硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活地組態(tài)以適應(yīng)不同的控制對(duì)象、控制規(guī)模和控制功能的③通用性好，具有在線修改能力：26④功能豐富：

PLC具有幾十條、幾百條指令，可實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和定時(shí)/計(jì)數(shù)器數(shù)量都較大；還具有自檢、通訊功能。要求，給組成各種系統(tǒng)帶來(lái)極大的萬(wàn)便。同時(shí)PLC控制系統(tǒng)的控制電路是由軟件編程完成的，只要對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行修改就可以滿足不同的控制要求.因此PLC具有在線修改能力，功能易于擴(kuò)展，給生產(chǎn)帶來(lái)“柔性”，具有廣泛的工業(yè)通用性。27⑥縮短了設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)試制的周期，系統(tǒng)維護(hù)較容易：

目前PLC產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，正朝著通用化方向發(fā)展．設(shè)計(jì)人員只需要根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，選用相應(yīng)的模塊進(jìn)行組件設(shè)計(jì)。⑤經(jīng)濟(jì)合算：PLC雖然首次投資較大，但體積小，輔助設(shè)施少，省電，工作可靠，停工損失少，維修費(fèi)用少，所以整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合算。28同時(shí)，用軟件編程代替了繼電控制的硬件連線，大大地減輕了繁重的安裝和接線工作．這不僅提高了可靠性，還極大地縮短了施工周期，PLC還具有故障檢測(cè)及顯示的功能，使故障處理時(shí)間可縮短為10分鐘，對(duì)維護(hù)人員的技術(shù)水平要求也不太高。⑦體積小由于采用了微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，使PLC達(dá)到了小型和超小型化，很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。29通用性和靈活性強(qiáng)；2.抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；3.編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)；4.與外部設(shè)備的連線簡(jiǎn)單、使用方便；5.功能強(qiáng)、功能的擴(kuò)展能力強(qiáng)；6.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試周期短；7.體積小、重量輕、易于機(jī)電一體化；8.PLC控制系統(tǒng)的故障少、維修方便。PLC主要特點(diǎn)小結(jié)：30五、PLC的應(yīng)用可以歸納為以下幾方面：⑴開(kāi)關(guān)邏輯控制：這是PLC最初也是最基本的應(yīng)用范圍?？梢杂肞LC取代繼電控制，用于機(jī)床電氣、自動(dòng)生產(chǎn)線、高爐上料系統(tǒng)、電梯及生產(chǎn)自動(dòng)線等領(lǐng)域。⑵閉環(huán)控制：

PLC可用于閉環(huán)的位置控制和速度控制，如軋鋼機(jī)、自動(dòng)焊機(jī)等。大型PLC都配有PID調(diào)節(jié)功能，能完成諸如鍋爐、冷凍、反應(yīng)堆、水處理及釀酒等閉環(huán)的過(guò)程控制。31⑶機(jī)械加工的數(shù)字控制:

如機(jī)床部件位移、技術(shù)脈沖頻率、旋轉(zhuǎn)編碼器、步進(jìn)電機(jī)等。⑷運(yùn)動(dòng)控制：

目前，機(jī)器人在工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中和生產(chǎn)線上普遍使用，

PLC可用于機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制。⑸數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控、通訊、聯(lián)網(wǎng)

：一臺(tái)計(jì)算機(jī)最多管理32臺(tái)PLC，PLC與PLC、PLC與智能化執(zhí)行裝置間，可形成點(diǎn)～線～面或32設(shè)備級(jí)～生產(chǎn)線級(jí)～工廠管理層等多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和處理。六、可編程序控制器的分類及發(fā)展趨勢(shì)1．按照點(diǎn)數(shù)、功能不同分類：

根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、存貯器容量和功能分為小型、中型和大型三類。⑹模擬量控制：PLC可控制4～20mA電流、0～5V或0～10V電壓及溫度、流量、壓力等模擬信號(hào)量,功能很強(qiáng)。33

小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)一般從20點(diǎn)到128點(diǎn)，用戶程序存貯器容量小于2k字節(jié)，具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位等功能，可以用來(lái)進(jìn)行條件控制、定時(shí)計(jì)數(shù)控制，用于代替30個(gè)及30個(gè)以上的繼電器就比較合算。

中型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)一般從128點(diǎn)到512點(diǎn)，用戶存貯器容量為2k～8k字節(jié)，兼有開(kāi)關(guān)量和模擬量的控制功能。

大型PLC又稱高檔PLC，I/O點(diǎn)數(shù)超過(guò)512點(diǎn)，最多可達(dá)8192點(diǎn)，進(jìn)行擴(kuò)展后還能增加，用戶存貯容量在8k字節(jié)以上，具有邏輯運(yùn)算、數(shù)字34運(yùn)算、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通訊、監(jiān)視、記錄、打印、中斷控制、智能控制及遠(yuǎn)程控制等功能，用于大規(guī)模過(guò)程控制（如鋼鐵廠、電站）、分布式控制系統(tǒng)和工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。

2．按照結(jié)構(gòu)形狀分類⑴整體式PLC:是將中央處理機(jī)、輸入輸出部件和電源部件集中于一體，裝在一個(gè)金屬或塑料外殼之中。輸入輸出接線端子及電源進(jìn)線分別在機(jī)箱的兩側(cè)，并有相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示輸入輸出狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)的PLC具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重35量輕、價(jià)格低和易于裝入工業(yè)設(shè)備內(nèi)部的優(yōu)點(diǎn)，適用于單機(jī)控制，小型PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)。⑵機(jī)架模塊式：的PLC各功能模塊獨(dú)立存在，如主機(jī)模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等，各模塊做成插件式，在機(jī)架底板上有多個(gè)插座，使用時(shí)將選用的模塊插入底板就構(gòu)成PLC。這種PLC的配置靈活，裝配和維修都很方便，也便于功能擴(kuò)展，大、中型PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)，又稱組合式。36⑵向大型化、復(fù)雜化、高功能化、分散型、多層分布式工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。PLC的輸入輸出容量已超過(guò)32kB，掃描速度小于1ms/千步，新增容錯(cuò)功能可適應(yīng)高可靠性控制場(chǎng)合。

3.PLC的發(fā)展趨勢(shì)⑴向小型化、專用化方向發(fā)展。當(dāng)前開(kāi)發(fā)出許多簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)、超小型PLC，以適應(yīng)單機(jī)控制和機(jī)電一體化需要，真正成為繼電器的替代品。37⑶編程語(yǔ)言和編程工具朝著標(biāo)準(zhǔn)化和高級(jí)化方向發(fā)展。PLC問(wèn)世雖然只有幾十年時(shí)間，但已步入成熟階段，這種工業(yè)專用微機(jī)系統(tǒng)是高精技術(shù)普及化的典范，使計(jì)算機(jī)進(jìn)入工業(yè)各行業(yè)，使機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)線控制更新?lián)Q代，PLC將成為工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)控制設(shè)備，在未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)中，作為自動(dòng)化的三大支柱（PLC技術(shù)、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析)之一的PLC技術(shù)將躍居主導(dǎo)地位。

38第二部分可編程序控制器的基本原理§2-1可編程序控制器的組成一、可編程序控器制組成的控制系統(tǒng)可編程序控制器作為控制器構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的控制，也可以實(shí)現(xiàn)模擬量的控制；可以實(shí)現(xiàn)斷續(xù)控制，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制；系統(tǒng)組成可以是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，也可以是閉環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的組成如下圖所示：39輸出設(shè)備輸入設(shè)備I/O擴(kuò)展單元

