第七章 可编程控制器原理与应用

1、第7章 可编程控制器原理与应用 PLC是由美国在是由美国在60年代研制成功，年代研制成功，由最初的可编程由最初的可编程逻辑控制器已发展为现今的可编程控制器。逻辑控制器已发展为现今的可编程控制器。PLC具有具有逻逻辑运算、顺序控制、定时、计数、和算术运算等辑运算、顺序控制、定时、计数、和算术运算等功能功能，并通过数字的、模拟的输入输出，控制各种类型的机械并通过数字的、模拟的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。或生产过程。它是微机技术和继电器技术相结合的产物，它是微机技术和继电器技术相结合的产物，是以微处理器为核心的专用计算机。是以微处理器为核心的专用计算机。它它将人工编制的控将人工编制的控制

2、程序存放在制程序存放在存储器存储器中中，用程序来实现控制功能。用程序来实现控制功能。可编程控制器的产生 因为继电器逻辑电路配线复杂，而且工艺变化因为继电器逻辑电路配线复杂，而且工艺变化时，修改线路异常困难，几乎不可能。时，修改线路异常困难，几乎不可能。 FX2N系列PLC基本单元的型号与端子排列 例如：例如：FX2N-16MR表示为表示为FX2N系列的基本单元，系列的基本单元，I/O总接口数为总接口数为16，继电器输出方式。，继电器输出方式。FX2N系列PLC基本单元的端子排列(1)电源及输入端子电源及输入端子 L、N、 ：分别接电源相线、中线和接地线。：分别接电源相线、中线和接地线。 24+

3、：24V电源正极。为外部传感器供电。电源正极。为外部传感器供电。 COM：24V电源负极。接外部传感器的负极。也称为输入信号公共端电源负极。接外部传感器的负极。也称为输入信号公共端 X：输入信号端子。输入信号接在：输入信号端子。输入信号接在X端和端和COM端之间。端之间。 。：带点的端子上不要外接导线，以免损坏。：带点的端子上不要外接导线，以免损坏PLC。(2)输出端子输出端子 从图可以看出，从图可以看出，FX2N-16MR采用各路独立输出方式。采用各路独立输出方式。FX2N-32MR和和FX2N-48MR采用采用分组输出方式。每组输出公共端按分组输出方式。每组输出公共端按COM1、COM2、

4、COM3的顺序编号，输出各组之的顺序编号，输出各组之间是互相分开的，这样可以使用多个电压系列间是互相分开的，这样可以使用多个电压系列(例如例如AC220V、DC12V)的负载。的负载。独立输出方式和公共端输出方式如图所示。独立输出方式和公共端输出方式如图所示。PLC控制与继电接触控制区别PLCPLC控制程序并不能替代整个控制系统的输入和输出部件，输入部控制程序并不能替代整个控制系统的输入和输出部件，输入部件行程开关、按钮等，输出部件接触器，电磁换向阀，信号灯等，件行程开关、按钮等，输出部件接触器，电磁换向阀，信号灯等，输入输出部件需接在输入输出部件需接在PLCPLC的输入输出接线端子上，的输入

5、输出接线端子上，而而PLCPLC程序是用来程序是用来实现输入部件与输出部件间的控制逻辑的，即输入部件采取了什么实现输入部件与输出部件间的控制逻辑的，即输入部件采取了什么动作命令，通过控制逻辑，输出部件执行什么样的操作。动作命令，通过控制逻辑，输出部件执行什么样的操作。三菱FX-2N系列PLC内部的等效电路 “PLC的输入输出部分与继电接触控制的输入输出部分与继电接触控制系统的大致相同，系统的大致相同，PLC的控制部分用微的控制部分用微处理器和存储器取代了继电器控制逻辑处理器和存储器取代了继电器控制逻辑线路，线路，其控制作用是通过用户软件来实其控制作用是通过用户软件来实现的。现的。” 对比对比输

6、入继电器的状态惟一输入继电器的状态惟一地取决于外部输入信号地取决于外部输入信号输入继电器的状态惟一地取决于外部输入信号的状态，不受用户程序的控输入继电器的状态惟一地取决于外部输入信号的状态，不受用户程序的控制，因此制，因此在梯形图中绝对不能出现输入继电器的线圈。在梯形图中绝对不能出现输入继电器的线圈。梯形图中每个输出软继电器梯形图中每个输出软继电器Y，都对应了一个输出硬件模块都对应了一个输出硬件模块，当输出软继，当输出软继电器电器Y的线圈得电，则的线圈得电，则对应的输出硬件模块仅有的一个对应的输出硬件模块仅有的一个“硬件硬件”常开触头常开触头闭合闭合，使外部负载工作。，使外部负载工作。但是在梯

