4.第四章可编程序控制器在机床电气控制中的应用课件电子教案幻灯片.ppt

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1、第一节可编程序控制器第二节PLC PLC 在机床电气控制中的应用第三节PLC PLC 编程与通信第四章第四章 可编程序控制器在机床电气可编程序控制器在机床电气控制中的应用控制中的应用11.1 概述1.2 PLC的基本结构及工作原理1.3 PLC的基本指令系统1.4 应用举例1.5 PLC的步进顺控指令系统1.6 PLC功能指令系统第一节第一节 可编程序控制器可编程序控制器21.1.1 PLC 1.1.1 PLC 的产生1.1.2 PLC1.1.2 PLC的特点及优点1.1.3 PLC1.1.3 PLC发展历程1.1 概述3 PLC PLC是2020世纪6060年代末，随着计算机技术的发展而产生

2、的。 当时美国通用汽车（GMGM）公司为了适应汽车型号不断翻新的需要，提出了一种可编程的电气控制设备能代替原有的继电器接触器电气控制装备，并提出了具体标要求。 主要的要求是：可编程性、可扩展性、使用方便性、通用性、抗干扰性、廉价性。1.1.1 PLC 的产生4 PLC PLC 是通过存放在存储器的程序来实现控制的，若要对控制功能做必要的修改，只需改变软件即可达到目的，即实现硬件软件化。 PLC PLC 的主要特点和优点如下：编程软件简单易学、功能齐全、使用简单方便、稳定可靠，抗干扰能力强、体积小，维护方便。1.1.2 PLC的特点及优点5 1969 1972 年：PLC 形成雏形阶段，功能简单

3、。 1972 1976 年：美国Intal 公司开发了一种专用微处理器芯片。 1976 1983 年：微机技术日趋成熟，出现了单片微处理器，大规模集成电路IC 的产生。 1983 1989 年：编程语言已完全成熟:标准化，人工智能日趋完善，已能对整个车间进行监控、管理。 1989 - ：PLC 保持了强劲的发展趋势，并不断扩大其功能，发展了冗余技术。人机界面、网络、Internet 的使用，更显其方便性。1.1.3 PLC 发展历程61.2.1 PLC 1.2.1 PLC 的基本结构的基本结构1.2.2 PLC 1.2.2 PLC 的基本工作原理的基本工作原理1.2 PLC 的基本结构及工作原

4、理7、PLC 的外形结构 从PLC PLC 的外形结构上看有两种，一种是整体式，另一种是模块式（也叫插槽式），如图4.1 所示。图4.1 PLC 外形结构图（a a）整体式（b b）模块式1.2.1 PLC 的基本结构8图4.2 PLC 内部结构示意图9、PLC PLC 的内部结构的内部结构（）（） 结构框图结构框图PLC PLC 的内部结构其内部结构示意图如的内部结构其内部结构示意图如图图. .所示。所示。（） 各部分的作用 中央处理单元（CPU）CPU 是PLC 的核心部件，与一般计算机种的CPU 起着一样的作用，主要功能如下：a、CPU 接收从编程器键入的用户程序和数据并送入存储器存储。

5、b、监视电源、PLC 内部电路的工作状态等。c、诊断编程过程中的语法错误，对用户程序指令进行编译。d、PLC 进入运行状态后，从用户程序存储器中逐条读取指令，并执行该指令。10e、采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入指定的寄存器中。f、按程序进行处理，根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出状态数据寄存器的内容。g、根据输出状态或数据寄存器的有关内容，将结果送到输出接口电路。h、响应各种外围设备的请求。 存储器存储器分两部分：一部分是系统存储器，另一部分是用户存储器。11 输入输出接口电路a、输入接口电路 PLC 与现场的接口界面的输入通道称为输入接口电路。按钮开关、选择开关、行程开关、

6、限位开关、传感器信号等均可接入PLC 的输入接口端，通过光耦，将开关的通、断信号转换成二进制的 、 信号，使CPU 进行处理。 外部电路开关输入到PLC 有两种形式，一种是直流（DC）电路输入方式，另一种是交流（AC）电路输入方式，如图. 所示。b、输出接口电路 PLC 与现场的接口界面的输出通道称为输出接口电路。输出接口电路有三种电路输出形式。一种是继电器输出方式，另一种是晶体管输出方式，还有一种是可控硅输出方式，具体电路如图. 所示。12输入接口电路13图图4.3 输入接口电路示意图输入接口电路示意图（a）直流输入接口电路（）直流输入接口电路（b）交流输入接口电路）交流输入接口电路输出接口

