FX系列PLC编程及应用课件

1、可编程控制器原理与应用可编程控制器原理与应用可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-232n课前的话：课前的话： 开设这门课的目的是让同学们更好的适开设这门课的目的是让同学们更好的适应社会的需求，使你们的知识结构更加应社会的需求，使你们的知识结构更加完善，该课程专业性很强，是工业化大完善，该课程专业性很强，是工业化大生产的必备知识。生产的必备知识。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-233教材及参考书教材及参考书n 教材：教材：n 可编程序控制器应用技术可编程序控制器应用技术，廖常初，重庆大学出版社，廖常初，重庆大学出

2、版社，2007 2007 n 参考书：参考书：n FXFX系列系列PLCPLC编程及应用编程及应用，廖常初，机械工业出版社，廖常初，机械工业出版社，20052005n 常用低压电器与可编程序控制器常用低压电器与可编程序控制器，刘，刘涳涳，西安电子科技大学，西安电子科技大学出版社，出版社，20052005n 电气控制与可编程控制器技术电气控制与可编程控制器技术，史国生，化学工业出版社，史国生，化学工业出版社，2004 2004 n 其它有关书籍其它有关书籍可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-234说明：说明：n 课程开设总学时为课程开设总学时为40学时，其

3、中课堂讲授学时，其中课堂讲授30学时、学时、实验实验10学时。学时。n 课程考核为闭卷考试，课程成绩组成部分：课程考核为闭卷考试，课程成绩组成部分：n考勤考勤1010n平日及实验平日及实验2020n卷面成绩卷面成绩7070可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-235n 可编程控制器的定义可编程控制器的定义n PLC的历史及发展的历史及发展n PLC的基本结构的基本结构n 可编程控制器的特点及应用可编程控制器的特点及应用n 未来的可编程控制器未来的可编程控制器第一章第一章 概概 述述可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-

4、236第一节第一节 可编程控制器的定义可编程控制器的定义 n 1969年时被称为可编程逻辑控制器，简称年时被称为可编程逻辑控制器，简称PLC (Programmable Logic Controller)。 n 70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，称其为可编程控制器，简称称其为可编程控制器，简称PC (Programmable Controller)。但由于。但由于PC容易和容易和个人计算机个人计算机 (Personal Computer)相混淆，故人们仍习惯地用相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程作为可编程控制器的缩写。控制

5、器的缩写。 一、可编程控制器的名称演变一、可编程控制器的名称演变可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-237二、二、 可编程控制器的定义可编程控制器的定义 1987年颁布的 PLC标准草案第三稿中对 PLC作的定义： PLC是一种是一种专门专门为在为在工业环境工业环境下应用而设计的数字下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器, ,用用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令和算术运算等操作的指令, ,并能通过数

6、字式或模拟式的输并能通过数字式或模拟式的输入和输出入和输出, ,控制各种类型的机械或生产过程。控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体体, ,易于扩展其功能的原则而设计。易于扩展其功能的原则而设计。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-238定义中值得注意的几点： 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”。 可编程控制器是可编程控制器是“为在工业环境下应用为在工业环境下应用”而设计的而设计的计算机。计算机。 可编程

7、控制器能控制可编程控制器能控制“各种类型各种类型”的工业设备及生的工业设备及生产过程。产过程。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-239 可编程控制器实质上是经过一次开发的工业控可编程控制器实质上是经过一次开发的工业控制用计算机，它不仅具有计算机的内核制用计算机，它不仅具有计算机的内核, ,还配置了许还配置了许多使其适用于工业控制的器件。但是它只是一种通多使其适用于工业控制的器件。但是它只是一种通用机用机, ,不经过二次开发不经过二次开发, , 不能在任何具体的工业设备不能在任何具体的工业设备上使用。不过可编程控制器二次开发十分容易且具上使用。不过可编程

8、控制器二次开发十分容易且具有体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功有体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善能完善, ,适应性强适应性强, ,安装接线简单等众多优点。安装接线简单等众多优点。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2310电磁继电器的结构电磁继电器的结构一、一、PLC之前的工业控制装置之前的工业控制装置 在在PLC诞生之前诞生之前, ,工业控制设备的主流工业控制设备的主流品种是以继电器、接品种是以继电器、接触器为主体的控制装触器为主体的控制装置。继电器、接触器置。继电器、接触器是一些电磁开关。是一些电磁开关。第二节第二节 PLC