特殊功能單元主機(jī)輸出單元輸入單元

電源外設(shè)接口I/O擴(kuò)展口存儲(chǔ)器

系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器CPU

用戶程序存儲(chǔ)器盒式磁帶機(jī)打印機(jī)EPROM寫(xiě)入器

上位計(jì)算機(jī)PLC編程器…整體式PLC自控系統(tǒng)的基本組成框圖40

組合式PLC的基本組成框圖系統(tǒng)總線通信單元控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程CPU單元輸出單元編程器PLC或上位計(jì)算機(jī)……智能I/O單元輸入單元411.輸入設(shè)備：輸入設(shè)備的作用是產(chǎn)生輸入控制信號(hào)送入可編程序控制器。常用的輸入設(shè)備包括控制開(kāi)關(guān)和傳感器?？刂崎_(kāi)關(guān)可以是按鈕開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、繼電器和接觸器的觸點(diǎn)等。傳感器包括各種數(shù)字式和模擬式傳感器，如光柵位移式傳感器、磁尺、熱電阻、熱電藕等，另外輸入設(shè)備還有接點(diǎn)狀態(tài)編程器和通信接口以及其它計(jì)算機(jī)等。422.輸出設(shè)備：

輸出設(shè)備的作用是將可編程序控制器的輸出控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為能夠驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象工作的信號(hào)。常用的輸出設(shè)備包括電磁開(kāi)關(guān)、電磁閥、電磁繼電器、電磁離合器和加熱器等，如需要也可接CRT顯示器和打印機(jī)等。3.可編程序控制器：（主機(jī)）可編程序控制器在控制系統(tǒng)中起控制器的作用。它將輸入信號(hào)讀入后按一定的控制規(guī)律進(jìn)行處理．然后產(chǎn)生控制信號(hào)輸出，驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備工作。43可編程序控制器的外圍設(shè)備可供選用的較多，有編程器、盒式磁帶、EPROM寫(xiě)入器、磁盤(pán)、X--Y記錄器等。另外，外圍設(shè)備還有復(fù)印機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等。不同的系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)需要選配外圍設(shè)備。外圍設(shè)備的發(fā)展在很大程度上決定了可編程序控制器的發(fā)展。4.外圍設(shè)備：外圍設(shè)備可完成用戶與可編程序控制器對(duì)話、程序的存儲(chǔ)及打印等功能。44智能單元本身是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器、與外界相連的接口它們有自己的：對(duì)于組合式PLC而言：智能單元是PLC系統(tǒng)的一個(gè)模塊與CPU單元通過(guò)系統(tǒng)總線相連接在CPU單元的協(xié)調(diào)管理下獨(dú)立地進(jìn)行工作對(duì)于整體式PLC而言：主機(jī)通過(guò)I/O擴(kuò)展接口與智能單元連接5.智能單元45二、可編程序控制器的組成⑴輸入單元：輸入單元電路把隔離后的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成微處理器能接收的信號(hào)。

主機(jī)輸出單元輸入單元

電源外設(shè)接口I/O擴(kuò)展口存儲(chǔ)器

系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器CPU

用戶程序存儲(chǔ)器46⑵輸出單元：用于接收主機(jī)的輸出信息，并進(jìn)行功率放大和隔離。PLC的輸出元件有三種形式：①繼電器觸點(diǎn)輸出：PLC用小型靈敏繼電器作為輸出元件，適用的電壓范圍寬、導(dǎo)通壓降小、便宜，既可以控制交流負(fù)載，又可以控制直流負(fù)載，可用于一般的控制對(duì)象。但是機(jī)械觸點(diǎn)壽命較短，轉(zhuǎn)換頻率低，觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)有電弧產(chǎn)生，容易產(chǎn)生干擾，在使用時(shí)必須加以注意。

繼電器輸出、晶體管輸出和雙向可控硅輸出47②晶體管輸出：晶體管輸出是無(wú)觸點(diǎn)輸出,壽命很長(zhǎng)，不僅無(wú)噪聲，可靠性高，而且可以高速通斷，頻率響應(yīng)快，能滿足一些直流負(fù)載的特殊要求。例如，直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及高速電磁閥的驅(qū)動(dòng)等。但是價(jià)格高，過(guò)載能力差些。③雙向可控硅輸出：雙向可控硅輸出也是無(wú)觸點(diǎn)輸出，響應(yīng)速度快，壽命長(zhǎng)，可驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，但是，負(fù)載能力較差。48PLC與外部設(shè)備聯(lián)系的橋梁開(kāi)關(guān)量輸入單元開(kāi)關(guān)量輸出單元直流輸入單元交流輸入單元晶體管輸出單元晶閘管輸出單元繼電器輸出單元輸入/輸出單元小結(jié)49開(kāi)關(guān)量輸入模塊的幾種型式(a)AC220V輸入(IA222)▽△……～ininCOM0.15uf680kAC220V910Ω↙↙內(nèi)部電路Ω680Ω(b)DC24V輸入(ID212)▽△……內(nèi)部電路↙↙0.01ufininDC24VCOM1.8KΩ

3KΩ(d)AC/DC24V輸入(ID212)▽△內(nèi)部電路↙↙0.01ufininAC/DC24V~輸入電路COM1.8KΩ

3KΩ……(c)無(wú)壓接點(diǎn)輸入(ID001)0.01ufinin——DC24V內(nèi)部電源COM▽△內(nèi)部電路↙↙1.8KΩ

3KΩ輸入電路……50直流輸入電路COM+5VLEDSR3R1AR2C→→T

內(nèi)部電路濾波→→→→光電耦合

外部開(kāi)關(guān)輸入點(diǎn)的狀態(tài)顯示

輸入點(diǎn)公共端51交流輸入電路LED+5VA→→R2T～COMSCR1內(nèi)部電路R3濾波→→→→光電耦合

輸入點(diǎn)的狀態(tài)顯示

外部開(kāi)關(guān)輸入點(diǎn)52開(kāi)關(guān)量輸入模塊的主要技術(shù)指標(biāo)①輸入電壓：指PLC外接電源的電壓值。②輸入點(diǎn)數(shù)：指輸入模塊開(kāi)關(guān)量輸入的個(gè)數(shù)。③AC頻率：指輸入電壓的工作頻率，一般為50~60Hz。④輸入電流：指開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，流入模塊內(nèi)的電流。一般為5~10mA。⑤輸入阻抗：指輸入電路的等效阻抗。⑥ON電壓：指邏輯“1”之電壓值，開(kāi)關(guān)接通時(shí)為“1”。⑦OFF電壓：指邏輯“0”之電壓值，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)為“0”。⑧OFF→ON的響應(yīng)時(shí)間：指開(kāi)關(guān)由斷→通時(shí)，導(dǎo)致內(nèi)部邏輯由“0”→“1”的變化時(shí)間。⑨ON→OFF的響應(yīng)時(shí)間：指開(kāi)關(guān)由通→斷時(shí)，導(dǎo)致內(nèi)部邏輯由“1”→“0”的變化時(shí)間。⑩內(nèi)部功耗：指整個(gè)模塊所消耗的最大功率。53J↘～▽+∨↗↗100Ω0.02uf∨負(fù)載(a)繼電器輸出J△繼電器輸出電路54晶體管輸出電路COMT2LED→→DFU+5V內(nèi)部電路T1R1R2R3負(fù)載→→光電耦合

