第03章可编程序控制器的结构及工作原理

1、第第3章可编程序控制器的结构章可编程序控制器的结构 及工作原理及工作原理l3.1可编程序控制器（可编程序控制器（PLC）基本构成及工）基本构成及工作方式作方式l3.2可编程序控制器的编程元件及编程语言可编程序控制器的编程元件及编程语言l3.3欧姆龙欧姆龙C系列系列PLC及其指令系统简介及其指令系统简介l3.4三菱三菱FX2N系列可编程序控制器及其基本系列可编程序控制器及其基本指令简介指令简介l3.5西门子西门子S7-200 PLC及其指令系统简介及其指令系统简介* 可编程序控制器的产生及发展可编程序控制器的产生及发展 1968年，美国汽车制造年，美国汽车制造商商通用汽车公司通用汽车公司为了适应

2、汽为了适应汽车型号不断翻新的需求，以车型号不断翻新的需求，以求在激烈竞争中占有优势，求在激烈竞争中占有优势，提出用一种新的控制器取代提出用一种新的控制器取代继电器控制系统。继电器控制系统。PLC起源起源概述概述功能完备功能完备灵活性高灵活性高通用性好通用性好计算机计算机继电器接触继电器接触器控制系统器控制系统简单易懂简单易懂操作方便操作方便价格便宜价格便宜 编程简单编程简单掌握快掌握快 新新型型控控制制器器新型的控制器的具体设想新型的控制器的具体设想附加要求附加要求新型控制器应具备的具体条件新型控制器应具备的具体条件 ：1）编程简单，可在现场修改程序。）编程简单，可在现场修改程序。2）维护方便

3、，最好是插件式结构。）维护方便，最好是插件式结构。3） 可靠性高于继电器控制。可靠性高于继电器控制。4）体积小于继电器控制柜。）体积小于继电器控制柜。5） 可将数据直接送入管理计算机。可将数据直接送入管理计算机。6） 在成本上可与继电器控制柜竞争。在成本上可与继电器控制柜竞争。7）输入可以是交流）输入可以是交流115V。8） 输出可以为交流输出可以为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀。以上，能直接驱动电磁阀。9） 扩展时，原有系统只要很小变化。扩展时，原有系统只要很小变化。10） 用户程序存储器容量至少能扩展到用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。其后，其后，日本、德国日本、德国等相继引

4、入或开发这项新技术，可编程序等相继引入或开发这项新技术，可编程序控制器由此而迅速发展起来。控制器由此而迅速发展起来。 美国数字设备公司（美国数字设备公司（DEC）根据根据GM公司招标的技术要求，于公司招标的技术要求，于1969年研制出世界上第一台可编程序控制器，并在年研制出世界上第一台可编程序控制器，并在GM公司汽公司汽车自动装配线上试用，获得成功。车自动装配线上试用，获得成功。nPLC的定义：的定义：可编程控制器是一种可编程控制器是一种数字运算操作数字运算操作的的电子系电子系统统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内

5、部存贮执行器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令数和算术运算等操作的指令，并通过，并通过数字式、模拟式的输入数字式、模拟式的输入和输出和输出，控制各种类型的机械或生产过程，可编程控制器及，控制各种类型的机械或生产过程，可编程控制器及其外有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体，易其外有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。于扩充其功能的原则设计。两者的直观比较两者的直观比较一、一、PLC的应用领域的应用领域开关量逻辑控制开关量逻辑控制 用于机械加工的数字控制用于机械加工的数字控制 工业机器人控

6、制工业机器人控制 闭环过程控制闭环过程控制 用于组成多级控制系统用于组成多级控制系统二、二、PLC的发展的发展在功能和技术指标方面的发展在功能和技术指标方面的发展1、向高速、大容量方向发展、向高速、大容量方向发展2、加强联网和通信能力、加强联网和通信能力3、致力于开发新型智能、致力于开发新型智能I/O功能模块功能模块4、增强外部故障的检测与处理能力、增强外部故障的检测与处理能力5、编程语言的多样化、编程语言的多样化在经济指标与产品类型方面在经济指标与产品类型方面1、研制大型、研制大型PLC2、大力发展简易、经济的超小型微型、大力发展简易、经济的超小型微型PLC，以适应单机及小型自，以适应单机及

7、小型自动控制的需要动控制的需要3、致力于提高功能价格比，以提高竞争力。、致力于提高功能价格比，以提高竞争力。3.1 可编程序控制器（可编程序控制器（PLC）基本构成）基本构成 及工作方式及工作方式一、一、 PLC的基本构成的基本构成1.微处理器（微处理器（CPU）：）： CPU是是PLC的的核心部件核心部件，是，是PLC的运算、的运算、控制中心，用来实现逻辑运算、算术运算并对整机进行协调控控制中心，用来实现逻辑运算、算术运算并对整机进行协调控制制 2.存储器存储器 ：用来存放用来存放PLC的系统程序、用户程序以及工作数据。的系统程序、用户程序以及工作数据。常用的存储器有常用的存储器有 ROM、

8、 EPOM、EEPROM、快闪内存、快闪内存、RAM等几种类型，不同型号的等几种类型，不同型号的PLC配置的存储器类型也不相同。配置的存储器类型也不相同。3.现场信号的输入输出接口现场信号的输入输出接口 (1)开关量输入接口开关量输入接口 (2)开关量输出接口开关量输出接口 4.I/O扩展接口扩展接口 5.通讯接口通讯接口 6.电源电源 以开关量为输出形式的检测以开关量为输出形式的检测元件（如操作按钮、行程开元件（如操作按钮、行程开关、接近开关、压力继电器关、接近开关、压力继电器等）的连接通道等）的连接通道 开关量输出接口是开关量输出接口是PLC PLC 与与现场执行机构的连接通道现场执行机构