7、电路14图图4.4 输出接口电路示意图输出接口电路示意图（a）继电器输出方式（）继电器输出方式（R） （b）晶体管输出方式（）晶体管输出方式（ T） （c）可控硅输出方式（）可控硅输出方式（S） 编程器 PLC 编程器的主要功能是输入用户自己编写的控制程序，并可用它进行程序的编辑、检查、修改和监视用户程序的执行情况。 编程器输入至PLC 有三种方式： 手持编程器; 专用编程器; 计算机编程。三种形式中目前用得最多的是计算机编程。 电源 AC V 电源或DC V 电源15 PLC PLC 是从继电器控制系统发展而来的，一开始的编程方式是采用梯形图，它的梯形图程序与继电器系统电路图相似，梯形图中的

8、某些编程元件也沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器等等。1 1、扫描工作方式 可用PLC 控制电动机的起动停止电路为例说明扫描工作方式，如图. 所示。 将梯形图程序通过PLC PLC 的编程器输入到PLC PLC 中。PLC PLC 在执行程序过程中，从第0 0条开始直至最后一条（通常为END END 指令） ，采用循环扫描的方式工作，具体工作过程为：先读入X0X0、X1X1，根据X0X0、X1X1的状态进行逻辑运算，最后再输出结果。当X0X0合上后，Y0Y0有输出，接触器KMKM通电，主电路接通，电动机旋转：当X1X1合上后，Y0Y0断开，接触器KM KM 断开，主电路断，电动机停

9、转。4.2.2 PLC 的基本工作原理16图4.5 三相交流电动机起动与停止电路（a a）主电路图（b b）继电器控制图（c c）PLC PLC 梯形图（d d）指令表（e e）接口电路图17、等效电路 PLC 内部电路可以等效为三部分电路，即输入部分、内部控制部分、输出部分，其等效电路示意图如图. 所示。图. PLC PLC 等效电路示意图18功能说明: : 输入部分 收集现场被控设备的输入信息或操作命令。输入端子是PLC 与外部交换信号的端口。这些信号对应PLC 内部的输入继电器，每一个端子对应PLC 内部一个输入单元（即输入继电器） 。 内部控制部分 PLC 根据程序进行控制，对输入信号

10、进行信息处理、运算，判断哪些信号需要输出，哪些不需要输出。参与信息处理的PLC 内部存许多类型的器件，如：定时器、计数器、辅助继、电器、状态继电器、移位寄存器等。 输出部分 根据内部控制部分的运算结果输出到PLC 的输出端，驱动外部负载。19、PLC PLC 的工作方式（工作原理） PLC PLC 采用循环扫描工作方式，这种工作方式是在系统软件控制下，顺序扫描各输入点的状态（通或断） ，按用户程序进行处理，整个工作过程分为三个阶段：1 1、输入采样阶段：对各个PLC PLC 输入端进行扫描，将此状态存入输入状态寄存器中。2 2、用户程序执行阶段：逐条进行指令执行，结果送输出状态寄存器。3 3、

11、输出刷新阶段：所有指令执行完后，将输出状态寄存器的内容送输出端驱动线圈进行控制。20 扫描周期：PLC PLC 经过这三个阶段的工作，完成PLC PLC 的一次循环扫描，然后周而复始一直进行循环扫描工作，这就是PLC PLC 的工作原理。每扫描一次所用的时间称之为一个扫描周期。它是PLC 的一个重要指标，PLC 的工作过程示意图如图. 所示。 图4.7 PLC 工作过程示意图PLC 工作过程示意图211.3.1 PLC 1.3.1 PLC 的编程语言1.3.2 FX 1.3.2 FX 系列PLC PLC 编程软元件的说明1.3.3 PLC 1.3.3 PLC 的基本指令系统功能说明与应用1.3

12、 PLC的基本指令系统22 目前PLC PLC 常用的编程语言有五种，即梯形图编程语言、指令语句表编程语言、顺序功能图编程语言、逻辑功能图语言、高级编程功能语言。、梯形图编程语言 梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，也可以说，梯形图编程语言是在电气控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，是目前用得最多的一种PLC PLC 编程语言, ,如图4.84.8所示从继电器到梯形图二种图向转换。1.3.1 PLC 的编程语言23 注：注： PLC PLC 梯形图中的继梯形图中的继电器、定时器、计数器不电器、定时器、计数器不是物理继电器、物理

