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PLC（可编程控制器）目前正向大容量、高速度、模拟量控制和远程通信与联网等方向发展。

当今工业自动化的三大支柱是：

★PLC

★机器人

★CAD/CAM

PLC为什么发展如此迅速呢？那是因为它有一系列优点。一、PLC的产生和发展二、PLC的特点

可靠性高、抗干扰能力强编程方法简单易学系统设计、安装、调试工作量小维修工作量小，维修方便功能完善、性价比高体积小、重量轻、能耗低按结构形式分类三、PLC的分类整体式PLC

将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。

三、PLC的分类

模块式PLC

将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC

将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。叠装式PLC

还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。整体式PLC

将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。按结构形式分三、PLC的分类I/O总点数R—继电器输出T—晶体管输出S—晶闸管输出M—基本单元E—输入输出混合扩展单元及扩展模块EX—输入专用扩展模块EY—输出专用扩展模块16~256点(小型)0、2、ON、2C、2N型号的命名方式四、PLC的硬件组成特殊品种输出形式单元类型系列序号

FX

FX2N－48MR四、PLC的硬件组成

四、PLC硬件组成小结1．微处理器（CPU）

2．存储器

（1）系统存储器相当于操作系统，厂家固化在ROM

（2）用户存储器用户设计的程序保存在随机存储器RAM（可由锂电池作后备电源）中。还有EEPROM（可擦除）

3．输入/输出单元也称I/O单元。通常有状态指示。

4．通信接口

5．编程装置

6．电源

五、PLC的工作方式个人计算机是等待命令的工作方式，如有键按下或有I/O动作则转入相应的子程序，否则继续等待。而PLC则是采用循环扫描的工作方式。CPU每次只执行一个操作，按顺序逐个执行程序指令，因此又称为串行工作方式。由于CPU速度很快，从外部出现的结果看几乎是同时（并行）完成的。

1.内部处理阶段

2.通信服务阶段

当PLC处于停止（STOP）状态时，只完成上述两阶段的工作，当处于运行（RUN）状态时，除上述两阶段外还要完成以下三阶段的工作。

3.输入处理阶段

4.程序执行阶段

5.输出处理阶段

执行以上五阶段的时间称为扫描周期，它与用户程序的长短、指令种类和CPU速度有关，约为若干毫秒。扫描过程六、PLC

的工作过程

4.2FX系列PLC的内部软元件用户使用的每一个输入输出单元、内部存储单元、定时器和计数器等都称为软元件。软元件是PLC机器内部的具有一定功能的器件，这些器件实际上是由电子电路和寄存器及存储单元等组成。例如，输入继电器就是由输入电路和输入映像寄存器构成的。为了与传统继电器区别，称之为软继电器。它的最大特点是其触点可以无数次使用。

PLC在运行程序时，就是由这些软继电器执行指令，从而实现PLC的各种功能。故在使用PLC之前，最重要的是先了解这些软继电器的配置和功能。型号：FX2N－48MR

用来接收外部输入信号（接通时为“1”，断开时为“0”），并存入输入映象寄存器中。输入继电器（X）是输入映象寄存器中的状态，所以使用次数不受限制。

输入接口输入端子

4.2.1

输入继电器（X）

输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在梯形图中不可能出现输入继电器的线圈。

FX2N系列输入继电器以八进制进行编号，FX2N－48MR的24个输入继电器的编号是：

X0～X7，X10～X17，X20～X27

4.2.2输出继电器（Y）继电器输出端子输出继电器用来将PLC内部信号传送给外部负载，它的线圈由PLC内部程序驱动，当程序运行的结果使输出继电器线圈得电时，它唯一的一对常开硬接点便将负载与电源连通。但梯形图中同一输出继电器的常开、常闭接点却可以多次使用。FX2N系列输出继电器也是采用八进制编号，FX2N－48MR的24个输出继电器的编号是：

Y0～Y7，Y10～Y17，Y20～Y27

4.2.3辅助继电器（M）辅助继电器是可编程序控制器内部具有的继电器，它不能获取外部输入，也不能直接驱动外部负载，只在程序中使用。其作用类似于继电-接触控制中的中间继电器。