輸出點(diǎn)的狀態(tài)顯示

公共端輸出點(diǎn)55晶閘管輸出電路COMLEDR2C→→TFU～內(nèi)部電路R1負(fù)載→→光電耦合

輸出點(diǎn)的狀態(tài)顯示

公共端輸出點(diǎn)56輸出模塊的主要技術(shù)指標(biāo)有：

工作電壓：指輸出觸點(diǎn)所能承受的外部負(fù)載電壓。

最大通斷能力：指輸出觸點(diǎn)在一定的電壓下，能通過(guò)的最大電流。漏電流：指當(dāng)輸出點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)(邏輯“O”)，觸點(diǎn)所流過(guò)的最大電流?；芈窋?shù)：等于公共點(diǎn)的個(gè)數(shù)。獨(dú)立式模塊，等于輸出點(diǎn)數(shù)。接通壓降OFF→ON響應(yīng)時(shí)間

ON→OFF響應(yīng)時(shí)間

內(nèi)部功耗同輸入模塊

57⑶微處理器：微處理器是具有運(yùn)算和控制功能的大規(guī)模集成電路。又稱CPU，它控制所有其他部件的操作，是PLC的核心。其作用是：①按照系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯由編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，診斷電源及可編程序控制器內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程中出現(xiàn)的語(yǔ)法錯(cuò)誤。

②用掃描方式工作。監(jiān)視和接收現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)，從存貯器中逐條讀取并執(zhí)行用戶程序，完成用戶程序所規(guī)定的邏輯或算術(shù)運(yùn)算等操作，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制輸出。58★輸入并存儲(chǔ)用戶程序、顯示輸入內(nèi)容和地址；CPU指揮PLC完成各種預(yù)定的功能，具體如下：★檢查、校驗(yàn)用戶程序，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤即報(bào)警；★執(zhí)行用戶程序、驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備動(dòng)作；★診斷故障、記憶故障信息并報(bào)警。CPU單元：小結(jié)59⑷存貯器：存貯器是具有記憶能力的半導(dǎo)體集成電路，用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他信息，可分為：①只讀存貯器ROM：只讀存貯器中一般存放著系統(tǒng)程序，由廠家寫(xiě)入，內(nèi)容不變。②隨機(jī)存貯器RAM：又稱讀寫(xiě)存貯器，存放需隨時(shí)修改的內(nèi)容。PLC斷電后，內(nèi)部RAM仍有電池供電，保證存儲(chǔ)在RAM中的信息保持不變。RAM中一般存放的內(nèi)容有：60

用戶程序；

邏輯變量（各種繼電器）；

供內(nèi)部程序使用的工作單元。③紫外線可擦除的只讀存貯器EPROM：用于存放調(diào)試通過(guò)的、要長(zhǎng)期使用用戶程序，可用專用的EPROM寫(xiě)入器把程序固化在EPROM中。61系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器——存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)程序用戶程序存儲(chǔ)器——存儲(chǔ)系統(tǒng)用戶程序工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器——存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：小結(jié)62⑹外圍設(shè)備接口：外圍設(shè)備不能直接與CPU相連，必須通過(guò)PLC的相關(guān)接口才能與中央處理機(jī)連接，常用的接口有外存儲(chǔ)器接口，用于與EPROM和盒式磁帶機(jī)的連接、遠(yuǎn)程通訊接口以及與CRT、打印機(jī)連接的接口等。⑸電源部件：電源部件將交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成微處理器、存貯器及輸入，輸出部件正常工作所需要的直流電源。63PLC由開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源為內(nèi)部電路供電抗干擾性能好有的PLC能向外部提供24V的直流電源可作為輸入單元連接的外部設(shè)備的電源開(kāi)關(guān)電源輸入電壓范圍寬體積小重量輕效率高電源單元：小結(jié)64外設(shè)端口外設(shè)端口盒式磁帶機(jī)打印機(jī)EPROM寫(xiě)入器上位計(jì)算機(jī)

PLC

編程器…65★編程器；完成外圍設(shè)備與CPU連接，具體如下：★盒式磁帶機(jī)；★打印機(jī)；★EPROM寫(xiě)入器;外設(shè)接口：小結(jié)★上位計(jì)算機(jī)、PLC。66編程器是對(duì)PLC進(jìn)行操作的工具：有兩類

專用編程器在裝有專用編程軟件的計(jì)算機(jī)上編程簡(jiǎn)易編程器直插式、便攜式

計(jì)算機(jī)輔助編程圖形編程器編程工具:小結(jié)67顯示屏工作方式選擇開(kāi)關(guān)編程位主機(jī)監(jiān)控位運(yùn)行位編程器直插式編程器68鍵盤(pán)指令鍵數(shù)字鍵編輯鍵清除鍵直插式編程器69便攜式編程器鍵盤(pán)顯示屏工作方式選擇開(kāi)關(guān)70CPM1A主機(jī)與編程器的連接71

CPM1A主機(jī)與編程器的連接72計(jì)算機(jī)輔助編程計(jì)算機(jī)編程軟件PLC專用電纜計(jì)算機(jī)編程軟件PLC通信適配器RS-232電纜73I/O擴(kuò)展端口⑺I/O擴(kuò)展端口C28P74I/O擴(kuò)展端口

CPM1A的外設(shè)端口和I/O擴(kuò)展端口75I/O擴(kuò)展單元A/D轉(zhuǎn)換單元

I/O擴(kuò)展端口可以連接的設(shè)備舉例76CPM1A主機(jī)與I/O擴(kuò)展器的連接主機(jī)I/O擴(kuò)展器連接電纜77I/O擴(kuò)展端口連接擴(kuò)展器的示意圖78可編程序控制器靠執(zhí)行用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求，PLC以循環(huán)掃描方式工作；掃描工作分為5個(gè)階段：公共處理階段程序執(zhí)行階段掃描周期計(jì)算階段I/O刷新階段外設(shè)端口處理階段§2-2可編程序控制器的工作方式79公共處理階段

I/O刷新階段掃描周期計(jì)算階段程序執(zhí)行階段外設(shè)端口處理階段PLC工作過(guò)程框圖PLC經(jīng)過(guò)這五個(gè)階段的工作過(guò)程，稱為一個(gè)。掃描周期T的大致計(jì)算為：T=（讀入一點(diǎn)時(shí)間╳輸入點(diǎn)數(shù)）+（運(yùn)算速度╳程序步數(shù)）+（輸出一點(diǎn)時(shí)間╳輸出點(diǎn)數(shù)）+公共處理時(shí)間

掃描周期80設(shè)置各異常繼電器異常：(ERR/ALM)LED燈亮警告：(ERR/ALM)LED閃爍異?；蚓妫繜o(wú)有異常檢查結(jié)果正常？掃描周期監(jiān)視時(shí)間預(yù)置執(zhí)行用戶程序程序結(jié)束？(END命令？)NoYes掃描周期固定值設(shè)定檢查有固定值設(shè)置？等待設(shè)定掃描周期到計(jì)算掃描周期

I/O刷新正常異常警告接通電源初始化I/O外設(shè)端口服務(wù)初始化I/O、內(nèi)部輔助、特殊輔助、輔助記憶繼電器區(qū)域清零定時(shí)器預(yù)置識(shí)別擴(kuò)展單元公共處理執(zhí)行用戶程序掃描周期計(jì)算處理刷新硬件、用戶程序內(nèi)存檢查外設(shè)端口服務(wù)循環(huán)掃描工作流程PLC接通電源

初始化硬件檢查正常？異常報(bào)警異常處理掃描周期監(jiān)視執(zhí)行用戶程序程序結(jié)束？掃描周期檢查有固定設(shè)置？等待掃描周期計(jì)算I/O刷新外設(shè)端口服務(wù)異常