9、的连接通道 I/O扩展接口用于扩扩展接口用于扩展展PLC的功能和规模的功能和规模 图图3-2 PLC的扫描工作流程图的扫描工作流程图二、可编程序控制器的工作方式二、可编程序控制器的工作方式1.扫描工作方式扫描工作方式 2.PLC的工作过程的工作过程 4.公共操作公共操作 5.I/O操作操作 6.执行用户程序包括执行用户程序包括7.监视定时器监视定时器T1的作用的作用8.执行用户程序执行用户程序 9.执行外设指令执行外设指令 3.上电后的初始操作上电后的初始操作 （1） 因以扫描的方式执行操作，所以其因以扫描的方式执行操作，所以其输入输出信号间的逻辑关系输入输出信号间的逻辑关系存存在着在着滞后滞

10、后，扫描周期越长，滞后就越严重。，扫描周期越长，滞后就越严重。（2） 扫描周期除了执行扫描周期除了执行用户程序所占用的时间用户程序所占用的时间外，还包括系统管理操外，还包括系统管理操作占用的时间，前者作占用的时间，前者与程序的长短及其指令操作的复杂程度有关与程序的长短及其指令操作的复杂程度有关，后者基，后者基本不变。本不变。 （3）第）第n次扫描执行程序时，所依据的输入数据是该次扫描之前的输入次扫描执行程序时，所依据的输入数据是该次扫描之前的输入采样值采样值Xn；所依据的输出数据既有本次扫描前的值；所依据的输出数据既有本次扫描前的值Yn-1，也有本次解算结，也有本次解算结果果Yn。送往输出端子

11、的信号，是本次执行完全部运算后的最终结果。送往输出端子的信号，是本次执行完全部运算后的最终结果Yn。执行运算过程中并不输出，因为前面的某些结果可能被后面的计算操作否执行运算过程中并不输出，因为前面的某些结果可能被后面的计算操作否定。定。（4） 如果考虑到如果考虑到I/O硬件电路的延时，硬件电路的延时，PLC响应滞后比扫描原理滞后更响应滞后比扫描原理滞后更大。大。PLC I/O端子上的信号关系，只有在稳态（端子上的信号关系，只有在稳态（ON或或OFF状态保持不变）状态保持不变）时才与设计要求一致。时才与设计要求一致。（5） 输入输出响应滞后不仅与扫描方式和电路惯性有关，还与程序输入输出响应滞后不

12、仅与扫描方式和电路惯性有关，还与程序设计安排顺序有关。设计安排顺序有关。几个重要的结论：几个重要的结论： PLC按扫描的方式执行程序是主要的工作方式按扫描的方式执行程序是主要的工作方式，就是在具有快速，就是在具有快速处理的高性能处理的高性能PLC中，主程序还是以扫描方式执行的。中，主程序还是以扫描方式执行的。三、可编程序控制器的编程设备三、可编程序控制器的编程设备手持编程器手持编程器专用编程器专用编程器装有编程软件的计算机装有编程软件的计算机手持编程器体积小，携带方手持编程器体积小，携带方便，在现场调试时更显其优便，在现场调试时更显其优越性，但在程序输入或阅读越性，但在程序输入或阅读理解分析时

13、，比较繁琐理解分析时，比较繁琐 功能强，可视化程度高，功能强，可视化程度高，使用也很方便，但其价使用也很方便，但其价格高，通用性差格高，通用性差 利用计算机进行利用计算机进行PLC的编程、的编程、通信更具优势，计算机除可进通信更具优势，计算机除可进行行PLC的编程外，还可作为一的编程外，还可作为一般计算机使用，兼容性好，利般计算机使用，兼容性好，利用率高。因此采用计算机进行用率高。因此采用计算机进行PLC的编程已成为一种趋势的编程已成为一种趋势 3.2 可编程序控制器的编程元件及编程语言可编程序控制器的编程元件及编程语言一一 可编程控制器的编程元件及存储区域的分配可编程控制器的编程元件及存储区

14、域的分配编程元件（软继电器）编程元件（软继电器）存储器区域存储器区域 二二 编程语言概述编程语言概述 IEC 61131-3中规定的中规定的5种编程语言种编程语言梯形图（梯形图（LD - Ladder Diagram） 顺序功能图（顺序功能图（SFC - Sequential Function Chart） 功能块图（功能块图（FBD - Function Block Diagram） 指令表（指令表（IL - Instruction List） 结构文本（结构文本（ST - Structured Text） 图形语言图形语言 文本语言文本语言 三三 梯形图梯形图LD简介简介触点类触点类：常开

15、触点、常闭触点、正转换读出触点、负转：常开触点、常闭触点、正转换读出触点、负转 换读出触点换读出触点 线圈类线圈类：一般线圈、取反线圈、置位（锁存）线圈、复位：一般线圈、取反线圈、置位（锁存）线圈、复位（去锁）线圈、保持线圈、置位保持线圈、复位（去锁）线圈、保持线圈、置位保持线圈、复位保持线圈、正转换读出线圈、负转换读出线圈保持线圈、正转换读出线圈、负转换读出线圈 功能和功能块功能和功能块：标准及用户自己定义的功能块：标准及用户自己定义的功能块 梯形图有如下特点：梯形图有如下特点： 梯形图按行从上至下，每一行从左到右顺序编写梯形图按行从上至下，每一行从左到右顺序编写。 梯形图梯形图左、右边垂直

