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1、电气控制与应用技术课件本讲稿第一页，共三十九页3.1 PLC3.1 PLC概述概述概述概述 可编程序控制器可编程序控制器PC（Programmable Controller）又称可编程序逻辑控）又称可编程序逻辑控制器制器PLC（Programmable Logic Cntroller），是在继电器控制和计算机控），是在继电器控制和计算机控制的基础上，逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、制的基础上，逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。工业自动控制装置。本讲稿第二页，共三十九页 原原因因：继继电电器器

2、控控制制柜柜的的缺缺点点：体体积积大大、耗耗电电多多、线线路路繁繁杂杂、控控制制逻逻辑不易更改；成本高、可靠性低、维修困难。辑不易更改；成本高、可靠性低、维修困难。现现代代社社会会的的要要求求：制制造造业业的的产产品品多多样样化化、高高质质量量、高高效效率率；对对市场变化能快速反应。市场变化能快速反应。3.1.1 PLC的产生和发展的产生和发展 本讲稿第三页，共三十九页可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位；可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位；1968年，为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需年，为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需

3、要，美国最大的汽车制造厂家要，美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司通用汽车公司(GM)提出了研制提出了研制可编程序控制器的基本设想，即可编程序控制器的基本设想，即(1)能用于工业现场。能用于工业现场。(2)能改变其控制能改变其控制“逻辑逻辑”，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。(3)出现故障时易于诊断和维修。出现故障时易于诊断和维修。1969 年，美国数字设备公司年，美国数字设备公司（DEC 公司公司）研制出了世界上第一研制出了世界上第一台可编程控制器台可编程控制器PDP14，并在美国通用汽车公司的自动装配线上，并在美国通用汽车公司的自动装配线上试

4、用成功，取得了满意的效果，可编程控制器也由此诞生。试用成功，取得了满意的效果，可编程控制器也由此诞生。本讲稿第四页，共三十九页2、可编程控制器的发展、可编程控制器的发展 1969年年 美国美国DEC数字设备公司研制出世界上第一台数字设备公司研制出世界上第一台PLC；1971年年 日本生产出微处理式日本生产出微处理式PLC；1973年年 欧洲开始生产；欧洲开始生产；1974年年 我国开始研制；我国开始研制；80年代年代 PLC技术开始成熟、进入应用阶段。技术开始成熟、进入应用阶段。PLC的七大生产厂家：（占有世界的七大生产厂家：（占有世界80%的市场）的市场）美国：美国：AB公司公司 GE公司公

5、司 日本：日本：三菱公司三菱公司 OMRON（欧姆龙）（欧姆龙）德国：德国：SENMENS 法国：法国：TE公司、施耐德公司公司、施耐德公司 我国生产：引进与合资、组装（与美、日、德合作）。我国生产：引进与合资、组装（与美、日、德合作）。本讲稿第五页，共三十九页w可编程控制器从诞生到现在，经历了四次换代：可编程控制器从诞生到现在，经历了四次换代：w第一代第一代：1 位微处理器，逻辑控制功能位微处理器，逻辑控制功能w第二代：第二代：8 位微处理器及存储器位微处理器及存储器，产品系列化，产品系列化 w第三代：第三代：8 位微处理器及位片式微处理器处理速度提位微处理器及位片式微处理器处理速度提高，向

6、多功能及联网通信发展高，向多功能及联网通信发展 w第四代第四代:16 位、位、32 位微处理器及高性能位片式微处理位微处理器及高性能位片式微处理器逻辑、运动、数据处理、联网功能的名副其实的多器逻辑、运动、数据处理、联网功能的名副其实的多功能。功能。本讲稿第六页，共三十九页1使用灵活、通用性强。使用灵活、通用性强。2.2.编程简单、易于掌握。编程简单、易于掌握。编程简单、易于掌握。编程简单、易于掌握。3可靠性高、能适应各种工业环境。可靠性高、能适应各种工业环境。4.4.接口简单、维护方便。接口简单、维护方便。接口简单、维护方便。接口简单、维护方便。3.1.2 PLC的特点的特点5.功能完善、性价

