第一讲PLC的概述与基本操作

1、第一讲第一讲 PLC的概述与基本操作的概述与基本操作 一、概述一、概述二、可编程序控制器的特点二、可编程序控制器的特点三、可编程序控制器的组成三、可编程序控制器的组成四、可编程序控制器的分类四、可编程序控制器的分类五、可编程序控制器的软件五、可编程序控制器的软件六、可编程序控制器的工作原理六、可编程序控制器的工作原理七、可编程序控制器的性能指标及常用型七、可编程序控制器的性能指标及常用型号号八、可编程序控制器的基本操作八、可编程序控制器的基本操作一、一、 概述概述 第一台可编程控制器是第一台可编程控制器是19691969年美国数字设备公司（年美国数字设备公司（DECDEC）研制。研制。 国际电

2、工委员会把可编程控制器定义为：国际电工委员会把可编程控制器定义为： PLC PLC是一种专门为是一种专门为在工业环境下应用在工业环境下应用而设计的而设计的数字运算操作的电子装数字运算操作的电子装置置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、计。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，出，控制各种类型控制各种类型的机械或生产过程。的机械或生产过程。PLCPLC及其有关的外围设备都应按照及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统

3、形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。1.1.数字运算操作的电子装置数字运算操作的电子装置表明表明PLCPLC是一台计算机。是一台计算机。2.2.在工业环境下应用在工业环境下应用PLCPLC具有特殊的构造，是适应工业环境的现场计具有特殊的构造，是适应工业环境的现场计算算 机。机。3.3.各种类型各种类型PLCPLC能控制各种类型工业设备及生产过程。程序可以编制。能控制各种类型工业设备及生产过程。程序可以编制。 是一种通用的工业控制计算机。是一种通用的工业控制计算机。 可编程控制器简称可编程控制器简称PLCPLC，是最初对用于逻辑控制的

4、可编程控制器是最初对用于逻辑控制的可编程控制器（Programmable logic Controller)Programmable logic Controller)简称。简称。二、可编程控制器的特点二、可编程控制器的特点1.1.可靠性高，抗干扰能力强可靠性高，抗干扰能力强采用大规模集成电路技术，有严格的生产采用大规模集成电路技术，有严格的生产 工艺制造，内部采取先进的抗干扰技术。工艺制造，内部采取先进的抗干扰技术。 可编程控制器集继电控制技术、大规模集成电路技术和计算机可编程控制器集继电控制技术、大规模集成电路技术和计算机技术于一体，是当今工业自动化技术（技术于一体，是当今工业自动化技术（

5、PLCPLC、计算机辅助设计、机计算机辅助设计、机器人）之一。器人）之一。3.3.易学易用，深受工程技术人员欢迎易学易用，深受工程技术人员欢迎PLCPLC接口容易，编程语言易于接受，接口容易，编程语言易于接受， 其基本编程语言其基本编程语言梯形图的图形符号和表达方式和继电控制的电路图梯形图的图形符号和表达方式和继电控制的电路图 接近。程序可编可变。接近。程序可编可变。2.2.配套齐全，功能完善，适用性强配套齐全，功能完善，适用性强PLCPLC已形成大、中、小各种规模的已形成大、中、小各种规模的系系 列化产品。可用于各种规模的工业控制场合。列化产品。可用于各种规模的工业控制场合。4.4.系统的设

6、计、建造工作量小，维护方便，改造容易系统的设计、建造工作量小，维护方便，改造容易PLCPLC用存储逻辑用存储逻辑代代 替接线逻辑（即硬件软件化），大大地减少控制设备外部的接线。使控替接线逻辑（即硬件软件化），大大地减少控制设备外部的接线。使控 制系统设计及建造的周期大大缩短。维护改造方便。制系统设计及建造的周期大大缩短。维护改造方便。5.5.体积小、重量轻，能耗低体积小、重量轻，能耗低是实现机电一体化的理想控制设备。是实现机电一体化的理想控制设备。三、可编程控制器的组成三、可编程控制器的组成 世界各国生产的世界各国生产的PLCPLC外观各异，但作为工业控制计算机，其硬外观各异，但作为工业控制计

7、算机，其硬件结构的组成大体相同。件结构的组成大体相同。 （一）中央处理器（一）中央处理器（CPUCPU） CPUCPU是是PLCPLC的核心的核心，在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算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等任务协调系统内部各部分工作等任务。 CPU CPU一般有三大类：一般有三大类：（1 1）通用微处理器）通用微处理器，如，如8028680286、8038680386等；等；（2 2）单片机芯片单片机芯片，如，如80318031、80968096等；等；（3 3）位处理器）位处理器，如，如AMD2900AMD2900、AMD2903AMD29

8、03等。等。 一般一般PLCPLC的档次越高，的档次越高，CPUCPU的位数也越多，运算速度也越快，指令功能的位数也越多，运算速度也越快，指令功能也越强。现在常见的机型一般为也越强。现在常见的机型一般为8 8位或位或1616位。位。 （二）（二） 存储器存储器 存储器是存储器是PLCPLC存放系统程序、用户程序及运算数据的单元存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。分只读存。分只读存储器（储器（ROMROM）和随机读写存储器（和随机读写存储器（RAMRAM）。）。（二）（二） 存储器存储器 只读存储器（只读存储器（ROMROM）：）：能永久保存能永久保存，即控制器掉电后也需保存的程序的存，即控

