第五章 可编程控制器概述2014(2)

1、第二篇 可编程控制器技术第五章第五章 可编程控制器概述可编程控制器概述第八章第八章 三菱三菱FX2NPLC应用指令应用指令及编程方法及编程方法第七章第七章三菱三菱FX2NPLC的步进指令步进指令及状态编程法及状态编程法第十章第十章 三菱三菱FX2NPLC特殊功能模块及通信特殊功能模块及通信第九章第九章 可编程控制系统设计可编程控制系统设计主要内容第六章第六章 三菱三菱FX2NPLCFX2NPLC及其及其基本指令应用基本指令应用第一节第一节 可编程控制器的基本概念可编程控制器的基本概念 n可编程序的逻辑控制器（可编程序的逻辑控制器（Programmable logic Controller-Pr

2、ogrammable logic Controller-PLC PLC ），简称为可编程序控制器。），简称为可编程序控制器。nPLCPLC定义如下：定义如下： （1 1）PLCPLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。作的电子装置。（2 2）PLCPLC是最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与是最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与机器人、机器人、CAD/CAMCAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。并称为工业生产自动化的三大支柱。第五章 可编程控制器概述定义中有以下几点应值得注意的是：定义中有以下几点应值

3、得注意的是： （1 1）可编程控制器是）可编程控制器是“数字运算操作的电子装置数字运算操作的电子装置”，能够，能够进行进行“逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算”工工作。作。（2 2）可编程控制器是为）可编程控制器是为“工业环境下应用工业环境下应用”而设计的计算而设计的计算机。机。（3 3）可编程控制器能控制）可编程控制器能控制“各种类型各种类型”的工业设备及生产的工业设备及生产过程。过程。nPLCPLC实质上是经过一次开发的工业控制计算机。不经过二实质上是经过一次开发的工业控制计算机。不经过二次开发，不能在任何具体的工业设备上使用。次开发，不能在任

4、何具体的工业设备上使用。 早期早期 逻辑控制为主逻辑控制为主 Programmable Logical Controller Programmable Controller 本义本义 19681968年年 美国通用汽车公司提出的替代继电器控制系美国通用汽车公司提出的替代继电器控制系统的新型控制器的十项指标统的新型控制器的十项指标( (著名的著名的GMGM十条十条) )：n编程简单、现场可修改程编程简单、现场可修改程序；序；n维护方便、采用插件式结维护方便、采用插件式结构；构；n可靠性高于继电器控制系可靠性高于继电器控制系统；统；n体积小于继电器控制系统；体积小于继电器控制系统；n数据可以直接送

5、入计算机；数据可以直接送入计算机；n成本可与继电器系统成本可与继电器系统竞争；竞争；n输入可为市电；输出输入可为市电；输出可为市电，能直接驱可为市电，能直接驱动电磁阀、交流接触动电磁阀、交流接触器等；器等；n通用性强、易于扩展；通用性强、易于扩展；n用户存储器大于用户存储器大于4K4K。第二节第二节 可编程控制器的特点及应用可编程控制器的特点及应用一、一、PLCPLC的特点的特点（一）可靠性高，抗干扰能力强（一）可靠性高，抗干扰能力强 （二）配套齐全，功能完善，适用性强（二）配套齐全，功能完善，适用性强（三）易学易用，深受工程技术人员欢迎（三）易学易用，深受工程技术人员欢迎（四）系统设计周期短

6、（四）系统设计周期短, ,维护方便维护方便, ,改造容易改造容易（五）体积小，重量轻，能耗低（五）体积小，重量轻，能耗低 MPSMPS生产加工系统生产加工系统二、可编程控制器的应用领域二、可编程控制器的应用领域（一）开关量的逻辑控制（一）开关量的逻辑控制（二）模拟量控制（二）模拟量控制（三）运动（定位）控制（三）运动（定位）控制（四）过程控制（四）过程控制（五）数据处理（五）数据处理（六）通信及联网（六）通信及联网 MPSMPS生产加工系统生产加工系统智能群控电梯智能群控电梯第三节第三节 可编程控制器的发展可编程控制器的发展n世界上公认的第一台世界上公认的第一台PLCPLC是是19691969