13、定时是物理继电器、物理定时器、物理计数器，这些器器、物理计数器，这些器件实际上是存储器中的存件实际上是存储器中的存储位，因此称为软器件。储位，因此称为软器件。 相应位为相应位为“”状态，状态，表示继电器线圈通电或动表示继电器线圈通电或动合接点闭合或动断接点断合接点闭合或动断接点断开开。图4.8 两种控制图（a a）电气控制电路图（b b） PLC PLC 梯形图24、指令语句表编程语言 这种编程语言是一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式，用一系列操作指令组成的语句表将控制流程描述出来，并通过编程器送到PLC PLC 中去。例如 LD X0 LD X0 AND X1 AND X1 ANDI

14、 X2 ANDI X2 OUT Y3 OUT Y3 注：需要指出的是，不同厂家的PLCPLC指令语句表使用的助记符并不相同，因此，一个相同功能的梯形图，书写的语句表并不相同。 指令语句表是由若干条语句组成的程序。语句是程序的最小独立单元。每个操作功能由一条或几条语句来执行。25 说明：说明： PLC 的语句表达形式与微机汇编语言的语句表达形式相类似，也是由操作码和操作数两部分组成。 操作码用助记符表示（如LD 表示取、OR 表示或等） ，用来说明要执行的功能，告诉CPU 该进行什么操作。 操作数一般由标识符和参数组成。标识符表示操作数的类别，例如表明是输入继电器、输出 继电器、定时器、计数器、

15、数据寄存器等。参数表明操作数的地址或一个预先设定值。26、顺序功能图编程语言顺序功能图编程语言如图. 所示。用梯形图或指令表方式编程固然广为电气技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制程序，由于内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行，通常要由熟练的电气工程师才能编制出这样的程序。另：如果在梯形图上不加上注释，则这种梯形图的可读性也会大大降低。 图4.9 顺序功能图示意图27、逻辑功能图语言 这是一种较新的编程方法，它基本上沿用了数字逻辑电路中的逻辑门和逻辑框图来表达。 一般用一个运算框图表示一种功能。 控制逻辑常用“与” 、“或” 、“非”三种逻辑功能来完成,如图.

16、 所示。图4.10 逻辑功能图示意图28、高级编程功能语言 近几年推出的PLC ，尤其是大型PLC ，已开始使用高级语言进行编程。 有的PLC 采用BASIC语言，有的PLC采用类似于PASCAL 语言的专用语言。 采用高级语言编程后，用户可以像使用PC机一样操作PLC 。在功能上除可完成逻辑运算功能外，还可以进行PID 调节、数据采集和处理、上位机通信等。 本书以三菱公司的FX 系列PLC 为样机，重点介绍其梯形图、指令表顺序功能图三种编程语言以及它们之间的相互转换。29 FX 系列PLC 的编程软元件有输入继电器、输出继电器、辅助继电器、特殊辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器等。、输入

17、继电器（X） 输入继电器（X）是位元件，按八进制编号，有对应的PLC 输入端，具体编号如下： X X 点 X X 点 X X 计 点 X X 计 点 PLC 的输入端子是从外部开关接收信号的窗口，输入继电器的动合、动断使用次数不限，输入不能用作输出驱动。1.3.2 FX 系列PLC 编程软元件的说明30、输出继电器（Y Y） 输出继电器（Y Y）也是位元件，按八进制编号，有对应的PLC PLC 输出端，具体编号如下： Y Y Y Y 点 Y Y Y Y 点 Y Y Y Y 计128 128 点 Y Y Y Y 计244 244 点 PLC PLC 的输出端子是向外部负载输出信号的窗口，输出继电

18、器动合、动断触点使用次数不限。 当基本单元地址号不够使用时，可加扩展单元，地址往后顺序安排。31 FX FXN N MR MR 与两个输入输出扩展单元的输入输出地址号分配示例如下图4.114.11所示。图4.11 PLC 输入、输出继电器地址分配示意图PLC 输入、输出继电器地址分配示意图32、辅助继电器（M M） 辅助继电器（M M）是位元件，按十进制编号，没有对应的PLC PLC 输出端。 PLC PLC 内部有很多辅助继电器，功能与输出继电器一样，动合、动断触点使用次数不限，在PLC PLC 编程时可自由选择，但不能直接驱动外部负载，它的具体编号如下： M M M M 计500 500

19、点普通型辅助继电器，非掉电保持型，断电后信息不能保存。 M M M M 计524 524 点掉电保持型辅助继电器，断电后信息能保存。 M M M M 计256 256 点特殊辅助继电器，这些辅助继电器有特殊的功能，一般分为两大类。33 一类是只能利用其触点的特殊辅助继电器，这类继电器的线圈由PLC PLC 自动驱动，用户只能利用其触点。 另一类是可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC PLC 做特定动作。、状态继电器（S S） 状态继电器（S S）也是位元件，按十进制编号，没有对应的PLC PLC 输出端。 它是PLC PLC 进行步进顺序控制编程时的重要内部元件，用符号S S