7、形图中，每个输出软继电器但是在梯形图中，每个输出软继电器Y的常开的常开“软软”触点和常闭触点和常闭“软软”触点都可以多次使用。触点都可以多次使用。7.1 PLC的基本结构、工作原理和主要特点1.中央控制单元（微处理器、CPU） 1 ）接受用户程序，存入程序存储器接受用户程序，存入程序存储器；2） 扫描扫描并采集现场并采集现场输入状态输入状态和数据和数据，存入，存入输入状态输入状态存储器存储器中；中；3 ）执行用户程序，执行用户程序，产生相应控制信号，实现程序规定的各种功能；产生相应控制信号，实现程序规定的各种功能；4 ）通过故障诊通过故障诊断断程序，诊断程序，诊断PLC的的各种运行错误。各种运

8、行错误。7.1 PLC的基本结构、工作原理和主要特点2. 存储器：存储器：用来用来存放程序和数据存放程序和数据 1 1）系统程序存储器：系统程序存储器：存存放系统程序，系统程序决定放系统程序，系统程序决定PLCPLC性能，性能，包括监包括监控程序、解释程序、自诊断程序和标准子程序控程序、解释程序、自诊断程序和标准子程序及各种管理程序及各种管理程序等。等。 2 2 用户程序存储器：用户程序存储器：用来存储用户程序，用来存储用户程序， 用户程序由编程器输入用户程序由编程器输入。作为作为监控程序和用户程序的缓冲单元。在监控程序和用户程序的缓冲单元。在PLCPLC中，进行字操作的缓中，进行字操作的缓冲

9、单元称为数据寄存器，冲单元称为数据寄存器，进行位操作的缓冲单元称为辅助继电器。进行位操作的缓冲单元称为辅助继电器。 3 3 变量变量（数据）（数据）存储器：存储器：存放存放PLCPLC的内部逻辑变量，如定时器的内部逻辑变量，如定时器/ /计数计数器的当前值。（器的当前值。（C0 K3C0 K3）7.1 PLC的基本结构、工作原理和主要特点3. 输入输出输入输出（I/O）电路）电路1）输入电路）输入电路 输入电路是输入电路是PLC与外部信号连接的输入通道，现场输入信号（如与外部信号连接的输入通道，现场输入信号（如按钮、行程开关等）经过输入电路转换成中央控制单元能接受和按钮、行程开关等）经过输入电

10、路转换成中央控制单元能接受和处理的数字信号。处理的数字信号。2）输出电路）输出电路 是是PLC向外部执行部件输出相应控制信号的通道。通过输出电路，向外部执行部件输出相应控制信号的通道。通过输出电路，PLC可对现场执行单元（如接触器、继电器、电动机、指示灯等）可对现场执行单元（如接触器、继电器、电动机、指示灯等）进行控制。进行控制。 7.1 PLC的基本结构、工作原理和主要特点4.电源部件电源部件 能将交流电转换为中央控制单元、输入能将交流电转换为中央控制单元、输入/输出电路所需要的直流输出电路所需要的直流电，能消除电源电压波动、温度变化对输出电压的影响，对过电电，能消除电源电压波动、温度变化对

11、输出电压的影响，对过电压具有一定的保护能力。压具有一定的保护能力。5.编程器编程器 是是PLC的重要外围设备，它能对程序进行编制、调试、监视、修的重要外围设备，它能对程序进行编制、调试、监视、修改、编缉。改、编缉。7.1.2 PLC的结构形式的结构形式 整体式：整体式：将所有电路装入一个模块内，构成一个整体。将所有电路装入一个模块内，构成一个整体。 模块式：模块式：采用搭积木的方式组成，在一块基板上插上采用搭积木的方式组成，在一块基板上插上CPU、电源、电源、I/O模块及特殊功能模块。可根据应用场模块及特殊功能模块。可根据应用场合灵活选用各模块，适用于大型系统。合灵活选用各模块，适用于大型系统

12、。7 7.1.1.3.3 PLC PLC的工作原理的工作原理输入电路：输入电路：采集被控设备的检测信号或操作命令采集被控设备的检测信号或操作命令微处理器：微处理器：执行用户程序，进行逻辑运算执行用户程序，进行逻辑运算输出电路：输出电路：驱动被控设备的执行机构。驱动被控设备的执行机构。对用户程序进行扫描的一个周期分五个阶段对用户程序进行扫描的一个周期分五个阶段（1）自诊断：对）自诊断：对输入输出电路、输入输出电路、CPU、存储器、存储器的的自检。（与标准状态进行比较）自检。（与标准状态进行比较）（2）与编程器通信：有通信要求对程序进行处理）与编程器通信：有通信要求对程序进行处理（3）读入现场信号