7、年美国数字设备公司年美国数字设备公司（DECDEC）研制的）研制的 。n2020世纪世纪7070年代初微处理器引入可编程控制器。年代初微处理器引入可编程控制器。n2020世纪世纪7070年代中末期，可编程控制器进入了实用化年代中末期，可编程控制器进入了实用化发展阶段。发展阶段。n2020世纪世纪8080年代初，可编程控制器发展的特点是大规年代初，可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。模、高速度、高性能、产品系列化。2020世纪末期：世纪末期：n从控制规模上来说，这个时从控制规模上来说，这个时期发展了大型及超小型机；期发展了大型及超小型机；n从控制能力上来说，诞生了从控制能

8、力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位用于压力、温度、转速、位移等各种控制场合；移等各种控制场合；n从产品的配套能力来说，生从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元，通产了各种人机界面单元，通讯单元，使应用更加容易。讯单元，使应用更加容易。n我国是我国是2020世纪世纪8080年代初引进、年代初引进、应用、研制和生产的。应用、研制和生产的。2121世纪世纪: :p在技术上，运算速度更快、存储容量在技术上，运算速度更快、存储容量更大、智能水平更高的品种出现。更大、智能水平更高的品种出现。p在产品规模上，会进一步向超小型及在产品规模上，会进一步

9、向超小型及超大型两个方向发展。超大型两个方向发展。p在产品的配套性能上，产品的品种会在产品的配套性能上，产品的品种会更丰富、规格更齐备。更丰富、规格更齐备。p从市场上看，会出现少数几个品牌垄从市场上看，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言。的编程语言。p 从网络的发展状况来看，从网络的发展状况来看，PLCPLC和其他和其他工业控制计算机组网构成大型的控制工业控制计算机组网构成大型的控制系统。系统。世界上世界上PLCPLC产品按地域分构成了三大流派：产品按地域分构成了三大流派：n一个流派是美国产品；一个流派是欧洲产一个流派是美国产品；一个

10、流派是欧洲产品；一个流派是亚洲的日本产品。品；一个流派是亚洲的日本产品。n美国和欧洲的美国和欧洲的PLCPLC技术是在相互隔离的情况下研究开技术是在相互隔离的情况下研究开发的，因此美国和欧洲的发的，因此美国和欧洲的PLCPLC产品有明显的差异性。产品有明显的差异性。而日本的而日本的PLCPLC技术是由美国引进的，对美国的技术是由美国引进的，对美国的PLCPLC产产品有一定的继承性，但日本的主推产品以小型品有一定的继承性，但日本的主推产品以小型PLCPLC著著称。称。如美国的如美国的A AB B（Allen-BradleyAllen-Bradley）公司，）公司，GE-FanucGE-Fanuc

11、公司，日本公司，日本的三菱公司和立石公司，等。美国的三菱公司和立石公司，等。美国Modicon Modicon 公司公司( (被施奈德兼被施奈德兼并并) )n美国美国RockwellRockwell自动化公司所属自动化公司所属ABAB（AlienAlienBradleyBradley）n美国美国GEGE公司、日本公司、日本FANACFANAC合资的合资的GEGEFANACFANACn德国的西门子（德国的西门子（SiemensSiemens）公司）公司n日本三菱公司日本三菱公司n日本立石公司日本立石公司n日本东芝公司日本东芝公司n日本松下公司日本松下公司n日本富士公司等都生产日本富士公司等都生产

12、PLCPLC，他们的产品已风行全世界，成为各国工业控制领域中的著名品他们的产品已风行全世界，成为各国工业控制领域中的著名品牌。牌。 第四节第四节 PLCPLC的组成及其各部分功能的组成及其各部分功能n三菱三菱PLCPLC可编程控制可编程控制器器编程设备编程设备电源电源输入输出器件输入输出器件（IO接口）接口）存储器存储器（RAM、ROM）中央中央处处理器理器（CPU）PLC硬件硬件结构结构PLC编程器编程器接线端子接线端子PLCPLC基本组成基本组成: :中央处理单元中央处理单元CPU 存储器存储器 I/O接口接口 模拟量输入模块模拟量输入模块 模拟量输出模块模拟量输出模块 开关量输入模块开关