辅助继电器采用M与十进制数共同组成编号。注意有一些特殊辅助继电器有各自的特殊功能，如：

（1）触点型只能用触点，线圈由PLC自动驱动

M8000运行监视器（PLC运行中接通）

M8002初始脉冲（运行开始瞬间接通）

M8011产生10ms时钟脉冲M8012产生100ms脉冲

M8013产生1s时钟脉冲M8014产生1min时钟脉冲

（2）线圈型由用户程序驱动线圈后PLC执行特定动作

M8033停止时保持输出M8034禁止全部输出4.2.4

状态继电器（S）状态继电器（S）用来记录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程元件。它与步进顺控指令配合应用。（1）状态继电器也有无数多对常开和常闭接点

（2）状态继电器不与步进顺控指令配合应用时，可作为辅助继电器M使用

（3）FX2N可以通过程序设定将S0～S499设置为有断电保持功能的状态继电器

4.2.5

定时器（T）

定时器（T）相当于通电延时型时间继电器，通过对一定周期的时钟脉冲进行累计而实现定时。1.通用定时器（1）100ms（T0～T199）设定值1～32767（2）10ms（T200～T245）设定值1～32767通用定时器线圈得电开始计脉冲数（计时），当达到设定值时定时器ON，常开接点闭合，常闭接点断开。线圈失电定时器复位，计数值也变为0。定时器脉冲周期×设定值=延迟时间通用定时器0.1S×1000=100S

4.2.6

计数器（C）1.内部计数器（1）16位增计数器（C0～C199）C0～C99为通用型，C100～C199为断电保持型。计数器的设定值为1～32767，可用常数K设定，也可通过数据寄存器设定。当输入信号个数达到设定值时，计数器动作，常开接点闭合，常闭接点断开。（2）32位增/减计数器（C200～C234）2.高速计数器（C235～C255）16

位增计数器4.2.7

数据寄存器（D）PLC在工作时，需要许多数据寄存器来存储数据和参数。FX可编程序控制器的数据寄存器都是16位的，用两个相邻的数据寄存器合并起来可以存储32位二进制数据，通常先指定低位（例如：D0），则高位为继之其后的编号（如：D1）被自动占有。

一个16位数据寄存器处理的范围为-32768～32767。4.2.8

常数（K、H）K表示十进制整数的符号，用来指定定时器、计数器的设定值及应用功能指令操作数中的数值；H表示十六进制数的符号，用来表示应用功能指令的操作数值。例如：数字20用十进制表示为K20，用十六进制则表示为H14。FX2N

基本指令的使用

一、电动机的连续运转FRKMM3~电源开关接触器主触点热继电器热元件熔断器三相异步电动机主电路

4.3FX系列PLC的基本逻辑指令

电动机连续运转：I/O接线图启动按钮SB1－X1停止按钮SB2－X2SB1KM1SB2COM1Y1COMX1X2FR运行接触器KM－Y1FRX3热继电器的常闭触点可以作为输入信号进行过载保护，也可以在输出侧进行保护热继电器电源

4.3FX系列PLC的基本逻辑指令

电动机连续运转：梯形图启动停止Y1END输出线圈X1Y1X2X1X2Y1时序图

4.3FX系列PLC的基本逻辑指令

常闭触点输入信号的处理电气原理图KMKMSB1SB2X2X1SB1SB2COM常闭触点梯形图X1Y1Y0X2常开触点

4.3FX系列PLC的基本逻辑指令

二、电动机的正反转控制FUKM1QS正转接触器反转接触器L1L2L3主电路KM2FRM3~注意调相返回

4.3FX系列PLC的基本逻辑指令

二、电动机的正反转控制

4.3FX系列PLC的基本逻辑指令

I/O分配表输入点控制功能输出点输出设备X0正转启动Y1正转接触器X1反转启动Y2反转接触器X2停止电动机正反转：I/O接线图正转启动SB2-X0反转启动SB3-X1停止SB1-X2KM2SB2KM1SB3SB1KM2KM1电源FR正转接触器KM1-YI反转接触器KM2-Y2正转互锁反转互锁Y1COMX0X1X2Y2COM1

