可编程控制器PLC电工学ppt课件

1、1.定义：可编程控制器是一种数字运算的电子操定义：可编程控制器是一种数字运算的电子操作系统安装，专为工业现场运用而设计的，它采作系统安装，专为工业现场运用而设计的，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作计数和算术运算等操作的指令，并经过数字式或模拟式的输入和输出，的指令，并经过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或消费过程。可编程控制器控制各种类型的机械或消费过程。可编程控制器及其有关设备都应按易于与工业控制器系统联成及其有关设备都应按易于与工业控制器系统联成一个整体和

2、易于扩展其功能的原那么进展设计一个整体和易于扩展其功能的原那么进展设计 进入进入80年代，随着微电子技术和计算机技术年代，随着微电子技术和计算机技术的开展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控的开展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，可以进展模拟量控制、位制、顺序控制的范围，可以进展模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制器器Programmable Controller简称简称PC ,但为但为了与个人电脑了与个人电脑PC相区别，仍将其

3、称为相区别，仍将其称为PLC。PLC已被称为现代工业控制的三大支柱已被称为现代工业控制的三大支柱PLC、机器人和机器人和CAD/CAM之一。之一。 目前目前PLC已广泛运用于冶金、矿业、机械、轻已广泛运用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，加速了机电一体化的进程。工等领域，加速了机电一体化的进程。 各种各种PLC的详细构造虽然多种多样，但其构的详细构造虽然多种多样，但其构造和任务原理大同小异，都是以微处置器为中心造和任务原理大同小异，都是以微处置器为中心的电子电气系统。的电子电气系统。PLC各种功能的实现，不仅基各种功能的实现，不仅基于其硬件的作用，而且要靠其软件的支持。于其硬件的作用，而且要靠其

4、软件的支持。 PLC内部主要由主机、输入内部主要由主机、输入 /输出接口、电源、输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分组成。编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分组成。模拟量输入模拟量输入行程开关行程开关继电器触点继电器触点各种开关各种开关传感器传感器CPUROM、RAM电源部件电源部件输输出出接接口口输输入入接接口口外设接口外设接口照明照明电磁安装电磁安装执行机构执行机构采用光电采用光电隔离安装隔离安装继电器、可控硅、继电器、可控硅、晶体管电路晶体管电路编程器编程器打印机打印机计算机计算机 CPU是是PLC的中心，一切逻辑运算及判别都是的中心，一切逻辑运算及判别都是由其完成的

5、，并控制一切其它部件的操作。它就是由其完成的，并控制一切其它部件的操作。它就是我们常说的电脑芯片。我们常说的电脑芯片。 系统程序存储器：主要存放系统管理和监控程序系统程序存储器：主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处置的程序。系统程序已由厂家及对用户程序作编译处置的程序。系统程序已由厂家固定，用户不能更改。固定，用户不能更改。 I/O扩展接口用于将扩展外部输入扩展接口用于将扩展外部输入/输出端子数扩输出端子数扩展单元与根本单元即主机联接在一同。展单元与根本单元即主机联接在一同。 此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相连。外部设备

6、与主机相连。 PLC采用采用“顺序扫描、不断循环的任务方式，顺序扫描、不断循环的任务方式，这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。称为扫描周期。 PLC采用采用“顺序扫描、不断循环的任务方式，顺序扫描、不断循环的任务方式，这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。称为扫描周期。 PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读

7、入在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入一切输入端的通一切输入端的通/断形状或输入数据，并将此形状断形状或输入数据，并将此形状存入输入形状存放器，即输入刷新。接着转入程存入输入形状存放器，即输入刷新。接着转入程序执行阶段。在程序执行期间，即使输入形状发序执行阶段。在程序执行期间，即使输入形状发生变化，输入形状存放器的内容也不会改动，只生变化，输入形状存放器的内容也不会改动，只需在下一个扫描周期的输入处置阶段才干被读入。需在下一个扫描周期的输入处置阶段才干被读入。 PLC在执行阶段，按先左后右，先上后下的步在执行阶段，按先左后右，先上后下的步序，执行程序指令。其过程如下：从输入形状存放序，执行程序指

