[工学]材料成型设备第三章2 可编程控制器及其应用教案.ppt

下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录工学材料成型设备第三章2 可编程控制器及其应用 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录第三章第三章 可编程控制器控制部分可编程控制器控制部分 1.1.可编程控制器基础知识可编程控制器基础知识2.2.S7-200S7-200的的PLCPLC的编程基础的编程基础 3.3.PLCPLC程序设计方法程序设计方法 4.4.PLCPLC控制系统的应用设计控制系统的应用设计 5.5.PLCPLC应用实例应用实例 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录l l3.1 PLC3.1 PLC的结构及工作原理的结构及工作原理l l3.2 PLC3.2 PLC的编程元件及指令系统的编程元件及指令系统l l3.3 3.3 梯形图的设计规则与设计方法梯形图的设计规则与设计方法l l3.4 PLC3.4 PLC应用实例应用实例第3章 PLC控制部分10/23/2022下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录第3章 可编程控制器l可编程控制器的结构和工作原理可编程控制器的结构和工作原理l可编程控制器的指令系统可编程控制器的指令系统l梯形图的设计原则和经验设计方法梯形图的设计原则和经验设计方法l能够用梯形图语言进行简单的编程能够用梯形图语言进行简单的编程学习要点10/23/2022下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.1.1 3.1.1 什么是什么是PLC?PLC?PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。是一种专门用于工业控制的计算机。早期的早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。是用来替代继电器、接触器控制的。它主要它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为被称为可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写略写 PLC)随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为为可编程控制器可编程控制器（Programmable controller，略写略写PC)。为区别于。为区别于Personal Computer(PC)，故沿用，故沿用PLC 这个略写。这个略写。3.1.1 概述概述下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 可编程控制器可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综合是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。PLC 具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单以及功耗低、体积小等优点。简单以及功耗低、体积小等优点。但它存储容量小，但它存储容量小，价格高。价格高。本章只为初学者提供本章只为初学者提供 PLC 基础知识基础知识,重点是简单重点是简单程序编制，重在应用。程序编制，重在应用。继电接触控制系统在生产中得到广泛应用。但由继电接触控制系统在生产中得到广泛应用。但由于它的机械触点多、接线复杂、可靠性低、功耗高、于它的机械触点多、接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性差，因此已不能满足现代化生产过程复杂多变通用性差，因此已不能满足现代化生产过程复杂多变的控制要求。的控制要求。可编程控制器可编程控制器(PLC)下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 PLC的类型种类繁多，功能和指令系统也不尽的类型种类繁多，功能和指令系统也不尽相同虽然多种多样，但其结构和工作方式则大同小相同虽然多种多样，但其结构和工作方式则大同小异，异，一般由主机、输入一般由主机、输入/输出接口、电源、编程器、输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几个主要部分构成。扩展接口和外部设备接口等几个主要部分构成。可编程控制器的结构和工作方式可编程控制器的结构和工作方式可编程控制器的结构及各部分的作用可编程控制器的结构及各部分的作用 PLC 可看作一个系统，外部的各种开关信号可看作一个系统，外部的各种开关信号或模拟信号均为输入量，它们经输入接口寄存到或模拟信号均为输入量，它们经输入接口寄存到 PLC 内部的数据存储器中，而后按用户程序要求进内部的数据存储器中，而后按用户程序要求进行逻辑运算和数据处理，最后以输出变量的形式送行逻辑运算和数据处理，最后以输出变量的形式送到输出接口，从而控制输出设备。到输出接口，从而控制输出设备。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录中中央央处处理理单单元元存存储储器器数数据据存存储储器器输输出出接接口口地址总线地址总线 控制总线控制总线数据总线数据总线编程编程单元单元照明照明电磁装置电磁装置执行机构执行机构。