16、线为母线左、右边垂直线为母线。以左母线为起点，可分行向右放置接点或其。以左母线为起点，可分行向右放置接点或其逻辑组合。梯形图接点主要有两种，逻辑组合。梯形图接点主要有两种，常开接点和常闭接点常开接点和常闭接点。这些接点可以是。这些接点可以是PLC的输入接点或内部继电器接点，也可以是其它各种编程元件的接点。的输入接点或内部继电器接点，也可以是其它各种编程元件的接点。 梯形图的梯形图的最右侧必须放置输出元素最右侧必须放置输出元素。PLC的输出元素，用的输出元素，用圆圈圆圈表示；圆圈可表示；圆圈可以表示内部继电器线圈，输出继电器线圈或定时以表示内部继电器线圈，输出继电器线圈或定时/计数器的逻辑运算结

17、果。其逻计数器的逻辑运算结果。其逻辑动作只有在线圈接通后，对应的接点才动作。辑动作只有在线圈接通后，对应的接点才动作。 梯形图中的梯形图中的接点接点可以可以任意串、并联任意串、并联，而，而输出线圈只能并联不能串联输出线圈只能并联不能串联。 输出线圈输出线圈只对应输出映像存储器相应位，只对应输出映像存储器相应位，不能直接驱动现场设备不能直接驱动现场设备，该位的状，该位的状态，只有在程序执行周期结束后，对输出刷新。刷新后的控制信号经态，只有在程序执行周期结束后，对输出刷新。刷新后的控制信号经I/O接口输接口输出模块驱动对应的负载工作。出模块驱动对应的负载工作。四四 指令表（语句表）语言指令表（语句

18、表）语言IL 简介简介 1.指令表操作符指令表操作符 （1）一般操作符）一般操作符 装入指令装入指令：LD N等。等。 逻辑指令逻辑指令：AND N(与指令与指令)、OR N(或指令或指令)、XOR N(异异或指令或指令)等。等。 （3）跳转及调用操作符）跳转及调用操作符 包括：包括：JMP C，N (跳转操作符跳转操作符)、 CALL C,N （调用操作符）等。（调用操作符）等。 算术指令算术指令：ADD（加指令）、（加指令）、SUB（减指令）、（减指令）、MUL（乘指（乘指令）、令）、DIV（除指令）、（除指令）、MOD（取模指令）等。（取模指令）等。 （2）运算及比较操作符）运算及比较操

19、作符比较指令比较指令：包括：包括：GT（大于）、（大于）、GE（大于等于）、（大于等于）、EQ（等（等于）、于）、 NE（不等于）、（不等于）、 LE（小于等于）、（小于等于）、 LT（小于）等。（小于）等。 在指令表中调用功能及功能块在指令表中调用功能及功能块 用指令表定义功能及功能块用指令表定义功能及功能块 指令表与其它语言的移植性指令表与其它语言的移植性 可以直接调用可以直接调用功能块和功能功能块和功能 可用于定义功能块和功能。当可用于定义功能块和功能。当用指令表定义功能时，功能的用指令表定义功能时，功能的返回值是结果寄存器内的最新返回值是结果寄存器内的最新值；当用指令表定义功能块时，值

20、；当用指令表定义功能块时，指令表引用功能块的输入参数指令表引用功能块的输入参数（VAR_INPUT），并且把值），并且把值写到输出参数写到输出参数(VAR_OUPUT) 转换为其它语言是非常困难的，除非转换为其它语言是非常困难的，除非指令表操作符的使用范围及书写格式指令表操作符的使用范围及书写格式受到严格的限制，才有可能实现转换受到严格的限制，才有可能实现转换 作业：作业： 1. P99 3-1，3-2。2.目前目前PLC的主要品的主要品牌牌 ( (至少三种及型号）至少三种及型号）3.3 欧姆龙欧姆龙C系列系列PLC及其指令系统简介及其指令系统简介欧姆龙（欧姆龙（OMRON）株式会社）株式会社

21、是全球知名的是全球知名的自动化控制及自动化控制及电子设备制造厂商电子设备制造厂商，掌握着世界领先，掌握着世界领先的传感与控制核心技的传感与控制核心技术术。自。自1933年创业，产品品种达几十万种，涉及工业自动年创业，产品品种达几十万种，涉及工业自动化控制系统、电子元器件、社会公共系统以及健康医疗设化控制系统、电子元器件、社会公共系统以及健康医疗设备等广泛领域。备等广泛领域。欧姆龙（欧姆龙（OMRON）PLC有有C系列系列-CPM1A，CV系列、系列、SCI系列、系列、CJ1系列等系列等一一 CPM1A的特点与功能概述的特点与功能概述 （1）CPM1A的结构的结构 按按I/O点数分点数分10、2

22、0、30、40点点 按电源类型分按电源类型分 分直流和交流型分直流和交流型按输出方式分按输出方式分 继电器输出型继电器输出型 晶体管输出型晶体管输出型CPU单元（基本单元）和扩展单元（基本单元）和扩展I/O单元（箱体式）单元（箱体式）类型类型I/O点数点数型号型号总数总数输入输入/输输出出继电器输出型继电器输出型晶体管输出型晶体管输出型CPU单元单元106/4CPM1A-10CDR-A（AC电源）电源）CPM1A-10CDT-D（NPN）CPM1A-10CDR-D（DC电源）电源） CPM1A-10CDT1-D（PNP）2012/8CPM1A-20CDR-A（AC电源）电源）CPM1A-20C