7、比高。功能完善、性价比高。本讲稿第七页，共三十九页3.1.3 PLC的应用的应用 1.开关量的逻辑控制开关量的逻辑控制 可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有“与与”、“或或“、“非非”等逻等逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、并联、串并联、并串联等各种连辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、并联、串并联、并串联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑和顺序逻辑控制。广泛应用于印刷接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑和顺序逻辑控制。广泛应用于印刷机、物体分拣机、组合机床、包装生产线等。机、物体分拣机、组合机床、包装生产线等。2.A/D、D/A转

8、换转换 大多数可编程序控制器还具有摸大多数可编程序控制器还具有摸/数（数（A/D）和数）和数/摸（摸（D/A）转换功能，）转换功能，能完成对模拟量的检测与控制。能完成对模拟量的检测与控制。本讲稿第八页，共三十九页 3.闭环过程控制闭环过程控制 大多数大多数PLC都有都有PID模块，可实现对伺服电机的闭环控制。在冶模块，可实现对伺服电机的闭环控制。在冶金、化工等领域有广泛的应用。金、化工等领域有广泛的应用。4.数据处理功能数据处理功能 大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行传送、大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行传送、比较运算；比较运算；BCD码的加、减、乘、

9、除等运算；还能进行字的按位码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的按位“与与”、“或或”、“异或异或”、求反、逻辑移位、算术移位、数据检索、比较、数制转换、求反、逻辑移位、算术移位、数据检索、比较、数制转换等操作。等操作。本讲稿第九页，共三十九页 6.定时控制定时控制 可编程序控制器具有定时控制功能。它为用户提供若干个定时器并设置可编程序控制器具有定时控制功能。它为用户提供若干个定时器并设置了定时指令。定时时间可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，了定时指令。定时时间可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，定时时间的最小单位也可在一定的范围内进行选择，因此，使用灵活，操作定时时

10、间的最小单位也可在一定的范围内进行选择，因此，使用灵活，操作方便。方便。5.计数控制计数控制 可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数器并设置可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数器并设置了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两种不同的记数方式。有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两种不同的记数方式。本讲稿第十页，共三十九页 7.通信与联网通信与联网 有些可编程序控制器具有联网和通信功能，可以进行远程有些可编程序控制器具有联网和

11、通信功能，可以进行远程I/O控制，多台可控制，多台可编程序控制器之间还可以进行同位链接，还可以与计算机进行上位链接。由一编程序控制器之间还可以进行同位链接，还可以与计算机进行上位链接。由一台计算机和多台可编程序控制器可以组成台计算机和多台可编程序控制器可以组成“集中管理、分散控制集中管理、分散控制”的分布式控制的分布式控制网络，以完成较大规模的复杂控制。网络，以完成较大规模的复杂控制。本讲稿第十一页，共三十九页3.1.4 PLC的分类的分类 1.按按I/O点数点数 小型：其小型：其小型：其小型：其I/OI/O点数少于点数少于点数少于点数少于256256点；（小于点；（小于点；（小于点；（小于6

12、464点为超小型或微型）点为超小型或微型）点为超小型或微型）点为超小型或微型）中型：其中型：其中型：其中型：其I/OI/O点数在点数在点数在点数在25620482562048点之间；点之间；点之间；点之间；大型：其大型：其大型：其大型：其I/OI/O点数多于点数多于点数多于点数多于20482048点。点。点。点。（超过（超过（超过（超过81928192点的为超大型）点的为超大型）点的为超大型）点的为超大型）2.按结构型式按结构型式 整体式整体式整体式整体式PLCPLC：将电源、：将电源、：将电源、：将电源、CPUCPU、I/OI/O接口等部件都集中装在一个机箱内，接口等部件都集中装在一个机箱内