9、的历史及发展的历史及发展可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2311缺陷 首先复杂的系统需要使用成百上千个各种各样的首先复杂的系统需要使用成百上千个各种各样的继电器和成千上万根导线继电器和成千上万根导线, ,只要有一个电器只要有一个电器, ,一根导线一根导线出现故障出现故障, ,系统就不能正常工作系统就不能正常工作, , 这大大降低了系统这大大降低了系统的可靠性。的可靠性。 其次是查找和排除故障困难，维修及改造也很不其次是查找和排除故障困难，维修及改造也很不容易，改造工期长、费用高。容易，改造工期长、费用高。 控制柜的安装、接线工作量大控制柜的安装、接线

10、工作量大可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2312n 19681968年，美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司年，美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司（GMGM公司）提出设想。公司）提出设想。n 19691969年，美国数字设备公司研制出了世界上第一台年，美国数字设备公司研制出了世界上第一台PCPC，型号为型号为PDP-14PDP-14。n 2020世纪世纪7070年代初出现了微处理器，很快被引入可编程年代初出现了微处理器，很快被引入可编程控制器控制器, ,使使 PLCPLC增加了运算、数据传送及处理等功能增加了运算、数据传送及处理等功能, ,成为真正具有

11、计算机特征的工业控制装置。成为真正具有计算机特征的工业控制装置。n 2020世纪世纪7070年代中末期年代中末期, ,可编程控制器进入了实用化发展可编程控制器进入了实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中, ,使其功使其功能发生了飞跃。能发生了飞跃。 PLC的历史及发展：的历史及发展：可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2313n 2020世纪世纪8080年代初年代初, ,可编程控制器在先进工业国家中可编程控制器在先进工业国家中已获得了广泛的应用。已获得了广泛的应用。 大规模、高速度、高性能、产品系列化。

12、大规模、高速度、高性能、产品系列化。 世界上生产可编程控制器的国家日益增多世界上生产可编程控制器的国家日益增多, ,产产量日益上升。量日益上升。n 20 20世纪末期世纪末期, ,可编程控制器的发展特点是更加适应可编程控制器的发展特点是更加适应 于现代工业控制的需要。于现代工业控制的需要。n 2121世纪初的几年世纪初的几年, ,可编程控制器重点发展网络通讯可编程控制器重点发展网络通讯能力。能力。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2314 美国美国PLC发展得最快：发展得最快：n 1984年有年有48家，生产家，生产150多种多种PLC；n 1987

13、年有年有63家，生产家，生产243种种PLC；n 1996年有年有70余家，生产近余家，生产近300种种PLC。n 著名厂家有著名厂家有AB（AllenBradley）艾伦一布拉德利）艾伦一布拉德利公司，公司，MODICON莫迪康公司，莫迪康公司，GEFSNUC公司，公司，TI（Texas Instrument）德州仪器公司，）德州仪器公司，WESTHOUSE Electric西屋电气公司，西屋电气公司， IPM（International Parallel Machines）国际并行机器公司等。）国际并行机器公司等。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-

14、2315 欧洲欧洲PLC的厂家有的厂家有60余家余家: 西门子（西门子（Siemens）于）于1973年研制出第一台年研制出第一台PLC。n 金钟默勒金钟默勒 （Klockner Moeller Gmbh），）， AEG，n 法国的法国的TE(Telemecanique）(施耐德）施耐德）n 瑞士的瑞士的Selectron公司等。公司等。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2316 1971年，日本从美国引进年，日本从美国引进PLC技术，由日立公司研制成功技术，由日立公司研制成功日本第一台日本第一台PLC。 日本生产日本生产PLC的厂家有的厂家有40余家

15、：余家：n 三菱电机三菱电机(MITSUBISHI),欧姆龙欧姆龙(OMRON),n 富士电机（富士电机（Fuji Electric）,东芝（东芝（TOSHIBA）,n 光洋（光洋（KOYO),松下电工（松下电工（MEW）,n 和泉（和泉（IDEC）,夏普夏普(SHARP）,n 安川等公司。安川等公司。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2317 我国在我国在 70年代末和年代末和 80年代初开始引进年代初开始引进PLC。我国早。我国早期独立研制期独立研制PLC的单位有：的单位有：n 北京机械工业自动化研究所，北京机械工业自动化研究所，n 上海工业自动化