电源电源地址总线地址总线控制总线控制总线输输入入接接口口模拟量输入模拟量输入行程开关行程开关继电器接点继电器接点各种开关各种开关3.1.2 3.1.2 结构及工作原理结构及工作原理1.PLC1.PLC结构示意图结构示意图下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 PLC 硬件系统结构图硬件系统结构图电电 源源I/O扩扩展展单单元元输入设备输入设备输出设备输出设备输输出出接接口口外外部部设设备备接接口口输输入入接接口口I/O扩扩展展接接口口主机主机PLC编程器编程器打印机打印机磁带机磁带机计计算机算机扫描仪扫描仪CPU存存储储器器用户用户程序程序系统系统程序程序数数据据按钮按钮行程行程开关开关触点触点电磁阀电磁阀电磁电磁线圈线圈指示灯指示灯下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录PLC的结构及工作原理PLC的结构10/23/2022下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录CPU POWERPCFP1-C16小型机：小型机：中、大型机：中、大型机：下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录PLC主机主机主机主机I/OI/O模块模块模块模块电源电源电源电源：为：为CPU、存储器、存储器、I/O接口等内部电子电路接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源。工作所配备的直流开关稳压电源。编程器编程器编程器编程器：用于手持编程。可用它输入、检查、修：用于手持编程。可用它输入、检查、修改、调试程序，或用它监视改、调试程序，或用它监视PLC的工作情况。的工作情况。I/OI/O扩展接口扩展接口扩展接口扩展接口：扩充外部输入：扩充外部输入/输出端子数的扩展单输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）联接在一起。元与基本单元（即主机）联接在一起。外设接口外设接口外设接口外设接口：将编程器、打印机、条码扫描仪等外部：将编程器、打印机、条码扫描仪等外部设备与主机相联，以完成相应操作。设备与主机相联，以完成相应操作。输入模块输入模块输入模块输入模块：接受输入设备的控制信号。：接受输入设备的控制信号。输出模块输出模块输出模块输出模块：输出控制信号。：输出控制信号。CPUCPU：起总指挥的作用。：起总指挥的作用。存储器存储器存储器存储器：存储系统及用户程序和数据。：存储系统及用户程序和数据。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.1.3 PLC的工作原理1 1、PLCPLC的继电器的继电器PLC可看成是由普通继电器、定时器、计数器等组合而成的可看成是由普通继电器、定时器、计数器等组合而成的电气控制系统。注意，电气控制系统。注意，PLC内部的继电器实际上是指存储器内部的继电器实际上是指存储器中的存储单元，称为软继电器。当输入到存储单元的逻辑状中的存储单元，称为软继电器。当输入到存储单元的逻辑状态为态为1时，则表示相应继电器的线圈通电，其常开触点闭合，时，则表示相应继电器的线圈通电，其常开触点闭合，常闭触点断开；而当输入到存储单元的逻辑状态为常闭触点断开；而当输入到存储单元的逻辑状态为0时，则表时，则表示相应继电器的线圈断电，其常开触点断开，常闭触点闭合。示相应继电器的线圈断电，其常开触点断开，常闭触点闭合。所以这些软继电器体积小、功耗低、无触点、速度快、寿命所以这些软继电器体积小、功耗低、无触点、速度快、寿命长，并且具有无限多的常开、常闭触点供程序使用。长，并且具有无限多的常开、常闭触点供程序使用。10/23/2022下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3 3、PLCPLC的工作原理的工作原理直直接接起起动动控控制制电电路路采采用用PLC控控制制，其其外外部部接接线线及及内内部部等等效效电电路路如如图图所所示示。可可将将PLC分分成成3部部分分：输输入入部部分分、内内部部控控制制电电路路和输出部分。和输出部分。10/23/2022下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录可编程控制器原理下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录输入部分输入部分输入部分输入部分：由输入接线端与等效输入继电器组成。输入继电由输入接线端与等效输入继电器组成。输入继电器由接入输入端点的外部信号来驱动，其作用是收集被控制器由接入输入端点的外部信号来驱动，其作用是收集被控制设备的各种信息或操作命令设备的各种信息或操作命令。内内内内部部部部控控控控制制制制电电电电路路路路：由由大大规规模模集集成成电电路路构构成成的的微微处处理理器器和和存存储储器器组组成成的的，经经过过制制造造厂厂家家的的开开发发，为为用用户户提提供供部部件件。内内部部控控制制电电路路的的部部件件包包括括输输出出继继电电器器、定定时时器器、计计数数器器、移移位位寄寄存存器器等等，这这些些部部件件也也有有许许多多对对常常开开触触点点和和常常闭闭触触点点供供PLC内内部部使使用用。PLC内内部部控控制制电电路路的的作作用用是是处处理理由由输输入入部部分分所所取取得得的的信信息，并根据用户程序的要求，使输出达到预定的控制要求。