23、DT-D（NPN）CPM1A-20CDR-D（DC电源）电源） CPM1A-20CDT1-D（PNP）3018/12CPM1A-30CDR-A（AC电源）电源）CPM1A-30CDT-D（NPN）CPM1A-30CDR-D（DC电源）电源） CPM1A-30CDT1-D（PNP）4024/16CPM1A-40CDR-A（AC电源）电源）CPM1A-40CDT-D（NPN）CPM1A-40CDR-D（DC电源）电源） CPM1A-40CDT1-D（PNP）扩展扩展单元单元2012/8CPM1A-20EDRCPM1A-20EDT（NPN）CPM1A-20EDT1（PNP）80/8CPM1A-8ER

24、CPM1A-8ET（NPN）CPM1A-8ET1（PNP）88/0CPM1A-8EDCPU单元和扩展单元和扩展I/O单元规格表单元规格表CPM1A 40点的点的主机的面板结构主机的面板结构输入点输入点LED输出点输出点LEDI/O扩展器扩展器外设端口外设端口运行状态运行状态LED（2）易于扩充）易于扩充CPM1A的主要特点的主要特点输入输入1818点点 30 30点主机点主机输出输出1212点点输入输入1212点点输出输出8 8点点 扩展器扩展器输入输入1212点点输出输出8 8点点 扩展器扩展器输入输入1212点点输出输出8 8点点 扩展器扩展器 30点的主机点的主机连接三个连接三个20点的

25、扩展器点的扩展器扩展到扩展到90个个I/O点点（3）输入滤波时间常数可调）输入滤波时间常数可调 防输入接点抖动以及外部干扰造成的误动作。防输入接点抖动以及外部干扰造成的误动作。 （4）维护简单（存储器采用闪存）维护简单（存储器采用闪存） （5）外部输入中断功能）外部输入中断功能除除I/O为为10个点的个点的CPU单元，其他均有单元，其他均有4个中断输入端。个中断输入端。（6）快速输入响应功能）快速输入响应功能脉宽接近脉宽接近0.2ms的输入脉冲作出响应。的输入脉冲作出响应。（7）间隔定时器中断功能）间隔定时器中断功能 设定设定0.5-319968ms的定时间隔。的定时间隔。（8）高速计数器功能

26、）高速计数器功能（9）脉冲输出功能）脉冲输出功能 （20Hz-2kHz的单相脉冲输出）的单相脉冲输出）CPM1A的主要特点的主要特点（10）模拟设定功能）模拟设定功能两只定时器两只定时器/计数器的设定值进行手动模拟设定的电位器计数器的设定值进行手动模拟设定的电位器（11）网络功能）网络功能 1）上位链接：）上位链接：RS-232C或或RS-422可最多控制可最多控制32台台CPM1A 2）1:1链接链接 ： RS-232C适配器适配器 3）NT链接：链接： RS-232C适配器适配器（12）编程工具丰富）编程工具丰富简单编程器简单编程器CQM1-PRO01X或或 C200H-PRO27或软件或

27、软件（13）扩展模块丰富）扩展模块丰富配有模拟配有模拟I/O单元、温度控制单元、扩展存储器单元。单元、温度控制单元、扩展存储器单元。CPM1A的主要特点的主要特点二二 CPM1A编程元件、功能及区域分配编程元件、功能及区域分配数据区数据区点数点数地址区间地址区间功能功能IR区区输入继电器输入继电器160 (10)0000000915继电器号与外部的输入输出端子相对应（没有使用继电器号与外部的输入输出端子相对应（没有使用的输出通道可用作内部继电器号使用）。的输出通道可用作内部继电器号使用）。输出继电器输出继电器160 (10)0100001915内部辅助继电器内部辅助继电器512 (32)200

28、0023115在程序内可以自由使用的继电器。在程序内可以自由使用的继电器。特殊辅助继电器特殊辅助继电器(SR)384 (24)2320025507分配有特定功能的继电器。分配有特定功能的继电器。暂存继电器暂存继电器(TR)8TR07回路的分支点上暂时记忆回路的分支点上暂时记忆ON/OFF的继电器。的继电器。保持继电器保持继电器(HR)320 (20)HR0000HR1915在程序内可以自由使用且断电时也能保持断电前的在程序内可以自由使用且断电时也能保持断电前的ON/OFF状态的继电器。状态的继电器。辅助记忆继电器辅助记忆继电器(AR)256 (16)AR0000AR1515作为动作异常、高速记

29、数、脉冲输出动作状态标志、作为动作异常、高速记数、脉冲输出动作状态标志、扫描周期存储等特定功能的辅助继电器。扫描周期存储等特定功能的辅助继电器。链接继电器链接继电器(LR)256 (16)LR0000LR15151:1链接的数据输入输出用的继电器（也能用作内链接的数据输入输出用的继电器（也能用作内部辅助继电器）。部辅助继电器）。定时器计数器定时器计数器128TIM/CNT000127定时器、计数器，它们的编号合用。定时器、计数器，它们的编号合用。数据存数据存储器储器(DM)可读可读/写写1002字字DM00000999DM10221023以字为单位（以字为单位（16位）使用，断电也能保持数据。