13、量输入模块 开关量输出模块开关量输出模块 智能模块智能模块 接口和扩展接口模块接口和扩展接口模块 电源模块电源模块 编程工具编程工具 专用编程器专用编程器 专用编程软件专用编程软件 （一）中央处理器（一）中央处理器（CPUCPU）n中央处理器是可编程控制器的中央处理器是可编程控制器的核心核心，它在系统程序的控制，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。等任务。n 模块化模块化PLCPLC结构框图结构框图电源电源模块模块CPUCPU模块模块通信接通信接口模块口模块I/OI/O模块模块I/OI/O模块模块智能智能

14、I/OI/O模块模块系统总线系统总线电源线电源线图图7.5 7.5 模块化模块化PLCPLC结构示意图结构示意图（二）存储器（二）存储器 存储器是存放系统程序、用户程序及运算数据的单存储器是存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。可分为元。可分为ROMROM和和RAMRAM两大类。两大类。（1 1）ROMROM是用来存放永久保存的系统程序。是用来存放永久保存的系统程序。（2 2）RAMRAM用来存放用户程序及系统运行中产生的临时用来存放用户程序及系统运行中产生的临时数据。又分为程序区及数据区。数据。又分为程序区及数据区。n程序区是用来存放用户（指令）程序的区域，一般程序区是用来存放用户（指令）

15、程序的区域，一般有数千个字节。有数千个字节。（1 1）数据区是存放用户数据的区域。）数据区是存放用户数据的区域。（2 2）数据区数据单元也叫做寄存器或软继电器。）数据区数据单元也叫做寄存器或软继电器。（三）输入输出接口（三）输入输出接口n输入输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类输入输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。信号连接的部分。n输入接口用来接受生产过程的各种参数。输入接口用来接受生产过程的各种参数。n输出接口用来送出输出接口用来送出PLCPLC运算后得出的控制信息，并运算后得出的控制信息，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。通过机外的执行机构完成工业现场的

16、各类控制。生产现场对可编程控制器接口的要求是：生产现场对可编程控制器接口的要求是： 一一 要有较好的抗干扰能力要有较好的抗干扰能力 二二 能满足工业现场各类信号的匹配要求能满足工业现场各类信号的匹配要求CRT、键盘、键盘过程控制计算机过程控制计算机A/DDID/ADO 被控过程（对象）被控过程（对象）被控变量被控变量操作变量操作变量I/OI/O模块的主要类型包括：模块的主要类型包括： 模拟量输入模块（模拟量输入模块（AIAI） 模拟量输出模块（模拟量输出模块（AOAO） 开关量输入模块（开关量输入模块（DIDI） 开关量输出模块（开关量输出模块（DODO） 1 1、开关量输入接口、开关量输入接

17、口 n把现场的开关量信号变成可编程控制器内部处理的把现场的开关量信号变成可编程控制器内部处理的标准信号。输入部件是开关、按钮、传感器等。标准信号。输入部件是开关、按钮、传感器等。n开关量输入接口按可接收的外信号电源的类型不同，开关量输入接口按可接收的外信号电源的类型不同，分为分为直流输入单元直流输入单元和和交流输入单元交流输入单元。n输入接口中都有滤波电路及耦合隔离电路，具有抗输入接口中都有滤波电路及耦合隔离电路，具有抗干扰及产生标准信号的作用。干扰及产生标准信号的作用。n在一般单元式可编程控制器中输入口都使用可编程在一般单元式可编程控制器中输入口都使用可编程控制器本身的直流电源供电，不再需要

18、外接电源。控制器本身的直流电源供电，不再需要外接电源。图图5-2 5-2 直流输入电路直流输入电路采用采用光电耦合器，防止强电干扰光电耦合器，防止强电干扰COM光电三极管光电三极管发光二极管发光二极管直流电源直流电源输入端子输入端子内内部部电电路路3.3k 1000PF470 PLCXn+24V2 2、开关量输出接口、开关量输出接口 n把把PLCPLC内部的标准信号转换成现场执行机构所需要内部的标准信号转换成现场执行机构所需要的开关量信号。输出部件是电磁阀、接触器、继电的开关量信号。输出部件是电磁阀、接触器、继电器。器。n各类输出接口中也都具有光电耦合电路。各类输出接口中也都具有光电耦合电路。