13、：读入所有输入端的信号状态，）读入现场信号：读入所有输入端的信号状态，存入输入状态寄存器存入输入状态寄存器（4）执行用户程序：微处理器根据用户程序对输）执行用户程序：微处理器根据用户程序对输入状态寄存器中的数据进行运算，将结果存入输出入状态寄存器中的数据进行运算，将结果存入输出状态寄存器。状态寄存器。（5）输出结果：将输出状态寄存器中的数据通过）输出结果：将输出状态寄存器中的数据通过输出电路转化为电压或电流信号，驱动被控设备。输出电路转化为电压或电流信号，驱动被控设备。PLC有两种工作状态：有两种工作状态：STOP和和RUN，由启动、停止按钮控制，由启动、停止按钮控制一个扫描周期一般为几毫秒至

14、几十毫秒。按开关，马上动。一个扫描周期一般为几毫秒至几十毫秒。按开关，马上动。7.2 PLC的特点 （1）抗干扰能力强，环境适应性好）抗干扰能力强，环境适应性好 （2）编程方法简单易学）编程方法简单易学 （3）应用灵活，通用性好）应用灵活，通用性好 （4）完善的监视和诊断功能）完善的监视和诊断功能 应用：应用： 广泛应用于顺序控制，并向过程控制（红广泛应用于顺序控制，并向过程控制（红绿灯）、监控和数据采集、统计过程控制、绿灯）、监控和数据采集、统计过程控制、统计质量控制等领域渗透。统计质量控制等领域渗透。 FX2N系列PLC基本单元的型号与端子排列 例如：例如：FX2N-16MR表示为表示为F

15、X2N系列的基本单元，系列的基本单元，I/O总接口数为总接口数为16，继电器输出方式。，继电器输出方式。7 7. .3 3 PLC PLC的编程元件的编程元件（三菱（三菱FX2NFX2N系列）系列）1. 1. 输入继电器输入继电器X X（光电耦合器）（光电耦合器）07：8个输入接线端子个输入接线端子 COM：输入公共端：输入公共端 K0K7：现场检测开关信号：现场检测开关信号24V直流电源：直流电源：PLC内部专供输入接口电源内部专供输入接口电源 发光二级管发光二级管LED：输入状态指标灯：输入状态指标灯R：限流电阻，为：限流电阻，为LED和光电耦合器提供合适的工作电流。和光电耦合器提供合适的

16、工作电流。输入电路的工作原理（以输入电路的工作原理（以0输入点为例）输入点为例）开关开关K0合上，合上，24V电源经电源经R、LED0、V0、K0形成回路，形成回路，LED0发光，电路接通，发光，电路接通，此时，光电耦合器的发光元件此时，光电耦合器的发光元件V0发光，感光元件发光，感光元件VT0受光照饱和导通，输入寄存受光照饱和导通，输入寄存器器X0的状态为的状态为1。开关。开关K0断开时，电路不通，断开时，电路不通，LED0不亮，光电耦合器不导通，不亮，光电耦合器不导通，输入寄存器输入寄存器X0的状态为的状态为0。 CPU从输入寄存器读到从输入寄存器读到1和和0，对应开关的通和断。，对应开关

17、的通和断。2 . 输出继电器输出继电器Y 由输出电路和输出寄存器组成，有晶体管、晶闸管和继电器三种由输出电路和输出寄存器组成，有晶体管、晶闸管和继电器三种输出方式。输出方式。继电器输出电路：继电器输出电路：Y0：输出接线端子，：输出接线端子，COM1：公共输出端。：公共输出端。CPU输出输出1时，继电器的线圈时，继电器的线圈KA通电，常开触点闭合，通电，常开触点闭合，Y0与与C0M1接通，负载通电。接通，负载通电。CPU输出输出0时，继电器时，继电器KA的线圈失电，常开触点的线圈失电，常开触点断开，断开，Y0与与COM1断开，负载失电。断开，负载失电。CPU输出输出1和和0正好对应负载的通电和