16、仪表研究所，上海工业自动化仪表研究所，n 大连组合机床研究所，大连组合机床研究所，n 成都机床电器研究所，成都机床电器研究所，n 中科院北京计算机所及自动化所，中科院北京计算机所及自动化所，n 长春一汽，长春一汽，n 上海起重电器厂，上海起重电器厂，n 上海香岛机电公司，上海香岛机电公司，n 上海自力电子设备厂等单位。上海自力电子设备厂等单位。 以上诸单位都没有形成规模化生产。以上诸单位都没有形成规模化生产。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2318n 辽宁无线电二厂引进德国西门子技术生产辽宁无线电二厂引进德国西门子技术生产PLC；n 无锡电器和日本光

17、洋合资生产的无锡电器和日本光洋合资生产的 PLC;n 中美合资的厦门中美合资的厦门 AB公司生产的公司生产的PLC；n 上海香岛机电公司引进技术生产的上海香岛机电公司引进技术生产的PLC;n 上海上海OMRON公司公司;n 西安西安Siemens公司等。公司等。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2319 1993年中国年中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家：市场排行榜上的世界十大厂家：n 美国美国 AB公司公司 （AllenBradley）n 德国西门子公司（德国西门子公司（Siemens）n 美国美国GEFanuc公司公司n 美国的莫迪康（美国的莫迪

18、康（Modicon）和法国的）和法国的TE电器公司电器公司n 日本欧姆龙公司（日本欧姆龙公司（OMRON）n 日本三菱电机株式会社（日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI）n 日本富士电机株式会社（日本富士电机株式会社（Fuji Electric）n 日本东芝公司（日本东芝公司（TOSHIBA）n 日本的光洋电子（日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子）和中国的华光电子(CKE）n 日本松下电工株式会社（日本松下电工株式会社（MEW）：）：Matsushita Electric Works Ltd）可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2320三菱

19、三菱PLC外形图外形图Q系列系列PLCFX2N系列系列PLCFX1N系列系列PLCFX1S系列系列PLC可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2321西门子西门子PLC外形图外形图S7-200系列系列PLCS7-300系列系列PLCS7-400系列系列PLC可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2322欧姆龙欧姆龙PLC外形图外形图C200H系列系列PLCCPM1A、CPM2A系列系列PLC可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2323第三节第三节 PLC的基本结构的基本结构一、一

20、、PLC的基本组成的基本组成主要由主要由CPU模块、存储器、输入模块、存储器、输入输出模块、编输出模块、编程设备和电源组成。程设备和电源组成。按钮、按钮、选择开关、选择开关、限位开关、限位开关、电源电源等设备等设备接触器、接触器、电磁阀、电磁阀、指示灯、指示灯、电源电源等设备等设备CPU模块模块可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23241. CPU模块模块 由微处理器由微处理器CPU和存储器组成和存储器组成(1)(1)输入处理：取入各种开关量输入信号输入处理：取入各种开关量输入信号(2)(2)执行程序：读取程序指令，编译、执行指令执行程序：读取程序指令

21、，编译、执行指令(3)(3)输出处理：把运算结果送到输出端，控制外部负载输出处理：把运算结果送到输出端，控制外部负载可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23252. 输入、输出模块输入、输出模块 输出模块输出模块：控制外部负载，包括接触器、电磁阀等执行器：控制外部负载，包括接触器、电磁阀等执行器和显示、报警装置。和显示、报警装置。输入模块输入模块：接受和采集输入信号：接受和采集输入信号 将按钮、行程开关等产生的开关量输入信号；将按钮、行程开关等产生的开关量输入信号； 电位器、各类变送器提供的模拟量输入信号电位器、各类变送器提供的模拟量输入信号另外输出电路

22、也使计算机与外部强电隔离，同时另外输出电路也使计算机与外部强电隔离，同时I/O模模块也起到了电平装换与噪声隔离的作用，块也起到了电平装换与噪声隔离的作用，可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2326编程设备编程设备：用来生成、检查和修：用来生成、检查和修改用户程序，还可以监视用户程改用户程序，还可以监视用户程序的执行情况。序的执行情况。 一是专用的手持式的编程器；一是专用的手持式的编程器； 二是安装了专门的编程通讯软二是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。件的个人计算机。 PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/I

23、YNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR手持式的编程器手持式的编程器3. 编程设备与电源编程设备与电源可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2327n 可编程序控制器的电源一般使用可编程序控制器的电源一般使用220V交流电源，交流电源，n 把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的直流电源。把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的直流电源。n 有的电源单元还向外提供有的电源单元还向