20、表示。 状态继电器与辅助继电器一样，有无数的动合触点和动断触点，在顺控程序内可任意使用。状态继电器一般分为五类，其编号及点数如下：34 初始化状态继电器：S S S S（10 10 点） 回零状态继电器：S S S S（10 10 点） 保持状态继电器：S S2 2 S S（480 480 点） 通用状态继电器：S S5 5 S S（400 400 点） 报警状态继电器：S S S S（100 100 点） 当不使用步进顺控指令时，状态继电器可作为一般辅助继电器在程序中任意使用。35、定时器（T T） 定时器在可编程控制器中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器（字） 、一个当前值寄

21、存器（字）以及无数个触点（位） 。对于每一个定时器，这三个量使用同一名称，但使用场合不一样，其所指也不一样。通常在一个可编程控制器中有几十至数百个定时器，可用于定时操作。 普通定时器（ T0 T0 T245 T245） 累积定时器（ T246 T246 T255 T255） 在PLC 内部，定时器是通过对某一脉冲累积个数来完成定时的。常用脉冲有三类，即 ms 、 ms 、 ms 脉冲，当用户需要不同定时间时，可通过设定脉冲的个数来完成，当定时器到达设定值时，输出触点动作。36（） 普通定时器（ T T T T） ms 定时器TT, 设定值. . s ms 定时器TT,设定值. . s 以T 定

22、时器为例说明普通定时器的工作过程，如图. 所示。 定时器线圈T 的驱动输入X 接通时，T 的当前值计数器对 ms 的时钟脉冲进行累积计数，当该值与设定值K 相等时，定时器的输出触点就接通，即输出触点是在驱动线圈后的畅 s 时动作。驱动输入X 断开时，或发生停电时，计数器就复位，输出触点也复位。 若在子程序和中断程序中，使用定时器TT ，则在执行END 指令时计时值变更。当到达设定值后在执行线圈指令或END 指令时，输出触点接通。其他定时器在子程序中不能正确定时。37普通定时器示意图: :38图图4.12 普通定时器普通定时器（a）定时器原理框图（）定时器原理框图（b）梯形图）梯形图普通定时器的

23、工作过程说明 ： 驱动输入X 接通时，定时器线圈T 定时开始，T的当前值计数器对 ms 的时钟脉冲进行累积计数，当该值与设定值K 相等时，定时器的输出触点就接通，即输出触点是在驱动线圈后的. s 时动作。 驱动输入X 断开时，或发生停电时，计数器就复位，输出触点也复位。 若在子程序和中断程序中，使用定时器T T ，则在执行END 指令时计时值变更。当到达设定值后在执行线圈指令或END 指令时，输出触点接通。其他定时器在子程序中不能正确定时。39（） 累积定时器（ T T T T） ms 累积定时器TT（ 点）,设定值. s 中断动作。 ms 累积定时器T T 以T 定时器为例说明累积定时器的工

24、作过程，如图. 所示。 定时器线圈T 的驱动输入X 接通时，T 的当前值计数器开始累积 ms 的时钟脉冲的个数，当该值与设定值K 相等时，定时器的输出触点接通。 计数中途即使输入X 断开或发生停电，当前值可保持。输入X 再接通或复电时，计数继续进行，其累积时间为. s 时触点动作。当复位输入X 接通，计数器就复位，输出触点也复位。 若在子程序中或中断程序使用中断定时类型的 ms 定时器，在到达设定值后，执行该定时器第一个线圈指令时，输出触点就接通。40 累积定时器示意图41图图4.13 累积定时器累积定时器 （a）定时器原理框图（）定时器原理框图（b）梯形图）梯形图、计数器（C C） 计数器是

25、PLC PLC 的重要内部元件。它是在执行扫描操作时对内部元件X X 、Y Y 、M M 、S S 、T T 、C C 的信号进行计数，当计数次数达到计数器的设定值时，计数器触点动作。 计数器的动合、动断触点同其他元件一样，也是无数多个，在程序中可任意使用。 计数器的设定值与定时器的设定值一样，可由常数K K 设定，也可由指定的数据寄存器的元件号来设定。 内部计数器按其被记录开关量的频率分类，可分为低速计数器和高速计数器。 低速计数器其记录信号的接通（ ON ON）和断开（ OFF OFF）的时间应比PLC PLC 的扫描周期稍长，通常频率大约为几个扫描周期秒。42低速计数器按其计数功能分为四