息，并根据用户程序的要求，使输出达到预定的控制要求。输输输输出出出出部部部部分分分分：作作用用是是驱驱动动被被控控制制的的设设备备按按程程序序的的要要求求动动作作。对对应应每每一一条条输输出出电电路路，相相当当有有一一个个输输出出继继电电器器，此此输输出出继继电电器器有有一一个个对对外外常常开开触触点点与与输输出出端端相相连连，其其余余均均为为供供PLC内内部部使使用用的的常常开开触触点点和和常常闭闭触触点点。当当输输出出继继电电器器接接通通时时，对对外外常常开开触点闭合，外部执行元件可以通电动作。触点闭合，外部执行元件可以通电动作。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录梯形图梯形图梯形图梯形图：实际上就是用户所编写的应用程序等效于实际上就是用户所编写的应用程序等效于PLC内部内部的接线图。当用编程器将梯形图程序送入的接线图。当用编程器将梯形图程序送入PLC内，内，PLC就可就可以按照预先制定的方案工作。以按照预先制定的方案工作。电路工作过程电路工作过程电路工作过程电路工作过程：当起动按钮：当起动按钮SB1闭合，输入继电器闭合，输入继电器X400接通，接通，其常开触点其常开触点X400闭合，输出继电器闭合，输出继电器Y430接通，接通，Y430的常开的常开触点闭合自锁，同时外部常开触点闭合，使接触器线圈触点闭合自锁，同时外部常开触点闭合，使接触器线圈KM通电，电动机连续运行。停机时按停机按钮通电，电动机连续运行。停机时按停机按钮SB2，输入继电，输入继电器器X401接通，其常闭触点断开，线圈接通，其常闭触点断开，线圈Y430断开，电动机停断开，电动机停止运行。这里要注意，因与停机按钮相连的输入继电器止运行。这里要注意，因与停机按钮相连的输入继电器X401采用的是常闭触点，所以停机按钮必须采用常开触点，采用的是常闭触点，所以停机按钮必须采用常开触点，这与继电接触器控制电路不同。这与继电接触器控制电路不同。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录1.主机主机 CPU是是PLC的核心的核心，主要用来运行用户程序，主要用来运行用户程序，监控输入监控输入/输出接口状态。输出接口状态。主机部分包括中央处理器（主机部分包括中央处理器（CPU）、系统程序）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器存储器和用户程序及数据存储器PLC 内部存储器内部存储器系统程序存储器系统程序存储器用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器 系统程序存储器：系统程序存储器：主要存放系统管理和监控程序主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定，用户不能更改。固定，用户不能更改。用户程序及数据存储器：用户程序及数据存储器：主要存放用户编制的应主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。用程序及各种暂存数据、中间结果。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2.输入输入/输出输出(I/O)接口接口 输入接口输入接口用于接收输入设备用于接收输入设备(如：按钮、行程开如：按钮、行程开关、传感器等）的控制信号。关、传感器等）的控制信号。输出接口输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备电路去驱动输出设备(如如:接触器、电磁阀、指示灯接触器、电磁阀、指示灯等等)。3.电源电源 PLC电源电源指为指为CPU、存储器、存储器、I/O接口等内部电接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源子电路工作所配置的直流开关稳压电源 I/O接口是接口是 PLC 与输入与输入/输出设备联接的部件。输出设备联接的部件。I/O接口一般采用光电耦合电路接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰。以减少电磁干扰。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录4.编程器编程器 编程器编程器是是 PLC 重要的外部设备，用于手持编程。重要的外部设备，用于手持编程。利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序或在利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序或在线监视线监视PLC工作状况。除工作状况。除手持编程器手持编程器外，外，目前，使用目前，使用较多的是利用通信电缆将较多的是利用通信电缆将PLC和计算机联接，并利用和计算机联接，并利用专用的工具软件进行编程或监控。专用的工具软件进行编程或监控。6.外部设备接口外部设备接口 I/O扩展接口扩展接口用于将扩充外部输入用于将扩充外部输入/输出端子数输出端子数扩展单元与基本单元扩展单元与基本单元(即主机即主机)联接在一起。联接在一起。5.输入输出扩展接口输入输出扩展接口 此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相连。部设备与主机相连。