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1、 目錄 返 回 一、PLC的一般概念（Programmable Logic Controller） 我們可以把PLC看成是含有很多繼電器和計數(shù)器的裝置，根據(jù)需要任意選擇。 返回可編程控制器被控設(shè)備輸入部分輸出部分 返回 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制等效電路正轉(zhuǎn)起動按鈕反轉(zhuǎn)起動按鈕正轉(zhuǎn)線圈反轉(zhuǎn)線圈正轉(zhuǎn)自鎖觸點反轉(zhuǎn)自鎖觸點正轉(zhuǎn)互鎖觸點反轉(zhuǎn)互鎖觸點停止按鈕 返回 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷?/p>
2、其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制器系統(tǒng)連成一個整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。 返回 PLC的特點：1.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。2.功能完善、擴(kuò)充方便、組合靈活、實用性強(qiáng)。3.編程簡單、使用方便、控制程序可變、具有很好的柔性。4.體積小、重量輕、功耗低。 返回 PLC的控制功能： 條件控制功能 定時計數(shù)控制功能 步進(jìn)控制功能 數(shù)據(jù)處理功能 A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能 運動控制功能 過程控制功能 擴(kuò)展功能 遠(yuǎn)程I/O功能 通訊聯(lián)網(wǎng)功能 監(jiān)控功能 二、PLC的基本組成1. 輸入部分 輸入部分由輸入接線端子和輸入繼電器線圈組成（X）。負(fù)責(zé)收集和輸入操作命令和控制信息。 通常將輸入繼電器的數(shù)量稱為輸入點數(shù)
3、。多采用十六進(jìn)制進(jìn)行編號。（X0XF）2. 邏輯運算單元 它是PLC的核心，PLC中的各種控制功能都是由這個單元通過送入程序來實現(xiàn)軟連接。 返回 3. 輸出部分 輸出部分由輸出接線端子和輸出繼電器的一個動合觸點組成（Y）。負(fù)責(zé)連接和驅(qū)動外部負(fù)載和被控對象。 通常將輸出繼電器的數(shù)量稱為輸出點數(shù)。 返回 返回 三、PLC的主要性能1IO總點數(shù) I/O總點數(shù)是衡量PLC可接收輸入信號（I）和輸出信號（O）的數(shù)量。PLC的輸入、輸出有開關(guān)量和模擬量兩種。2用戶程序存儲容量 用戶程序存儲容量是衡量可存儲用戶應(yīng)用程序多少的指標(biāo)，通常以字或K字為單位。約定16位二進(jìn)制數(shù)為一個字（即兩個8位的字節(jié)），每102
4、4個字為1K字。 返回 3編程語言 編程語言一般有梯形圖、語句表、控制系統(tǒng)流程圖等幾種，因PLC不同而異。4編程手段 手持編程器、CRT編程器、計算機(jī)編程分別為小型、中型及大型PLC的編程裝置。5指令執(zhí)行時間 指令執(zhí)行時間是指CPU執(zhí)行基本指令所需的時間，一般為每步幾至幾十微秒。6掃描速度 掃描速度是指掃描1K字用戶程序所需的時間，通常以ms/K字為單位。 返回 7指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)的指令種類和數(shù)量是衡量PLC的軟件功能強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。PLC的指令一般可分為基本指令和高級指令兩部分。8內(nèi)部繼電器的種類和數(shù)量 PLC的內(nèi)部繼電器是指內(nèi)部輔助繼電器、定時器/計數(shù)器、移位寄存器、特殊功能繼電器等。