9、制器掉电后也需保存的程序的存 储器。储器。用来存放用来存放PLCPLC的系统程序的系统程序。三、可编程控制器的组成三、可编程控制器的组成随机读写存储器（随机读写存储器（RAM）：）：能方便写入或擦除能方便写入或擦除，但在掉电后数据即消失，但在掉电后数据即消失 的存储器。的存储器。用来存放用户程序及系统运行中产生的临时数据用来存放用户程序及系统运行中产生的临时数据。为了使。为了使 用户程序及某些运行数据能在掉电后仍能保持，在实际中，常为重要用户程序及某些运行数据能在掉电后仍能保持，在实际中，常为重要 的随机读写存储器配备电池或电容等掉电保持装置。的随机读写存储器配备电池或电容等掉电保持装置。存储

10、器区域又分为程序区和数据区存储器区域又分为程序区和数据区。程序区存放用户程序程序区存放用户程序；数据区存放用数据区存放用 户数据户数据，各类数据存放的位置有严格的规定，有不同的地址编号。，各类数据存放的位置有严格的规定，有不同的地址编号。三、可编程控制器的组成三、可编程控制器的组成（三）（三） 输入输出接口输入输出接口 输入输出接口是输入输出接口是PLCPLC与工业控制现场各类信号连接的部分与工业控制现场各类信号连接的部分。输入口输入口接受生产过程的各种参数接受生产过程的各种参数；输出口输出口送出送出PLCPLC运算后得出的控制信号，并通过机外的执行机构完成工运算后得出的控制信号，并通过机外的

11、执行机构完成工 业现场的各类控制业现场的各类控制。 接口接口要求要求：良好的抗干扰能力良好的抗干扰能力；满足工业现场各类信号匹配要求满足工业现场各类信号匹配要求。 目的目的：满足：满足PLCPLC在工业控制现场工作的需求。在工业控制现场工作的需求。 PLC PLC主要有如下接口单元：主要有如下接口单元： 1 1. 开关量输入接口开关量输入接口 作用是把现场的开关量信号（即各类主令电器、继电器、传感器等作用是把现场的开关量信号（即各类主令电器、继电器、传感器等有触点或无触点触头的通断）变成有触点或无触点触头的通断）变成PLCPLC内部处理的标准信号内部处理的标准信号。一般按接纳。一般按接纳外信号

12、电源的类型分为：外信号电源的类型分为：直流输入单元直流输入单元、交直流输入单元交直流输入单元和和交流输入单交流输入单元元。三、可编程控制器的组成三、可编程控制器的组成（1） 直流输入单元直流输入单元如图如图2-3-22-3-2所示。所示。 1 1. 开关量输入接口开关量输入接口三、可编程控制器的组成（2）交直流输入单元）交直流输入单元如图如图2-3-32-3-3所示。所示。 1 1. 开关量输入接口开关量输入接口三、可编程控制器的组成三、可编程控制器的组成（3）交流输入单元）交流输入单元如图如图2-3-42-3-4所示。所示。 1 1. 开关量输入接口开关量输入接口三、可编程控制器的组成三、可

13、编程控制器的组成（三）（三） 输入输出接口输入输出接口 2 2. 开关量输出接口开关量输出接口 作用是把作用是把PLC内部程序执行结果（或运算结果）的标准信号转换成现场执内部程序执行结果（或运算结果）的标准信号转换成现场执行机构所需的开关量信号行机构所需的开关量信号。 （1）继电器型开关量输出）继电器型开关量输出接口，接口，其参考电路如图其参考电路如图2-3-5所示。所示。 开关量输出接口按开关量输出接口按PLC机内使用的器件分为机内使用的器件分为继电器继电器型型、晶体管型晶体管型及及晶闸管型晶闸管型。 继电器型的输出接口继电器型的输出接口可用交流或直流电源驱动，可用交流或直流电源驱动，但通断

14、频率低但通断频率低； 三、可编程控制器的组成三、可编程控制器的组成（三）（三） 输入输出接口输入输出接口 2.2.开关量输出接口开关量输出接口 作用是把作用是把PLC内部程序执行结果（或运算结果）的标准信号转换成现内部程序执行结果（或运算结果）的标准信号转换成现 场场执行机构所需的开关量信号执行机构所需的开关量信号。 （2）晶体管型开关量输出）晶体管型开关量输出接口，接口，其参考电路如图其参考电路如图2-3-6所示。所示。 开关量输出接口按开关量输出接口按PLC机内使用的器件分为机内使用的器件分为继电器继电器型型、晶体管型晶体管型及及晶闸管型晶闸管型。 晶体管型的输出接口晶体管型的输出接口有较

15、高的通断频率，但有较高的通断频率，但只适合直流电源驱动只适合直流电源驱动。 三、可编程控制器的组成三、可编程控制器的组成（三）（三） 输入输出接口输入输出接口 2.2.开关量输出接口开关量输出接口 作用是把作用是把PLC内部程序执行结果（或运算结果）的标准信号转换成现内部程序执行结果（或运算结果）的标准信号转换成现 场场执行机构所需的开关量信号执行机构所需的开关量信号。 晶闸管型的输出接口晶闸管型的输出接口适合交流电源驱动适合交流电源驱动。 开关量输出接口按开关量输出接口按PLC机内使用的器件分为机内使用的器件分为继电器型继电器型、晶体管型晶体管型及及晶晶闸管型闸管型。（3）晶闸管型开关量输）