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.1.3 可编程控制器的工作方式可编程控制器的工作方式 PLC 采用采用“顺序扫描、不断循环顺序扫描、不断循环”的方式进行工的方式进行工作。其工作过程分为作。其工作过程分为输入采样输入采样、程序执行程序执行和和输出刷新输出刷新 三个阶段，并进行周期循环。三个阶段，并进行周期循环。输输入入端端子子输输入入锁锁存存器器输输入入状状态态寄寄存存器器输输出出锁锁存存器器输输出出状状态态寄寄存存器器输输出出端端子子程程序序执执行行读读读读写写输入采样输入采样程序执行程序执行输出刷新输出刷新一个扫描周期一个扫描周期一条指令所需时间一般不超过一条指令所需时间一般不超过 100 ms。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录1.1.输入采样阶段输入采样阶段输入采样阶段输入采样阶段 PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入所有输入端的所有输入端的通通/断断状态或输入数据，并将此状态状态或输入数据，并将此状态存入输入状态寄存器，即输入刷新。接着转入程存入输入状态寄存器，即输入刷新。接着转入程序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态发序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，只生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2.2.程序执行阶段程序执行阶段程序执行阶段程序执行阶段 PLC在执行阶段，按先左后右，先上后下的步序，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：从输入状态寄存器和其执行程序指令。其过程如下：从输入状态寄存器和其它元件状态寄存器中读出有关元件的通它元件状态寄存器中读出有关元件的通/断状态，并断状态，并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关的根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关的状态寄存器中。状态寄存器中。3.3.输出刷新阶段输出刷新阶段输出刷新阶段输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应的在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应的输出状态寄存器的通输出状态寄存器的通/断状态，在输出刷新阶段转存断状态，在输出刷新阶段转存到输出寄存器，去控制各物理继电器的通到输出寄存器，去控制各物理继电器的通/断，这才断，这才是是PLC的实际输出。的实际输出。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 由由PLC的工作过程可见，的工作过程可见，在在PLC的程序执行阶的程序执行阶段，即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内容段，即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内容也不会立即改变，要等到下一个周期输入处理阶段也不会立即改变，要等到下一个周期输入处理阶段才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出信号，才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出信号，等到一个循环周期结束，等到一个循环周期结束，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，这才成为实际的全部输出给输出锁存器，这才成为实际的CPU输出。输出。因此全部输入、输出状态的改变就需要一个扫描周因此全部输入、输出状态的改变就需要一个扫描周期，换言之，输入、输出的状态保持一个扫描周期。期，换言之，输入、输出的状态保持一个扫描周期。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录可编程控制器的主要技术性能可编程控制器的主要技术性能1.I/O1.I/O点数点数点数点数 指指PLC外部输入和输出端子数外部输入和输出端子数。通常小型机有几通常小型机有几十点，中型机有几百个点，而大型机超过千点。十点，中型机有几百个点，而大型机超过千点。2.2.用户程序存储容量用户程序存储容量用户程序存储容量用户程序存储容量 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。在在 PLC 中，程序指令按中，程序指令按“步步”存存储储储储,一一“步步”占用一占用一个地址单元个地址单元,一条指令有的往往不止一一条指令有的往往不止一“步步”。一个。一个地地址单元一般占两个字节。址单元一般占两个字节。3.3.扫描速度扫描速度扫描速度扫描速度 指扫描指扫描1000步用户程序所需的时间步用户程序所需的时间，以，以ms/千步千步为单位。为单位。有时也用扫描一步指令的时间计有时也用扫描一步指令的时间计,如如 s/s/步。步。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录4.指令系统条数指令系统条数 PLC 具有具有基本指令和高级指令，指令的种类和数基本指令和高级指令，指令的种类和数量越多，其软件功能越强。