公共處理

執(zhí)行用戶程序掃描周期計(jì)算刷新端口服務(wù)8100002010000000100002010001.PLC掃描工作各環(huán)節(jié)的功能①PLC上電后，首先檢查硬件是否正常。②按自上而下的順序，逐條讀用戶程序并執(zhí)行。對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理結(jié)果存入元件映象寄存器。③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。母線④I/O刷新階段。⑤外設(shè)端口服務(wù)。讀輸入點(diǎn)的狀態(tài)寫(xiě)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)。訪問(wèn)外設(shè)端口連接的外部設(shè)備。82讀讀讀寫(xiě)寫(xiě)執(zhí)行用戶程序I/O刷新I/O刷新I/O刷新I/O刷新2.PLC執(zhí)行用戶程序的過(guò)程0100101000000000000101000輸入端子輸入電路用戶輸入設(shè)備輸入映像寄存器輸出電路輸出端子元件映像寄存器輸出鎖存器

用戶輸出設(shè)備83產(chǎn)生I/O滯后現(xiàn)象的原因3.PLC的I/O滯后現(xiàn)象（1）由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式。PLC只在每個(gè)掃描周期的I/O刷新階段集中輸入/輸出，導(dǎo)致輸出信號(hào)相對(duì)輸入信號(hào)滯后。（2）輸入濾波器對(duì)信號(hào)的延遲作用。濾波器時(shí)間常數(shù)越大，對(duì)輸入信號(hào)的延遲作用越強(qiáng)。有的PLC其輸入電路濾波器的時(shí)間常數(shù)可以調(diào)整。84——輸出ON延時(shí)。（3）輸出繼電器的動(dòng)作延遲（繼電器輸出型PLC）。從輸出鎖存器ON、到輸出觸點(diǎn)ON經(jīng)歷一定時(shí)間（4）用戶程序的長(zhǎng)短及語(yǔ)句編排。要求有較快響應(yīng)的場(chǎng)合最好不要使用繼電器輸出型PLC。I/O滯后現(xiàn)象，對(duì)慢速控制系統(tǒng)影響不大。要求快速響應(yīng)的場(chǎng)合，需要解決I/O速度問(wèn)題。85

程序語(yǔ)句安排對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的影響舉例200000000001000200002000001001PLC~SBKM1000000100101000COMCOMKM2當(dāng)SB閉合，經(jīng)過(guò)輸入濾波，設(shè)第一個(gè)掃描周期I/O刷新時(shí)00000的映像寄存器ON。第一個(gè)掃描周期結(jié)束時(shí)，01000為OFF。01000只能在第二個(gè)掃描周期結(jié)束后才能ON。86000002000020000010002000001001PLC~SBKM1000000100101000COMCOMKM2當(dāng)SB閉合，經(jīng)過(guò)輸入濾波，設(shè)第一個(gè)掃描周期00000的映像寄存器ON。01000在第一個(gè)掃描周期結(jié)束后就能ON。如果將梯形圖的第一與第二梯級(jí)交換，如下圖：顯然，程序語(yǔ)句的安排對(duì)I/O響應(yīng)的影響很大。874.PLC與繼電器控制系統(tǒng)的相同之處：①電路結(jié)構(gòu)大致相同；②信號(hào)的輸入與輸出控制功能相同；；③梯形圖沿用了繼電器控制線路元件符號(hào)，個(gè)別有些不同。5.PLC與繼電器控制系統(tǒng)的不同之處：①組成的器件不同：繼電器控制線路由許多真正的繼電器組成，而PLC梯形圖中的繼電器是軟

繼電器，實(shí)質(zhì)上是存貯器中的每一位觸發(fā)器，均不存在機(jī)械觸點(diǎn)被電蝕損壞的問(wèn)題。88②它們的工作方式不同。當(dāng)電源接通時(shí)，繼電控制線路中各繼電器都處于受約狀態(tài)。不應(yīng)吸合的繼電器都因受某條件限制不能吸合，該吸合的繼電器都應(yīng)吸合。而在梯形圖的控制線路中，圖中各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通之中，每個(gè)繼電器受條件、制約接通時(shí)間是短暫的。89③它們的觸點(diǎn)數(shù)目不同：繼電控制線路中的繼電器觸點(diǎn)數(shù)目是有限的，一般一個(gè)中間繼電器的觸點(diǎn)數(shù)只有4～8對(duì)。而PLC的軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)是無(wú)限的，因?yàn)榇尜A器中內(nèi)容可讀取任意次。

節(jié)約繼電器觸點(diǎn)，往往要設(shè)置許多制約關(guān)系的聯(lián)鎖電路。而PLC是掃描工作方式，不存在幾個(gè)并列支路同時(shí)動(dòng)作的可能性，因此可以大大簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。④它們的聯(lián)鎖方式不同：在繼電器控制線路中，為了達(dá)到某種控制目的，既要安全可靠，又要90⑤它們的編程方式不同：繼電控制線路中的程序由固定的線路確定，功能專一，不靈活。而PLC的控制電路由軟件編程來(lái)定，可以靈變活化，具有功能多樣、通用性強(qiáng)和可以在線修改等特點(diǎn)。91物理繼電器繼電器需硬接線連接觸點(diǎn)個(gè)數(shù)有限PLC繼電器繼電器用程序軟連接觸點(diǎn)個(gè)數(shù)無(wú)限繼電器的接線改變——控制功能改變PLC的用戶程序改變——控制功能改變兩種控制中繼電器的區(qū)別：小結(jié)92用PLC控制——外部接線不變，改變用戶程序。用繼電器控制——要改變控制電路的實(shí)際接線。KMQFUKR

M3~SB1SB2KMKRKM繼電器控制接線PLC控制外部接線輸入設(shè)備PLC~SB1SB2KHKM輸出設(shè)備

欲改變控制功能：主電路相同例如931.用戶程序存儲(chǔ)的容量大??；2.輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的多少；3.循環(huán)掃描速度的快慢；4.編程指令的種類和條數(shù)的多少；5.內(nèi)部器件的種類和數(shù)量的多少；6.功能及功能擴(kuò)展的能力；7.智能單元數(shù)量的多少；8.連網(wǎng)通信能力等。5.PLC的主要性能指標(biāo)94§2-3

可編程序控制器的器件PLC可被看成由許多繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等器件組成的集合體，這些器件就稱為PLC器件。PLC器件一般包括有輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器，有的還具有數(shù)據(jù)存貯區(qū)。不同型號(hào)PLC的器件種類和數(shù)量是不同的。C系列P型PLC機(jī)一般是用四位十進(jìn)制數(shù)表示編號(hào)。一、PLC器件概述95⑴P型PLC的器件有8種：它們是輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、專用內(nèi)部輔助繼電器、暫時(shí)存貯繼電器、保持繼電器、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)存貯區(qū)。后六種只在CPU單元中具有。⑵PLC中，繼電器操作是以個(gè)（即存貯器的一位）為單位進(jìn)行的。⑶編號(hào)由通道（CH）號(hào)和通道內(nèi)序號(hào)共四位數(shù)組成。其中高二位表示通道號(hào)，低二位表示通道內(nèi)序號(hào)。96⑷每個(gè)通道有16位，所以通道內(nèi)序號(hào)是從00到15。PC中數(shù)據(jù)操作是以通道為單位，所以用一位或二位數(shù)來(lái)代表通道號(hào)。二、PLC器件的具體介紹1．輸入繼電器（IR）⑴輸入繼電器用來(lái)接收外部傳感器或開(kāi)關(guān)來(lái)的輸入信號(hào)，并把它傳給PC。⑵輸入繼電器等效地與PLC輸入接線端相連。⑶一旦某一輸入端子上的外部信號(hào)與公共端(COM)、輸入電源形成通路，則相對(duì)應(yīng)的輸9716BACK98BACK99入繼電器動(dòng)作。⑷輸入繼電器提供許多對(duì)動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)供內(nèi)部電路編程使用。⑸輸入繼電器只能由外部輸入信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，編程指令不能控制它。⑹不同品種PLC的輸入繼電器個(gè)數(shù)不同，但在數(shù)量上等于輸入點(diǎn)（I）數(shù)，均分配在CH00-CH04