13、，接口等部件都集中装在一个机箱内，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。具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。模块式模块式模块式模块式PLCPLC：将：将：将：将PLCPLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如各组成部分分别作成若干个单独的模块，如各组成部分分别作成若干个单独的模块，如各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPUCPU模块、模块、模块、模块、I/OI/O模块以及各种功能模块。模块以及各种功能模块。模块以及各种功能模块。模块以及各种功能模块。叠装式叠装式叠装式叠装式PLCPLC：

14、将整体式和模块式的特点结合起来：将整体式和模块式的特点结合起来：将整体式和模块式的特点结合起来：将整体式和模块式的特点结合起来整体式整体式PLC模块式模块式PLC本讲稿第十二页，共三十九页3.按功能分按功能分n低低档档PLC 具具有有逻逻辑辑运运算算、定定时时、计计数数、移移位位以以及及自自诊诊断断、监监控控等等基基本本功功能能，还还可可有有少少量量模模拟拟量量输输入入输输出出、算算术术运运算算、数据传送和比较、通信等功能。数据传送和比较、通信等功能。n中中档档PLC 具具有有低低档档PLC功功能能外外，增增加加模模拟拟量量输输入入/输输出出、算算术术运运算算、数数据据传传送送和和比比较较、数

15、数制制转转换换、远远程程I/O、子子程程序序、通通信信联联网网等功能。有些还增设中断、等功能。有些还增设中断、PID控制等功能。控制等功能。n高高档档PLC 具具有有中中档档机机功功能能外外，增增加加带带符符号号算算术术运运算算、矩矩阵阵运运算算、位位逻逻辑辑运运算算、平平方方根根运运算算及及其其它它特特殊殊功功能能函函数数运运算算、制表及表格传送等。高档制表及表格传送等。高档PLC机具有更强的通信联网功能。机具有更强的通信联网功能。本讲稿第十三页，共三十九页4.按生产厂家分按生产厂家分 目目前前世世界界上上PLC产产品品按按地地域域分分成成三三大大块块：美美国国、欧欧洲洲和和日日本本。日日本

16、本和和美美国国的的PLC产产品品较较相相似似。占占PLC市市场场80%以以上上的的生生产产公公司司有有：德德 国国 的的 西西 门门 子子（SIEMENS）公公 司司、法法 国国 的的 施施 耐耐 德德（SCHNEIDER）自自动动化化公公司司、日日本本的的欧欧姆姆龙龙（OMRON）和和三三菱（菱（MITSUBISH）公司。）公司。目目前前国国内内常常用用的的是是三三菱菱FX系系列列小小型型机机和和西西门门子子S7-300、S7-400中大型机等。中大型机等。本讲稿第十四页，共三十九页3.1.5 PLC的发展趋势的发展趋势 1.大型化、高速度、大存储容量趋势大型化、高速度、大存储容量趋势2.微

17、型化、多功能化趋势微型化、多功能化趋势3.标准化趋势标准化趋势4.模块智能化趋势模块智能化趋势5.网络化趋势网络化趋势本讲稿第十五页，共三十九页3.1.6 PLC的主要技术指标的主要技术指标1.工作速度工作速度2.控制规模（控制规模（I/O点数）点数）3.组成模块（组成模块（CPU模块、电源模块、模块、电源模块、I/O、内存等）、内存等）4.内存容量内存容量5.指令系统（基本逻辑指令、数据处理指令、数据运算指令、流程指令系统（基本逻辑指令、数据处理指令、数据运算指令、流程控制指令、状态监控指令）控制指令、状态监控指令）6.支持软件：支持软件：PLC能识别的只是机器语言。它能使用一些助记符语言、

18、能识别的只是机器语言。它能使用一些助记符语言、梯形图语言、流程图语言，甚至高级语言，是因为有与这些语言相对梯形图语言、流程图语言，甚至高级语言，是因为有与这些语言相对应的软件。应的软件。7.可靠控制：为使可靠控制：为使PLC可靠工作，在硬件与软件两个方面可靠工作，在硬件与软件两个方面PLC厂家厂家都采取了很多措施，对一些特殊要求的都采取了很多措施，对一些特殊要求的PLC，还有相应的特殊措施，还有相应的特殊措施，如热备、冗余等等。如热备、冗余等等。本讲稿第十六页，共三十九页3.1.7 PLC与继电器控制系统的比较与继电器控制系统的比较1.控制方式控制方式 继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用