量越多，其软件功能越强。5.编程元件的种类和数量编程元件的种类和数量 编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用电器、定时器、计数器、通用“字字”寄存器、数据寄寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等，其种类和数量的多少是存器及特殊功能继电器等，其种类和数量的多少是衡衡量量 PLC 硬件硬件功能强弱的一个指标。功能强弱的一个指标。PLC 内部内部“继电器继电器”是存储是存储 器的存储单元。器的存储单元。当写入该单元逻辑状态为当写入该单元逻辑状态为“1”时，则表示相应继电时，则表示相应继电器的线圈接通，其动合触点闭合，动断触点断开。所器的线圈接通，其动合触点闭合，动断触点断开。所以以 PLC 内部这些继电器称为内部这些继电器称为“软软”继电器。继电器。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录PLCPLC自动控制电路图自动控制电路图 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录PLC的输出端：PLC向外部负载发出控制命令的窗口。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录可编程控制器逻辑指令应用实例可编程控制器逻辑指令应用实例下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.2.2 基本概念和编程语言简介基本概念和编程语言简介PLC的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区：的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区：I/O区：区：可直接与外部输入、输出端子传递信息可直接与外部输入、输出端子传递信息 内部辅助寄存器区：内部辅助寄存器区：存放中间变量存放中间变量 数据区：数据区：存放中间结果存放中间结果 专用寄存器区：专用寄存器区：定时时钟、标志、系统内部的命令定时时钟、标志、系统内部的命令3.2.1 寄存器和接点的概念寄存器和接点的概念用户在对这四个区进行操作时，可以以用户在对这四个区进行操作时，可以以寄存器寄存器和和/或接点或接点的方式进行。的方式进行。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录以以I/O区为例：区为例：寄存器寄存器是一个是一个16位二进制单元，位二进制单元，16位中的每一位是一个位中的每一位是一个接点接点，对应外部的一个输入，对应外部的一个输入/输出端子输出端子。输入寄存器输入寄存器 WXm输出寄存器输出寄存器 WYm输入端子输入端子Xmn输出端子输出端子Ymnm：十进制数，寄存器编号：十进制数，寄存器编号n：16进制数进制数(0F),寄存器的第寄存器的第n n位位F E D C B A 10 8 7 6 5 4 3 2 1 0寄存器寄存器下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录例：例：若若X3 为为“ON”，则，则 WX0 的第三位为的第三位为“1”若若 WY1=7，则表明，则表明Y10、Y11、Y12三个接点三个接点 “ON”PLC中有两类接点：中有两类接点：常开接点常开接点和和常闭接点。常闭接点。符号分别为：符号分别为：接点通断情况与接点的赋值有关：（以接点通断情况与接点的赋值有关：（以 X0 X0为例：为例：若若 X0 X0的逻辑赋值为的逻辑赋值为“1”“1”，则，则X0X0接通接通断开断开下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录I/O区：区：可以以接点和寄存器的方式对其进行操作。可以以接点和寄存器的方式对其进行操作。内部辅助寄存器区：内部辅助寄存器区：可以以接点和寄存器的方式可以以接点和寄存器的方式 对其操作。（对其操作。（Rmn、WRm）数据区：数据区：只能以寄存器的方式进行操作。只能以寄存器的方式进行操作。（DTm）实际输入端子：实际输入端子：X0XF实际输出端子：实际输出端子：Y0Y7其他的其他的I/O区可作为辅助寄区可作为辅助寄存器用存器用。不同型号的不同型号的PLC，其内存分配有，其内存分配有所不同。所不同。如：松下电工的如：松下电工的FP1-24 I 区：区：X0X12F (WX0WX12)O区：区：Y0Y12F (WY0WY12)下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录专用寄存器专用寄存器(FP1机：机：WR1000WR1003)。常用的如。常用的如下：下：R1000A:“”标志标志 R1000B:“=”标志标志 R1000C:“”标志标志 R10010:常常ON继电器继电器 R10011:常常OFF继电器继电器 R10013:仅在第一个扫秒周期仅在第一个扫秒周期ON，其他时候均为，其他时候均为OFFR10014:仅在第一个扫秒周期仅在第一个扫秒周期OFF，其他时候均为，其他时候均为ONR10018R1001D:周期分别为周期分别为 0.01s,002s,0.1s,0.2,1s,2s的时的时钟钟 脉冲继电器脉冲继电器专用数据寄存器专用数据寄存器(FP1机：机：DT10000DT100610)设置日期时间、高速计数器、步进等指令有关。设置日期时间、高速计数器、步进等指令有关。