8、令。其过程如下：从输入形状存放器和其它元件形状存放器中读出有关元件的通器和其它元件形状存放器中读出有关元件的通/断形断形状，并根据用户程序进展逻辑运算，运算结果再存状，并根据用户程序进展逻辑运算，运算结果再存入有关的形状存放器中。入有关的形状存放器中。 在一切指令执行终了后，将各物理继电器对应在一切指令执行终了后，将各物理继电器对应的输出形状存放器的通的输出形状存放器的通/断形状，在输出刷新阶段转断形状，在输出刷新阶段转存到输出存放器，去控制各物理继电器的通存到输出存放器，去控制各物理继电器的通/断，这断，这才是才是PLC的实践输出。的实践输出。 由由PLC的任务过程可见，的任务过程可见， 在

9、在PLC的程序执行阶的程序执行阶段，即使输入发生了变化，输入形状存放器的内容段，即使输入发生了变化，输入形状存放器的内容也不会立刻改动，要等到下一个周期输入处置阶段也不会立刻改动，要等到下一个周期输入处置阶段才干改动。暂存在输出形状存放器中的输出信号，才干改动。暂存在输出形状存放器中的输出信号，等到一个循环周期终了，等到一个循环周期终了，CPU集中将这些输出信号集中将这些输出信号全部输出给输出锁存器，这才成为实践的全部输出给输出锁存器，这才成为实践的CPU输出。输出。因此全部输入、输出形状的改动就需求一个扫描周因此全部输入、输出形状的改动就需求一个扫描周期，换言之，输入、输出的形状坚持一个扫描

10、周期。期，换言之，输入、输出的形状坚持一个扫描周期。 用来衡量用来衡量PLC所能存储用户程序的多少。所能存储用户程序的多少。 指扫描指扫描1000步用户程序所需的时间，以步用户程序所需的时间，以ms/千步为千步为单位。单位。 指指PLC具有的根本指令和高级指令的种类和数具有的根本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强。量。种类数量越多，软件功能越强。 编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅助编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用继电器、定时器、计数器、通用“字存放器、数据字存放器、数据存放器及特殊功能继电器等。其种类和数量是衡量存放器及特殊功能继电

11、器等。其种类和数量是衡量PLC的一个目的。的一个目的。输入继电器输入继电器 输出继电器输出继电器 辅助继电器辅助继电器 定时器定时器 计数器计数器 通用通用“字存放器字存放器 XYRTCWR1开关逻辑控制开关逻辑控制2定时定时/计数控制计数控制3步进控制步进控制4数据处置数据处置5过程控制过程控制6运动控制运动控制7通讯联网通讯联网8监控监控9数字量与模拟量的转换数字量与模拟量的转换(1) 可靠性高，抗干扰才干强。由于采用大规模集成可靠性高，抗干扰才干强。由于采用大规模集成电路和微处置器，使系统器件数大大减少，并且在硬电路和微处置器，使系统器件数大大减少，并且在硬件的设计和制造的过程中采取了一

12、系列隔离和抗干扰件的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗干扰措施，使它能顺应恶劣的任务环境，具有很高的可靠措施，使它能顺应恶劣的任务环境，具有很高的可靠性。性。 同其它电脑安装一样，同其它电脑安装一样，PLC的操作是依其程序的操作是依其程序操作进展的，而程序是用程序文语表达的，并且表操作进展的，而程序是用程序文语表达的，并且表达的方式多种多样，不同的消费厂家，不同的机种，达的方式多种多样，不同的消费厂家，不同的机种，采用的表达方式不同，但根本上可归纳为：采用的表达方式不同，但根本上可归纳为：目前常用目前常用 是在继电控制系统电气原理图根底上开发出是在继电控制系统电气原理图根底上开发出来的一种

13、图形言语。它承继了继电器接点、线圈、来的一种图形言语。它承继了继电器接点、线圈、串联、并联等术语和类似的图形符号，具有笼统、串联、并联等术语和类似的图形符号，具有笼统、直观、适用的特点，不需学习计算机专业知识，直观、适用的特点，不需学习计算机专业知识，电气技术人员运用最方便。电气技术人员运用最方便。3M.SB0 Y0 Y2 Y1220VPLC常闭接点常闭接点 Y0 X0 X1留意：这些接点或线圈并不是真实的物理继电器接点留意：这些接点或线圈并不是真实的物理继电器接点或线圈，而是在软件编程中运用的编程元件，每个编或线圈，而是在软件编程中运用的编程元件，每个编程元件与存储器中的一个存储单元相对应，