19、n输出接口本身不带电源。在考虑外驱动电源时，还输出接口本身不带电源。在考虑外驱动电源时，还需考虑需考虑PLCPLC输出器件的类型。输出器件的类型。n输出接口有继电器式、晶体管式和可控硅型。输出接口有继电器式、晶体管式和可控硅型。晶体管输出晶体管输出（直流）（直流）晶闸管晶闸管/ /可控硅输出可控硅输出（交流）（交流） 继电器输出继电器输出（交直流）（交直流）输出接口类型输出接口类型n特别需要指出的是，输出接口本身不带电源。在特别需要指出的是，输出接口本身不带电源。在考虑外驱动电源时，还需考虑输出器件的类型。考虑外驱动电源时，还需考虑输出器件的类型。（1 1）继电器型的输出接口可用交直流两种电源

20、，但）继电器型的输出接口可用交直流两种电源，但通、断频率低；通、断频率低；（2 2）晶体管型的输出接口有较高的通、断频率，但）晶体管型的输出接口有较高的通、断频率，但只适用于直流驱动的场合；只适用于直流驱动的场合；（3 3）可控硅型的输出接口仅适用于交流驱动场合。）可控硅型的输出接口仅适用于交流驱动场合。 继电器输出继电器输出PLCPLC输出输出以以继电器形式为例：继电器形式为例：PLC内内部部电电路路内内部部电电路路JYCOM+-交流电源或交流电源或直流电源直流电源图5-5 开关量输出电路继电器型继电器型晶体管型晶体管型可控硅型可控硅型3 3、模拟量输入接口、模拟量输入接口n把现场连续变化的

21、模拟量标准电压或电流信号转换把现场连续变化的模拟量标准电压或电流信号转换成适合可编程控制器内部处理的二进制数字信号。成适合可编程控制器内部处理的二进制数字信号。n在送入模拟量接口时一般都需经过变送处理才能使在送入模拟量接口时一般都需经过变送处理才能使用，用，4-20mA4-20mA电流，电流，0-10V0-10V电压。电压。4 4、模拟量输出接口、模拟量输出接口n将将PLCPLC运算处理后的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信运算处理后的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制信号的需要。号输出，以满足生产过程现场连续控制信号的需要。n模拟量输入输出接口一般安装在

22、专门的模拟量工作单元上。模拟量输入输出接口一般安装在专门的模拟量工作单元上。总线数 据 锁 存地 址 译 码光 电隔 离D/A多 路转 换开 关采 样保 持采 样保 持U。U。I。I。5 5、智能输入输出单元（或模块）、智能输入输出单元（或模块）nPLCPLC还有一些智能控制单元。如还有一些智能控制单元。如PIDPID工作单元、高速计数器工工作单元、高速计数器工作单元、温度控制单元等。作单元、温度控制单元等。n这类单元大多是独立的工作单元。一般带有单独的这类单元大多是独立的工作单元。一般带有单独的CPUCPU，有，有专门的处理能力。专门的处理能力。 （四）电源（四）电源 可编程控制器的电源包括

23、为可编程控制器各工作可编程控制器的电源包括为可编程控制器各工作单元供电的开关电源以及为掉电保护电路供电的后备单元供电的开关电源以及为掉电保护电路供电的后备电源，后备电源一般为电池。一般市电（电源，后备电源一般为电池。一般市电（220220）, ,直流直流24V24V，PLCPLC有有24V24V（DCDC直流）输出。直流）输出。（五）外部设备（五）外部设备 1 1、编程器、编程器 编程器除了编程以外，编程器除了编程以外，还具有一定的调试及监控还具有一定的调试及监控功能，能实现人机对话操功能，能实现人机对话操作。作。二类：一类是专用的编程二类：一类是专用的编程器，有手持式的，也有台器，有手持式的