19、继电器机械触点的串联继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，它只能完成既定或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，它只能完成既定的逻辑控制。的逻辑控制。PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，这种通过改变程序来改变控制逻辑的方控制逻辑，只需改变程序即可，这种通过改变程序来改变控制逻辑的方式称为软接线。式称为软接线。本讲稿第十七页，共三十九页2.控制速度控制速度 继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，

20、毫继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。秒级，机械触点有抖动现象。PLC由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。级，严格同步，无抖动。3.延时控制延时控制 继电器控制系统靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继继电器控制系统靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。PLC用半导体集成电路做定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，用半导体集成电路做定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度

21、高，调整时间方便，不受环境影响。精度高，调整时间方便，不受环境影响。本讲稿第十八页，共三十九页4.控制的优缺点控制的优缺点 继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大。继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大。PLC控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小，功耗低。控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小，功耗低。与工业计算机比较与工业计算机比较w工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。件编程的能力。wPLC采用了工厂技术人员熟悉的梯形图语言编程，易学易懂，便于推采用了工厂技术人员熟悉的梯形图语言编

22、程，易学易懂，便于推广应用。广应用。wPLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。w在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。制机则更能发挥其专长。本讲稿第十九页，共三十九页外部设备外部设备现场用户输出设备现场用户输出设备微处理器（微处理器（CPU）运算器运算器控制器控制器输输出出部部件件输输入入部部件件系系统统存存储储器器用用户户存存储储器器I/O扩扩展展接接口口通通讯讯及及编编程程接接口口编程设备编程设备计算机计算机打印机等打印机等传感器传感

23、器按钮、开关按钮、开关现场信号现场信号电磁阀电磁阀中间继电器中间继电器执行器执行器现场用户输入设备现场用户输入设备扩展设备扩展设备扩展单元扩展单元通讯模块通讯模块功能模块功能模块电源变换器电源变换器110V/220V市电市电PLC基本单元基本单元PLC系统结构示意图系统结构示意图3.2 PLC的一般结构的一般结构3.2.1 PLC的硬件系统的硬件系统本讲稿第二十页，共三十九页1.CPU 与一般计算机的与一般计算机的CPU不同，它包含有不同，它包含有RAM或或ROM1）CPU：CPU是是PLC的核心部件。它的性能（位数和主频）决的核心部件。它的性能（位数和主频）决定了定了PLC的运算速度和信息处

24、理量的大小。的运算速度和信息处理量的大小。2）存储器：存放系统程序、用户程序和数据。）存储器：存放系统程序、用户程序和数据。本讲稿第二十一页，共三十九页2.输入输入/输出接口输出接口 是是CPU连接工业现场设备的桥梁。分数字连接工业现场设备的桥梁。分数字I/O接口和模拟接口和模拟I/O接口。接口。w数字数字I/O接口：接口：CPU模块与外部开关量信号之间的接口，它完成诸如模块与外部开关量信号之间的接口，它完成诸如电平转换、电气隔离、串电平转换、电气隔离、串/并型数据转换以及对外提供一定的驱动能并型数据转换以及对外提供一定的驱动能力等工作。力等工作。w 模拟模拟I/O接口：其输入部分主要完成阻抗

25、匹配、信号放大、接口：其输入部分主要完成阻抗匹配、信号放大、信号滤波、信号滤波、I/V变换、变换、V/F变换或者变换或者A/D变换等工作，以便将变换等工作，以便将来自受控对象的仿真量转换成来自受控对象的仿真量转换成PLC能够处理的数字量，其输能够处理的数字量，其输出部分主要实现阻抗匹配、功率放大、波形校正等功能。出部分主要实现阻抗匹配、功率放大、波形校正等功能。本讲稿第二十二页，共三十九页3.电源电源 PLC中的电源一般有三类：中的电源一般有三类：w+5V、15V直流电源：供直流电源：供PLC中中TTL芯片和集成运放使用。芯片和集成运放使用。w供输出接口使用的高压大电流的功率电源。供输出接口使