24、外提供24v隔离直流电源，可供开关量隔离直流电源，可供开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。输入单元连接的现场无源开关等使用。 电源：电源：可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2328第四节第四节 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、PLC的特点的特点1.1.易学易用易学易用, ,深受工程技术人员欢迎深受工程技术人员欢迎2.2.硬件配套齐全硬件配套齐全, ,用户使用方便用户使用方便3.3.通用性和适用性强通用性和适用性强, ,性价比高性价比高4.4.可靠性高可靠性高, ,抗干扰能力强抗干扰能力强5.5.系统的设计、安装、调试工作量小

25、系统的设计、安装、调试工作量小6.6.维护方便维护方便, ,改造容易改造容易7.7.体积小体积小, ,重量轻重量轻, ,能耗低能耗低可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2329二、可编程控制器的应用领域二、可编程控制器的应用领域 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2330第五节第五节 未来的可编程控制器未来的可编程控制器从技术上看从技术上看 计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计及制造上制器的设计及制造上, ,会有运算速度更快、存储容会有运算速度更快、存储容量更

26、大、组网能力更强的品种出现。量更大、组网能力更强的品种出现。 从产品规模上看从产品规模上看 会进一步向超小型及超大型方向发展。会进一步向超小型及超大型方向发展。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2331从产品的配套性上看从产品的配套性上看 产品的品种会更丰富产品的品种会更丰富, ,规格更齐备。完美的人规格更齐备。完美的人机界面、完备的通讯设备会更好地适应各种工业机界面、完备的通讯设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。控制场合的需求。 从市场上看从市场上看 各国各自生产多品种产品的情况会随着国际各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破竞

27、争的加剧而打破, ,会出现少数几个品牌垄断国际会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面市场的局面, ,会出现国际通用的编程语言。会出现国际通用的编程语言。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2332从网络的发展情况来看从网络的发展情况来看 可编程控制器和其他工业控制计算机组网可编程控制器和其他工业控制计算机组网, ,构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。展方向。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2333 作为通用工业控制计算机作为通用工业控制计算机, 30, 30

28、多年来多年来, ,可编程控制器可编程控制器从无到有从无到有, ,实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃跃; ;其功能从弱到强其功能从弱到强, ,实现了逻辑控制到数字控制的进步实现了逻辑控制到数字控制的进步; ;其应用领域从小到大其应用领域从小到大, ,实现了单体设备简单控制到胜任运实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备, ,在在世界工业控制中发挥着越来越大的作用。世界工

29、业控制中发挥着越来越大的作用。 可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术第第3章章 PLC的编程语言的编程语言 与指令系统与指令系统可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2335主要内容：主要内容：n 编程语言编程语言n FX系列系列PLC梯形图中的编程元件梯形图中的编程元件n FX系列系列PLC的基本逻辑指令的基本逻辑指令可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2336第一节第一节 PLC的编程语言概述的编程语言概述一、一、PLC编程语言的国际标准编程语言的国际标准1994年年5月公布月公布PLC标准（标准（IEC 6

30、1131）图图3.1 PLC的编程语言的编程语言可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2337 常用来编制顺序控制类常用来编制顺序控制类程序。它包含程序。它包含步、动作、转换步、动作、转换三个三个要素。顺序功能编程法将一个复杂要素。顺序功能编程法将一个复杂的顺序控制过程分解为一些小的工的顺序控制过程分解为一些小的工作状态作状态, ,对这些小状态的功能分别对这些小状态的功能分别处理后再将它们依顺序连接组合成处理后再将它们依顺序连接组合成整体的控制程序。整体的控制程序。 步步1 1步步2 2步步3 3动作动作1 1动作动作2 2转换转换1 1转换转换2 2 顺

31、序功能图顺序功能图可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2338是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言表示控制关系的编程语言, ,是从继电器电路图演变过来的。是从继电器电路图演变过来的。 继电器电路图继电器电路图梯形图梯形图可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2339符号名称符号名称继电器电路图符号继电器电路图符号梯形图符号梯形图符号常开触点常开触点常闭触点常闭触点线圈线圈表表2-2 符号对照表符号对照表可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2