14、该存储单程元件与存储器中的一个存储单元相对应，该存储单元为元为“1那么表示梯形图中常开闭合那么表示梯形图中常开闭合, 常闭断开，线圈常闭断开，线圈通电。通电。 Y0常开接点常开接点 这种编程言语与汇编言语类似，不同的厂家其语这种编程言语与汇编言语类似，不同的厂家其语句表有所不同，这里以日本松下可编程控制器为例，句表有所不同，这里以日本松下可编程控制器为例，对上述电机起、停控制进展编程即将梯形图转换对上述电机起、停控制进展编程即将梯形图转换成语句表言语。成语句表言语。ST X0OR Y0AN/ X1OT Y0留意：按梯形图留意：按梯形图从左到右，从上从左到右，从上到下的顺序编程。到下的顺序编程。

15、梯形图和助记符言语是梯形图和助记符言语是PLC中最常用的编程言中最常用的编程言语，学习中应留意以下概念：语，学习中应留意以下概念：(1)梯形图中的继电器并不一定是物理继电器，每梯形图中的继电器并不一定是物理继电器，每个继电器或输入接点各为存储器中的一位，相应个继电器或输入接点各为存储器中的一位，相应位为位为“1态，表示继电器线圈通电或常开触头闭态，表示继电器线圈通电或常开触头闭合，或常闭触头断开。合，或常闭触头断开。(2)梯形图中流过的电流不是物理电流，而是概念梯形图中流过的电流不是物理电流，而是概念电流，是程序执行的笼统表示方式。电流，是程序执行的笼统表示方式。(3)梯形图中的继电器接点在编

16、写用户程序时梯形图中的继电器接点在编写用户程序时即作为逻辑接点可根据需求在梯形图中即作为逻辑接点可根据需求在梯形图中反复运用，没有数量限制，既可用常开也可反复运用，没有数量限制，既可用常开也可用常闭。用常闭。(4)只需只需PLC中的物理继电器才干驱动实践负中的物理继电器才干驱动实践负载，其它继电器只能作为一种逻辑来运用，载，其它继电器只能作为一种逻辑来运用，故称为故称为“软继电器。软继电器。1PLC编程元件的触点在编程过程中可以无限次编程元件的触点在编程过程中可以无限次运用，每个继电器的线圈在梯形图中只能出现一次，运用，每个继电器的线圈在梯形图中只能出现一次，它的触点可以运用无数次。它的触点可

17、以运用无数次。2梯形图的每一逻辑行皆起始于左母线，终止梯形图的每一逻辑行皆起始于左母线，终止于右母线。线圈总是处于最右边，且不能直接与于右母线。线圈总是处于最右边，且不能直接与左边母线相连。左边母线相连。 3编制梯形图时，应尽量做到编制梯形图时，应尽量做到“上重下轻、左上重下轻、左重右轻。重右轻。 不合理不合理合理合理 4两个或两个以上的线圈可以并联，但不可以两个或两个以上的线圈可以并联，但不可以串联。串联。 X0 X0 Y1 (1)确定确定I/O点数及分配点数及分配(2)编制梯形图和指令语句表编制梯形图和指令语句表(5)程序以程序以END指令终了，程序的执行是从第一个指令终了，程序的执行是从

18、第一个地址到地址到END指令终了，在调试的时候，可以利用指令终了，在调试的时候，可以利用这个特点将程序分成假设干个块，进展分块调试，这个特点将程序分成假设干个块，进展分块调试，直至程序全部调试胜利。直至程序全部调试胜利。ST 加载加载ST/ 加载非加载非OT 输出输出指指 令令可运用区域可运用区域X Y R T C功能：读入指定常开接点功能：读入指定常开接点X1的的ON/OFF信息。信息。在每一条逻辑线或一个程序段的开场都要运用在每一条逻辑线或一个程序段的开场都要运用ST指令或指令或ST/指令。指令。ST X1ST/ X1功能：读入指定常闭接点功能：读入指定常闭接点X1的的ON/OFF信息。信