5、返 回 返回 FP1是一種近代功能非常強(qiáng)的小型機(jī)，該產(chǎn)品系列有緊湊小巧的C14型與C16型，還有具有高級處理功能的C24、C40、C56、C72型等多種規(guī)格。在大寫字母C后面的阿拉伯?dāng)?shù)字是表示該種型號可編程控制器的輸入、輸出點數(shù)之和。 例如C40即表示該種型號的可編程控制器有40個I/O點。其中24個輸入點，16個輸出點。由于FP1系列可編程控制器的輸入輸出點數(shù)較少，所以FP1系列屬小型機(jī)。 返回 1編程語言 FP1系列PLC用得最多的編程語言是梯形圖語言和指令表。編程語言的種類越多，用戶編程越靈活。2用戶存儲器容量用戶存儲器又稱程序存儲器，用來存儲通過編程器輸入的用戶程序。用戶程序的容量大小
6、主要取決于被控對象的復(fù)雜性。 返回 3掃描速度 它是用每執(zhí)行一千條（準(zhǔn)確地說是1024步）指令所需要的時間來估算的，單位用ms/K字，4I/O總數(shù) I/O總數(shù)又稱I/O能力，也就是輸入及輸出點數(shù)總數(shù)量。5指令條數(shù) 這是衡量PLC軟件功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。PLC具有的指令種類越多，說明其軟件功能越強(qiáng)。 返回 6內(nèi)部寄存器 PLC內(nèi)部有許多寄存器用以存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果、數(shù)據(jù)等。這些輔助寄存器?？梢越o用戶提供許多特殊功能，以簡化整個系統(tǒng)設(shè)計。因此寄存器的配置情況是衡量PLC硬件功能的一個指標(biāo)。7高功能模塊 高功能模塊可實現(xiàn)某一種特殊的功能。高功能模塊的多少，功能強(qiáng)弱常是衡量PLC產(chǎn)品水平高低的一個
7、重要指標(biāo)。 返回 1. FP1的IO分配 X、WX為I/O區(qū)的輸入繼電器，可直接與輸入端子傳遞信息。Y、WY為I/O區(qū)的輸出繼電器。 X 如：X100即寄存器WX10中的第0號位，X10F即寄存器WX10中的第F號位。位址 （用十六進(jìn)制數(shù)表示）寄存器地址（用十進(jìn)制數(shù)表示）輸出繼電器Y的編址規(guī)律也與此相同。 返回 2. 特殊功能繼電器 內(nèi)部繼電器（R） R繼電器，不能提供外部輸出，只能在PLC內(nèi)部使用，其地址是R0R62F。 定時器（T） 定時器（T）的觸點是定時器指令（TM）的輸出。如果定時器指令定時時間到，則與其同號的觸點動作。 計數(shù)器（C） 計數(shù)器（C）的觸點是計數(shù)器指令（CT）的輸出。如
8、果計數(shù)器指令計數(shù)完畢，則與其同號的觸點動作。 返回 四、FP編程器 編程器是PLC的重要外部設(shè)備，將用戶所希望的功能通過編程語言編程，由編程器將程序送到PLC的用戶程序存儲器中去。1. 簡易編程器簡易編程器，2. 圖形編程器圖形編程，3. 計算機(jī)編程器 。 返 回 1梯形圖語言 梯形圖就是按照控制邏輯的要求和連接規(guī)則將這些圖形符號進(jìn)行組合或排列所構(gòu)成的表示PLC輸入、輸出之間邏輯關(guān)系的圖形。（1）梯形圖中的符號一、PLC編程語言概述概述常開觸點常閉觸點線圈 返回 （2）梯形圖編程的格式與特點 每個梯形圖由多層梯級（或稱邏輯行）組成，每層梯級（即邏輯行）起始于左母線，經(jīng)過觸點的各種連接，最后通過
9、一個繼電器線圈終止于右母線。每一邏輯行實際上代表一個邏輯方程。2語句表語言 語句表是由若干條語句組成的程序，每條語句由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。操作碼用助記符表示，告訴CPU要進(jìn)行什么操作。 返回 二、基本指令1初始加載(T)、初始加載非(ST/)及輸出(OT)ST：從母線開始以動合觸點開始一邏輯運算。ST/：從母線開始以動斷觸點開始一邏輯運算。OT：將運算結(jié)果輸出到指定觸點。 返回 返回 該指令不能直接從母線開始（應(yīng)用步進(jìn)指令時除外）。 該指令不能串聯(lián)使用，在梯形圖中位于一個邏輯行的末尾，緊靠右母線。 該指令連續(xù)使用，相當(dāng)于繼電器線圈并聯(lián)。 可編程控制器如未進(jìn)行輸出重復(fù)使用的特別設(shè)置，對于某