24、，也有台式的，有的式的，有的PLCPLC机自带编机自带编程器。另一类是个人计算程器。另一类是个人计算机。机。2 2、其他外部设备、其他外部设备（1 1）盒式磁带机，用以记录程序或信息。）盒式磁带机，用以记录程序或信息。（2 2）打印机，用以打印程序或制表。）打印机，用以打印程序或制表。（3 3）EPROMEPROM写入器，用以将程序写入到用户写入器，用以将程序写入到用户EPROMEPROM中。中。（4 4）高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显）高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或监视有关部分的运行状态。示或监视有关部分的运行状态。PLCPLC输入输出接口的小结输入输出接口的小结n常用的

25、输入常用的输入/ /输出模块：输出模块：（1 1）开关量输入）开关量输入/ /输出接口模块输出接口模块（2 2）模拟量输入）模拟量输入/ /输出接口模块输出接口模块（3 3）智能输入）智能输入/ /输出接口输出接口开关量输入接口模块开关量输入接口模块三种输入方式：三种输入方式：（1 1）直流信号输入方式）直流信号输入方式（2 2）交直流信号输入方式）交直流信号输入方式（3 3）交流信号输入方式）交流信号输入方式注意：一般情况下，注意：一般情况下，PLCPLC的输入信号的电源由的输入信号的电源由PLCPLC自身提供，但交流信号输入信号，自身提供，但交流信号输入信号，PLCPLC不提供电源。不提供

26、电源。开关量输出接口模块类型开关量输出接口模块类型直流输出模块直流输出模块交流输出模块交流输出模块交直流输出模块交直流输出模块按负载使用的电源按负载使用的电源晶体管输出方式晶体管输出方式可控硅输出方式可控硅输出方式继电器触点输出方式继电器触点输出方式按输出开关器件按输出开关器件n注意：注意：（1 1）按响应速度来看，晶体管响应最快，继）按响应速度来看，晶体管响应最快，继电器输出最慢。电器输出最慢。（2 2）从安全隔离效果、可靠性来看，继电器）从安全隔离效果、可靠性来看，继电器触点输出最佳。触点输出最佳。（3 3）输出电源均由用户供给，输出模块仅提）输出电源均由用户供给，输出模块仅提供有一定通断

27、能力的常开触点。供有一定通断能力的常开触点。模拟量输入模拟量输入/ /输出接口模块输出接口模块n模拟量输入模拟量输入/ /输出接口模块的主要功能是输出接口模块的主要功能是数据转换，即模拟量转换为数字量，或数据转换，即模拟量转换为数字量，或者数字量转换为模拟量。者数字量转换为模拟量。n模拟量输入模拟量输入/ /输出接口模块可与输出接口模块可与PLCPLC的基的基本单元总线相连，其数据可以调用和处本单元总线相连，其数据可以调用和处理。理。第五节第五节 可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一、可编程控制器的结构一、可编程控制器的结构 （一）按硬件的结构类型分类（一）按硬件的结构类型分类1

28、.1.单元式结构单元式结构把把CPUCPU、RAMRAM、ROMROM、I IO O接口及与编程器或接口及与编程器或EPROMEPROM写入器相连的接口、输入输出端子、电源、写入器相连的接口、输入输出端子、电源、指示灯等都装配在一起的整体装置。称为基本单元。指示灯等都装配在一起的整体装置。称为基本单元。可选用能扩展一些可选用能扩展一些I/OI/O接口而不含接口而不含CPUCPU，含有电，含有电源的源的PLCPLC装置，这种装置叫做扩展单元。装置，这种装置叫做扩展单元。小型机：一体机，有接口可扩展。小型机：一体机，有接口可扩展。2. 2. 模块式结构模块式结构n模块式结构又叫积木式结构。模块式结

29、构又叫积木式结构。可根据需要在主板上可根据需要在主板上随意组合，随意组合，如如CPUCPU模块、输入模块、输出模块、通模块、输入模块、输出模块、通讯模块等等。讯模块等等。中、大型机中、大型机CPU POWER中、大型机中、大型机 3. 3.叠装式结构叠装式结构n叠装式结构是单元式和模块式相结合的产物。把某个系列叠装式结构是单元式和模块式相结合的产物。把某个系列的的PLCPLC工作单元的外形都制作成一致的外观尺寸，用电缆工作单元的外形都制作成一致的外观尺寸，用电缆联接各个单元，在控制设备中安装时可以一层层地叠装，联接各个单元，在控制设备中安装时可以一层层地叠装，就成了叠装式就成了叠装式PLCPL