19、息。X1 X1 功能：把输出指令之前的运算结果输出到指定的功能：把输出指令之前的运算结果输出到指定的接点，输出指令可并列运用。接点，输出指令可并列运用。OT Y1Y1 例：当输入接点例：当输入接点X0 ON时，使输出继电器时，使输出继电器Y0、Y1动作，当接点动作，当接点X1 OFF时，使继电器时，使继电器Y2动作。动作。 ST X0OT Y0OT Y1ST/ X1OT Y2 Y0 X0 Y2 X1Y1AN X1功能：该指令是接点串联衔接指令。到此为止的运功能：该指令是接点串联衔接指令。到此为止的运算结果与指定的接点算结果与指定的接点X1的的ON/OFF信息进展与运算。信息进展与运算。AN 与

20、与AN/ 与非与非OR 或或指指 令令可运用区域可运用区域X Y R T COR/ 或非或非X1X ST R0 AN R1 AN R2 OT Y3 R0R1R2Y3 R1 R0 R2Y3AN/ X1 X1X例：当输入条件例：当输入条件R0为为ON，R1和和R2为为OFF时时Y3被输出程序。被输出程序。 R1 R0 R2 Y3例：当输入条件例：当输入条件R0为为ON，R1和和R2为为OFF时时Y3被输出程序。被输出程序。R0R1R2Y3 ST R0 AN/ R1 AN/ R2 OT Y3 R1 R0 R2 Y3例：当输入条件例：当输入条件R0或或R1或或R2为为ON时时Y3被输出程被输出程序。序

21、。OR X1功能：该指令是接点并联衔接指令。到此为止的运功能：该指令是接点并联衔接指令。到此为止的运算结果与指定的接点算结果与指定的接点X1的的ON/OFF信息进展或运算。信息进展或运算。 X1X ST R0 OR R1 OR R3 OT Y3 时序图时序图R0R1R2Y3 R1 R0 R2 Y3例：当输入条件例：当输入条件R0为为ON，或，或R1或或R2为为OFF时时Y3被输出程序。被输出程序。OR/ X1功能：该指令是接点并联衔接指令。到此为止的运功能：该指令是接点并联衔接指令。到此为止的运算结果与指定的接点算结果与指定的接点X1的的ON/OFF信息进展或运算。信息进展或运算。 X1X S

22、T R0 OR/ R1 OR/ R2 OT Y3 R0R1R2Y3 R1 R0 R2 Y3SB0SB1SB2KMFKMRPLCX0X1X2COM.COMY0Y1.ST X1OR Y0AN/ X0AN/ Y1OT Y0ST X2AN/ X0AN/ Y0OT Y1OR Y1Y0 X1 X0Y1 Y1 X2 X0Y0 Y1 Y0 X0X1X2X3Y0指令块指令块1指令块指令块2指令块指令块1指令块指令块2 X0X1X2X3Y0SET 功能：当输入条件变为功能：当输入条件变为ON时，使指定输出接点时，使指定输出接点坚持坚持ON形状，以后即使输入变为形状，以后即使输入变为OFF，该输出，该输出仍坚持仍坚

23、持ON形状。形状。RST功能：当输入条件变为功能：当输入条件变为ON时，使指定输出接点坚时，使指定输出接点坚持持OFF形状，以后即使输入变为形状，以后即使输入变为OFF，该输出仍，该输出仍坚持坚持OFF形状。形状。Y0 Y0例：例： R0R1 Y0 Y0R0R1Y0 TMX 50 2 X0T2Y0t RCCT 4100X1X0C100 Y0X0X1Y0DF 例：例： ( DF ) X0R0Y0 Y0 ( DF )R0 X0R0Y0 Y0 ( DF )R0X0R0Y0DF/ 功能：当输入条件由功能：当输入条件由ON转为转为OFF时，指定接点仅在时，指定接点仅在PLC的的1次扫描周期内为次扫描周期内为ON，其它时间为，其它时间为OFF。该指。该指令产生的输出是一个脉冲，其宽度为一个扫描周期。令产生的输出是一个脉冲，其宽度为一个扫描周期。 ( DF/ ) X0R0Y0 Y0 ( DF/ )R0例：例：X0R0Y0 X0R0Y0 Y0 ( DF/ )R0例：例：时序图时序图 NOP Y0R0NOP指令的运用对程序运转的结果没有任何影响，指令的运用对程序运转的结果没有任何影响，普通为了方便阅读。普通为了方便阅读。X0X1X2INCCLR X1X2 X3 Y1 Y0 Y2X0语句表指令语句表指令 ST X0 PSHS AN X1 OT Y0 RDS AN X2 OT