4.3FX系列PLC的基本逻辑指令

电动机正反转：梯形图指令表

0LDX11ORY12ANIX23

ANIX14ANI

Y25OUTY16LDX17ORY28ANIX29ANIX010ANI

Y111OUTY212END正转反转X0Y1Y1X2Y2X1X1Y2Y2X2Y1X0END正转反转停止停止

4.3FX系列PLC的基本逻辑指令

4.4步进顺序控制指令

什么是步进控制系统如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，并且这些动作必须按照一定的先后次序执行,这样的控制系统称为顺序控制系统,也称为步进控制系统。其控制总是一步一步地按顺序进行，当条件满足时，系统能够从一“步”转移到另一“步”，或者说从一种状态转移到另一种状态。在工业控制中，步进控制系统应用很广。

以红绿灯控制为例，其对应的顺序功能图如右图所示。

S0—S9：初始状态专用

S10—S19：原点复位用

S20—S499：一般用

S500—S899：停电保持用

S900—S999：报警用

针对顺序控制要求，PLC提供了顺序功能图（SFC），又称状态转移图，由一系列状态（用S表示）组成。系统提供S0—S999共1000个状态供编程使用，其中：顺序功能图（状态转换图）

STL是利用内部软元件（状态S）在顺控程序上进行步进控制的指令。

RET是用于状态流程的结束，实现返回主程序（母线）的指令。步进顺序控制指令FX系列PLC提供了下面一对步进指令：

步进指令的梯形图表示

步进指令的功能图表示上述步进梯形图也可以用顺序功能图表示：状态转移图中的每一步包含三个内容：本步驱动的内容、转移条件及转换的目标。

功能图和梯形图的转换

[例一]广告牌字体循环闪光控制分别用Y0、Y1、Y2控制灯光，使“欢迎你”三个字明亮闪烁。控制流程见下表，表中+为得电，空白为不得电。每步序停留1秒，要求反复循环。试画出状态转移图并编写梯形图。

步序（秒）1s1s1s1s文字Y0++欢Y1++迎Y2++你分析：本例要用到四个状态，设为S20～S23，用到四个定时器，设为T0～T3。

[例一]字体循环闪光

步进顺序控制实例二电动机Ｙ/△启动控制

1.控制要求(1)星形启动接触器KM－Y先合，主接触器KM才能合，经一定的延时KM－Y断开,延时0.5秒后三角形运行接触器KM－△合，延时0.5秒要有信号显示。(2)KM－Y动作后，有闪光信号显示，闪光周期为1秒。KM－Y断开后，闪光信号指示才能结束。(3)接触器KM－Y与接触器KM－△要有互锁功能。2.I/O点分配：见后页状态转移图Y/△启动控制X1—停止X2—启动X0—热继电器Y0—主接触器Y1—Y接触器Y2—△接触器Y3—启动信号Y4—转换信号步进顺序控制实例三、四交通灯控制

简易机械手控制

详见实训指导对梯形图和顺序功能图应注意以下几点：状态编号不可重复使用。如果状态触点接通，则与其相连的电路动作；如果状态触点断开，则与其相连的电路停止工作。在不同状态之间，允许对输出元件重复输出，但对同一状态内不允许双重输出。使用注意事项1.状态的动作与输出的重复使用步进控制指令的使用

定时器线圈与输出线圈一样，也可对在不同状态的同一软元件编程，但在相邻的状态中不能编程。如果在相邻状态下编程，则工序转移时定时器线圈不能断开，定时器当前值不能复位。

2.定时器的重复使用步进控制指令的使用

3.输出的互锁在状态转移过程中，由于在瞬间（1个扫描周期），两个相邻的状态几乎会同时接通，因此为了避免不能同时接通的一对输出同时接通，必须设置软件互锁和外部硬接线互锁。步进控制指令的使用

如右图所示，在状态内的母线将LD或LDI指令写入后，对不需要触点的驱动就不能再编程，需要按下图方式进行变换。

4.输出的驱动方法或步进控制指令的使用OUT指令与SET指令对于状态转移具有同样的功能。

5.状态的转移方法步进控制指令的使用

但是，SET指令用于向相邻的下一个状态转移，而使用OUT指令时，用于向状态转移图中的分离状态转移，包括向前跳步、向后跳步甚至跳到另一个序列。一、单流程结构如红绿灯控制程序，虽然