30、位）使用，断电也能保持数据。在在DM10001021不作故障记忆的场合可作为常规不作故障记忆的场合可作为常规的的DM使用。使用。DM61446599、DM66006655不能用程序写入（不能用程序写入（只能用外围设备设定）。只能用外围设备设定）。故障履历存入区故障履历存入区22字字DM10001021只读只读456字字DM61446599PLC系统设定区系统设定区56字字DM660066551.1.编程元件及存储区域分配编程元件及存储区域分配 2.各编程元件功能简介各编程元件功能简介 （1）输入继电器）输入继电器 图图3-3 输入继电器等效电路输入继电器等效电路（2）输出继电器）输出继电器 图

31、图3-4 输出继电器等效电路输出继电器等效电路（3）内部辅助继电器）内部辅助继电器 内部辅助继电器与内部辅助继电器与PLC的输入的输入/输出端子没有直输出端子没有直接联系，它的作用是象继电器控接联系，它的作用是象继电器控 制系统中的中制系统中的中间继电器那样参与控制系统的逻辑运算，所它间继电器那样参与控制系统的逻辑运算，所它 的线圈只受程序控制，其接点可无限次供内部编的线圈只受程序控制，其接点可无限次供内部编程使用程使用 物理触点物理触点（4）特殊辅助继电器）特殊辅助继电器 通道号通道号继电器号继电器号功能功能248249高速计数器的现时值区域高速计数器的现时值区域(不使用高速计数器时作内不使

32、用高速计数器时作内部辅助继电器使用部辅助继电器使用)25200高速计数器复位标志高速计数器复位标志11强制置位强制置位/复位的保持标志复位的保持标志25309扫描定时器到达时扫描定时器到达时(扫描周期超过扫描周期超过100ms)变为变为ON 15运行开始时运行开始时1个扫描周期个扫描周期ON254001分钟时钟脉冲分钟时钟脉冲(30秒秒ON/30秒秒OFF)010.02秒时钟脉冲秒时钟脉冲(0.01秒秒ON/0.01秒秒OFF)07STEP指令中一个过程开始时仅一个扫描周期为指令中一个过程开始时仅一个扫描周期为ON的继电器的继电器255000.1秒时钟脉冲秒时钟脉冲(0.05秒秒ON/0.05

33、秒秒OFF)010.2秒时钟脉冲秒时钟脉冲(0.1秒秒ON/0.1秒秒OFF)021.0秒时钟脉冲秒时钟脉冲(0.5秒秒ON/0.5秒秒OFF)（5）暂时记忆继电器（）暂时记忆继电器（TR） CPM1A 提供个暂时记忆继电器，如果遇到复杂的梯形图提供个暂时记忆继电器，如果遇到复杂的梯形图电路难以用助记符描述时，用来电路难以用助记符描述时，用来对电路的分支点的对电路的分支点的ON/OFF状状态作暂存态作暂存。它只有继电器的点号，没有通道号。它只有继电器的点号，没有通道号。（6）保持继电器（）保持继电器（HR）保持继电器是能在保持继电器是能在PLC电源切断电源切断时、或者在时、或者在PLC运行运行

34、开始或开始或停止时，其停止时，其ON/OFF状态能保持不变状态能保持不变的继电器。的继电器。（7）辅助记忆继电器（）辅助记忆继电器（AR） 辅助记忆继电器用于记录辅助记忆继电器用于记录CPM1A的某些特定运行状态的某些特定运行状态，例，例如动作异常、高速计数、脉冲输出动作状态等。类似于辅助记如动作异常、高速计数、脉冲输出动作状态等。类似于辅助记忆继电器，它们中的内容也能在忆继电器，它们中的内容也能在PLC断电、运行开始或停电时断电、运行开始或停电时保持不变。保持不变。 （8）链接继电器（）链接继电器（LR） 用多台用多台PLC可以组成一个网络系统。当可以组成一个网络系统。当CPM1A与另外的与

35、另外的PLC进行进行1对对1的链接通信时，就要借助链接继电器来共享的链接通信时，就要借助链接继电器来共享数据。当没有数据。当没有PLC间的链接时，它们可以用作内部辅助继间的链接时，它们可以用作内部辅助继电器。电器。（9）定时器）定时器/计数器计数器(T/C) 定时器和计数器使用相同的编号，但每一个编号在用户定时器和计数器使用相同的编号，但每一个编号在用户程序中只能使用一次，例如指定了程序中只能使用一次，例如指定了TIM000，就不能再使用，就不能再使用CNT000。（10）数据存储区（）数据存储区（DM） 数据存储区用于内部数据的存储和处理，并只能以数据存储区用于内部数据的存储和处理，并只能以

36、16位位的通道为单位来使用，其中的内容在的通道为单位来使用，其中的内容在PLC运行开始或停止运行开始或停止时能保持不变。时能保持不变。 1 指令的助记符采用如下的格式：指令的助记符采用如下的格式：三三 CPM1A编程指令编程指令 地址地址指令指令操作数操作数程序存储地址起始于程序存储地址起始于0000000000。每个地址包含一。每个地址包含一条指令和此指令所需的定条指令和此指令所需的定义和操作数。地址是在编义和操作数。地址是在编程器输入指令时自动生成程器输入指令时自动生成的。根据地址可以方便地的。根据地址可以方便地对程序进行查询和修改对程序进行查询和修改 指令中涉及到的通道号和继电器号，指令