26、类：16 16 位通用增计数器: :C0 C0 C99 C99（100 100 点）16 16 位掉电保持增计数器: :C100 C100 C199 C199（100 100 点）32 32 位通用增减双向计数器: : C200 C200 C219 C219（20 20 点）32 32 位掉电保持增减双向计数器: :C220 C220 C234 C234（15 15 点）（） 位通用增计数器（C C） 设定值区间为：K K 现以计数器C为例说明其控制功能。图. 为C 计数器的梯形图，图. 为该梯形图程序的时序图。43 位通用增计数器44图图4.14 C0 计数器梯形图计数器梯形图图图4.15

27、计数器时序图计数器时序图计数器工作过程说明 ： 图4.14、图4.15中，X 为C 的复位控制信号，X 为C 的被记录信号，Y 为C 的动合触点控制下的输出继电器，C 的设定值为 。 X 为计数输入，每次X 接通时，计数器当前值增。当计数器的当前值为 时，即计数输入达到第次时，计数器C 的输出触点接通，之后即使输入X 再接通，计数器的当前值都保持不变。 当复位输入X 接通（ ON），执行RST 指令，计数器当前值复位为 ，输出触点也断开（OFF）。45（） 位掉电保持增计数器（C C C C） 位停电保持增计数器C C 共 点，计数功能同 位通用计数器，其设定值区间同样为K K ，它与通用计数

28、器的区别在于即使停电，计数器当前值和输出触点的状态能在PLC 断电时继续保持。如图. 中，若计数到 时突然停电，其计数数据不丢失，若再来电，则计数器当前值在原数据 基础上继续增加。46（） 位通用增减双向计数器（C C C C） 设定值区间：K 16位：触点闭合一次时，计数器当前值加 。 位增减双向计数器：触点闭合一次时，计数器当前值可能是加 ，也可能是减 。 加 还是减 由该计数器的特殊辅助继电器决定。 每一个 位增减双向计数器都配有一个与之相对应的特殊辅助继电器。如C 为M ，C 为M ，依次类推。该计数器的设定值可为负值。图4.16 C200 计数器梯形图。PLC 约定，当M 接通（ON

29、）时，C 执行减计数；当M 断开（OFF）时，C 执行加计数，M 的接通与断开则由系统的其他信号控制。4748图图4.16 C200 计数器梯形图计数器梯形图图图4.17 时序波形图时序波形图工作原理说明: : 以C为例图. 所示为梯形图，图. 为时序波形图。从梯形图中可以看出，X 为C 加计数或减计数控制信号；X 为C 复位控制信号；X 为C记录的开关信号，X 每闭合一次，C 加 或减 ； Y 为最终控制的输出继电器，C 的设定值为K 。由于C 是双向增减计数器，所以计数器当前值到达设定值 的方式有两种：一种是当前值在增加时到达 ，一种是当前值在减小时到达 。若是当前值在增加时到达 ，则计数

30、器C 的输出触点接通（ON）；C 当前值仍随X 的开关而变化；若是当前值在减小时到达 ，则计数器C 的输出触点断开（OFF） ，假若C 的输出触点已是断开，则C 空动作一次，而且当前值仍随X 的开关通断而变化着，直到X 闭合后，C 的当前值才被复位清零。49（） 位掉电保持增减双向计数器 （C C C C） 位掉电保持增减双向计数器为C C ，共 点； 设定值为K ： 特点： 位通用增减双向计数器，停电后其当前 值和输出触点状态均能保持。50（） 高速计数器 编号：为C C ，共 点，均为 位增减双向计数器，其增计数还是减计数由指定的特殊辅助继电器决定或由指定的输入端子（X）决定，设定值区间为

31、K： 相无起动复位端子C C 相带起动复位端子 C C 相双向 C C 相A B 相型 C C 高速计数器与PLC 输入端子（输入继电器X）之间的关系参见书中表. 。51 FXFXN N有基本指令条，用来编制基本逻辑控制、顺序控制等中等规模的用户程序。同时也是编制复杂综合系统程序的基础指令。 FX FXN N有步进顺控指令条，专门用于顺序功能图编程语言编制用户程序。 FXFXN N 有功能指令 类 条。 合计指令：2 7 5 2 7 5 条 FXFXN PLC N PLC 基本指令见书中表4.3,4.3,共 条。1.3.3 PLC 的基本指令系统功能说明与应用52、逻辑取及输出线圈指令（LD