32、022-5-232022-5-2340梯形图设计思想梯形图设计思想: :将可编程控制器中将可编程控制器中参与逻辑组合的元件看成和继电器一参与逻辑组合的元件看成和继电器一样样, ,具有常开、常闭触点及线圈具有常开、常闭触点及线圈, ,且线且线圈的得电失电将导致触点的相应动作圈的得电失电将导致触点的相应动作; ;再用母线代替电源线再用母线代替电源线, ,用能量流概念用能量流概念来代替继电器电路中的电流概念来代替继电器电路中的电流概念; ;使使用绘制继电器电路图类似的思路绘出用绘制继电器电路图类似的思路绘出梯形图。梯形图。梯形图梯形图PLCPLC中的继电器等编程元件不是实际物理元件中的继电器等编程元

33、件不是实际物理元件, ,而只是计算而只是计算机存储器中一定的位机存储器中一定的位, ,它的所谓接通不过是相应存储单元置它的所谓接通不过是相应存储单元置1 1而已。而已。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2341梯形图的主要特点梯形图的主要特点:1) PLC梯形图中的某些梯形图中的某些编程元件沿用了继电器编程元件沿用了继电器这一名称，这一名称，例如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但例如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器是它们不是真实的物理继电器(即硬件继电器即硬件继电器)，而是在，而是在用户程序中使用的编程

34、元件。用户程序中使用的编程元件。 2) 根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑运算逻辑运算。 梯形图梯形图可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23423) 梯形图两侧的垂直公共线称为梯形图两侧的垂直公共线称为公共母线公共母线(bus bar)。4) 梯形图中的梯形图中的线圈和其他输出类指令应放在最右边线圈和其他输出类指令应放在最右边。5) 梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可以梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触

35、点均可以无限无限多次地使用多次地使用。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2343也叫做语句表。它和单片机程序中的汇编语也叫做语句表。它和单片机程序中的汇编语言有点类似言有点类似, ,由语句指令依一定的顺序排列而成。一条指由语句指令依一定的顺序排列而成。一条指令一般可分为二部分令一般可分为二部分, ,一为助记符一为助记符, ,二为操作数。二为操作数。 图图3.3 梯形图与语句表梯形图与语句表可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2344：对指令表运：对指令表运用不熟悉的人可先画出梯形图用不熟悉的人可先画出梯形图, ,

36、再转换为语句表。另一方再转换为语句表。另一方面面, ,程序编制完毕装入机内运行时程序编制完毕装入机内运行时, ,简易编程设备都不具简易编程设备都不具备直接读取图形的功能备直接读取图形的功能, ,梯形图程序只有改写为指令表才梯形图程序只有改写为指令表才有可能送入可编程控制器运行。有可能送入可编程控制器运行。 图图3.3 梯形图与语句表梯形图与语句表可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2345 是一种类似于数字逻辑电路的编程语言。是一种类似于数字逻辑电路的编程语言。该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运

37、算关系, ,方框的左侧为逻辑运算的输入变量方框的左侧为逻辑运算的输入变量, ,右侧为输出变量右侧为输出变量, ,输入输入端、输出端的小圆圈表示端、输出端的小圆圈表示“非非”运算运算, ,信号自左向右流动。信号自左向右流动。 ORANDSRS1 Q1R Test1Test2Sw1%IX3ResetStart可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2346(5) 结构文本结构文本(ST) 为为IEC61131-3标准创建的一种专用的高级编程语言。标准创建的一种专用的高级编程语言。 在在ST语言中支持运算符、控制语句、函数。语言中支持运算符、控制语句、函数。 两大

38、优点：两大优点：n 能实现复杂的数学运算；能实现复杂的数学运算；n 非常简洁和紧凑。非常简洁和紧凑。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23473.2 FX系列系列PLC梯形图中的编程元件梯形图中的编程元件一、一、FX系列的用户数据结构与基本性能系列的用户数据结构与基本性能 1. 三种数据结构三种数据结构 n bitbit数据：位编程单元，表示开关量的状态；数据：位编程单元，表示开关量的状态；n 字数据：字数据：1616位二进制数，以二进制补码的形式存储；位二进制数，以二进制补码的形式存储；n 字与位的结合字与位的结合 2. 基本性能：基本性能： （表（

39、表3.1，表，表3.2）可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2348二、二、PLC的编程元件的编程元件 在可编程控制器内部设置的具有各种功能、能方便地在可编程控制器内部设置的具有各种功能、能方便地代表控制过程中的事物的元器件。代表控制过程中的事物的元器件。定义物理实质 是电子电路及存储器。是电子电路及存储器。注：具有不同使用目的的编程元件的电子电路是有所不注：具有不同使用目的的编程元件的电子电路是有所不同的。同的。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2349分类及编号 FX FX系列系列PLCPLC编程元件的编程