30、C。n单元式单元式PLCPLC一般用于规模较小，输入输出点数固定，一般用于规模较小，输入输出点数固定，不需要扩展的场合。不需要扩展的场合。n模块式模块式PLCPLC一般用于规模较大，输入输出点数较多，一般用于规模较大，输入输出点数较多，输入输出点数比例灵活的场合。输入输出点数比例灵活的场合。n叠装式叠装式PLCPLC具有二者的优点，从近年来市场上看，具有二者的优点，从近年来市场上看，单元式及模块式有结合为叠装式的趋势。单元式及模块式有结合为叠装式的趋势。（二）按应用规模及功能分类（二）按应用规模及功能分类n可编程控制器能够处理的输入信号数量是不一样的。一般可编程控制器能够处理的输入信号数量是不

31、一样的。一般将一路信号称作一个点，将输入点和输出点数的总和称为将一路信号称作一个点，将输入点和输出点数的总和称为机器的点。机器的点。n按照点数的多少，可将按照点数的多少，可将PLCPLC分为超小（微）、小、中、大、分为超小（微）、小、中、大、超大等五种类型。见下表所示：超大等五种类型。见下表所示： 二、可编程控制器的软件二、可编程控制器的软件（一）可编程控制器的软件分类（一）可编程控制器的软件分类1 1、系统软件、系统软件n 系统软件包含系统的管理程序，用户指令的解释程系统软件包含系统的管理程序，用户指令的解释程序，另外还包括一些供系统调用的专用标准程序块等。序，另外还包括一些供系统调用的专用

32、标准程序块等。2 2、应用软件、应用软件n 应用软件也叫用户软件。是用户为达到某种控制目应用软件也叫用户软件。是用户为达到某种控制目的，采用的，采用PLCPLC厂家提供的编程语言自主编制的程序。厂家提供的编程语言自主编制的程序。n 使用导线连接继电使用导线连接继电- -接触器来确定控制器件之间逻接触器来确定控制器件之间逻辑关系的方式叫做辑关系的方式叫做”接线逻辑接线逻辑”。n 用预先存储在用预先存储在 PLC PLC 机内的程序实现某种逻辑控制机内的程序实现某种逻辑控制功能，就是人们所指的功能，就是人们所指的”存储逻辑存储逻辑”。PLCPLC控制系统与继电器控制系统不同控制系统与继电器控制系统

33、不同n继电器控制系统：继电器控制系统：nPLCPLC控制系统：控制系统：PLC控制控制M13M23接触器接触器M13M23KM1SB1KM1KT10SKTKM2SB2继电器控制回路继电器控制回路硬件（线路）连接硬件（线路）连接停止（常闭）停止（常闭）启动（常开）启动（常开）时间继电器时间继电器接触器（电机接触器（电机1）接触器（电机接触器（电机2）SB200001SB100000COM24VDCKM1KM2COM220VAC0100002000输入继电器线圈输出触点000000000101000TIM00TIM000100001001内部继电内部继电器触点器触点内部输出内部输出继电器线圈继电器

34、线圈PLC控制程序（梯形图）控制程序（梯形图）程序控制程序控制软连接软连接硬连接硬连接硬连接硬连接接触器热继电器启动（常开）停止（常闭）输入设备输出设备n电机直接起停控制：就是按下起动按钮后，电电机直接起停控制：就是按下起动按钮后，电机单方向的持续运转，要使电机停车，按下停机单方向的持续运转，要使电机停车，按下停止按钮即可。采用止按钮即可。采用PLC如何控制？如何控制？PLCPLC控制系统与继电器控制系统区别控制系统与继电器控制系统区别（1 1）继电器控制系统，通过导线连接实现控制功）继电器控制系统，通过导线连接实现控制功能，控制功能的更改需要改变硬件接线。能，控制功能的更改需要改变硬件接线。