10、個輸出繼電器只能用一次OT指令，否則，可編程控制器按出錯對待。 返回 例1、寫出圖示梯形圖指令的語句表。 邏輯解算是按梯形圖從上到下、從左至右的順序進(jìn)行的。 0 ST X01 OT Y02 ST/ X13 OT Y14 OT R15 ST R16 OT Y2 X0閉合Y0接通X1斷開Y1接通R1接通R1觸點閉合Y2接通解： 2非（/）、與（AN）、與非（AN/）指令/：將該指令處的運算結(jié)果求反。AN：串聯(lián)動合觸點時的連接指令。AN/：串聯(lián)動斷觸點時的連接指令。0 ST X11 AN X22 OT Y33 ST Y34 AN/ X15 OT R1ANAN/ 語 句 表 梯 形 圖 指 令 返回
11、例2、 畫出語句表所對應(yīng)的梯形圖。 ST X0 AN X1 OT Y0 / OT Y1 返回X0 X1 Y0Y1解： 3或（OR）、或非（OR/）指令 OR：并聯(lián)動合觸點的連接指令。OR/：并聯(lián)動斷觸點時的連接指令。 返回 OR、OR/ 用于單個觸點與前面電路的并聯(lián)，并聯(lián)點的左端從母線（或ST、ST/點）開始，右端與前面一條指令對應(yīng)觸點的右端相連。 返回 例3、寫出圖示梯形圖對應(yīng)的語句表。ST X4OR X6 OR/ R3 OT Y5ST/ Y5AN X7OR R4AN/ X8OR R5OT R4并聯(lián)并聯(lián)解： 返回 4組與（ANS）指令、組或（ORS）指令A(yù)NS：實現(xiàn)多個電路塊串聯(lián)連接指令。O
12、RS：實現(xiàn)多個電路塊并聯(lián)連接指令。0 ST X31 OT Y42 OT Y43 OR/ X34 ANS 5 OT Y0ANS 語 句 表 梯 形 圖指 令 返回 0 ST/ X31 OR/ X42 OT Y53 AN/ X34 ORS5 OT Y6ORS 語 句 表 梯 形 圖指 令 ORS指令與ANS指令，后邊不用跟元件號。 返回 例4、寫出梯形圖對應(yīng)的語句表。ST X0OR X1ST X2OR/ X3ANS ST X4 OR X5 ANS OT Y0 多組觸點塊串聯(lián)時，需多次使用ANS將它們串聯(lián)在一起。 解： 返回 5上升沿微分（DF）、下降沿微分（DF/）指令DF：當(dāng)檢測到觸發(fā)信號的上升
13、沿時，觸點僅接通一個掃描周期。DF/：當(dāng)檢測到觸發(fā)信號的下降沿時，觸點僅接通一個掃描周期。梯 形 圖 語 句 表 時 序 圖0 ST X01 DF2 OT Y03 ST X14 DF/ 5 OT Y1 X0X1Y0 Y11個掃描周期 如果在FP1的第一次掃描期間，觸點已經(jīng)接通，則不執(zhí)行DF指令；同理如果觸點已經(jīng)斷開，則DF/ 指令也不執(zhí)行。 返回 例5、已知自保持電路和輸入信號圖所示，試畫出輸出線圈Y0的時序圖。解：X0X1R0Y0 當(dāng)X0由斷開變?yōu)榻油〞r，DF接通一個掃描周期，使Y0線圈接通，觸點閉合，保持線圈接通。 當(dāng)X1接通時，DF接通一個掃描周期，使R0線圈接通，R0動斷觸點斷開，Y0
14、線圈失電。Y 0R0 返回 6置位（SET）和復(fù)位（RST）指令SET：保持繼電器觸點接通。RST：保持繼電器觸點斷開。梯 形 圖 語 句 表 時 序 圖0 ST X01 SET Y04 ST X15 RST Y0 X0X1Y0 返回 當(dāng)控制觸點閉合時，執(zhí)行SET指令，之后不管控制觸點如何變化，輸出繼電器接通并保持。 當(dāng)控制觸點閉合時，執(zhí)行RST指令，之后不管控制觸點如何變化，輸出繼電器斷開并保持。和OT指令不同的是對于編號相同的輸出繼電器（Y和R）可以重復(fù)使用SET和RST指令，次數(shù)不限。當(dāng)使用SET和RST指令時，輸出的結(jié)果隨程序運行過程中每一階段的執(zhí)行結(jié)果而變化。 返回 7空操作（NOP