26、用的高压大电流的功率电源。w锂电池及其充电电源。锂电池及其充电电源。4.编程器编程器w编程器是编程器是PLC重要的外部设备，是人机对话的窗口，它可将用户程序重要的外部设备，是人机对话的窗口，它可将用户程序输入输入PLC的存储器内，还可用于检查程序、修改程序，编程器还用于的存储器内，还可用于检查程序、修改程序，编程器还用于监视监视PLC的工作状态。的工作状态。5.扩展接口：扩展接口：是用于扩展是用于扩展I/O单元或特殊功能单元。单元或特殊功能单元。本讲稿第二十三页，共三十九页3.2.2 PLC的软件系统的软件系统 PLC除了硬件系统外，还需要软件系统的支持，它们相辅相成，除了硬件系统外，还需要软

27、件系统的支持，它们相辅相成，缺一不可，共同构成缺一不可，共同构成PLC。PLC的软件系统由系统程序的软件系统由系统程序(又称系统又称系统软件软件)和用户程序和用户程序(又称应用软件又称应用软件)两大部分组成。两大部分组成。（1）系统监控程序）系统监控程序 由生产厂家编制，固化在由生产厂家编制，固化在PROM或或EPROM中，安装在中，安装在PLC上，上，随产品提供给用户。用于管理、协调随产品提供给用户。用于管理、协调PLC各部分工作，方便用户各部分工作，方便用户使用的通用程序。使用的通用程序。本讲稿第二十四页，共三十九页1）系统配置登记及初始化）系统配置登记及初始化2）系统自诊断）系统自诊断

28、3）命令识别与处理）命令识别与处理 4）用户程序编译）用户程序编译 5）模块化子程序及调用管理）模块化子程序及调用管理（2）用户程序）用户程序 用户程序是根据生产过程控制的要求由用户使用制造企业提供的用户程序是根据生产过程控制的要求由用户使用制造企业提供的编程语言自行编制的应用程序。用户程序包括开关量逻辑控制程序、编程语言自行编制的应用程序。用户程序包括开关量逻辑控制程序、模拟量运算程序、闭环控制程序和操作站系统应用程序等。模拟量运算程序、闭环控制程序和操作站系统应用程序等。本讲稿第二十五页，共三十九页w1）用户数据结构）用户数据结构 w第一类为第一类为bit数据，属于逻辑量，其值为数据，属于

29、逻辑量，其值为“0”或或“1”。w第二类为字数据，其数制、位长有多种形式。通常采用第二类为字数据，其数制、位长有多种形式。通常采用BCD码形式。码形式。FX2N系列和系列和A系列中为系列中为4位位BCD、双字节为、双字节为8位位BCD码。码。w第三类为字与第三类为字与bit的混合，即同一元件既有的混合，即同一元件既有bit元件，又有字元件。元件，又有字元件。例如例如T（定时器）和（定时器）和C（计数器），它们的触点为（计数器），它们的触点为bit，设定值，设定值寄存器和当前值寄存器则为字。寄存器和当前值寄存器则为字。w2）元件）元件 w用户使用的每一个输入、输出端子及内部的存贮单元都称为元用户

30、使用的每一个输入、输出端子及内部的存贮单元都称为元件，每个元件有其固定的地址。元件的数量由监控程序规定，件，每个元件有其固定的地址。元件的数量由监控程序规定，它的多少决定它的多少决定PLC整个系统的规模及数据处理能力。整个系统的规模及数据处理能力。（3）用户环境用户环境本讲稿第二十六页，共三十九页wPLC是专为工业控制设计的专用计算机，就电路作用而言，可看作是由一般是专为工业控制设计的专用计算机，就电路作用而言，可看作是由一般继电器、定时器、计数器等元件组成继电器、定时器、计数器等元件组成.图图3-11 PLC的内部等效电路的内部等效电路(4)PLC的内部等效电路的内部等效电路本讲稿第二十七页