32、、LDI 、OUT）53、触点串联指令（AND 、ANI）54ANDANIAND55MPSMPP注意：逻辑求解含义注意：逻辑求解含义指令表程序指令表程序梯形图程序梯形图程序、触点并联指令（OR 、ORI）56LDORORIORORI、沿检出逻辑、触点串联、触点并联指令（LDPLDF 、ANDPANDF 、ORPORF）57图图4.24 沿检出指令应用沿检出指令应用（a）梯形图（）梯形图（b）指令表）指令表图图4.25 图图4.24 的动作时序图的动作时序图、块或指令（ORB）58u串联电路块：两个以上的触点串连而成的电路块；串联电路块：两个以上的触点串连而成的电路块；u将串联电路块并联时用将串

33、联电路块并联时用ORBORB指令；指令；uORBORB指令不带元件号（相当于触点间的垂直连线）指令不带元件号（相当于触点间的垂直连线）u每个串联电路块的起点都要用每个串联电路块的起点都要用LDLD或或LDILDI指令，电路块指令，电路块后面用后面用ORBORB指令指令块或指令（ORB）5960注意：注意：当电路块连续当电路块连续并联时并联时, ,程序的指令程序的指令代码有两种形式代码有两种形式, ,但但在执行时在执行时, ,按照指令按照指令代码代码1 1处理。处理。61ANB LDORB、块与指令（ANB）注意事项 ：62多个电路块组成的串联电路，在组成一个电路块后，紧跟多个电路块组成的串联电

34、路，在组成一个电路块后，紧跟一条一条ANBANB指令，则串联电路块的个数没有限制，这种编程指令，则串联电路块的个数没有限制，这种编程方式较好。也可以在所有的电路块组成之后，集中写若干方式较好。也可以在所有的电路块组成之后，集中写若干条条ANBANB指令，但这种写法串联电路块不能超过指令，但这种写法串联电路块不能超过8 8个，也是不个，也是不好的编程方式。好的编程方式。、多重输出指令、多重输出指令（ MPS MPS 、MRD MRD 、MPPMPP）63MPP 进栈、读栈和出栈指令进栈、读栈和出栈指令6465图图4.32 四层栈电路四层栈电路（a）梯形图（）梯形图（b）指令表）指令表、主控触点指

35、令（、主控触点指令（ MC MC 、MCRMCR）66MC MC (Master Control) (Master Control) 主控指令主控指令( (公共触点串联公共触点串联) )MCR MCR (Master Control Reset) (Master Control Reset) 主控复位指令主控复位指令说明说明: : 编程元件编程元件Y Y和和M M注意事项注意事项67 当当MCMC指令的指令的ON/OFFON/OFF命令为命令为ONON时，从时，从MCMC到到MCRMCR之间的程序之间的程序的操作结果保持不变。的操作结果保持不变。 即使即使MCMC指令的指令的ON/OFFON/

36、OFF命令为命令为OFFOFF，仍然对，仍然对MCMC和和MCRMCR的指的指令进行扫描，因此扫描时间不变。但此时，令进行扫描，因此扫描时间不变。但此时，MCMC和和MCRMCR之之间的操作结果发生变化。间的操作结果发生变化。 1 1） 通用定时器和用通用定时器和用OUTOUT驱动的软元件均复位；驱动的软元件均复位； 2 2）积算定时器、计数器和用）积算定时器、计数器和用RSTRST、SETSET驱动的元件保驱动的元件保持当前状态。持当前状态。 3 3）与主控触点相连的触点必须用）与主控触点相连的触点必须用LDLD和和LDILDI指令。指令。68多重嵌套主控指令多重嵌套主控指令、置位及复位指令

37、（SET 、RST）69SETSET：置位指令置位指令RSTRST：复位指令复位指令说明说明 ：SET:SET:编程元件编程元件Y Y、M M和和S SRST:RST:编程元件编程元件Y Y、M M、S S、T T、C C、D D图图4.35 SET 、RST 指令的应用指令的应用（a）梯形图（）梯形图（b）时序图（）时序图（c）指令表）指令表70计数器、定时器复位计数器、定时器复位 1010、取反指令（INVINV）71INVINV (Inverse) (Inverse) 该指令前的运算结果取反该指令前的运算结果取反 。1) INV1) INV不能直接与母线相连不能直接与母线相连; 2) I

38、NV; 2) INV不能单独并联使用不能单独并联使用; ;3) 3) 在使用在使用ORB,ANBORB,ANB指令时指令时,INV,INV取反是仅以取反是仅以LD(ILD(I、P P、F F）开始）开始到到INVINV之前的结果取反。之前的结果取反。INVINV (Inverse)(Inverse)举例举例721111、脉冲输出指令（PLS PLS 、PLFPLF）73PLSPLS(Pulse): (Pulse): 上升沿微分输出指令上升沿微分输出指令PLFPLF: :下降沿微分输出指令下降沿微分输出指令说明说明：只能用于编程元件：只能用于编程元件Y Y和和M M1212、 NOPNOP与与E