18、断电。正好对应负载的通电和断电。电容是为了吸收继电容是为了吸收继电器触点接触或断电器触点接触或断开瞬间产生的脉冲，开瞬间产生的脉冲，继电器触点没有灭继电器触点没有灭弧装置，带大功率弧装置，带大功率负载容易烧坏触点，负载容易烧坏触点，加电容可提高触点加电容可提高触点的灭弧能力，保护的灭弧能力，保护触点触点 晶体管输出电路晶体管输出电路二极管：具有单向导电性，即正向导通，反向截止二极管：具有单向导电性，即正向导通，反向截止 三极管：当三极管：当b点电位高于点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，电路导通，电流通过，反之电路截止，电流无法通过。电路导通

19、，电流通过，反之电路截止，电流无法通过。CPU输出输出1时，发光二极管导通，感光三极管导通，负载电压经负时，发光二极管导通，感光三极管导通，负载电压经负载使三极管饱和导通，载使三极管饱和导通，Y0与与COM1接通，负载通电。接通，负载通电。CPU输出输出0时，时，发光二级管不发光，感光三级管截止，发光二级管不发光，感光三级管截止，Y0与与COM1断开，负载失电。断开，负载失电。CPU输出输出1和和0正好对应负载的通电与失电。正好对应负载的通电与失电。3. 定时器定时器T（时间继电器）（时间继电器）由设定值寄存器、当前值寄存器、状态寄存器组成；由设定值寄存器、当前值寄存器、状态寄存器组成； 定时

20、器的设定值由用户程序设定，存放在设定值寄存器；定时器的设定值由用户程序设定，存放在设定值寄存器； 当当x0的状态为的状态为1时，计数器时，计数器A累加时钟脉冲个数，当计数器累加时钟脉冲个数，当计数器A的计数的计数值等于设定值后，比较器输出为值等于设定值后，比较器输出为1；存入状态寄存器。；存入状态寄存器。当当x0的状态为的状态为0时，计数器不计数，定时器的状态为时，计数器不计数，定时器的状态为0.定时器的时钟脉冲可分为定时器的时钟脉冲可分为1ms、10ms、100s等。等。T0-T199为为100ms时钟脉冲，时钟脉冲，T200-T245为为10ms， T246-T249为为1ms。状态状态寄

21、存寄存器器4. 计算器计算器C由设定值寄存器、当前值寄存器、状态寄存器组成；由设定值寄存器、当前值寄存器、状态寄存器组成； 计数器的设定值由用户程序设定，存放在设定值寄存器；计数器的设定值由用户程序设定，存放在设定值寄存器；复位输入复位输入X0的状态为的状态为1时，计数器不计数，计数器的状态变为时，计数器不计数，计数器的状态变为0；复位输入复位输入X0的状态为的状态为0时，计数器对时，计数器对X1的脉冲个数进行计算，计数的脉冲个数进行计算，计数值等于设定值，计数器的状态变为值等于设定值，计数器的状态变为1，常开触点闭合，常闭触点断，常开触点闭合，常闭触点断开，直到复位输入开，直到复位输入X0由

22、由0变为变为1，计数器才变为，计数器才变为0.X0当前值寄存器设定值寄存器状态 寄存器复位输入X1计数脉冲输入 5. 辅助继电辅助继电器器M：存储器中的一个部分，按位编址，由程序指令控制存储器中的一个部分，按位编址，由程序指令控制，供内部编程使用。，供内部编程使用。 通用辅助继电器：通用辅助继电器：M0-M499，电源断电，线圈断开，再次通电，需要外，电源断电，线圈断开，再次通电，需要外部信号将线圈变为接通。部信号将线圈变为接通。断电保持辅助继电器：断电保持辅助继电器：M500-M3071，能记忆电源中断瞬间的状态，重，能记忆电源中断瞬间的状态，重新通电后再现其状态。用新通电后再现其状态。用P

23、LC中的锂电池保持自身映像寄存器中的内容。中的锂电池保持自身映像寄存器中的内容。特殊辅助继电器：特殊辅助继电器：M8000用于运行监控，用于运行监控，PLC运行时置运行时置1并保持、并保持、M8002用于初始脉冲，只在用于初始脉冲，只在PLC开始运行的第一个扫描周期置开始运行的第一个扫描周期置1。 M8033用于用于PLC暂停运行，保持停止前的输出状态不变；暂停运行，保持停止前的输出状态不变；M8034用于用于PLC终止运行，所有输出状态全部变为终止运行，所有输出状态全部变为0。X0007.4 PLC的软件技术的软件技术 用户数据结构用户数据结构 1 ）位数据位数据：即逻辑量，其值为即逻辑量，