40、元件的编号分为编号分为。 第一部分是代表功能第一部分是代表功能的字母的字母, ,如输入继电器用如输入继电器用“X X”表示表示, ,输出继电器用输出继电器用“Y Y”表示表示; ; 第二部分为数字第二部分为数字, ,数字数字为该类器件的序号。为该类器件的序号。 FX FX2N2N系列系列 PLCPLC中中输入继电器及输出继输入继电器及输出继电器的序号为电器的序号为八进制八进制, ,其余器件的序号为十其余器件的序号为十进制。从元件的最大进制。从元件的最大序号可以了解可编程序号可以了解可编程控制器可能具有的某控制器可能具有的某类器件的最大数量。类器件的最大数量。 编程编程元件元件输入输入继电器继电

41、器输出输出继电器继电器辅助辅助继电器继电器定时器定时器 计数器计数器数据数据寄存器寄存器指针指针字母字母表示表示XYMTCDP/I可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23501. 输入继电器输入继电器(X) 输入继电器是接收机外信号的输入继电器是接收机外信号的窗口。可编程控制器输入接口的一窗口。可编程控制器输入接口的一个接线点对应一个输入继电器。个接线点对应一个输入继电器。 输入继电器的线圈只能由机外输入继电器的线圈只能由机外信号驱动信号驱动, ,在反映机内器件逻辑关在反映机内器件逻辑关系的梯形图中并不出现。梯形图中系的梯形图中并不出现。梯形图中常见的是

42、输入继电器的常开、常闭常见的是输入继电器的常开、常闭触点。它们的工作对象是其他软元触点。它们的工作对象是其他软元件的线圈。件的线圈。 输入继电器的应用可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23512. 输出继电器输出继电器(Y) 输出继电器是输出继电器是PLCPLC中惟一具有外部触点的继电器，可编程中惟一具有外部触点的继电器，可编程控制器输出接口的一个接线点对应一个输出继电器。控制器输出接口的一个接线点对应一个输出继电器。 输出继电器可通过外部接点接通该输出口上连接的输出输出继电器可通过外部接点接通该输出口上连接的输出负载或执行器件。输出继电器的线圈只能由

43、程序驱动负载或执行器件。输出继电器的线圈只能由程序驱动, ,输出输出继电器的内部常开常闭触点可作为其他器件的工作条件出继电器的内部常开常闭触点可作为其他器件的工作条件出现在程序中。现在程序中。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2352图图3.6 输入继电器与输出继电器输入继电器与输出继电器可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23533. 辅助继电器与状态辅助继电器与状态 M0M0M499(500M499(500点点) ) 常用于逻辑运算的中间状态常用于逻辑运算的中间状态存储及信号类型的变换。存储及信号类型的变换

44、。 辅助继电器的线圈只能由程辅助继电器的线圈只能由程序驱动。它只具有内部触点。序驱动。它只具有内部触点。 通用型辅助继电器通用型辅助继电器的应用的应用可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2354 是指在是指在 PLCPLC外部电源停电后外部电源停电后, ,由机内电池为某由机内电池为某些特殊工作单元供电些特殊工作单元供电, ,可以记忆它们在掉电前的状态。可以记忆它们在掉电前的状态。 掉电保持的通用型辅助继电器具有记忆能力。掉电保持的通用型辅助继电器具有记忆能力。 其中其中 M500M50010231023为出厂时设定为停电保持区域为出厂时设定为停电保持区域

45、, , M1024M1024M3071M3071为固定停电保持区域。如需要改变时为固定停电保持区域。如需要改变时, ,用户用户可在可在M0M0M499M499及及M500M50010231023区域中自由安排停电保持区。区域中自由安排停电保持区。 M500M5001023(5241023(524点点) )及及 M1024M1024M3071(2048M3071(2048点点) ) 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2355 M8000M8000M8255(256M8255(256点）点） 触点利用型：由触点利用型：由PLC的系统程序驱动其线圈。的系统程

46、序驱动其线圈。 线圈驱动型：由用户程序驱动其线圈。线圈驱动型：由用户程序驱动其线圈。用来表示用来表示PLC的某些状态，提供时钟脉冲和标志（例的某些状态，提供时钟脉冲和标志（例如进位、借位标志），设定如进位、借位标志），设定PLC的运行方式，或者用的运行方式，或者用于步进顺控、禁止中断、设定计数器是加计数或是减于步进顺控、禁止中断、设定计数器是加计数或是减计数等。计数等。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2356例：例：M8000: 运行监视，运行监视，RUN模式为模式为1，STOP模式为模式为0；M8002：初始化脉冲，仅在：初始化脉冲，仅在M800