37、中涉及到的通道号和继电器号，常用缩写词表示，它们的定义：常用缩写词表示，它们的定义： IR-I/O和内部辅助继电器区和内部辅助继电器区 SR特殊辅助继电器特殊辅助继电器 HR保持继电器保持继电器 TR暂时记忆继电器暂时记忆继电器 AR辅助记忆继电器辅助记忆继电器 LR链接继电器链接继电器 T/C定时器定时器/计数器区计数器区 DM数据存储区数据存储区 *DM间接指定数据存储区间接指定数据存储区 #常数常数助记符，如助记符，如LD梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数LDIR；HR；AR；LR；T/C；TR07(TR只能用只能用LD)逻辑开始时使用逻辑开始时使用LD NOT

38、逻辑反相开始时使用逻辑反相开始时使用OUTIR；HR；AR；LR；TR07（输入继电器除外）（输入继电器除外）(TR只能用只能用OUT)将逻辑运算结果送相应将逻辑运算结果送相应继电器继电器OUT NOT将逻辑运算结果反相送将逻辑运算结果反相送相应继电器相应继电器2.基本指令介绍基本指令介绍 （1 1）基本输入）基本输入/ /输出指令输出指令地址地址指令指令 操作数操作数00000LD 0000000001OUT 0100000002LD NOT 0000100003OUT HR000000004LD TIM00000005OUT NOT 0100100006OUT 01002图图3-5 基本输

39、入基本输入/输出指令的应用输出指令的应用LD、LD NOT、OUT、OUT NOT应用举例应用举例 在梯形图中，信号的流动方向是从左到右，最后到达继电器线在梯形图中，信号的流动方向是从左到右，最后到达继电器线圈，即圈，即继电器线圈的右端不能画有接点继电器线圈的右端不能画有接点，继电器线圈的左端也不能继电器线圈的左端也不能直接连到母线直接连到母线上。上。 不同输出指令不同输出指令OUT(或或OUT NOT)的操作数不能相同，即在一的操作数不能相同，即在一个程序中一个线圈编号只能使用一次。个程序中一个线圈编号只能使用一次。图3-5所示为基本输入输出指令的用法图3-5所示为基本输入输出指令的用法图3

40、-5所示为基本输入输出指令的用法图3-5所示为基本输入输出指令的用法图3-5所示为基本输入输出指令的用法图3-5所示为基本输入输出指令的用法图3-5所示为基本输入输出指令的用法图3-5所示为基本输入输出指令的用法（2）逻辑与）逻辑与/逻辑或指令逻辑或指令 梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数ANDIR；SR；HR；AR；LR；T/C串联单个常开接点串联单个常开接点AND NOT串联单个常闭接点串联单个常闭接点OR并联单个常开接点并联单个常开接点OR NOT并联单个常闭接点并联单个常闭接点图图3-6 接点的串并联接点的串并联地址地址指令指令 操作数操作数00001LD 0

41、000000002AND 0000100003AND NOT 0000200004OU 0100000005LD NOT 0000300006AND 0000400007OR 0000500008OR NOT 0000600009AND NOT 0000700010OUT 0100100011AND 0000800012OUT 0100200013AND NOT 0000900014OR 0001000015OUT 01003AND、AND NOT、OR、OR NOT应用举例应用举例（3）逻辑块操作指令）逻辑块操作指令 梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数AND LOA

42、D或或AND LD_电路逻辑块之间的串联电路逻辑块之间的串联OR LOAD或或OR LD_电路逻辑块之间的并联电路逻辑块之间的并联无操作无操作数数块块地址地址指令指令操作数操作数A00001LD0000000002OR00001B00003LD0000200004AND0000300005OR NOT 00004 00006AND LD 00007 OUT 01000图图3-7 电路逻辑块的串联电路逻辑块的串联AND LD、应用举例、应用举例块块地址地址指令指令 操作数操作数 A00000LD NOT 0000000001OR 0000100002AND 00002B00003LD 00003

43、00004AND NOT 0000400005OR LD 00006OUT 01000图图3-8 OR LD 的应用的应用OR LD应用举例应用举例（4）置位）置位/复位指令复位指令 梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数SETB：IR、SR、AR、HR、LR使指定继电器使指定继电器ONRSET使指定继电器使指定继电器OFF 图图3-9 SET/RSET应用举例应用举例 SET和和RSET指令要指令要成对成对使用使用，对它们在程序中的，对它们在程序中的位置位置和顺序无特殊要求和顺序无特殊要求。 SET，RSET指令指令适用于适用于短信号操作短信号操作，当两者的执行条，当两

44、者的执行条件件同时有效同时有效时，时，RSET指令优指令优先先。（5）保持指令）保持指令 梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数KEEPB：IR、SR、AR、HR、LR使指定继电器置使指定继电器置“”或置或置“” 图图3-10 KEEP指令编程指令编程地址地址指令指令操作数操作数00000LD 0000000001AND 0000100002LD NOT 0000200003OR 0000300004AND 0000500005KEEP HR0001保持指令应用举例保持指令应用举例 KEEP的动作就象一个由的动作就象一个由S置位，置位，R复位的锁存继电器复位的锁存继电器。

45、当当S端执行条件为端执行条件为ON时，时， B指定的继电器为指定的继电器为ON，当，当R端执行端执行条件为条件为ON时时，B指定的继电器为指定的继电器为OFF。当。当S端和端和R端的输入同端的输入同时为时为ON时，时，R端优先。端优先。 编写程序时，置位条件在前，复位条件在后，最后编写编写程序时，置位条件在前，复位条件在后，最后编写KEEP指令。指令。 （6）微分指令）微分指令梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数DIFUB：IR、S、AR、 HR、LR检测到输入为检测到输入为OFFON(上升沿上升沿)跳跳变信号时使指定继电器变信号时使指定继电器B ON一个扫一个扫描周期