16、晶闸管型开关量输出接口，其参考电路如出接口，其参考电路如图图2-3-7所示。所示。 三、可编程控制器的组成三、可编程控制器的组成（三）（三） 输入输出接口输入输出接口 3模拟量输入接口模拟量输入接口 把现场连续变化的模拟量标准信号把现场连续变化的模拟量标准信号（4 20mA；1 10V）转换成适合转换成适合PLC内部处理的由若干位二进制数字表示的信号内部处理的由若干位二进制数字表示的信号。如现场信号不标准，应转。如现场信号不标准，应转换处理。模拟量信号输入后一般经运放放大后进行换处理。模拟量信号输入后一般经运放放大后进行A/D转换，再经光电耦合转换，再经光电耦合后为可编程序控制器提供一定位数的

17、数字量信号。后为可编程序控制器提供一定位数的数字量信号。 5智能输入输出接口智能输入输出接口 PLC还有一些适应较复杂控制而单独制作的智能控制单元。如还有一些适应较复杂控制而单独制作的智能控制单元。如PID工作工作单单元、高速计数器工作单元、温度控制单元、通讯单元等。元、高速计数器工作单元、温度控制单元、通讯单元等。4模拟量输出接口模拟量输出接口 把把PLC运算处理后的若干位数字量信号转换为相应的标准模拟量信号输运算处理后的若干位数字量信号转换为相应的标准模拟量信号输出，满足生产过程现场连续控制的要求出，满足生产过程现场连续控制的要求。 模拟量输出接口一般由光电隔离、模拟量输出接口一般由光电隔

18、离、D/A转换和信号驱动等环节组成。模转换和信号驱动等环节组成。模拟量输入输出接口一般单独制作成一个工作单元，或称为模块。拟量输入输出接口一般单独制作成一个工作单元，或称为模块。 三、可编程控制器的组成三、可编程控制器的组成（四）电源（四）电源 PLC都配有稳定性能好抗干扰能力强的开关式稳压电源，供内部电路使都配有稳定性能好抗干扰能力强的开关式稳压电源，供内部电路使用，一般还提供一组用，一般还提供一组24V直流电源，供外部传感器使用。另外，在直流电源，供外部传感器使用。另外，在PLC内部内部还有为掉电保护用的后备电源（电池）。还有为掉电保护用的后备电源（电池）。 1编程设备编程设备 用于输入用

19、户程序，修改程序、监控程序运行情况，用于输入用户程序，修改程序、监控程序运行情况， 一类是一类是 专用编程器。有手持式、台式和自带式。手持式携带方便，适应于工业专用编程器。有手持式、台式和自带式。手持式携带方便，适应于工业 现场应用；台式有图形显示器，适应大型现场应用；台式有图形显示器，适应大型PLC使用；自带式为使用；自带式为PLC自带。自带。 另一类是个人计算机，在计算机上运行另一类是个人计算机，在计算机上运行PLC的编程软件，实现编程任务。的编程软件，实现编程任务。 （五）外部设备（五）外部设备 2其他外部设备其他外部设备（1）盒式磁带机，用来纪录程序或信息（）盒式磁带机，用来纪录程序或

20、信息（2）打印机，用以打印程序或制）打印机，用以打印程序或制表（表（3）EPROM写入器，用以将程序写入用户写入器，用以将程序写入用户EPROM中（中（4）高分辨率大）高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或监控有关部分的运行状态。屏幕彩色图形监控系统，用以显示或监控有关部分的运行状态。 四、可编程控制器的分类四、可编程控制器的分类（一）按硬件的结构类型分（一）按硬件的结构类型分 1. 单元式（整体式）：单元式（整体式）：把把CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O接口及编程口、输入输出端子接口及编程口、输入输出端子、 电源、指示灯等都装配在一起的整体装置电源、指示灯等都装配在一起的整体装

21、置。一个箱体就是一个完整的。一个箱体就是一个完整的PLCPLC。 特点是结构紧凑，体积小、成本低、安装方便特点是结构紧凑，体积小、成本低、安装方便；缺点是输入输出点；缺点是输入输出点 数固定，不一定能适合具体的控制现场的需要。有时为增加数固定，不一定能适合具体的控制现场的需要。有时为增加I/ OI/ O接口，接口， 可添置不带可添置不带CPUCPU仅有仅有I/OI/O接口的装置，称扩展单元，如图所示。接口的装置，称扩展单元，如图所示。 2. 模块式（积木式）：模块式（积木式）：把把PLC的每个工作单元都制成独立的模块的每个工作单元都制成独立的模块，如，如CPU模模 块、输入模块、输出模块、电源

22、模块、通信模块等，按控制系统需要选块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块等，按控制系统需要选 取后，插到一块带插槽的母板取后，插到一块带插槽的母板(实质上是计算机总线实质上是计算机总线)上，就构成了一个完上，就构成了一个完 整的整的PLC。 特点是系统构成非常灵活，安装、扩展、维修都很方便特点是系统构成非常灵活，安装、扩展、维修都很方便。缺点是体。缺点是体 积比较大。如图所示。积比较大。如图所示。 四、可编程控制器的分类四、可编程控制器的分类（一）按硬件的结构类型分（一）按硬件的结构类型分 3. 叠装式：叠装式：是单元式和模块式相结合的产物。把一系列外形一致的是单元式和模块式相结合的产物。