24、其值为1或或0，触点的通和断、线圈的通，触点的通和断、线圈的通电与失电。存放位数据的元件称为位元件（输入断电器电与失电。存放位数据的元件称为位元件（输入断电器X、输出、输出继电器继电器Y、状态继电器、状态继电器S、辅助继电器、辅助继电器M）。）。 2） 字数据：字数据：即数值量，如定时器即数值量，如定时器T，计数器，计数器C中的数值。中的数值。FX2N有十进制和十六进制。有十进制和十六进制。 3）混合数据：）混合数据：一个元件中既有位数据又有字数据。三菱一个元件中既有位数据又有字数据。三菱FX2N的的混合元件有定时器混合元件有定时器T、计数器、计数器C。03500210210003500303

25、603500351YXMMYXYYXT逻辑关系式2. 用户程序表达方式用户程序表达方式1） 梯形图梯形图 ：2）语句表）语句表由操作码、操作数（标志符和地址码）组成由操作码、操作数（标志符和地址码）组成 LD X000 LD取指令取指令 AND M100 AND与指令与指令 OR Y030 OR或指令或指令 ANI Y002 ANI与非指令与非指令7.7.4.24.2 基本指令基本指令(FX2N系列）1. 输入、输出指令输入、输出指令LD： 取指令。对应与左取指令。对应与左母线连接的或电路块开始母线连接的或电路块开始的常开触点。的常开触点。LDI：取反指令。对应与取反指令。对应与左母线连接的或

26、电路块开左母线连接的或电路块开始的常闭触点，始的常闭触点，动断触点动断触点。OUT：输出指令。对应与输出指令。对应与右母线连接的线圈符号。右母线连接的线圈符号。有有计数器或定时器时，后计数器或定时器时，后加加 常数常数KK 指令指令 地址号地址号 LD X000 OUT Y030 LDI X001 OUT M100 OUT T50 K19 LD T50 OUT Y0312.逻辑指令逻辑指令:1）逻辑与指令）逻辑与指令AND 与指令，动合触点与前一个触点的串联ANI 与非指令，动断触点与前一个触点的串联LD X002 ;读X002AND M102 ;X002M102OUT Y035 ;读Y035

27、LD Y035 ;读Y035ANI X003 ;Y035X003OUT M100 ;M100=Y035X003AND T51 ;Y035X003T51OUT Y036 ;Y036= Y035X003T512） 逻辑或指令逻辑或指令OR - 或指令 动合触点与其它触点的并联ORI - 或非指令 动断触点与其它触点的并联LD X014OR X016ORI M102OUT Y035LD X005AND X015OR M102ANI X017ORI M100OUT M103ORB：两个或两个以上触点串联电路的并联3）块或指令）块或指令LD X001AND X002LDI X003AND X004ORB

28、LD X005ANI X006ORBOR X007OUT Y0004)块与指令块与指令 ANB：两个或两个以上触点并联电路的串联：两个或两个以上触点并联电路的串联LD X001AND X002LD X003ANI X004ORBLD X005AND X006LDI X007AND X010ORBANBOR X011OUT Y0303. 置位、复位指令置位、复位指令SET(置位指令)用于使位元件置1并保持RST (复位指令)用于使位元件清零并保持LD X000SET Y000 LD X001RST Y000LD X002SET M0LD X003RST M0LD Y000SET S0LD M0R

29、ST S0图7.16 SET、RST指令的应用举例X000X001X002X003Y000M00246810SET Y000RST Y000SET M0 RST M0 SET S0 RST S0 X000X001Y0004. 主令控制指令主令控制指令LD X000MC N0 M100LD X001OUT Y000LD X002OUT Y001MCR N0LD X002OUT Y002MC 主控指令，用于主控指令，用于公共串联触点公共串联触点的连接。的连接。MCR 主控复位指令，用于主控复位指令，用于MC指令的复位。指令的复位。X000接通，接通，M100闭合。执行从闭合。执行从MC到到MCR的

30、指令的指令X000断开，断开，M100断开。不执行从断开。不执行从MC到到MCR的指令的指令Y002只由只由X002控制，不要主控范围内。控制，不要主控范围内。 注意：注意：(1)MC、MCR指令必须成对出现，编程时不要漏掉指令必须成对出现，编程时不要漏掉MCR指令，否则程序将出错；指令，否则程序将出错；(2)使用主控指令使用主控指令MC之后，母线转移至主控制触点之后，母线转移至主控制触点之后，之后，与新分支母线相连的触点都要用与新分支母线相连的触点都要用LD或或LDI指令；指令；(3)在梯形图中可以多次使用主控指令，并可嵌套使在梯形图中可以多次使用主控指令，并可嵌套使用，但最多不能超过用，但