46、描周期DIFD检测到输入为检测到输入为ONOFF(下降沿下降沿)跳跳变信号时使指定继电器变信号时使指定继电器B ON一个扫一个扫描周期描周期地址地址指令指令操作数操作数00000LD0000000001DIFU0101100002DIFD01011图图3-11 微分指令编程微分指令编程微分指令应用举例微分指令应用举例 微分指令使其指定继电器在满足执行条件时只持续微分指令使其指定继电器在满足执行条件时只持续ON一个扫描周期。输入输出间的时序关系如图一个扫描周期。输入输出间的时序关系如图3-11示。示。 在一个程序中最多可以使用在一个程序中最多可以使用512对对DIFU和和DIFD，超出，超出的将

47、被作为空操作指令的将被作为空操作指令(NOP)处理。处理。地址指令操作数00000LD0000000001AND NOT TIM 00100002TIM000 #020000003LDTIM00000004TIM001DM000000005OUT01000 图图3-12 定时器应用举例定时器应用举例（7）定时器应用指令）定时器应用指令梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数TIMN:T/C号号(000127)SV: 设定值设定值(字字,BCD)IR、SR、AR、 HR、LR、DM、#通电延时定时器，设定时间通电延时定时器，设定时间0999.9秒（以秒（以0.1秒为单位）秒为

48、单位）TIMH通电延时高速定时器，设定时间通电延时高速定时器，设定时间099.99秒（以秒（以0.01秒为单位）秒为单位）（8）计数器指令）计数器指令 梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数CNTN:T/C号号(000127)SV: 设定值设定值(字字,BCD)IR、SR、AR、HR、LR、DM、#减法计数器，设定值（减法计数器，设定值（SV）09999次次CNTR可逆（加、减）计数器，设定可逆（加、减）计数器，设定值（值（SV）09999次次减法计数器减法计数器CNT CNT是边沿触发递减计数器。每当计是边沿触发递减计数器。每当计数输入信号（数输入信号（CP）由）由OF

49、F变为变为ON(上上跳沿有效跳沿有效)时，它的当前计数值时，它的当前计数值(PV)就就减减1。当计数器的当前计数值减为。当计数器的当前计数值减为0000时，计数器时，计数器ON。当复位端。当复位端(R)为为ON时，时，将计数器复位为将计数器复位为OFF，并恢复计数器，并恢复计数器的设定值的设定值(SV)到当前计数值到当前计数值(PV)中。复中。复位信号的优先权高于计数输入信号。位信号的优先权高于计数输入信号。PV=10PV=10（停止计数）（停止计数）计数计数计数计数（停止计数）（停止计数）CNT是减计数器，每输入一个计数脉冲，由是减计数器，每输入一个计数脉冲，由SV值减值减1。9 8 2 1

50、 0ON保持保持9 8 2 1 0ON保持保持 CPCNT R SV=10 时时 CNT的工作波形的工作波形清零清零清零清零脉冲无效脉冲无效脉冲无效脉冲无效图图3-13 可逆计数器的应用可逆计数器的应用 梯形图梯形图时序图时序图可逆计数器可逆计数器图图3-14联锁联锁清除指令的用法联锁联锁清除指令的用法处理程序分支处理程序分支应用梯形图程序应用梯形图程序（9）联锁指令）联锁指令IL/ILC的应用的应用梯形图梯形图符号符号助记符助记符功能功能指指令令操作数操作数IL联锁开始联锁开始ILC联锁结束联锁结束 一个一个ILC指令前必须有至少一个以上的指令前必须有至少一个以上的IL指令指令，即可以，即可

51、以采用组合形式采用组合形式“ILILILILC”，但不许把，但不许把IL/ILC镶套起来（如镶套起来（如“ILILILCILC“)使用。使用。 当当IL执行条件为执行条件为ON（即从（即从IL到左侧主母线之间接点组到左侧主母线之间接点组合的逻辑运算结果为逻辑合的逻辑运算结果为逻辑“1”)，它后面的各元件状态由各，它后面的各元件状态由各自相应的执行条件决定。自相应的执行条件决定。 当当IL的执行条件为的执行条件为OFF，那么，那么ILILC 间的那一部分间的那一部分程序就不执行，这部分程序中的元件状态按表程序就不执行，这部分程序中的元件状态按表3-13操作。操作。对于无法应用对于无法应用IL/I

52、LC的多分支回路梯形图，要使用暂存的多分支回路梯形图，要使用暂存继电器继电器TR。共有八个暂存继电器，编号为。共有八个暂存继电器，编号为TR0TR7。使用使用IL/ILC的注意事项的注意事项指令指令操作操作OUT、OUT NOT指定的继电器转为指定的继电器转为OFFTIM、TIMH复位复位CNT、CNTR保持当前值保持当前值KEEP状态保持状态保持DIFU、DIFD不执行不执行所有其它指令所有其它指令指令不执行，所有作为操作数写进指令的指令不执行，所有作为操作数写进指令的IR、AR、LR、HR和和SR置为置为OFF表表3-13 IL/ILC指令实用时有关编程原件的状态指令实用时有关编程原件的状