47、0由由OFF变为变为ON时的一个时的一个扫描周期内为扫描周期内为ON，可用其常开触点使有断电保持功能的元，可用其常开触点使有断电保持功能的元件初始化复位和清零；件初始化复位和清零；M8012：产生：产生100MS时钟脉冲时钟脉冲可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2357(4) 状态状态n 用于编制顺序控制程序的一种编程元件，与用于编制顺序控制程序的一种编程元件，与STL指指令（步进梯形指令）一起使用。令（步进梯形指令）一起使用。n 通用状态（通用状态（S0S499）没有断电保持功能，但用程）没有断电保持功能，但用程序可以将它们设定为有断电保持功能的状态

48、。序可以将它们设定为有断电保持功能的状态。n S500S899有断电保持功能有断电保持功能n S900S999供报警器使用。供报警器使用。注：注：不使用步进梯形指令时，可把它们当作普通辅助不使用步进梯形指令时，可把它们当作普通辅助继电器使用继电器使用可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23584. 定时器定时器(T) 相当于继电器系统中的时间继电器。包括一个设定值寄相当于继电器系统中的时间继电器。包括一个设定值寄存器存器(一个字长一个字长)、一个当前值寄存器、一个当前值寄存器(一个字长一个字长)和一个用和一个用来储存其输出触点状态的映像寄存器来储存其输出

49、触点状态的映像寄存器(占二进制的一位占二进制的一位)。工作原理：工作原理：定时器满足计时条件时开始计时定时器满足计时条件时开始计时, ,当前值寄存当前值寄存器则开始计数器则开始计数, ,当它的当前值与设定值寄存器存放的设定当它的当前值与设定值寄存器存放的设定值相等时定时器动作值相等时定时器动作, ,其常开触点接通其常开触点接通, ,常闭触点断开常闭触点断开, ,并并通过程序作用于控制对象通过程序作用于控制对象, ,达到时间控制的目的。达到时间控制的目的。 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2359(1) 通用定时器通用定时器(T0T245)100ms定

50、时器定时器 T0T199(200点点),计时范围计时范围: 0.13276.7s10ms定时器定时器 T200T245(46点点) ,计时范围计时范围: 0.01327.67s分类：分类： 通用定时器通用定时器(T0T245) 累计型定时器累计型定时器(T246T255)可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2360图图3.10 延时停止输出定时器延时停止输出定时器图图3.9 通用定时器通用定时器可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23611ms累计型定时器累计型定时器 T246T249(4点点:中断动作中断动作),

51、计时范围：计时范围：0.00132.767s100ms累计型定时器累计型定时器 T250T255(6点点) ,计时范围计时范围: 0.13276.7s(2)累计型定时器累计型定时器(T246T255)可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2362图图3.11 累计型定时器累计型定时器可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2363 计数器在程序中用作计数控制。计数器在程序中用作计数控制。 分类 内部计数器内部计数器 外部计数器外部计数器 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2364

52、(1) 内部计数器内部计数器对对PLC的内部信号的内部信号X,Y,M,S等计数等计数类型：类型： 通用的通用的 C0C0C99(100C99(100点点) ) 掉电保持用的掉电保持用的 C100C100C199(100C199(100点点) )。 1616位指其设定值及当前值寄存器为二进制位指其设定值及当前值寄存器为二进制1616位寄存位寄存器器, ,其设定值在其设定值在 K1K1K32767K32767范围内有效。设定值范围内有效。设定值 K0K0与与K1K1意义相同意义相同, ,均在第一次计数时均在第一次计数时, ,其触点动作。其触点动作。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用202

53、2-5-232022-5-2365图图3.12 16位加计数器位加计数器可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2366 类型：类型： 通用通用的的 C200C200C219(20C219(20点点) ) 掉电保持掉电保持用的用的 C220C220C234(15C234(15点点) )。3232位指其设定值寄存器为位指其设定值寄存器为3232位，其首位为符号位。设位，其首位为符号位。设定值的最大绝对值为定值的最大绝对值为3131位二进制数所表示的十进制数。位二进制数所表示的十进制数。即为即为-2147483648-2147483648+2147483647+