31、，共三十九页1)输入部分：等效输入继电器。输入部分：等效输入继电器。2)逻辑控制部分：由用户程序实现的逻辑关系。构成逻辑电路的逻辑控制部分：由用户程序实现的逻辑关系。构成逻辑电路的元件是等效编程元件。元件是等效编程元件。3)输出部分：等效输出继电器。输出部分：等效输出继电器。本讲稿第二十八页，共三十九页3.3 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理3.3.1 PLC的工作方式的工作方式u所谓扫描，就是所谓扫描，就是CPU依次对各种规定的操作项目进行访问依次对各种规定的操作项目进行访问和处理。和处理。uPLC采用循环扫描方式。如图采用循环扫描方式。如图3.2所示。工作过程如下：所示。工作过

32、程如下：1）自诊断）自诊断2）与外设通信）与外设通信3）输入采样）输入采样4）程序执行）程序执行 5）输出刷新处理）输出刷新处理 图图3-12 PLC的扫描工作过程的扫描工作过程本讲稿第二十九页，共三十九页w3.3.2 PLC的扫描周期的扫描周期w每扫描一个循环所用的时间称为扫描周期。每扫描一个循环所用的时间称为扫描周期。w它的长短与用户程序的长度、它的长短与用户程序的长度、I/O点数及点数及CPU的处理通信过的处理通信过程等因素都有关系。程等因素都有关系。w3.3.3 PLC的的I/O滞后时间滞后时间w输入输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC输入信

33、号发输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。本讲稿第三十页，共三十九页 采用循环扫描的方式，由于扫描周期的时间很短，采用循环扫描的方式，由于扫描周期的时间很短，只要变量满足条只要变量满足条件的时间大于扫描周期，该变量满足条件就能被件的时间大于扫描周期，该变量满足条件就能被PLC的程序执行。的程序执行。产品检测传送带如图示，用产品

34、检测传送带如图示，用PLC来检测产品数量。为确保不漏检，来检测产品数量。为确保不漏检，对对PLC扫描周期有何要求？扫描周期有何要求？产品通过检测点的时间间隔为：产品通过检测点的时间间隔为：T=0.025m/(50m/60s)=30ms,所以，所以，PLC的扫描周期必须小于的扫描周期必须小于30ms本讲稿第三十一页，共三十九页3.4 PLC的编程语言的编程语言3.4.1 梯形图编程语言（梯形图编程语言（LD）w 梯形图编程语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计梯形图编程语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。语言。w左右两条垂直线称作左母线和右母线。在左、右两母线之间，触

35、左右两条垂直线称作左母线和右母线。在左、右两母线之间，触点在水平线上相串联，相邻的线也可以用一条垂直线连接起来，点在水平线上相串联，相邻的线也可以用一条垂直线连接起来，作为逻辑的并联。触点的水平方向串联相当于作为逻辑的并联。触点的水平方向串联相当于“与与”(AND)，垂直，垂直方向的触点并联，相当于方向的触点并联，相当于“或或”(OR)。本讲稿第三十二页，共三十九页梯形图编程语言的特点是：梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器逻辑控制技术相一致，对电气技术人员来说，易于撑握和学与原有继电器逻辑控制技术相一致，

36、对电气技术人员来说，易于撑握和学习。习。图图3-28 典型的梯形图典型的梯形图本讲稿第三十三页，共三十九页3.4.2 顺序功能图语言（顺序功能图语言（SFC）w作用：用顺序功能流程图表达一个顺序控制过程。作用：用顺序功能流程图表达一个顺序控制过程。w图是一个钻孔顺控的图是一个钻孔顺控的例子。每一方框表示一例子。每一方框表示一个状态，方框中的数字个状态，方框中的数字代表顺序步，每一状态代表顺序步，每一状态对应于一个控制任务，对应于一个控制任务，每个状态的转移条件以每个状态的转移条件以及每个状态执行的功能及每个状态执行的功能可以写在方框右边。可以写在方框右边。本讲稿第三十四页，共三十九页 顺序功能