31、最多不能超过7次。次。LD X000MC N0 M100LD X001OUT Y000LD X002OUT Y001MCR N0LD X002OUT Y0025. 栈指令（用于存储中间运算结果，有栈指令（用于存储中间运算结果，有11个栈）个栈）MPS (进栈指令进栈指令) ：将数据存入：将数据存入栈存储器栈存储器第一层，栈内数据下移第一层，栈内数据下移MRD(读栈指令读栈指令)：读取栈第一层的数据，栈：读取栈第一层的数据，栈存储器存储器内数据不动内数据不动MPP(出栈指令出栈指令)：将栈第一层数据读出，栈：将栈第一层数据读出，栈存储器存储器内的数据上移内的数据上移第一层要，第二层要，第三层不要

32、了复原第一层要，第二层要，第三层不要了复原LD X000MPSANI X001MPSAND X002OUT Y000MPPAND X003OUT Y001MRDAND X004AND X005OUT Y002MPPANI X006OUT Y003几点说明：几点说明： （1）栈指令用于带分支的多路输出电路；）栈指令用于带分支的多路输出电路；（2）栈指令仅用于输入继电器栈指令仅用于输入继电器X作为公共触点的情况；作为公共触点的情况；（3）栈指令没有使母线移动，故栈指令后的触点栈指令没有使母线移动，故栈指令后的触点不能用不能用LD或或LDI指令；指令；6. 脉冲指令：脉冲指令：与与LD、AND、OR

33、指令相对应，指令中指令相对应，指令中P对对应上升沿脉冲，应上升沿脉冲，F对应下降沿脉冲。对应下降沿脉冲。LDP X000ORP X001OUT M0LD M8000ANDP X001OUT M1LDF X000ORF X001 OUT Y000LD M8000ANDF X001OUT Y001LDP:取上升沿指令，仅在指定取上升沿指令，仅在指定操作元件的上升沿时接通操作元件的上升沿时接通1个个扫描周期。扫描周期。LDF：取下降沿指令，仅在指定取下降沿指令，仅在指定操作元件的下降沿时接通操作元件的下降沿时接通1个个扫描周期。扫描周期。ANDP：上升沿与指令：上升沿与指令ANDF：下降沿与指令：下

34、降沿与指令ORP：上升沿或指令：上升沿或指令ORF：下降沿或指令：下降沿或指令7.4.3 常用编程技巧常用编程技巧1. 程序的合理性程序的合理性对于并联电路，串联触点多的对于并联电路，串联触点多的支路最好排在梯形图的上面。支路最好排在梯形图的上面。对于串联电路，并联触点多的对于串联电路，并联触点多的电路块最好排在梯形图的左面。电路块最好排在梯形图的左面。2. 程序的正确性程序的正确性图图7.23 竖线上不能有触点竖线上不能有触点图图7.24 线圈和右母线之线圈和右母线之间不能连接触点间不能连接触点图图7.25 不能使用不能使用OUT指令对指令对同一个元件进行两次以上操作同一个元件进行两次以上操

35、作下图对应逻辑关系正确的梯形图下图对应逻辑关系正确的梯形图3. 定时器的使用定时器的使用1）通电延时接通功能）通电延时接通功能当输入信号当输入信号X000为为1时，定时器时，定时器T0开始计时，当定时器开始计时，当定时器T0的当前值等于设定值的当前值等于设定值1秒时，常开触点闭合，输出秒时，常开触点闭合，输出Y000为为1，直到输入信号，直到输入信号X000为为0时为止（时为止（T0的时钟脉的时钟脉冲周期为冲周期为100ms=0.1s）。）。计数器需要复位指令计数器需要复位指令定时器不需要定时器不需要2）通电延时断开功能）通电延时断开功能输入信号输入信号X000为为1时，时，X000常闭触点断

36、开，输出常闭触点断开，输出Y000为为1并自锁，定时器不计时。输入并自锁，定时器不计时。输入X000由由1变变0时，时，X000常闭触常闭触点闭合，点闭合，Y000继续为继续为1，同时定时器，同时定时器T0开始计时，当定时器开始计时，当定时器的当前值等于设定值的当前值等于设定值1.9秒时，秒时，T0的状态为的状态为1，其常闭触点断，其常闭触点断开，使输出开，使输出Y000由由1变变0，定时器停止计时。，定时器停止计时。3）用定时器产生周期脉冲信号）用定时器产生周期脉冲信号当当X000由由0变变1时，时，T0输出一个脉冲信号，脉冲信号的输出一个脉冲信号，脉冲信号的脉宽由寄存器脉宽由寄存器D2的值