35、（2 2）存储程序控制又称）存储程序控制又称PLCPLC控制系统，通过控制系统，通过PLCPLC的的程序实现控制功能，修改软件程序即可改变控制程序实现控制功能，修改软件程序即可改变控制功能，无需改变硬件接线。功能，无需改变硬件接线。（3 3）继电器控制系统采用硬逻辑并行的方式，若）继电器控制系统采用硬逻辑并行的方式，若继电器的线圈通电或断电，其所有触点不论在线继电器的线圈通电或断电，其所有触点不论在线路何处都立即同时动作。路何处都立即同时动作。（4 4）PLCPLC控制系统采用顺序逐次扫描方式，若线圈控制系统采用顺序逐次扫描方式，若线圈接通或断开，其所有触点不会立即动作，而是等接通或断开，其所

36、有触点不会立即动作，而是等扫描到该触点时才会动作。但是扫描到该触点时才会动作。但是PLCPLC扫描程序时扫描程序时间间100ms100ms，满足实时控制要求。，满足实时控制要求。是从继电器控制电路的原理图演变而来的。是从继电器控制电路的原理图演变而来的。（1 1）PLCPLC内部的继电器内部的继电器 并不是实际的硬继电器，是并不是实际的硬继电器，是PLCPLC内部内部存储单元的一位，称为存储单元的一位，称为“软继电器软继电器”。（2 2）梯形图是由这些）梯形图是由这些“软继电器软继电器”组成的控制线路，但它们组成的控制线路，但它们并不是真正的物理连接，而是逻辑关系上的连接，称为并不是真正的物理

37、连接，而是逻辑关系上的连接，称为“软软接线接线”。 当存储单元的某位状态为当存储单元的某位状态为1 1时，相当于某个继电器线圈得时，相当于某个继电器线圈得电；当状态为电；当状态为0 0时，相当于该继电器线圈断电。时，相当于该继电器线圈断电。 软继电器的常开触点、常闭触点可以在程序中使用无数软继电器的常开触点、常闭触点可以在程序中使用无数多次。多次。（3 3）PLCPLC中有各种继电器，如输入继电器、输出继电器、辅中有各种继电器，如输入继电器、输出继电器、辅助继电器、特殊功能继电器、移位寄存器、定时器、计数器助继电器、特殊功能继电器、移位寄存器、定时器、计数器等。与外部输入、输出设备相连接的继电

38、器只有输入、输出等。与外部输入、输出设备相连接的继电器只有输入、输出继电器。继电器。（二）应用软件编程语言的表达方式（二）应用软件编程语言的表达方式 1 1、梯形图（、梯形图（Ladder diagramLadder diagram）n 梯形图语言是一种以图形符号及其在图中的相互关系表示控梯形图语言是一种以图形符号及其在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电器电路图演变过来的。是制关系的编程语言，是从继电器电路图演变过来的。是PLCPLC编编程语言中使用最广泛的一种语言。程语言中使用最广泛的一种语言。 2 2、指令表（、指令表（Instruction listInstruction l

39、ist） 指令表程序也叫做语句表程序指令表程序也叫做语句表程序, ,简称指令程序，简称指令程序，另一种表示方法。语句表程序中语句指令依一定的另一种表示方法。语句表程序中语句指令依一定的顺序排列而成。顺序排列而成。 指令表程序和梯形图程序有严格的对应关系。指令表程序和梯形图程序有严格的对应关系。3 3、顺序功能图（、顺序功能图（Sequential function chartSequential function chart）顺序功能图顺序功能图(SFC)(SFC)也称之为状态转移图也称之为状态转移图, ,常用来编常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换条件制顺序控制类程序。它包含步、动

40、作、转换条件三个要素。三个要素。（四）功能块图（四）功能块图（Function block diagramFunction block diagram） 功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言。功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言。用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，信号自左向右流动不可逆。变量，信号自左向右流动不可逆。第六节第六节 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理 nPLCPLC系统工作任务管理及应用程序执行都是采用系统工作任务管理及