23、把一系列外形一致的PLC工工 作单元，不用母板连接，而用电缆联接各个单元，在控制设备中安装作单元，不用母板连接，而用电缆联接各个单元，在控制设备中安装时时 可以一层层地叠装。结合二者优点，是发展方向。如图所示。可以一层层地叠装。结合二者优点，是发展方向。如图所示。 （二）按可应用规模及功能分（二）按可应用规模及功能分 1. 按输入输出信号数（点数）分：按输入输出信号数（点数）分： 超小型：超小型：64点以下；小型：点以下；小型：64 128点；中型：点；中型：128 512点；点； 大型：大型：512 8192点；超大型：点；超大型：8192点以上。点以上。 低挡机：以逻辑运算为主，具有计时、

24、计数、移位等功能。一般为超小型低挡机：以逻辑运算为主，具有计时、计数、移位等功能。一般为超小型PLC。 中挡机：一般有整数及浮点运算、数制转换、中挡机：一般有整数及浮点运算、数制转换、PID调节、中断控制及联网功能，调节、中断控制及联网功能， 可用于复杂的逻辑运算及闭环控制场合。中小型可用于复杂的逻辑运算及闭环控制场合。中小型PLC。 高挡机：具有更强的数字处理能力，可进行矩阵运算、函数运算，可完成数高挡机：具有更强的数字处理能力，可进行矩阵运算、函数运算，可完成数 据管理工作，有更强的通讯能力，可以和其他计算机构成分布式生据管理工作，有更强的通讯能力，可以和其他计算机构成分布式生 产过程综合

25、控制管理系统。大型或超大型产过程综合控制管理系统。大型或超大型PLC。 五、可编程控制器的软件五、可编程控制器的软件（一）软件分类（一）软件分类 1系统软件系统软件 包含包含系统的管理程序系统的管理程序，用户指令的解释程序用户指令的解释程序，另外还包括，另外还包括一一 些供系统调用的专用标准程序块等。些供系统调用的专用标准程序块等。 系统管理程序系统管理程序用以完成机内运行相关时间分配、存储用以完成机内运行相关时间分配、存储空空 间分配管理、及系统自检等工作。间分配管理、及系统自检等工作。 用户指令解释程序用户指令解释程序用以完成用户指令变换为机器码的用以完成用户指令变换为机器码的 工作。工作

26、。 系统软件在用户使用可编程控制器之前就已装入机内，并永久保系统软件在用户使用可编程控制器之前就已装入机内，并永久保 存，在各种控制工作中并不需要做什么调整。存，在各种控制工作中并不需要做什么调整。 2应用软件应用软件 也叫用户软件也叫用户软件。是用户为达到某种控制目的，采用。是用户为达到某种控制目的，采用PLC厂厂 家提供的编程语言自主编制的程序。家提供的编程语言自主编制的程序。 五、可编程控制器的软件五、可编程控制器的软件（二）编程语言的表达方式（二）编程语言的表达方式 1梯形图梯形图 梯形图语言是一种以图形符号及相互关系表示控制关系的编梯形图语言是一种以图形符号及相互关系表示控制关系的编

27、程语言，是从继电器电路图演变而来。见图程语言，是从继电器电路图演变而来。见图2-12，梯形图中所绘的图形符，梯形图中所绘的图形符号和继电器电路图中的符号十分相似。是号和继电器电路图中的符号十分相似。是PLC编程语言中使用最广泛的一编程语言中使用最广泛的一种语言。种语言。 2指令表指令表 也叫语句表也叫语句表。与单片机程序中的汇编语言有点类似，由语句指令。与单片机程序中的汇编语言有点类似，由语句指令依一定的顺序排列而成。一条指令有助记符和操作数二部分。也只有助记符依一定的顺序排列而成。一条指令有助记符和操作数二部分。也只有助记符的，称为无操作数指令。指令表语言和梯形图有严格的对应关系，如图的，称

28、为无操作数指令。指令表语言和梯形图有严格的对应关系，如图2-12c所示。所示。 b) 梯形梯形图图 X0Y0Y0X1SB1a）常动电路图常动电路图SB2KM图图2-12 电路图与梯形图对照电路图与梯形图对照LD X0OR Y0ANI X1OUT Y0c) 指令表指令表KM五、可编程控制器的软件五、可编程控制器的软件（二）编程语言的表达方式（二）编程语言的表达方式 3顺序功能图顺序功能图 常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换三个常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法可将一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态，要素。顺序功能编程法可将一个复杂的控制过程分

29、解为一些小的工作状态，对这些小状态的功能分别处理后再把这些小状态依一定的顺序控制要求连对这些小状态的功能分别处理后再把这些小状态依一定的顺序控制要求连接组合成整体的控制程序。功能图体现了一种编程思想，在顺序控制程序接组合成整体的控制程序。功能图体现了一种编程思想，在顺序控制程序的编制中有很重要的意义。的编制中有很重要的意义。 4功能块图功能块图 是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，熟悉数字电路的人是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，熟悉数字电路的人比比较较容易掌握的。该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，容易掌握的。该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为