15、）指令NOP：空操作，PLC不產(chǎn)生任何動作。NOP指令不執(zhí)行任何操作，在編程時插入該指令便于程序的檢查和修改。 指 令梯 形 圖 語句表NOP 0 ST X11 NOP2 OT Y0 返回 8保持（KP）指令KP：使指定的繼電器輸出接通并保持或者斷開。 梯 形 圖 語 句 表 時 序 圖0 ST X01 ST X12 KP Y0 X0X1Y0 當(dāng)X0接通時，輸出繼電器Y0接通并保持，因此KP指令的此輸入端稱置位端；當(dāng)X1接通時，輸出繼電器Y0斷開，因此KP指令的此輸入端稱復(fù)位端。 當(dāng)負(fù)責(zé)置位的控制觸點閉合時，由KP指令所指定的輸出繼電器接通并保持，這個狀態(tài)一直保持到復(fù)位控制觸點閉合為止。當(dāng)負(fù)責(zé)
16、復(fù)位的控制觸點閉合時，指定的輸出繼電器斷開。 若負(fù)責(zé)置位的控制觸點和負(fù)責(zé)復(fù)位的控制觸點同時閉合，則復(fù)位觸發(fā)優(yōu)先。 90.01s定時器(TMR)、0.1s定時器(TMX)、1s定時器(TMY)指令TMR：以0.01s為單位設(shè)置延時接通定時器。TMX：以0.1s為單位設(shè)置延時接通定時器。TMY：以1s為單位設(shè)置延時接通定時器。定時器的預(yù)置時間（也就是延時時間）為： 預(yù)置時間單位預(yù)置值 預(yù)置時間單位分別為：R=0.01s，X=0.1s，Y=1s。預(yù)置值只能用十進(jìn)制數(shù)給出，編程格式是在十進(jìn)制數(shù)的前面加大寫英文字母“K”。 返回 X0T4Y0 3sTMX300.13s返回 返回 例6、已知梯形圖和輸入信
17、號X0如圖所示，寫出對應(yīng)語句表。根據(jù)分析畫出輸出信號Y0和Y1。X0T0T1Y0Y1解：3s 2s ST X0 TMX 0 K 30 TMX 1 K 20 ST T0 OT Y0 ST T1 OT Y1 TMX TMX 返回 10計數(shù)器（CT）指令CT：減預(yù)置數(shù)計數(shù)器。梯 形 圖 語 句 表 時 序 圖0 ST X01 ST X12 CT 100 K 65 ST C1006 OT Y0 X0X1C100Y0計數(shù)器編號 十進(jìn)制常數(shù) 計數(shù)器預(yù)置值 同一程序中同一編號只能使用一次。 11結(jié)束（ED）指令ED：表示主程序結(jié)束。 ED只能用于主程序區(qū)。12. 跳轉(zhuǎn)（JP）和標(biāo)號（LBL）指令 當(dāng)控制觸點
18、閉合時，跳轉(zhuǎn)到和JP序號相同的LBL處，不執(zhí)行JP到LBL之間的程序。13. 子程序調(diào)用（CALL）、子程序進(jìn)入（SUB）和子程序返回（RET）指令CALL：調(diào)用與其后序號對應(yīng)的子程序。SUB：表示子程序開始。RET：子程序結(jié)束并返回到調(diào)用此子程序的 CALL指令的下一條指令處。 返回 返 回 一、PLC應(yīng)用編程特點和梯形圖語言編程的基本要求1可編程控制器的應(yīng)用編程特點 采用梯形圖語言編程 梯形圖中使用的繼電器都是所謂的“軟繼電器” 要考慮輸入輸出的滯后現(xiàn)象 返回 2梯形圖程序設(shè)計的原則和編程技巧 梯形圖每一行都是從左邊母線開始，線圈放置在最右邊，即與右邊母線相連。在繼電接觸器控制原理圖中，熱
19、繼電器的觸點可以加在線圈右邊，而梯形圖不允許。 X0 X1Y0 線圈不能直接接在左邊的母線上，如果需要的話，可通過動斷觸點或常閉繼電器觸點連接線圈 。 Y0R0 返回 編程的順序應(yīng)體現(xiàn)“左沉右輕、上沉下輕”的原則。即串聯(lián)電路塊盡量放上部，并聯(lián)電路塊盡量靠近左母線 。 X0 X1 Y0X2 X3 ST X0 ST X1 ST X2 AN X3ST X1AN X2OR X3AN X0OT Y0X0X1 Y0X2 X3 ORSANSOT Y0 返回 外部輸入/輸出繼電器、內(nèi)部繼電器、定時器和計數(shù)器的觸點的取用次數(shù)無限制。 梯形圖中每行串聯(lián)觸點和并聯(lián)觸點數(shù)，從原理上講沒有限制，但如果用圖形編程器要受屏