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录指令表（助记符）语言指令表（助记符）语言梯形图语言梯形图语言流程图语言流程图语言布尔代数语言布尔代数语言常用常用助记符语言：助记符语言：类似于微机中的汇编语言。类似于微机中的汇编语言。梯形图语言：梯形图语言：沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。3.2.2 编程语言编程语言一一.PLC 的编程语言有：的编程语言有：下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录二二.梯形图的规则：梯形图的规则：（1）梯形图的左边为起始母线，右边为结束母线。）梯形图的左边为起始母线，右边为结束母线。梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。（2）梯形图中的接点（对应触头）有两种：）梯形图中的接点（对应触头）有两种：常开（常开（）和和 常闭（常闭（）（3）输出用）输出用 表示，表示，如如 -R0、-Y0。一个。一个 输出变量只能输出一次。输出前面必须有接点。输出变量只能输出一次。输出前面必须有接点。（4）梯形图中，接点可串可并，但输出只能并不能串。）梯形图中，接点可串可并，但输出只能并不能串。（5）程序结束时有结束符）程序结束时有结束符-（ED）。）。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录FP1-C24FP1-C24可编程控制器编程元件的编号范围与功能说明可编程控制器编程元件的编号范围与功能说明可编程控制器编程元件的编号范围与功能说明可编程控制器编程元件的编号范围与功能说明元件名称元件名称代表字母代表字母编号范围编号范围功能说明功能说明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 通用通用“字字”寄存器寄存器计数器计数器定时器定时器XYRTCWRX0 XF 共共16点点 接收外部输入的信号接收外部输入的信号输出程序执行结果输出程序执行结果给外部输出设备给外部输出设备在程序内部使用，在程序内部使用，不能提供外部输出不能提供外部输出延时定时继电器，其延时定时继电器，其触点在程序内部使用触点在程序内部使用减法计数继电器，其减法计数继电器，其触点在程序内部使用触点在程序内部使用每个每个WR由相应的由相应的16个辅助个辅助继电器继电器R 构成构成Y0 Y7 共共 8 点点R0 R62F 共共 1008 点点T0 T99 共共 100 点点 C100 C143 共共 44 点点WR0 WR62 共共63个个下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.1.4 可编程控制器的主要功能和特点可编程控制器的主要功能和特点1.1.主要功能主要功能主要功能主要功能(1)开关逻辑控制开关逻辑控制用用PLC取代传统的继电接触器进行逻辑控制。取代传统的继电接触器进行逻辑控制。(3)步进控制步进控制(4)数据处理数据处理(2)定时定时/计数控制计数控制 用用PLC的定时的定时/计数指令来实现定时和计数控制。计数指令来实现定时和计数控制。用步进指令实现一道工序完成后，再进行下一道用步进指令实现一道工序完成后，再进行下一道工序操作的控制。工序操作的控制。能进行数据传输、比较、移位数制转换、算术运能进行数据传输、比较、移位数制转换、算术运算和逻辑运算等操作。算和逻辑运算等操作。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录(5)过程控制过程控制(6)运动控制运动控制(7)通信联网通信联网(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 可实现对温度、压力、速度、流量等非电量参数可实现对温度、压力、速度、流量等非电量参数进行自动调节进行自动调节 通过高速计数模块和位置控制模块进行单轴和多通过高速计数模块和位置控制模块进行单轴和多种控制。如用于数控机床、机器人等控制。种控制。如用于数控机床、机器人等控制。通过通过PLC之间的联网及与计算机的联接，实现远之间的联网及与计算机的联接，实现远程控制或数据交换。程控制或数据交换。能监视系统各部分的运行情况能监视系统各部分的运行情况,并能在线修改控制并能在线修改控制程序和设定值。程序和设定值。能进行能进行A/D和和D/A转换，以适应对模拟量的控制。转换，以适应对模拟量的控制。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2.PLC2.PLC的主要特点的主要特点的主要特点的主要特点 (1)可靠性高，抗干扰能力强。可靠性高，抗干扰能力强。由于采用大规模集成由于采用大规模集成电路和微处理器，使系统器件数大大减少，并且在硬电路和微处理器，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，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠性。性。(2)(2)编程简单，使用方便。编程简单，使用方便。编程简单，使用方便。编程简单，使用方便。(3)(3)通用性好，具有在线修改能力通用性好，具有在线修改能力通用性好，具有在线修改能力通用性好，具有在线修改能力。PLC硬件采用硬件采用模块化结构，可以灵活地组态以适应不同的控制对象，模块化结构，可以灵活地组态以适应不同的控制对象，控制规模和控制功能的要求。