30、逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入端、输出端的小方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入端、输出端的小圆点表示圆点表示“非非”运算，信号自左向右流动。就像电路图一样，它们被运算，信号自左向右流动。就像电路图一样，它们被“导导线线连接在一起。连接在一起。 5结构文本结构文本 用用PASCAL、BASIC、C等高级编程语言的编程方式。与梯形等高级编程语言的编程方式。与梯形图相比，结构文本有能实现复杂运算和非常简洁紧凑优点。用结构文本编制图相比，结构文本有能实现复杂运算和非常简洁紧凑优点。用结构文本编制极其复杂的数学运算可能只占一页纸。结构文本用来编制逻辑运箅程序也很极其复杂的数学

31、运算可能只占一页纸。结构文本用来编制逻辑运箅程序也很容易。为方便用户，许多大中型容易。为方便用户，许多大中型PLC都配备了结构文本编程语言。都配备了结构文本编程语言。六、可编程控制器的工作原理六、可编程控制器的工作原理（一）可编程控制器工作方式（一）可编程控制器工作方式 PLC的工作原理与计算机的工作原理相似，的工作原理与计算机的工作原理相似，通过运行应用程序通过运行应用程序完成用户任务。但个人计算机完成用户任务。但个人计算机一般采用等待命令的工作方式一般采用等待命令的工作方式。而。而PLC采用循环扫描工作方式采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都，系统工作任务管理及应用程序执

32、行都是循环扫描方式完成的。是循环扫描方式完成的。 1 计算机内部各工作单元的调度、监控；计算机内部各工作单元的调度、监控；2 计算机与外部设备间的通讯；计算机与外部设备间的通讯；3 执行执行用户程序：用户程序：又分为以下三个阶段。又分为以下三个阶段。（1）输入处理阶段）输入处理阶段 也叫输入采样。也叫输入采样。PLC读入输入口的状态，并将它们存放读入输入口的状态，并将它们存放在输入状态暂存区中。在输入状态暂存区中。（2）程序执行阶段）程序执行阶段 PLC根据本次读入的输入数据，依用户程序的顺序逐条根据本次读入的输入数据，依用户程序的顺序逐条执行。执行的结果均存储在输出信号暂存区中。执行。执行的

33、结果均存储在输出信号暂存区中。（3）输出处理阶段）输出处理阶段 也叫输出刷新阶段。也叫输出刷新阶段。PLC将本次执行用户程序的结果一将本次执行用户程序的结果一次性地从输出状态暂存区送到各个输出口，对输出状态进行刷新。次性地从输出状态暂存区送到各个输出口，对输出状态进行刷新。 上述各阶段是分时顺序完成的。上述各阶段是分时顺序完成的。为了连续地完成为了连续地完成PLC所承担的工作，系所承担的工作，系统必须周而复始地循环完成上述各阶段。这种工作方式叫做循环扫描工作方统必须周而复始地循环完成上述各阶段。这种工作方式叫做循环扫描工作方式。式。PLC执行一次各阶段扫描操作所需的时间称为扫描周期。执行一次各

34、阶段扫描操作所需的时间称为扫描周期。 （二）可编程控制器的分时处理及扫描周期（二）可编程控制器的分时处理及扫描周期六、可编程控制器的工作原理六、可编程控制器的工作原理（三）可编程控制器系统与继电控制系统的区别（三）可编程控制器系统与继电控制系统的区别1 实现控制功能的方法不同实现控制功能的方法不同 PLC是是通过运行应用程序来实现逻辑控制功能，改变程序就能改通过运行应用程序来实现逻辑控制功能，改变程序就能改 变控制功能，称为存储逻辑，即硬件软件化。变控制功能，称为存储逻辑，即硬件软件化。 继电控制系统是用导线依一定逻辑关系将电器元件连接起来，实继电控制系统是用导线依一定逻辑关系将电器元件连接起

35、来，实 现一定的控制功能，称为接线逻辑。现一定的控制功能，称为接线逻辑。2 工作方式的不同工作方式的不同 PLC采用循环扫描采用循环扫描，即串行工作方式；，即串行工作方式； 继电控制系统采用并行工作方式。继电控制系统采用并行工作方式。七、可编程控制器的性能指标及常用型号七、可编程控制器的性能指标及常用型号（一）可编程控制器的基本性能指标（一）可编程控制器的基本性能指标1输入输出点数输入输出点数 是是PLC所能接入的输入输出信号的最大数量，表示所能接入的输入输出信号的最大数量，表示PLC组成系统时可能的最大规模。输入点与输出点总是按一定的比例设置组成系统时可能的最大规模。输入点与输出点总是按一定

36、的比例设置的，往往是输入点数大于输出点数，且输入与输出点数不能相互替代。的，往往是输入点数大于输出点数，且输入与输出点数不能相互替代。 2应用程序的存储容量应用程序的存储容量 是存放用户程序的存储器的容量。通常用是存放用户程序的存储器的容量。通常用K字字(kw)，K字节字节(kb)或或K位来表示，位来表示，1K=1024；也有直接用所能存放的程序量也有直接用所能存放的程序量表示。表示。PLC中存放程序的地址单位为中存放程序的地址单位为“步步”，每一步占用两个字，一条基，每一步占用两个字，一条基本指令一般为一步，其它基本指令或功能指令，有若干步。因而用本指令一般为一步，其它基本指令或功能指令，有