54、2147483647。设定值可直接用常。设定值可直接用常数或间接用数据寄存器数或间接用数据寄存器D D的内容。间接设定时的内容。间接设定时, ,要用元要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。件号紧连在一起的两个数据寄存器。计数的计数的 ( (加计数器或减计数器加计数器或减计数器) )由特殊辅助继电由特殊辅助继电器器 M8200M8200M8234M8234设定。设定。 对应的特殊辅助继电器为对应的特殊辅助继电器为ONON时为减计数，反之为加计数。时为减计数，反之为加计数。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2367图图3-13 32位增位增/减计数器的工作

55、过程减计数器的工作过程置位条件:当前值从小于设定值跳跃到等于设定值复位条件:1.状态值变为零，软复位，即当前值从等于设定值跳跃到小于设定值2.状态值和当前值都是零，硬复位，即外部RST可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2368(2) 高速计数器高速计数器 C235C255；21点；点； C235C240：1相，无启动相，无启动/复位端复位端 C241C245：1相，带启动相，带启动/复位端复位端 C246C250：1相，双计数输入相，双计数输入 C251C255：2相，双计数输入相，双计数输入 均为均为32位加位加/减计数器；减计数器； 用特殊辅助继电

56、器用特殊辅助继电器M8235 M8245设定计数设定计数 。 对应对应的特殊辅助继电器为的特殊辅助继电器为ON时为减计数，反之为加计数。时为减计数，反之为加计数。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2369可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2370图图3.14 一相高速计数器一相高速计数器可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-2371图图3.15 AB相高速计数器相高速计数器可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23726. 数据寄存器数

57、据寄存器(D) 在模拟量检测与控制以及位置控制等场合用来储存数据在模拟量检测与控制以及位置控制等场合用来储存数据和参数，数据寄存器为和参数，数据寄存器为16位位(最高位为符号位最高位为符号位)，两个合，两个合并起来可以存放并起来可以存放32位数据。位数据。(1) 通用数据寄存器通用数据寄存器(2) 保持型数据寄存器保持型数据寄存器(3) 特殊数据寄存器特殊数据寄存器(4) 文件寄存器文件寄存器(5) 外部调整寄存器外部调整寄存器(6) 变址寄存器变址寄存器分类分类可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23731) 通用数据寄存器通用数据寄存器n 特殊辅助寄

58、存器特殊辅助寄存器M8033的为的为OFF时时, 当当PLC从从RUN模式进入模式进入STOP模式时，所有的通用数据寄存器的值被改写为模式时，所有的通用数据寄存器的值被改写为0。2) 保持型数据寄存器保持型数据寄存器n 当当PLC从从RUN模式进入模式进入STOP模式时，保持型数据寄存器的模式时，保持型数据寄存器的值保持不变。值保持不变。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23743) 特殊数据寄存器特殊数据寄存器n 用来控制和监视用来控制和监视PLC内部的各种工作方式和元件，例如：内部的各种工作方式和元件，例如： D8010D8012：分别是：分别是P

59、LC扫描时间的当前值，最大值，扫描时间的当前值，最大值，最小值；最小值； D8008:FX2N系列系列PLC的停电检测时间寄存器；的停电检测时间寄存器；n PLC上电时，这些数据寄存器被写入默认的值。上电时，这些数据寄存器被写入默认的值。4) 文件寄存器文件寄存器n 以以500点为单位，可以被外部设备存取。点为单位，可以被外部设备存取。可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23755) 外部调整寄存器外部调整寄存器n FX1S和和FX1N有两个内置的设置参数用的小电位器，可改变指有两个内置的设置参数用的小电位器，可改变指定的数据寄存器定的数据寄存器D803

60、0和和D8031的值。的值。n FX2N和和FX2NC可用附加的特殊功能扩展板实现同样的功能。可用附加的特殊功能扩展板实现同样的功能。n 常用来修改定时器的时间设定值。常用来修改定时器的时间设定值。图图3.16 设置参数的小电位器设置参数的小电位器可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用2022-5-232022-5-23766) 变址寄存器变址寄存器n 16个：个：V0V7, Z0Z7n 用来改变编程元件的元件号，通过修改变址寄存器的值，用来改变编程元件的元件号，通过修改变址寄存器的值，可以改变实际的操作数，例：可以改变实际的操作数，例： 当当V012时，数据寄存器的元件号时，数据寄存器