通道中，例如：C20P有12個(gè)輸入點(diǎn)，它的編號(hào)為0000～0011；C28P有16個(gè)輸入繼電器，編號(hào)是從0000～0015。100⑺實(shí)際系統(tǒng)輸入繼電器的數(shù)量和編號(hào)，由系統(tǒng)的配置來(lái)決定。主機(jī)單元的輸入繼電器從0000開(kāi)始，逐一增加，擴(kuò)展單元的輸入通道起始號(hào)等于主機(jī)單元結(jié)束通道號(hào)n+1，系統(tǒng)最大輸入點(diǎn)數(shù)不得超過(guò)編號(hào)范圍，即80點(diǎn)。⑴輸出繼電器將PLC的輸出信號(hào)，通過(guò)它的一對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)傳送給負(fù)載，并且具有一定的負(fù)載能力。⒉輸出繼電器（OR）101⑶

輸出繼電器分配在CH05-CH09。不同品種PLC的輸出繼電器數(shù)量不同，它等于輸出點(diǎn)數(shù)，最多有80點(diǎn)，其編號(hào)與輸出端號(hào)相同。⑷主機(jī)單元或擴(kuò)展單元中的每個(gè)輸出通道的12～15四個(gè)輸出繼電器共計(jì)20個(gè)，沒(méi)有外接輸出端子，不能帶負(fù)載，可當(dāng)內(nèi)部輔助繼電器使用。⑵輸出繼電器還為用戶編程提供了任意對(duì)內(nèi)部動(dòng)合、動(dòng)斷接點(diǎn)。

102例：某系統(tǒng)由C40PCPU模塊，加C40P擴(kuò)展模塊，加I/O鏈接模塊（I：16，O：16）組成，試說(shuō)明系統(tǒng)的I／O編號(hào)。說(shuō)明：①該系統(tǒng)總I／O點(diǎn)數(shù)為112，見(jiàn)下頁(yè)表。②其中共有64點(diǎn)輸入，CH00、CH01為基本單元，CH02、CH03為擴(kuò)展單元，CH04為鏈接模塊。103BACK104④表中紅框內(nèi)的輸出點(diǎn)，沒(méi)有端子與之對(duì)應(yīng)，不能直接控制負(fù)載，只能用作內(nèi)部輔助繼電器，但是不能用作輸出點(diǎn)。③系統(tǒng)共有48點(diǎn)輸出，CH05為基本單元，CH06為擴(kuò)展單元，CH07為鏈接模塊。105⑴內(nèi)部輔助繼電器實(shí)質(zhì)是一些存貯器單元，它不能直接控制外部負(fù)載，只起中間繼電器的作用，沒(méi)有可使用的輸出點(diǎn)，也不能接收輸入信號(hào)，只能做為輔助繼電器使用。3.內(nèi)部輔助繼電器(MR)⑵內(nèi)部輔助繼電器只有CPU單元有，分配在

CH1000～CHl807中，共136個(gè)。4.專用內(nèi)部輔助繼電器<SMR>是有特殊作用的內(nèi)部輔助繼電器，為用戶提供特殊信號(hào)，一共有16個(gè)，編號(hào)從1808～1907。106⒌暫存繼電器(TR）⑴P型PLC提供8個(gè)暫存繼電器TR0～TR7，在形成分支電路時(shí)，用作暫時(shí)存貯分支點(diǎn)狀態(tài)。⑵在同一邏輯行中，若有多個(gè)分支點(diǎn)時(shí)，要用不同號(hào)的TR，TR不得超過(guò)8個(gè)。在不同邏輯行中，允許用重號(hào)的暫存繼電器。如圖所示電路：要從一個(gè)點(diǎn)分出幾個(gè)電路，而分支點(diǎn)之后要連接接點(diǎn)時(shí)，必須使用暫存繼電器。107⒍保持繼電器(HR）當(dāng)電源出現(xiàn)故障時(shí)，還能保持原來(lái)狀態(tài)的繼電器叫保持繼電器。P型PLC一共有160個(gè)保持繼電器，構(gòu)成0～9保持通道，其編號(hào)為HR000-HR915。⒎定時(shí)器／計(jì)數(shù)器(TIM/CNT）⑴P型PLC中有48個(gè)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，編號(hào)為

00～47。⑵這48個(gè)器件，可編程作為定時(shí)器，也可編程作為計(jì)數(shù)器。當(dāng)選作定時(shí)器時(shí)．前而加字母108TIM，當(dāng)用作計(jì)數(shù)器時(shí)，前而冠以CNT。⑷當(dāng)電源掉電時(shí)，定時(shí)器被復(fù)位，而計(jì)數(shù)器的值保持不變。⑶同一編號(hào)不能同時(shí)用作定時(shí)器和計(jì)數(shù)器。8.數(shù)據(jù)存貯區(qū)（DM）⑴數(shù)據(jù)操作以通道為單位，所以DM的編號(hào)只用二位數(shù)字。⑵P型PLC中，共有64個(gè)數(shù)據(jù)通道，編號(hào)為：DM00～DM63。109⑶數(shù)據(jù)存貯器可用來(lái)保持16位數(shù)據(jù)。⑷在電源掉電時(shí)，DM內(nèi)容保持不變。⒐上述八種器件中的后六種只在CPU單元中具有。110§2-4C系列P型PLC的基本特性一、C系列P型可編程序控制器的型號(hào)⒈基本單元型號(hào)由三部分組成，一部分是系列號(hào)和1/0點(diǎn)數(shù)，另一部分是單元特性，最后一部分是單元的供電種類。型號(hào)表示如下：CXX

P（F）一XXX一X：：：：：：

①②③④⑤⑥其中:C為系列代號(hào)；BACK111①用二位數(shù)表示輸入／輸出（I／O）的總點(diǎn)數(shù)，共有20、28、40和60四種；②P一表示袖珍型梯形圖編程方式，PF表示袖珍型流程圖編程方式；③用一個(gè)字母表示單元種類，由于是基本單元，所以用字母C表示；④用一個(gè)字母表示輸入回路類型，A表示交流輸入，AC100～120V;D表示直流輸入,DC24V；⑤表示輸出類型，用一個(gè)字母或一個(gè)字母帶一位數(shù)字來(lái)表示。112例如：R：表示帶插座的繼電器接點(diǎn)輸出,

R1：表示不帶插座的繼電器接點(diǎn)輸出,

T：表示晶體管輸出，

S：表示雙向可控制硅輸出。⑥用一個(gè)字母表示本單元供電電源類型。

A表示交流供電，AC100-240V、50Hz/60Hz；

D表示直流供電，DC24V?；締卧兴膫€(gè)品種見(jiàn)表2-1。⒉擴(kuò)展I／O單元：擴(kuò)展I/O單元分為1/O擴(kuò)展單元和單一（或I或O)擴(kuò)展單元。113⑴I/O擴(kuò)展單元的型號(hào)與基本單元大致相同，只在型號(hào)第二部分單元種類改用E表示擴(kuò)展，I/O點(diǎn)數(shù)與基本單元一樣，所以共有四個(gè)品種，與表2-1相同。114⑵單一擴(kuò)展單元型號(hào)與基本單元相似，只是單元種類改為I表示輸入擴(kuò)展，或改為O表示輸出擴(kuò)展，擴(kuò)展點(diǎn)數(shù)只有4和16兩種。型號(hào)表示如下：C16P一XX一X：：：①②③C4K一XX一X：：：①②③其中：①用一個(gè)字母表示擴(kuò)展類型。I表示輸入，O表示輸出。115②用一個(gè)字母表示輸入電源類型或輸出類型。這兩個(gè)字母結(jié)合起來(lái)才能表達(dá)出完整的含義。例：IA：表示交流輸入擴(kuò)展。