37、若干步。因而用“步步”来表示程序容量称为多少来表示程序容量称为多少K基本指令基本指令(步步) 。 3扫描速度扫描速度 一般以执行一般以执行1000条基本指令所需的时间来衡量。单位为毫秒仟条基本指令所需的时间来衡量。单位为毫秒仟步，也有以执行一步指令时间计的，如微秒步。一般逻辑指令与运算指令步，也有以执行一步指令时间计的，如微秒步。一般逻辑指令与运算指令的平均执行时间有较大的差别，扫描速度还需标明是执行哪类程序。的平均执行时间有较大的差别，扫描速度还需标明是执行哪类程序。由目前由目前PLC采用的采用的CPU的主频考虑，扫描速度比较慢的为的主频考虑，扫描速度比较慢的为2.2msK逻辑运算逻辑运算程

38、序，程序，60msK数字运算程序；较快的为数字运算程序；较快的为lmsK逻辑运算程序，逻辑运算程序，10msK数数字运算程序；更快的能达到字运算程序；更快的能达到0.75msK逻辑运算程序。逻辑运算程序。 4编程语言及指令功能编程语言及指令功能 各厂家不尽相同。各厂家不尽相同。七、可编程控制器的性能指标及常用型号七、可编程控制器的性能指标及常用型号（二）可编程控制器的常用型号（二）可编程控制器的常用型号1三菱公司是日本国生产三菱公司是日本国生产PLC的主要厂家之一。先后推出的小型、超小的主要厂家之一。先后推出的小型、超小型型PLC有有F、F1F2、 FX1 、 FX2 、FX2c、FXo、FX

39、on、FXos、FX2n、FX2nc、FX1s、FX1n等系列。目前仍生产的有等系列。目前仍生产的有FX1s、FX1n 、 FX2n、FX2nc。 FX1s 系列机是卡片大小，适合小型环境中控制；系列机是卡片大小，适合小型环境中控制； FX1n是一种普是一种普遍选择型，可广泛应用。遍选择型，可广泛应用。 FX2n 型则是三菱公司型则是三菱公司20世纪世纪90年代产品，是年代产品，是FX系列中最高级型。系列中最高级型。 在运算速度，指令数量及通讯能力方面有较大的进步。在运算速度，指令数量及通讯能力方面有较大的进步。FX2n系列机执行基本指令的速度为系列机执行基本指令的速度为008 s步，用户程序

40、存储器的容量步，用户程序存储器的容量可扩展至可扩展至16K步。步。 三菱公司还生产三菱公司还生产A、Q4AR、MELSEC-Q系列系列PLC，这些是中大型模这些是中大型模块式机种。主要型号有块式机种。主要型号有A1N、A2N、A3N、 A2A、A2AS及近年来面世的及近年来面世的Q4AR、MELSEC-Q等系列产品。它们的点数最多可达等系列产品。它们的点数最多可达4096点，最大用户点，最大用户程序存储量达程序存储量达120K步，一般用在控制规模比较大的场合。具有数百条功能步，一般用在控制规模比较大的场合。具有数百条功能指令，类型众多的功能单元，可以完成位置控制、模拟量控制及几十个回指令，类型

41、众多的功能单元，可以完成位置控制、模拟量控制及几十个回路的路的PID控制，可以方便地和上位机及各种外设进行通讯工作，在许多工控制，可以方便地和上位机及各种外设进行通讯工作，在许多工业自动化场合获得应用。业自动化场合获得应用。 七、可编程控制器的性能指标及常用型号七、可编程控制器的性能指标及常用型号（二）可编程控制器的常用型号（二）可编程控制器的常用型号2德国西门子德国西门子(SIEMENS)公司生产多种系列的公司生产多种系列的PLC。早些时候是早些时候是S5系列，系列，近年来又推出近年来又推出S7系列。它的特点是一个系列中既包含单元式机又包含模块系列。它的特点是一个系列中既包含单元式机又包含模

42、块式机。式机。S7-200系列是叠装式，系列是叠装式，S7-300及及S7-400系列是模块式。系列是模块式。S7-200系列系列PLC的最新型号为的最新型号为CPU221、CPU222、CPU224、CPU226。这这些都是基本单元，输入输出点数的配比也是固定的，本机带有高速计数器些都是基本单元，输入输出点数的配比也是固定的，本机带有高速计数器入口。另有数字量、模拟量输入输出扩展模块可以选用。入口。另有数字量、模拟量输入输出扩展模块可以选用。S7叠装式机都采叠装式机都采取规格化外型尺寸，扩展非常容易。取规格化外型尺寸，扩展非常容易。S7-200系列系列PLC运算速度快，达到运算速度快，达到0