39、NDEND指令指令74NOP : NOP : 空操作指令空操作指令若在程序中写入若在程序中写入NOPNOP指令，可使变更和增加程序时，步序号指令，可使变更和增加程序时，步序号变更最小。变更最小。NOPNOP与与ENDEND指令指令75END : END : 结束指令结束指令程序结束时写入程序结束时写入ENDEND指令。指令。调试程序时，若在每个程序调试程序时，若在每个程序块的末尾写上块的末尾写上ENDEND指令，检指令，检查每一个程序块的运行情况查每一个程序块的运行情况时就可以减少调试时间，检时就可以减少调试时间，检查完毕后，再将各个查完毕后，再将各个ENDEND指指令删去。令删去。 例4.1

40、4.1、保持电路 如如图图4.414.41所示为保持电路。所示为保持电路。将输入信号X X加以保持记忆。当X X接通一下，辅助继电器M M接通并保持，Y Y有输出。只有X X触点接通，其动断触点断开，才能使M M 自保持消失，使Y Y 无输出。图4.41 4.41 保持电路（a a）梯形图（b b）指令表1.4 应用举例76 例4.24.2、优先电路 如图4.424.42所示为一优先电路。输入信号X X（A A）或输入信号X X（B B）中先到者将取得优先权，而后者无效。若X X（输入A A）先接通，M M 线圈接通，则Y Y 有输出；同时由于M M 的动断触点断开，X X（输入B B）再接通

41、时，亦无法使M101 M101 动作，Y Y无输出。若X X（输入B B）先接通，则情况恰好相反。图4.42 优先电路（a）梯形图（b）指令表77例4.3、译码电路 如如图图4.434.43所示为一译码电路。该电路对输入信号所示为一译码电路。该电路对输入信号X X（A A）和输入信号）和输入信号X X（B B）进行译码，符合某一条件接通某一输出。当）进行译码，符合某一条件接通某一输出。当X X 、X X 同时同时接通，接通，Y Y 有输出；有输出；X X 、X X 皆不接通，皆不接通，Y Y 有输出；有输出；X X 不接通，不接通，X X 接通，接通，Y Y 有输出；有输出；X X 接通，接通

42、，X X 不接通，不接通，Y Y 有输出。这也有输出。这也是二进制译码电路。是二进制译码电路。图4.43 译码电路（a）梯形图（b）指令表78例4.4、二分频电路 如如图图4.444.44 所示为一二分频电路。所示为一二分频电路。 该电路可以实现对输入信号的二分频。该电路可以实现对输入信号的二分频。 X X 信号为一脉冲信号，信号为一脉冲信号，X X 第一个脉冲信号到来时，通过第一个脉冲信号到来时，通过PLS MPLS M 指令，使指令，使M M 的动合触点闭合一个扫描周期，的动合触点闭合一个扫描周期，Y Y 线圈接线圈接通并保持。当第二个脉冲到来时，通并保持。当第二个脉冲到来时，M M 的动

43、合触点闭合一个扫描的动合触点闭合一个扫描周期，动断触点断开一个扫描周期，此时动断触点断开，周期，动断触点断开一个扫描周期，此时动断触点断开，Y Y 线圈断线圈断电。第三个脉冲到来时，电。第三个脉冲到来时，M M 又产生单脉冲，又产生单脉冲，Y Y 线圈再次接通，线圈再次接通，输出信号输出信号Y Y 为为 。在第四个脉冲的上升沿到来时，输出。在第四个脉冲的上升沿到来时，输出Y Y 再次再次消失。消失。 以后循环往复，不断重复上述过程，输出以后循环往复，不断重复上述过程，输出Y Y 是输入是输入X X 的二分频。的二分频。79图4.44 二分频电路（a）梯形图（b）时序图（c）指令表二分频电路80

44、 例4.54.5、往复运动控制 如图所示为一实现小车往复运动控制的示意图、梯形图及指令表。 小车在初始状态时停在中间，限位开关X X 为ON ON 。按下起动按钮X X ，小车按图所示顺序往复运动，按下停止按钮X X ，小车停在初始位置。 需注意的是，所有的限位开关以及按钮开关以动合触点接入PLC PLC 接线端。81图4.45 小车往复运动控制（a）小车往复运动示意图（b）梯形图（c）指令表82 例4.64.6、振荡电路 振荡电路作为信号源经常出现在梯形图中。以下三图分别为三种不同振荡电路作为信号源经常出现在梯形图中。以下三图分别为三种不同控制方式的梯形图，以及梯形图相对应的时序图和指令表。