ID：表示直流輸入擴(kuò)展。

OR：表示繼電器接點(diǎn)輸出擴(kuò)展。

OT：表示晶體管輸出擴(kuò)展。

OS：表示雙向可控硅輸出擴(kuò)展。③用一個(gè)字母表示本單元供電電源種類，同基本單元一樣。116擴(kuò)展單元一共有6個(gè)品種：

C4K，C16P，C20P，C28P，C40P，C60P。其中：前兩種是單一擴(kuò)展單元，后四種是I／O擴(kuò)展單元。例1：C40P-CDR-D表示是C系列P型24點(diǎn)直流24V輸入，16點(diǎn)繼電器接點(diǎn)輸出，直流24V供電的基本單元。例2：C20P-CDT-A

表示是C系列P型交流供電的基本單元，有12個(gè)直流24V輸入點(diǎn)，有8個(gè)晶體管型輸出點(diǎn)。

117例3：C16P-OR-A表示是交流供電的16點(diǎn)繼電器輸出的C系列P型擴(kuò)展單元。例4：

C28P-EDS-A表示是交流供電的C系列P型擴(kuò)展單元，有16個(gè)直流24V輸入點(diǎn)，有12個(gè)雙向可控硅輸出點(diǎn)。例5：C4K～I(xiàn)D表示有4點(diǎn)直流24V輸入點(diǎn)的擴(kuò)展單元。例6：C60P一EAR-A表示C系列P型擴(kuò)展單元，交流240～100V供電，有32點(diǎn)交流100V輸入，有28點(diǎn)繼電器接點(diǎn)（帶插座）輸出。118專用單元用于其它功能擴(kuò)展，要占用I／O地址。如：模擬定時(shí)器單元C4K-TM；4點(diǎn)模擬量輸入單元C4K-AD；1點(diǎn)模擬量輸出單元C1K-DA；上位機(jī)鏈接單元(RS232)C20—LK011CP(占用16個(gè)I，16個(gè)O點(diǎn)）等。3．專用單元119FX系列PLC的型號(hào)及意義其他區(qū)分輸出形式單元類型I/O總點(diǎn)數(shù)系列序號(hào)R—繼電器輸出T—晶體管輸出S—晶閘管輸出M—基本單元E—輸入輸出混合擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊EX—輸入專用擴(kuò)展模塊EY—輸出專用擴(kuò)展模塊16~256點(diǎn)0、2、1N、2C、2N型號(hào)的命名方式§2-5三菱FX系列PLC簡(jiǎn)介120基本單元一覽表輸入輸出總點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)FX2N系列AC電源，DC輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出1688FX2N－16MR－001－FX2N－16MT－001321616FX2N－32MR－001FX2N－32MS－001FX2N－32MT－001482424FX2N－48MR－001FX2N－48MS－001FX2N－48MT－001643232FX2N－64MR－001FX2N－64MS－001FX2N－64MT－001804040FX2N－80MR－001FX2N－80MS－001FX2N－80MT－0011286464FX2N－128MR－001－FX2N－128MT－001121擴(kuò)展單元

輸入輸出總點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)繼電器輸出輸入晶體管輸出晶閘管輸出輸入信號(hào)電壓8(16)4(8)4(8)FX0N-8ER－－DC24V880－FX0N-8EX－－DC24V808FX0N-8EYR－FX0N-8EYT－－16160－FX0N-16EX－－DC24V16016FX0N-16EYR－FX0N-16EYT－－16160－FX2N-16EX－－DC24V16016FX2N-16EYR－FX2N-16EYTFX2N-16EYS－122輸入輸出繼電器型號(hào)FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M擴(kuò)展時(shí)輸入X000～X0078點(diǎn)X000～X01716點(diǎn)X000～X02724點(diǎn)X000～X03732點(diǎn)X000～X04740點(diǎn)X000～X07764點(diǎn)X000～X267184點(diǎn)輸出Y000～Y0078點(diǎn)Y000～Y01716點(diǎn)Y000～Y02724點(diǎn)Y000～Y03732點(diǎn)Y000～Y04740點(diǎn)Y000～Y07764點(diǎn)Y000～Y267184點(diǎn)123第三部分可編程控制器的編程124§3.1

PLC的編程語(yǔ)言

邏輯功能圖

梯形圖

邏輯代數(shù)式

語(yǔ)句表125梯形圖邏輯功能圖BACK126一、梯形圖編程語(yǔ)言1.梯形圖編程語(yǔ)言梯形圖是在繼電控制系統(tǒng)電氣原理圖基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種圖形語(yǔ)言。它沿用了繼電器、接點(diǎn)、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和類似的圖形符號(hào)，信號(hào)流向清楚、簡(jiǎn)單、直觀、容易看懂，不需要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。電氣技術(shù)人員使用最為方便，各類PLC都將它作為第一用戶語(yǔ)言。127兩種梯形圖的繼電器符號(hào)圖對(duì)照物理繼電器PLC繼電器常開(kāi)常閉觸點(diǎn)線圈128SB2KMKM繼電器控制SB1

2.兩種控制的梯形圖比較線圈線圈常開(kāi)觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)000005000500PLC控制0001129物理繼電器繼電器需硬接線連接觸點(diǎn)個(gè)數(shù)有限PLC繼電器繼電器用程序軟連接觸點(diǎn)個(gè)數(shù)無(wú)限繼電器的接線改變——控制功能改變PLC的用戶程序改變——控制功能改變