53、态图图3-15JMP/JME 应用举例应用举例（10）跳转与跳转结束指令）跳转与跳转结束指令JMP/JME梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数JMPN：跳转号：跳转号#(0049)到到JME指令为止的程序由本指指令为止的程序由本指令前面的条件决定是否执行令前面的条件决定是否执行JME解除跳转指令解除跳转指令 JMP要与要与JME联合使用以产生跳转。联合使用以产生跳转。 当当JMP的执行条件为的执行条件为ON时，不产生跳时，不产生跳转。转。 当当JMP的执行条件为的执行条件为OFF时，将跳转到时，将跳转到具有同样跳转号的具有同样跳转号的JME，并接着执行，并接着执行JME

54、后面的指令。后面的指令。 要注意要注意N=00时的特殊性。时的特殊性。 注意注意JMP和和JME起分支作用时，起分支作用时，I/O位、位、计时器等的状态被保持。计时器等的状态被保持。00000程序程序 A程序程序 B00001JMP(04) 00JME(05) 00程序程序 CJMP(04) 0000000 OFF、00001 OFF时：时： 只执行程序只执行程序C00000 ON、00001 OFF时：时： 执行程序执行程序A程序程序C00000 ON、00001 ON时：时： 执行程序执行程序A程序程序B 程序程序C多个多个JMP 可以共用一个可以共用一个JME （11）空操作指令）空操作

55、指令梯形图符梯形图符号号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数NOP无无 空操作指令空操作指令NOP没有实质性操作，在梯形图中不会出现，没有实质性操作，在梯形图中不会出现，程序中遇到程序中遇到NOP时什么也不执行，程序跳转到下一条指令时什么也不执行，程序跳转到下一条指令继续执行。继续执行。（12）结束指令）结束指令 梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数END程序结束程序结束（13）子程序指令）子程序指令梯形图符号梯形图符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数SBSSBSN N：子程序编号：子程序编号000049000049调用调用N N号子程序号子程序SBNSBN

56、N N号子程序的开始点号子程序的开始点RETRET表示指定的子程序结束表示指定的子程序结束 所有的子程序必须置于主程序的指令之后所有的子程序必须置于主程序的指令之后，END之前之前， CPU扫描工作时，遇到第一个扫描工作时，遇到第一个SBN时，就认为已经遇到了主程序的结束时，就认为已经遇到了主程序的结束符号，并返回到下一循环的起始地址符号，并返回到下一循环的起始地址00000。 相同的子程序相同的子程序可以在可以在主程序中的不同的地方不受限制的调用主程序中的不同的地方不受限制的调用。 子程序可子程序可嵌套嵌套，最多可嵌套，最多可嵌套16层。子程序不能调用自己。层。子程序不能调用自己。 各子程序

57、的各子程序的编号只能被编号只能被SBN使用一次使用一次。 若将若将DIFU或或DIFD置于一个子程序中，在下一次再执行子程序置于一个子程序中，在下一次再执行子程序之前操作数位将不会返回之前操作数位将不会返回OFF，即操作数位可能停留在，即操作数位可能停留在ON状态超状态超过一个主程序扫描周期。过一个主程序扫描周期。（14）步进指令）步进指令 梯形图梯形图符号符号助记符助记符功能功能指令指令操作数操作数SNXTS：0000001915 2000025215HR、AR、LR转步控制转步控制STEP 某一步进程序段的开始某一步进程序段的开始STEP步进控制结束，该指令后为步进控制结束，该指令后为常规

58、控制梯形图程序常规控制梯形图程序 程序段编号程序段编号S为位地址号为位地址号，这个位号用作各个程序段的顺序控，这个位号用作各个程序段的顺序控制，所有的位地址号必须在同一个字中且必须连续。如果使用制，所有的位地址号必须在同一个字中且必须连续。如果使用HR或或AR区，则可以掉电保护。区，则可以掉电保护。 步进指令步进指令SNXT和和STEP要一起使用。每个步进程序段必须由要一起使用。每个步进程序段必须由SNXT S 开头，并且紧跟其后用一条开头，并且紧跟其后用一条STEP S 指令，其中指令，其中S值相同，值相同，然后才是该程序段的指令集。各步进程序段可顺序编排。在最后一然后才是该程序段的指令集。

59、各步进程序段可顺序编排。在最后一个程序段的后面也要跟一条个程序段的后面也要跟一条SNXT S 指令，但这条指令中的指令，但这条指令中的S值已无值已无意义，可用任何未被系统用过的位号，要注意的是，该条指令之后意义，可用任何未被系统用过的位号，要注意的是，该条指令之后要用不带操作数的要用不带操作数的STEP指令来标志这一系列步进程序段的结束。指令来标志这一系列步进程序段的结束。 指令指令SNXT S 的执行条件就是转步信号。的执行条件就是转步信号。CPU执行执行SNXT S 指令时首先要复位前面程序段中的定时器和清除数据区。指令时首先要复位前面程序段中的定时器和清除数据区。 程序结构：程序结构：

60、单序列：其特点是由一系列相继执行的步组成，每个步后单序列：其特点是由一系列相继执行的步组成，每个步后面仅接一个转换；每一转换条件之后仅有一步。面仅接一个转换；每一转换条件之后仅有一步。 选择序列：从多个分支序列中选择某一个分支，称为选择选择序列：从多个分支序列中选择某一个分支，称为选择序列，同一时刻只允许选择一个分支。序列，同一时刻只允许选择一个分支。 并行序列：满足某个转换条件后使得几个序列同时动作时，并行序列：满足某个转换条件后使得几个序列同时动作时，这些序列称为并行序列。这些序列称为并行序列。作业：作业： 1. P99 3-5（1）（）（2）。）。3.4 三菱三菱FX2N系列可编程序控制