41、应用程序执行都是采用循环扫描的工作方式完成的。循环扫描的工作方式完成的。一、分时处理及扫描工作方式一、分时处理及扫描工作方式 PLCPLC一次扫描过程：三个阶段是在一个扫描周期内分时完成的。系统必一次扫描过程：三个阶段是在一个扫描周期内分时完成的。系统必须周而复始地依一定的顺序完成这一系列的具体工作。这种工作方式叫须周而复始地依一定的顺序完成这一系列的具体工作。这种工作方式叫做循环扫描工作方式。做循环扫描工作方式。1 1、输入处理阶段、输入处理阶段输入采样阶段输入采样阶段 扫描输入端子上的所有信息扫描输入端子上的所有信息将上述信息存入相将上述信息存入相应的输入映像寄存应的输入映像寄存器，进行输

42、入刷新器，进行输入刷新当当CPU采样采样“允许允许”进入程序执行阶段进入程序执行阶段2 2、程序执行阶段、程序执行阶段获取上一阶段存入输入映像获取上一阶段存入输入映像寄存器的输入端子上的信息寄存器的输入端子上的信息从输出映像寄存器读入从输出映像寄存器读入对应的当前信息对应的当前信息按照按照PLC梯形图程序扫描原则梯形图程序扫描原则：先左后右，先上后下，逐句：先左后右，先上后下，逐句扫描语句扫描语句3 3、输出处理阶段、输出处理阶段输出刷新阶段输出刷新阶段输出信息存入在输出输出信息存入在输出映像寄存器映像寄存器待程序执行结束后，将存入在输待程序执行结束后，将存入在输出映像寄存器的所有信息转存到出

43、映像寄存器的所有信息转存到输出锁存器输出锁存器集中将输出锁存器的信息集中将输出锁存器的信息，以一定方式输出，驱动，以一定方式输出，驱动外部负载。外部负载。二、扫描周期及二、扫描周期及PLCPLC的两种工作状态的两种工作状态nPLCPLC有两种基本的工作状态，即运行（有两种基本的工作状态，即运行（RUNRUN）状态和停止）状态和停止（STOPSTOP）状态。）状态。nPLCPLC处于运行状态时，是执行应用程序的状态；处于运行状态时，是执行应用程序的状态；nPLCPLC处于正常停止状态时，是用户编制和修改程序的状态。处于正常停止状态时，是用户编制和修改程序的状态。nPLCPLC的运行与停止，用户可

44、通过的运行与停止，用户可通过PLCPLC的外部开关或编程软件的的外部开关或编程软件的运行运行/ /停止指令选择控制。停止指令选择控制。nPLCPLC在在RUNRUN工作状态时，执行一次扫描操作所需的时间称为扫工作状态时，执行一次扫描操作所需的时间称为扫描周期。描周期。FXFX2N2N系列扫描周期为系列扫描周期为20ms200ms20ms200ms。 图图5-15 扫描过程示意图扫描过程示意图 运行和停止两种状态运行和停止两种状态PLCPLC不同的扫描过程。不同的扫描过程。由图可知，在这两个由图可知，在这两个不同的工作状态中，不同的工作状态中，扫描过程所要完成的扫描过程所要完成的任务是不尽相同的

45、。任务是不尽相同的。三、输入输出滞后时间三、输入输出滞后时间 n输入输出滞后时间又称为系统响应时间，是指输入输出滞后时间又称为系统响应时间，是指PLCPLC外部输入外部输入信号发生变化的时刻起到它控制的有关外部输出信号发生变信号发生变化的时刻起到它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻止的时间间隔。例如：按化的时刻止的时间间隔。例如：按SB1SB1到到Y000Y000产生输出的时产生输出的时间。间。n系统响应时间由输入电路的滤波时间、输出模块的滞后时间系统响应时间由输入电路的滤波时间、输出模块的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分所组成。和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分所组成。（1)1)滤波时间滤波时间 PLCPLC的输入模块采用的是的输入模块采用的是RCRC滤波滤波, , 其典型值为其典型值为10ms10ms左右左右, ,也可根据要求修改滤波时间。也可根据要求修改滤波时间。（2)输出模块的滞后时间输出模块的滞后时间 与输出所用的开关元件的与输出所用的开关元件的类型有关类型有关: :n输出开关元件若是继电器，负载被接通时的滞后输出开关元件若是继电器，负载被接通时的滞后时间约为时间约为1ms1ms，负载由导通到断开时的最大滞后时，负载由导通到断开时的最大滞后时间约为间约为10ms10ms；n输出开关元