3.兩種控制中繼電器的區(qū)別130用PLC控制——外部接線不變，改變用戶程序。用繼電器控制——要改變控制電路的實(shí)際接線。KMQFUKH

M3~SB1SB2KMKHKM繼電器控制接線PLC控制外部接線輸入設(shè)備PLC~SB1SB2KHKM輸出設(shè)備

欲改變控制功能：主電路相同例如131這是在數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種圖形語(yǔ)言。它采用了數(shù)字電路中的圖符，邏輯功能清晰，輸入輸出關(guān)系明確，適合于有邏輯代數(shù)基礎(chǔ)和熟悉數(shù)字電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員使用。三.邏輯功能圖這是一種用特定的指令書(shū)寫(xiě)的編程語(yǔ)言。它類似于計(jì)算機(jī)中的匯編語(yǔ)言，但經(jīng)過(guò)了簡(jiǎn)化處理。程序以指令語(yǔ)句表格（又稱為編碼表）形式表示。各種PLC幾乎都有這種編程語(yǔ)言。二.指令語(yǔ)句表132二、語(yǔ)句表編程語(yǔ)言用助記符表示指令的功能多條指令語(yǔ)句的組合構(gòu)成了語(yǔ)句表程序指令語(yǔ)句是PLC用戶程序的基礎(chǔ)元素LD0000OR0500ANDNOT0001OUT0500梯形圖程序語(yǔ)句表程序0000050005000001133四.邏輯代數(shù)式這是一種用邏輯表達(dá)式來(lái)編程的語(yǔ)言，邏輯關(guān)系很強(qiáng)，還可以采用化簡(jiǎn)手段。便于表示復(fù)雜電路，適合于熟悉邏輯代數(shù)和邏輯電路的人員使用。C系列P型PLC的指令系統(tǒng)共有37條指令，其中基本指令12條，應(yīng)用（功能）指令25條。134LD——常開(kāi)觸點(diǎn)與母線相連的指令⒈取指令：梯形圖符：數(shù)據(jù)：接點(diǎn)號(hào)。除了數(shù)據(jù)通道之外，PLC的其余繼電器號(hào)都可以。P型PLC的基本指令(12條)可以用簡(jiǎn)易編程器上對(duì)應(yīng)的指令鍵輸入，PLC在簡(jiǎn)易編程器上的指令鍵有：LD、AND、OR、NOT、OUT、CNT、TIM、TR、HR、SFT?！?-2C系列P型PLC的基本指令一.PLC控制的基本指令135功能：讀入邏輯行（又稱為支路）的第一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)。注意：在梯形圖中，每一邏輯行必須以接點(diǎn)開(kāi)始，所以必須使用LD或LDNOT指令。此外這兩條指令還用于電路塊中每一支路的開(kāi)始，或分支點(diǎn)后分支電路的起始，并與其它一些指令配合使用。⒉取反指令梯形圖符：數(shù)據(jù)：同LD指令。功能：讀入邏輯行的第一個(gè)常閉接點(diǎn)。LDNOT:常閉觸點(diǎn)與母線相連的指令136⒊與指令梯形圖符：數(shù)據(jù)：接點(diǎn)號(hào)。除了暫存繼電器接點(diǎn)外其余繼電器都可以。功能：邏輯與操作，即串聯(lián)一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)。AND——常開(kāi)觸點(diǎn)相與（串聯(lián)）的指令⒋與非指令：梯形圖符：數(shù)據(jù)：接點(diǎn)號(hào)，同AND指令。功能：邏輯與非操作，即串聯(lián)一個(gè)常閉接點(diǎn)。ANDNOT:常閉觸點(diǎn)相與(串聯(lián))的指令137⒌或指令：梯形圖符：數(shù)據(jù)：接點(diǎn)號(hào)，范圍同AND指令。功能：邏輯或操作，即并聯(lián)一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)。OR——常開(kāi)觸點(diǎn)相或（并聯(lián)）的指令⒍或非指令：梯形圖符：數(shù)據(jù)：接點(diǎn)號(hào)，范圍同AND指令。功能：邏輯或非操作，即并聯(lián)一個(gè)常閉接點(diǎn)。ORNOT:常閉觸點(diǎn)相或(并聯(lián))的指令138⒏求反輸出指令：OUTNOT梯形圖符：數(shù)據(jù)：繼電器號(hào)，范圍同OUT指令。功能：將邏輯行的運(yùn)算結(jié)果取反后輸出。⒎輸出指令：梯形圖符：數(shù)據(jù)：繼電器線圈號(hào)。范圍是0500～1807、HR000～HR915、TR0～TR7。功能：將邏輯行的運(yùn)算結(jié)果輸出。OUT:將執(zhí)行結(jié)果輸出到某位的指令139LD0000OR0500ANDNOT0001OUT0500LDNOT0002ORNOT0003AND0500OUTNOT050100000001050000020500050005010003梯形圖程序語(yǔ)句表程序使用指令舉例與或與或與與輸出140例1：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)／停止電路的編程。141例2：給出對(duì)應(yīng)下面梯形圖的編碼表和輸出波形。142指出圖示程序?qū)M1和KM2的控制作用沒(méi)按下按鈕SB1→線圈0500斷電→沒(méi)按SB2→觸點(diǎn)0001閉合→線圈0501斷電→斷開(kāi)閉合KM1斷電KM2斷電斷電斷電SB1SB2KM1PLC~000000010500KOMKM20501線圈0000斷電→觸點(diǎn)0000斷開(kāi)→050000010500050100000001使用指令舉例觸點(diǎn)0001閉合→143按一下SB1→觸點(diǎn)0000閉合→線圈0500通電→按下SB2→觸點(diǎn)0001斷開(kāi)→閉合KM1通電KM2通電閉合線圈0501通電→通電通電線圈0000通電→斷開(kāi)050001000500050100000001觸點(diǎn)0001閉合→SB1SB2KM1PLC~000000010500COMKM20501144例3.TR指令應(yīng)用舉例。在程序中如果有幾個(gè)分支輸出，并且分支后還有接點(diǎn)串聯(lián)時(shí)，要用暫存繼電器TR來(lái)暫時(shí)保存分支點(diǎn)狀態(tài)。TR必須與LD及OUT指令配合使用。1450500OUT0601LDTR0AND0014OUT0602OUTOUTOUTEND(01)LDTR0LDTR2AND0015TR2AND01000603AND0101060400320031例3.TR指令應(yīng)用舉例（2）146147⒐電路塊與指令：

ANDLD梯形圖符：無(wú)數(shù)據(jù)：無(wú)功能：將兩個(gè)電路塊串聯(lián)起來(lái)編程操作。10.電路塊或指令：ORLD梯形圖符：無(wú)數(shù)據(jù)：無(wú)功能：將兩個(gè)電路塊并聯(lián)起來(lái)。1481.ANDLD是將并聯(lián)觸點(diǎn)組相串聯(lián)的指令方法1LD0000AND0001ORNOT0002LD0003OR0004ANDLDLD0005ORNOT0006ANDLDOUT0500方法2LD0000AND0001ORNOT0002LD0003OR0004LD0005ORNOT0006ANDLDANDLDOUT050005000005000600000001000200030004在方法2中，ANDLD之前的觸點(diǎn)組個(gè)數(shù)應(yīng)小于等于8