45、控制方式的梯形图，以及梯形图相对应的时序图和指令表。 当当X X 闭合后，三种振荡电路均产生周期为闭合后，三种振荡电路均产生周期为 s s 的振荡信号。的振荡信号。图4.46 4.46 振荡电路之一（a a）梯形图（b b）时序图（c c）指令表83图4.47 4.47 振荡电路之二（a a）梯形图（b b）时序图（c c）指令表图4.48 4.48 振荡电路之三（a a）梯形图（b b）时序图（c c）指令表84 例4.74.7、时钟电路PLC PLC 作为定时器控制是非常方便的，下图分别为两个时钟电路的程序。图图4.49 4.49 时钟电路之一时钟电路之一（a a）梯形图（）梯形图（b b

46、）指令表）指令表85图4.50 4.50 时钟电路之二（a a）梯形图（b b）指令表（c c）手动控制面板86例4.8、十字路口交通信号灯的控制 图图4.514.51所示为十字路口交通信号灯示意图。在十字路口的所示为十字路口交通信号灯示意图。在十字路口的东、西、南、北方向装有红、绿、黄交通灯，它们按照下图东、西、南、北方向装有红、绿、黄交通灯，它们按照下图所示的时序轮流发亮。其控制梯形图，指令表如下所示的时序轮流发亮。其控制梯形图，指令表如下图图4.54.53 3所所示。示。87图图4.51 4.51 十字路口交通信号灯示意图十字路口交通信号灯示意图图5.52 十字路口交通信号灯控制时序图8

47、8图4.53 十字路口交通信号灯控制梯形图89图4.54 十字路口交通信号灯控制指令表90 用梯形图或指令表（语句表）方式编程易被广大电气技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制程序，由于内部的联锁 、互锁 、互动关系极其复杂，其梯形图程序往往较长，达到数百行 ， 通常要由熟练的电气工程师才能编制出这样的程序 。 另外 ，若在程序旁边不加注释 ， 则很难读懂他人编写的程序 1.5 PLC 的步进顺控指令系统91 顺序功能状态图（SFC ，Sequential Function Chart）又称状态转移图 。 状态转移图:根据机械工艺加工条件实现其动作过程的顺序图。 图4.54.5

48、5 5为工作滑台往返运动示意图, ,工作滑台来回往复运动 ，其动作过程示意图及说明分别如图4.54.55 5（a a）、（b b）所示 。1.5.1 顺序功能状态图92 图图 4.5 4.55 5工作工作滑台往返运动示意图滑台往返运动示意图（a a）滑台往返运动图）滑台往返运动图 （b b）动作过程图）动作过程图93图4.54.55 5中的动作说明如下 ： 按下起动按钮按下起动按钮 SB SB ，三相交流电动机，三相交流电动机M M转动（设工作台向转动（设工作台向前运动），工作台前进（），碰到行程开关前运动），工作台前进（），碰到行程开关 SQ SQ ， 电动机停转电动机停转 ；然后电动机；然

49、后电动机 M M 反向转动，工作台后退反向转动，工作台后退 。 工作台后退到位工作台后退到位 ，压下行程开关，压下行程开关 SQ SQ，电动机停转，电动机停转 ，并延时并延时 T T 秒（假设秒（假设 s s）电动机正转）电动机正转 ，工作滑台前，工作滑台前进（）进（） 。 工作台前进碰到工作台前进碰到 SQ SQ行程开关行程开关 ，电动机不停，继续前，电动机不停，继续前进进 ，直至碰到行程开关，直至碰到行程开关 SQ SQ ，才停止，然后再延时，才停止，然后再延时 T T 秒（假设秒（假设 s s）电动机反向起动，工作台后退）电动机反向起动，工作台后退 。 工作台后退直至碰到行程开关工作台后

50、退直至碰到行程开关 SQ SQ才停止才停止 。 这样一次这样一次工作循环结束工作循环结束 。以上过程用顺序流程图表示。以上过程用顺序流程图表示 ，如，如图图4.564.56所示。所示。94以上过程用顺序流程图表示以上过程用顺序流程图表示, ,如如图图4.56 4.56 所示所示。95图图4.56 工作滑台工作状态流程图工作滑台工作状态流程图1.5.2 步进顺控指令 三菱三菱 FX FX 系列系列 PLC PLC 有两条顺控指令（即有两条顺控指令（即 STL STL 、RETRET） STL STL为步控指令开始为步控指令开始 ，RET RET 为步进顺控指令返回指令为步进顺控指令返回指令 。1