37、确定，周期则由寄存器的值确定，周期则由寄存器D1和和D2的的值确定，改变寄存器值确定，改变寄存器D1和和D2的值，就可改变脉冲信号的值，就可改变脉冲信号的脉宽和频率。的脉宽和频率。f=1/T1. 三相异步电动机的启动、停止控制三相异步电动机的启动、停止控制7.5.2 PLC实现电动机控制的设计实现电动机控制的设计LD X000OR Y000ANI X001ANI X002OUT Y000END 图图(b) PLC外部接线图外部接线图按下启动按钮按下启动按钮SB1，X000常开触点闭合，常开触点闭合，Y000线圈得电，电动线圈得电，电动机转动，按下停止按机转动，按下停止按钮钮SB2，X001常闭

38、触常闭触点断开，电动机停止，点断开，电动机停止，KH为热继电器，电动为热继电器，电动机过载时，热继电器机过载时，热继电器的热元件热量增大，的热元件热量增大，X002常闭触点断开，常闭触点断开，电动机停止。电动机停止。2. 三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制工作原理：工作原理：用正、反向控制接触器改变定子绕组的相序实现正反转。用正、反向控制接触器改变定子绕组的相序实现正反转。短路：短路：正、反转控制接触器不能同时接通。正、反转控制接触器不能同时接通。正反转按钮互锁：正反转按钮互锁：X000常闭触点串入输出继电器常闭触点串入输出继电器Y001的回路。的回路。 X001常常闭触点串

39、入输出继电器闭触点串入输出继电器Y000的回路。的回路。定时器定时器T0、T1：没有时，没有时，Y000的断开与的断开与Y001的接通同时完成，的接通同时完成，KM1线圈失电与线圈失电与KM2线圈通电同时完成，可能造成线圈通电同时完成，可能造成KM1断开触点断开触点电弧没有熄灭，电弧没有熄灭，KM2触点已闭合，造成电源短路。触点已闭合，造成电源短路。 加入定时器加入定时器T0、T1，使被切断的接触器瞬时断开，接通的接触器延时，使被切断的接触器瞬时断开，接通的接触器延时0.5秒后接通。秒后接通。正反转控制主回路正反转控制主回路PLC外部接线图外部接线图SB1：正向启动按钮，：正向启动按钮，SB2

40、：反向启动按钮：反向启动按钮SB3：停止按钮：停止按钮KM1：正向控制接触器，：正向控制接触器，KM2：反向控制接触器：反向控制接触器AX,BY,CZ,XYZAX,XB,BY,YC,CZ,ZA3. 三相异步电动机三相异步电动机Y-启动控制启动控制 SB1：启动按钮，启动按钮，SB2：停止按钮停止按钮 KM：电源接触器电源接触器 KM1：星形连接接触器，星形连接接触器，KM2：三角形连接接触器三角形连接接触器工作原理：工作原理：按下启动按钮按下启动按钮SB1，X000为为1，Y000为为1并保持，并保持，Y000使使Y001也为也为1，接触器，接触器KM、KM1同时通电，电动机接成星形连接启动，

41、同时通电，电动机接成星形连接启动，定定时器时器T0开始计时，开始计时，T0延时时间到，延时时间到，T0常闭触点断开，使常闭触点断开，使Y001为为0，星形，星形连接接触器连接接触器KM1断开，电动机失电。断开，电动机失电。T0常开触点闭合，使常开触点闭合，使M0为为1并保持，并保持，定时器定时器T1开始计时，开始计时，T1延时时间到，延时时间到，T1常开触点闭合，使常开触点闭合，使Y002为为1并保并保持，使三角形连接接触器持，使三角形连接接触器KM2得电，电动机接成三角形连接启动，得电，电动机接成三角形连接启动，Y002动断触点断开使定时器动断触点断开使定时器T1复位。复位。按下停止按钮按下

42、停止按钮SB2，X001常闭触点断开，常闭触点断开，Y000为为0，切断电源接触器，切断电源接触器KM，电动机失电停止。，电动机失电停止。7.5.3 交通灯的交通灯的PLC控制设计控制设计确定控制任务确定控制任务东西方向、南北方向的红、黄、绿灯控制的时序相同。东西方向、南北方向的红、黄、绿灯控制的时序相同。首先首先东东西方西方向向红灯亮红灯亮60秒时，秒时，南北方向南北方向绿灯亮绿灯亮55秒后，绿灯闪烁秒后，绿灯闪烁3秒，接着秒，接着黄黄灯亮灯亮2秒。黄灯熄灭后，秒。黄灯熄灭后，南北方向南北方向红灯亮红灯亮60秒，秒，东西方向东西方向绿灯亮绿灯亮551. 秒后，绿灯闪烁秒后，绿灯闪烁3秒，接着