43、.37 s步。它的指令功能强大，表功能指令、步。它的指令功能强大，表功能指令、PID功能指令为构造多功能功能指令为构造多功能系统提供了方便。还有是通讯联网十分方便。本机自带的通讯口及通讯指系统提供了方便。还有是通讯联网十分方便。本机自带的通讯口及通讯指令使令使PLC组网变得很简单。组网变得很简单。S7-300、S7-400系列系列PLC是中大型机种，主要用于控制系统较大，控制功是中大型机种，主要用于控制系统较大，控制功能较强的自动化场合。特点是各类控制专用模块较多，使大型系统的组成能较强的自动化场合。特点是各类控制专用模块较多，使大型系统的组成非常容易。另一个特点是网络功能较强。非常容易。另一

44、个特点是网络功能较强。 西门子公司是世界上最早生产微型逻辑控制装置的公司。前些年推出西门子公司是世界上最早生产微型逻辑控制装置的公司。前些年推出的的LOGO产品在小型设备以至家庭自动化领域获得了很广泛的应用。产品在小型设备以至家庭自动化领域获得了很广泛的应用。 七、可编程控制器的性能指标及常用型号七、可编程控制器的性能指标及常用型号（二）可编程控制器的常用型号（二）可编程控制器的常用型号3OMRON公司产品公司产品 日本欧姆龙公司生产日本欧姆龙公司生产C系列系列PLC。小型机一般做成整体式，可由基本单小型机一般做成整体式，可由基本单元及扩展单元组成不同规模的系统。中型机通常做成模块式结构。例如

45、，元及扩展单元组成不同规模的系统。中型机通常做成模块式结构。例如，C200H型机由型机由CPU装置，装置，IO扩展装置、电源等组成基本系统，扩展装置扩展装置、电源等组成基本系统，扩展装置的用量决定了系统的规模。表的用量决定了系统的规模。表37是是C系列系列PLC的主要型号及性能指标。的主要型号及性能指标。C系列系列PLC也有较强的网络通讯功能。也有较强的网络通讯功能。 4Rockwell公司产品公司产品 美国美国Rockwell公司所属的公司所属的A-B(Allen-Bradley)公司是世界上最大的公司是世界上最大的PLC制造商。其产品门类齐全。中大型机有制造商。其产品门类齐全。中大型机有P

46、LC-5系列，小型机有系列，小型机有SLC500系列，系列，微型机有微型机有MICRO系列。系列。A-B公司公司PLC产品特点是指令丰富。逻辑运算、浮产品特点是指令丰富。逻辑运算、浮点数字运算、点数字运算、PID控制、数据文件管理等功能应有尽有。与控制、数据文件管理等功能应有尽有。与FX2系列系列PLC指指令相似，令相似，A-B公司公司PLC指令中也有顺控制流程图编程专用指令。另外指令中也有顺控制流程图编程专用指令。另外A-B公公司生产的众多数字、通讯、模拟、定位等智能司生产的众多数字、通讯、模拟、定位等智能IO模块都能与其模块都能与其PLC兼容，兼容，可以很方便地构成各种各样的控制系统。可以

47、很方便地构成各种各样的控制系统。七、可编程控制器的性能指标及常用型号七、可编程控制器的性能指标及常用型号（二）可编程控制器的常用型号（二）可编程控制器的常用型号5GE公司产品公司产品美国通用电气公司美国通用电气公司(GE)生产生产GE系列系列PLC产品。产品。 小型低档的小型低档的GE-1型型PLC具有逻辑运算、定时计数、高速计数、移位及具有逻辑运算、定时计数、高速计数、移位及自诊断功能，适用于小型开关量控制。输入输出点数配置灵活，最大达自诊断功能，适用于小型开关量控制。输入输出点数配置灵活，最大达112点。点。GE-PLC/J为为GE-1的简易化产品，单元式结构，性能和的简易化产品，单元式结

48、构，性能和GE1相同，只相同，只有基本单元有基本单元24点。点。GE-1P为为GE-1的增强型产品，在的增强型产品，在GE1的指令基础上增的指令基础上增加了数据操作指令，点数最多可扩大到加了数据操作指令，点数最多可扩大到168点。点。 中档的中档的GE-3具有具有GE1P的全部功能，还增加了中断处理、故障诊断等的全部功能，还增加了中断处理、故障诊断等功能。点数最大可到功能。点数最大可到400点。点。高档的高档的GEV在在GE3的基础上增加了双精度的基础上增加了双精度运算、数码转换、表格处理、矩阵运算、位运算及子程序等功能。运算、数码转换、表格处理、矩阵运算、位运算及子程序等功能。IO点点数达数

49、达2048点，用户存储器容量达点，用户存储器容量达32K；还有较强的通讯能力，可与上位机还有较强的通讯能力，可与上位机或其他的或其他的PLC构成通讯网络，完成分布式控制或工厂自动化。构成通讯网络，完成分布式控制或工厂自动化。 GE公司产品还有一个特点是与日本光洋公司产品还有一个特点是与日本光洋(KOYO)公司、美国德州公司、美国德州(T1)公公司的部分产品性能相同，具有很好的互换性。司的部分产品性能相同，具有很好的互换性。八、可编程控制器的基本操作八、可编程控制器的基本操作（一）可编程控制器的程序输入 可编程控制器的用户程序是通过编程设备输入可编程控制器的用户程序是通过编程设备输入PLC的，的