且可通过修改软件，来控制规模和控制功能的要求。且可通过修改软件，来实现在线修改的能力，因此其功能易于扩展，具有广实现在线修改的能力，因此其功能易于扩展，具有广泛的工业通用性。泛的工业通用性。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 (4)(4)缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。目目前前PLC产品朝着系列化、标准化方向发展，只需根产品朝着系列化、标准化方向发展，只需根据控制系统的要求，选用相应的模块进行组合设计，据控制系统的要求，选用相应的模块进行组合设计，同时用软件编程代替了继电控制的硬连线，大大减同时用软件编程代替了继电控制的硬连线，大大减轻了接线工作，同时轻了接线工作，同时PLC还具有故障检测和显示功还具有故障检测和显示功能，使故障处理时间缩短。能，使故障处理时间缩短。(5)(5)体积小，易于实现机电一体化。体积小，易于实现机电一体化。体积小，易于实现机电一体化。体积小，易于实现机电一体化。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.2 可编程控制器的程序编制6.2.1 可可编程控制器的编程语言编程控制器的编程语言可可编程控制器编程控制器的的程序有程序有系统程序系统程序和和用户程序用户程序两种。两种。系统程序用户不能修改。系统程序用户不能修改。用户程序是用户根据控制要求，用户程序是用户根据控制要求，利用利用 PLC 厂家厂家提提供的程序编制语言编写的应用程序。供的程序编制语言编写的应用程序。PLC 的编程的编程语言以梯形图语言和指令语句表语言语言以梯形图语言和指令语句表语言最为常用，并且两者常常联合使用。最为常用，并且两者常常联合使用。1.1.梯形图梯形图梯形图梯形图 是在继电控制系统电气原理图基础上开发出来的是在继电控制系统电气原理图基础上开发出来的一种图形语言。它继承了继电器触点、线圈、串联、一种图形语言。它继承了继电器触点、线圈、串联、并联等术语和符号，并联等术语和符号，根据控制要求联接而成的根据控制要求联接而成的表示表示 PLC输输入和输出之间逻辑关系的图形。入和输出之间逻辑关系的图形。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录1.1.梯形图梯形图梯形图梯形图编程元件的种类用图形符号及字母或数字加以区别。编程元件的种类用图形符号及字母或数字加以区别。梯形图中用梯形图中用表示表示 PLC 编程编程元件的元件的动合触点动合触点表动断触点表动断触点表线圈表线圈例例例例:用用用用PLCPLC组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路(1)(1)继电接触控制图继电接触控制图继电接触控制图继电接触控制图(ED)X2X1Y1Y1动合动合触点触点输输出出继继电电器器线线圈圈动合动合触点触点 PLC 输入输入继电继电 器动断触点器动断触点(2)(2)利用梯形图编制控制程序利用梯形图编制控制程序利用梯形图编制控制程序利用梯形图编制控制程序KM12SB1SB2KM下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 (1)梯梯形形图图中中的的继继电电器器不不是是物物理理继继电电器器，是是 PLC存存储储器器的的一一个个存存储储单单元元。当当写写入入该该单单元元的的逻逻辑辑状状态态为为“1”“1”时时，则则表表示示相相应应继继电电器器的的线线圈圈接接通通，其其动合触点闭合，动断触点断开。动合触点闭合，动断触点断开。几点说明几点说明 (2)梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。每一逻辑行每一逻辑行(或称梯级或称梯级)起始于左母线，然后是触点的起始于左母线，然后是触点的串、并联连接，最后是线圈与右母线相联。串、并联连接，最后是线圈与右母线相联。(3)梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是是“概念电流概念电流”，从左流向右，其两端没有电源。这，从左流向右，其两端没有电源。这个个“概念电流概念电流”只是用来形象地描述用户程序执行中只是用来形象地描述用户程序执行中满足线圈接通的条件。满足线圈接通的条件。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 (4)输入继电器用于接收外部输入信号输入继电器用于接收外部输入信号，而不，而不能由能由PLC内部其他继电器的触点来驱动。因此，梯内部其他继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现其线圈。形图中只出现输入继电器的触点，而不出现其线圈。输出继电器输出程序执行结果给外部输出设备。当输出继电器输出程序执行结果给外部输出设备。当梯形图中的输出继电器线圈接通时，就有信号输出，梯形图中的输出继电器线圈接通时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器电器、晶体管或晶闸管才能实现。、晶体管或晶闸管才能实现。输出继电器的触点也可供内部编程使用。输出继电器的触点也可供内部编程使用。2.指令语句表指令语句表 指令语句表是一种用指令助记符指令语句表是一种用指令助记符来编制来编制 PLC 程序程序的语言，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言的语言，它