20、幕尺寸的限制。 在一個程序中，同一編號的線圈如果使用兩次或多次稱為“重復(fù)輸出”，這時前面的輸出無效，最后一次輸出才是有效的。通常在程序總體檢查時，編程器會提示程序錯誤。如果允許“重復(fù)輸出”，必須將系統(tǒng)寄存器NO.20設(shè)定為“K1”。重復(fù)輸出容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免線圈重復(fù)輸出。 返回 不要將觸點畫在垂直分支上。X1 X2 Y0X3 X4X5 返回 二、起動、保持、停止控制（自鎖控制）1停止優(yōu)先式X1 X0 Y0Y0 ST X1OR Y0AN/ X0OT Y0ST Y0AN/ X0OR X1OT Y0停止按鈕X0有優(yōu)先權(quán)X1 X0 Y0Y0起動按鈕X1有優(yōu)先權(quán)2起動優(yōu)先式 返回 三、多地點起動
21、、停止控制起停按鈕都并接在一起停止按鈕都串接在一起X0 X5 Y0Y0X2X4 X3X1起動按鈕用動合觸點停止按鈕用動斷觸點 返回 四、聯(lián)鎖控制1不能同時發(fā)生運動的聯(lián)鎖控制X1 Y2 Y1Y2Y1X2 X0 Y1X0 Y2 Y1、Y2不能同時接通 返回 2互為發(fā)生條件的聯(lián)鎖控制X1 Y1Y2Y1X2 X3 Y1X4 Y2 Y1先接通、Y2才能接通 返回 五、順序步進(jìn)控制 聯(lián)鎖式順序步進(jìn)控制初始閉合繼電器Y1Y1 Y2Y2 Y3 Y3 Y4Y4 Y1Y2Y4Y3閉合X2閉合X3 Y1Y2閉合X4 Y3Y4 只有PLC停止運行時輸出才能停止返回 六、時間控制 瞬間接入延時斷開控制X0動合觸點閉合，
22、動斷觸點斷開X0 X0 Y0Y0Y0 Y0線圈接通，動合觸點閉合斷開后，定時器起動，5s后T0斷開，Y0斷電。X0Y0 5s 返回 返回 閃爍控制X10動合觸點閉合，T10計時起動。4s后，T10常開觸點閉合，Y0線圈接通T11定時器起動，2s后T11斷開，使T10復(fù)位，Y0斷電。4sX0Y0 2s 返 回 電動機(jī)星角起動控制X0 X1Y2T0X2 Y0Y0Y0 X1 X2 Y1Y1Y1 TXK 30 0T0 Y2（ED）X0起動X1停止X2FRY0星形線圈Y1自鎖Y2角形線圈 返回 ST X0OR Y0AN/ X1AN/ Y2AN/ T0AN/ X2OT Y0 ST Y0 OR Y1 AN/
23、 X1 AN X2 OT Y1 ST Y1 TMX 0 K 30 ST T0 AN/ Y0 OT Y2 ED 返回 三地控制一盞燈控制要求： 用三個開關(guān)分別在三個不同的位置（每個地方只有一個開關(guān)）控制一盞燈。在三個地方的任何一地，利用開關(guān)都能獨立地開燈和關(guān)燈，任何一個開關(guān)改變狀態(tài)（由通到斷或由斷到通）都能使燈改變狀態(tài)。I/ O的分配：輸入點 X0 S1(A地開關(guān))X1 S2(B地開關(guān))X2 S3(C地開關(guān)) 輸出點Y0 電燈 返回 將數(shù)字電路中設(shè)計組合邏輯電路的方法應(yīng)用于設(shè)計可編程控制器的應(yīng)用程序中。 如何將程序設(shè)計變得更簡單呢？一般規(guī)定： 常開觸點為原變量，常閉觸點為反變量。 如果用“0”和
24、“1”分別代表輸入點和輸出點的狀態(tài) 就可以列出三地控制一盞燈的邏輯函數(shù)的真值表： 返回 X0 X1 X2 Y000001111 00111100 01100110 01010101三個開關(guān)中的任意一個開關(guān)狀態(tài)的變化，都會引起輸出Y0的變化 Y0 X0 X1 X2 X0 X1 X2 X0 X1 X2 X0 X1 X2 可得： ST/ X0AN/ X1 AN X2ST/ X0AN X1AN/ X2ORSST X0AN X1 AN X2ORS ST X0 AN/ X1AN/ X2ORSOT Y0ED邏輯“與”相當(dāng)于幾個觸點的串聯(lián)，邏輯“或”相當(dāng)于幾個觸點的并聯(lián) 返回 三地控制一盞燈的梯形圖 十字路口交通燈控制編程控制要求： 交通燈受一個起動開關(guān)控制。開關(guān)接通，系統(tǒng)工作。 南北：紅燈亮25s； 東西：綠燈亮20s，閃3s（閃亮周期1s，亮0.5s，熄0.5s），黃燈亮2s。 25s后，反向工作。思考題： 返回 起動開關(guān)：南北紅燈東西綠燈東西黃燈東西紅燈南北綠燈南北黃燈時 序 圖 返回
可編程控制器的原理及應(yīng)用