37、图语言的特点是顺序功能图语言的特点是：以功能为主线，条理清楚，便于对程序：以功能为主线，条理清楚，便于对程序操作的理解和沟通；对大型的程序可分工设计，采用较灵活的程序结构，操作的理解和沟通；对大型的程序可分工设计，采用较灵活的程序结构，可节省程序设计时间和调试时间；常用于系统规模校大，程序关系较复可节省程序设计时间和调试时间；常用于系统规模校大，程序关系较复杂的场合。杂的场合。3.4.3 功能块图语言（功能块图语言（FBD）功能块图语言的特点是功能块图语言的特点是：功能模块是用图形化的方法描述功能，功能模块是用图形化的方法描述功能，它的直观性大大方便了设计人员的编程和组态，有较好的易操作性；它

38、的直观性大大方便了设计人员的编程和组态，有较好的易操作性；对控制规模较大、控制关系较复杂的系统，由于控制功能的关系可以对控制规模较大、控制关系较复杂的系统，由于控制功能的关系可以较清楚地表达出来，编程和组态时间可以缩短，调试时间也随之减少；较清楚地表达出来，编程和组态时间可以缩短，调试时间也随之减少；由于每种功能模块需要占用一定的程序内存，故这种设计语言在大中由于每种功能模块需要占用一定的程序内存，故这种设计语言在大中型可编程控制器中才被采用。型可编程控制器中才被采用。本讲稿第三十五页，共三十九页3.4.4 指令表语言（指令表语言（IL）指令表语言是一种低级语言，与汇编语言很相似，它可以用来描

39、述功能、指令表语言是一种低级语言，与汇编语言很相似，它可以用来描述功能、功能块和程序的行为，还可以在顺序功能流程图中描述动作和转变的行为。功能块和程序的行为，还可以在顺序功能流程图中描述动作和转变的行为。每段的开始用每段的开始用LD(LDI)指令，触点的串并联用指令，触点的串并联用ANDOR指令，线指令，线圈的驱动总是放在最右边，用圈的驱动总是放在最右边，用OUT指令指令。指令表语言具有下列特点：指令表语言具有下列特点：采用助记符来表示操作功能，容易记忆，便采用助记符来表示操作功能，容易记忆，便于掌握；在编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作；可在无计算机的场于掌握；在编程器的键盘上采用助记符

40、表示，便于操作；可在无计算机的场合进行编程设计，与梯形图有一一对应关系。合进行编程设计，与梯形图有一一对应关系。本讲稿第三十六页，共三十九页图图3-29 基本指令应用举例基本指令应用举例 本讲稿第三十七页，共三十九页3.4.5 结构文本语言（结构文本语言（ST）结构文本语言是用结构化的描述语句来描述程序的一种编程语言，结构文本语言是用结构化的描述语句来描述程序的一种编程语言，它是一种类似于高级语言的编程语言。在大中型的可编程序控制器它是一种类似于高级语言的编程语言。在大中型的可编程序控制器系统中，常采用结构文本语言来描述控制系统中各个变量之间的运系统中，常采用结构文本语言来描述控制系统中各个变量之间的运算关系。算关系。结构文本语言具有的特点：结构文本语言具有的特点：采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算；需要有一定的计算机高级程序设计语言的知识和编程技巧，对编控制运算；需要有一定的计算机高级程序设计语言的知识和编程技巧，对编程人员的技能要求较高，直观性和易操作性等性能较差；在常用其他语言较程人员的技能要求较高，直观性和易操作性等性能较差；在常用其他语言较难实现的编程中，常采用该编程语言进行编程。难实现的编程中，常采用该编程语言进行编程。本讲稿第三十八页，共三十九页本讲稿第三十九页，共三十九页