使用指令舉例4149

方法1LD0000ANDNOT0001LDNOT0002AND0005ORLDLD0004AND0003ORLDOUT0500方法2LD0000ANDNOT0001LDNOT0002AND0005LD0004AND0003ORLDORLDOUT050000000001000200030004000505002.ORLD是串聯(lián)觸點(diǎn)組相并聯(lián)連接的指令在方法2中，ORLD之前的觸點(diǎn)組個(gè)數(shù)應(yīng)小于等于8使用指令舉例5150上述編程方式中：編碼方式1是電路塊逐塊連接，編碼方式2是電路塊編程后總連接，兩種編碼方法的指令條數(shù)相同。在使用方法2時(shí)，要注意兩點(diǎn)：①總連接時(shí)，使用塊串并指令的條數(shù)要與電路塊的實(shí)際數(shù)相對(duì)應(yīng)，即比電路塊數(shù)少1。②使用的塊串并指令數(shù)目≤7,即最多只能8個(gè)電路塊相連，方法1沒(méi)有這個(gè)限制。151數(shù)據(jù)：占兩行，第一行跟在指令之后，是兩位數(shù)字00～47，為選定的定時(shí)器號(hào)；第二行數(shù)據(jù)與第一行數(shù)據(jù)在編碼表中位置上下對(duì)齊，是定時(shí)器的設(shè)定值，用4位十進(jìn)制數(shù)表示。定時(shí)單位：為0.1秒，所以最低位是十分位。例如定時(shí)5秒的設(shè)定值是0050。定時(shí)范圍：是0.1-999.9秒。⒒定時(shí)器指令：TIM梯形圖符：152說(shuō)明：定時(shí)器是減1定時(shí)器。功能：定時(shí)時(shí)間到接通定時(shí)器接點(diǎn)。當(dāng)輸入條件為ON時(shí)，開(kāi)始減1定時(shí)，每經(jīng)過(guò)0.1秒，定時(shí)器的當(dāng)前值減1，定時(shí)時(shí)間一到，定時(shí)器的當(dāng)前值變?yōu)?000，定時(shí)器接點(diǎn)接通并保持。當(dāng)輸入條件為OFF時(shí)，不管定時(shí)器當(dāng)前處于什么狀態(tài)都復(fù)位。定時(shí)器相當(dāng)于時(shí)間繼電器。在電源掉電時(shí)，定時(shí)器復(fù)位。復(fù)位時(shí)定時(shí)器的當(dāng)前值恢復(fù)為設(shè)定值。153③定時(shí)器ON后,若執(zhí)行條件OFF,定時(shí)器復(fù)位?！锒〞r(shí)器的功能小結(jié)：當(dāng)執(zhí)行條件ON時(shí)開(kāi)始定時(shí)，定時(shí)過(guò)程中執(zhí)行條件要保持ON。定時(shí)時(shí)間到定時(shí)器ON、其所屬觸點(diǎn)動(dòng)作。此后只要執(zhí)行條件保持ON，其ON狀態(tài)保持。④定時(shí)器ON后，若PLC斷電，定時(shí)器復(fù)位。⑤當(dāng)定時(shí)器復(fù)位時(shí)，其當(dāng)前值為設(shè)定值。154LD0000TIM00#0050LDTIM00OUT05000000TIM0005005STIM00#00500000TIM000500開(kāi)始定時(shí)定時(shí)到定時(shí)器復(fù)位★定時(shí)器TIM的用法TIM定時(shí)時(shí)間：50×0.1=5s155分析程序?qū)€圈0500的控制0000對(duì)應(yīng)啟動(dòng)按鈕、0001對(duì)應(yīng)停車按鈕

。按下啟動(dòng)按鈕

→線圈0000ON→線圈0500ON→閉合閉合閉合0500TIM010501000000010500TIM01#00500500觸點(diǎn)0500閉合→TIM01開(kāi)始定時(shí)→經(jīng)過(guò)5s→TIM01ON→觸點(diǎn)TIM01閉合→線圈0501ON觸點(diǎn)0000閉合→定時(shí)器定時(shí)功能例(1)自按下啟動(dòng)按鈕5s后線圈0501ON只要TIM01ON線圈0501一直O(jiān)N156線圈0501ON期間按下停車按鈕

→線圈0001通電→線圈0500斷電→斷開(kāi)TIM01復(fù)位→斷開(kāi)斷開(kāi)0500TIM010501000000010500TIM01#00500500觸點(diǎn)0001斷開(kāi)→觸點(diǎn)0500斷開(kāi)→觸點(diǎn)TIM01斷開(kāi)→線圈0501OFF按下停車按鈕，線圈0501立即OFF自按下啟動(dòng)按鈕5s后線圈0501ON分析程序?qū)€圈0500的控制定時(shí)器定時(shí)功能例(1)157分析程序?qū)?000的控制作用。自0000ON→線圈1000ON→900秒到→TIM01ON→900秒到→TIM02ON→定時(shí)器級(jí)聯(lián)使用——SV=SV1+SV2TIM02開(kāi)始定時(shí)→線圈1001ONTIM01開(kāi)始定時(shí)→★定時(shí)器定時(shí)時(shí)間的擴(kuò)展1000TIM021000100100000001TIM01#90001000TIM01TIM02#9000閉合閉合閉合158練習(xí)：寫(xiě)出梯形圖的語(yǔ)句表。LD0000OR0500ANDNOT0001OUT0500LD0500TIM01#9000LDTIM01TIM02#9000LDTIM02OUT10000500TIM020500100000000001TIM01#90000500TIM01TIM02#9000159★關(guān)于接通延時(shí)ON和接通延時(shí)OFF的控制LD0000IL（02）TIM00#0600LDTIM00OUT1000LDNOTTIM00OUT1001ILC（03）TIM00#0600100000001001TIM00IL(02)ILC(03)TIM00自0000為ON開(kāi)始→1000經(jīng)過(guò)60秒接通自0000為ON開(kāi)始→1001經(jīng)過(guò)60秒斷開(kāi)接通延時(shí)ON接通延時(shí)OFF16012.計(jì)數(shù)器指令：CNT該指令在梯形圖中有兩邏輯輸入行。接CP端的行，是計(jì)數(shù)信號(hào)輸入行：接R端的行是計(jì)數(shù)器復(fù)位輸入行，又稱為置0行。數(shù)據(jù)：占二行。一行是計(jì)數(shù)器號(hào)00～47;一行是計(jì)數(shù)設(shè)定值，用4位十進(jìn)制數(shù)表示，計(jì)數(shù)范圍是0001～9999。功能：計(jì)數(shù)到時(shí)，接通計(jì)數(shù)器動(dòng)合接點(diǎn)，相當(dāng)于硬件計(jì)數(shù)器。梯形圖符：161⑴在設(shè)計(jì)編碼表時(shí)，該指令需要3步才能完成：第一步是計(jì)數(shù)輸入行；第二步是計(jì)數(shù)復(fù)位行（置0）；最后才是計(jì)數(shù)器指令。⑵計(jì)數(shù)器是減1計(jì)數(shù)器。在計(jì)數(shù)脈沖的上升沿，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值減1，當(dāng)計(jì)數(shù)值減為0時(shí)，計(jì)數(shù)器的動(dòng)合接點(diǎn)接通；當(dāng)復(fù)位輸入為ON時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位，當(dāng)前值恢復(fù)到設(shè)定值，動(dòng)合接點(diǎn)斷開(kāi)。說(shuō)明：⑶電源掉電時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值保持不變。當(dāng)置

0信號(hào)和計(jì)數(shù)信號(hào)同時(shí)來(lái)到時(shí)，置0信號(hào)優(yōu)先。162⑤CNTON后，若輸入條件OFF，或PLC斷電，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值能保持。③CNTON后，此后輸入的計(jì)數(shù)脈沖無(wú)效。★計(jì)數(shù)器的用法計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可以是常數(shù)，也可以是通道號(hào)。計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)CNTON、其所屬接點(diǎn)動(dòng)作。④計(jì)數(shù)器ON后，只要不清零，CNT將保持ON。當(dāng)計(jì)數(shù)器復(fù)位時(shí)，其當(dāng)前值恢復(fù)為設(shè)定值。163PV=10PV=10（停止計(jì)數(shù)）計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)（停止計(jì)數(shù)）98210ON保持98210ON保持CPCNTR清零清零脈沖無(wú)效脈沖無(wú)效CNT是減計(jì)數(shù)器，每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖,由設(shè)定值減1?！镉?jì)數(shù)器的工作時(shí)序設(shè)定值SV=10時(shí)CNT的工作波形164CPCNT00050000000001CNT00#0003R★CNT的計(jì)數(shù)功能舉例分析程序?qū)?500的控制作用。0000每接通一次，向CNT00輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。0000接通3次→CNT00ON→線圈0500ON閉合閉合斷開(kāi)此后若觸點(diǎn)0001ON→CNT00復(fù)位→線圈0500OFFCNT00斷電再?gòu)?fù)電時(shí)，能保持?jǐn)嚯娗暗漠?dāng)前值。若將#0003換成HR000，則計(jì)數(shù)值是通道0中的數(shù)據(jù)。165CPCNT00050000000001CNT00#0003R寫(xiě)出梯形圖程序的語(yǔ)句表LD0000LD0001CNT00#0003LDCNT00OUT