43、黄灯亮秒，接着黄灯亮2秒。接着循环。秒。接着循环。东西东西南北南北输入、输出地址分配输入、输出地址分配南北南北东西东西东西方向东西方向红灯亮红灯亮60秒时秒时南北方向南北方向绿灯亮绿灯亮55秒后秒后绿灯闪烁绿灯闪烁3秒，接着黄秒，接着黄灯亮灯亮2秒。黄灯熄灭后秒。黄灯熄灭后南北方向南北方向红灯亮红灯亮60秒，秒，东西方向东西方向绿灯亮绿灯亮55秒秒后，绿灯闪烁后，绿灯闪烁3秒，秒，接着黄灯亮接着黄灯亮2秒。接着循环秒。接着循环 4. 程序梯形图程序梯形图 1）开始按钮）开始按钮SB的读取与保持的读取与保持 当按下开始按钮当按下开始按钮SB后，交通灯开始工作，并一直保持，后，交通灯开始工作，并一

44、直保持，X000接通后，接通后，M100始终为始终为“1”并自锁。并自锁。 2）定时时间控制程序）定时时间控制程序和信号灯控制程序和信号灯控制程序 M100为为1，T0接通开时计时，接通开时计时，T1不变，不变，60秒后，秒后，T0常开触点闭常开触点闭合，常闭触点断开，合，常闭触点断开，T1接通开始计时，接通开始计时， 60秒后，秒后，T1常开触点闭常开触点闭合，常闭触点断开。此时，合，常闭触点断开。此时，T0复位为复位为0，同时，同时，T0常开触点断开，常开触点断开，T1复位为复位为0，T1常闭触点闭合，又接通常闭触点闭合，又接通T0开始计时循环。开始计时循环。东西方向东西方向红灯亮红灯亮6

45、0秒时秒时南北方向南北方向绿灯亮绿灯亮55秒后秒后绿灯闪烁绿灯闪烁3秒，接着黄秒，接着黄灯亮灯亮2秒。黄灯熄灭后秒。黄灯熄灭后南北方向南北方向红灯亮红灯亮60秒，秒，东西方向东西方向绿灯亮绿灯亮55秒秒后，绿灯闪烁后，绿灯闪烁3秒，秒，接着黄灯亮接着黄灯亮2秒。接着循环秒。接着循环2）定时时间控制程序）定时时间控制程序和信号灯控制程序和信号灯控制程序M100为为1，T10接通开时计时，接通开时计时，T11不变，不变，0.5秒后，秒后，T10常开触点闭合，常开触点闭合，常闭触点断开，常闭触点断开，T11接通开始计时，接通开始计时， 0.5秒后，秒后，T11常开触点闭合，常闭常开触点闭合，常闭触点

46、断开。此时，触点断开。此时，T10复位为复位为0，同时，同时，T10常开触点断开，常开触点断开，T11复位为复位为0，T11常闭触点闭合，常闭触点闭合，M10始终为始终为1，又接通，又接通T10开始计时循环。开始计时循环。东西方向东西方向红灯亮红灯亮60秒时秒时南北方向南北方向绿灯亮绿灯亮55秒后秒后绿灯闪烁绿灯闪烁3秒，接着黄秒，接着黄灯亮灯亮2秒。黄灯熄灭后秒。黄灯熄灭后南北方向南北方向红灯亮红灯亮60秒，秒，东西方向东西方向绿灯亮绿灯亮55秒秒后，绿灯闪烁后，绿灯闪烁3秒，秒，接着黄灯亮接着黄灯亮2秒。接着循环秒。接着循环v状态继电器（状态继电器（S）状态继电器是对状态继电器是对步进型步进型控制进行简易编程的内部软元件，采控制进行简易编程的内部软元件，采用用十进制十进制编号。与步进指令编号。与步进指令STLSTL配合使用；配合使用；状态继电器有无数个常开触点与常闭触点，可随意使用；状态继电器有无数个常开触点与常闭触点，可随意使用；状态器不用于步进阶梯指令时，可作辅助继电器使用。状态器不用于步进阶梯指令时，可作辅助继电器使用。7.6 步进顺控指令步进顺控指令 STL：步进开始指令，与母线直接相连，表示步进顺控开始。：步进开始指令，与母线直接相连，表示步进顺控开始。STL是步进顺控指令或步进梯形指令的简称。是步进顺控指令或步进梯形指令的简称。RET：步进结束指令，表示