50、， FX系列可编系列可编程控制器有以下几种编程设备：程控制器有以下几种编程设备：1FX-20P-E （FX-10P-E）简易编程器简易编程器 可用于可用于FX系列系列PLC的语句表程的语句表程 序输入。序输入。 FX-20P-E四行显示，四行显示， FX-10P-E二行显示。二行显示。2GP-80FX-E图形编程器图形编程器 是专用是专用PLC编程器，可用于梯形图和语句表编程器，可用于梯形图和语句表 程序输入。程序输入。3SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件编程软件 能在个人电脑上进行编程操作。为能在个人电脑上进行编程操作。为 目前比较流行做法。目前比较流行做法。八、可编程控制器的基本操作

51、八、可编程控制器的基本操作（二）（二） FX-20P-E 简易编程器简介简易编程器简介 1 FX-20P-E 的结构和组成的结构和组成 FX-20P-E 简易编程器由液晶显示屏、简易编程器由液晶显示屏、ROM写入器接口、存储器卡写入器接口、存储器卡 盒的接口及由功能键、指令键、元件符号键和数字键等键盘组成，如盒的接口及由功能键、指令键、元件符号键和数字键等键盘组成，如 图图3-1所示。所示。（1）液晶显示屏）液晶显示屏 FX-20P-E能同时显示能同时显示4行，每行行，每行16个字符，在编程操作时，个字符，在编程操作时， 显示屏上显示的内容如图显示屏上显示的内容如图3-2所示。所示。 FX-1

52、0P-E显示显示2行。行。（2）键盘）键盘 键盘由键盘由35个按键组成，包括功能键、指令键、元件符号键和数个按键组成，包括功能键、指令键、元件符号键和数 字键。字键。方式选择键方式选择键 RD/WR：读出读出/写入键；写入键；INC/DEL：插入插入/删除键；删除键； MNT/TEST：监视监视/测试键。测试键。执行键执行键 GO：用于指令的确认、执行、显示画面和检索。用于指令的确认、执行、显示画面和检索。清除键清除键 CLEAR：如按如按GO键前按此键，则清除键入的数据，也可用键前按此键，则清除键入的数据，也可用 于清除显示屏上的错误信息或恢复原来的画面。于清除显示屏上的错误信息或恢复原来的

53、画面。八、可编程控制器的基本操作八、可编程控制器的基本操作（二）（二） FX-20P-E 简易编程器简介简易编程器简介 1 FX-20P-E 的结构和组成的结构和组成 （1）液晶显示屏）液晶显示屏（2）键盘）键盘 由由35个按键组成，包括功能键、指令键、元件符号键和数字键。个按键组成，包括功能键、指令键、元件符号键和数字键。 帮助键帮助键 HELP：显示应用指令一览表。在监视方式下，进行十进制数显示应用指令一览表。在监视方式下，进行十进制数 和十六进制数的转换。和十六进制数的转换。 其他键其他键 OTHER：在任何状态下按此键，将显示方式项目菜单。安装在任何状态下按此键，将显示方式项目菜单。安

54、装 ROM写入模块时，在脱机方式项目上进行项目选择。写入模块时，在脱机方式项目上进行项目选择。指令键、元件符号键和数字键指令键、元件符号键和数字键 都是复用键，上面为指令符号，下面都是复用键，上面为指令符号，下面为为 元件符号或者数字。上下的功能根据当前的操作自动进行切换。元件符号或者数字。上下的功能根据当前的操作自动进行切换。 步序键步序键 STEP：设定步序号。设定步序号。 空格键空格键 SP：输入指令时，用此键指定元件号和常数。输入指令时，用此键指定元件号和常数。 光标键光标键 、 ：移动光标和提示符；指定当前元件的前一个或后一个地移动光标和提示符；指定当前元件的前一个或后一个地 址号的

55、元件；作行滚动。址号的元件；作行滚动。八、可编程控制器的基本操作八、可编程控制器的基本操作（二）（二） FX-20P-E 简易编程器简介简易编程器简介 2编程操作编程操作 编程操作编程操作 步骤：步骤： 准准 备备与与PLC连连接接启动系统启动系统接通接通PLC电源及简易编程器复位（电源及简易编程器复位（RST+GO）设定联机方式设定联机方式选择联机方式按选择联机方式按GO键，选择脱机方式按键，选择脱机方式按 + GO键键编程操作编程操作利用写入、读出、插入、删除功能，编制程序利用写入、读出、插入、删除功能，编制程序结结 束束1） 基本指令的写入基本指令的写入 功能键选择功能键选择 “WR”，

56、有三种情况。有三种情况。 （二）（二） FX-20P-E 简易编程器简介简易编程器简介 2编程操作编程操作 （1）程序写入）程序写入 应先将应先将PLC内部存储器的程序全部清除（简称清零）。内部存储器的程序全部清除（简称清零）。步骤：步骤：RD/WR RD/WR NOP A GO GO 表示成批表示成批NOP写入写入 仅有指令助记符仅有指令助记符 只需按相应只需按相应 助记符助记符 GO 指令助记符指令助记符+元件符号元件符号+元件号元件号 助记符助记符 元件符号元件符号元件号元件号 GO 指令助记符指令助记符+二个元件（或常数）二个元件（或常数） 助记符助记符 元件符号元件符号元件号元件号SP 元件符号（常数）元件符号（常数） 元件号元件号 GO八、可编程控制器的基本操作八、可编程控制器的基本操作2） 功能指令的写入功能