第2章-可编程序控制器的基础知识优秀PPT.ppt

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1、PLC可编程限制器及其系统可编程限制器及其系统主主 讲：郎讲：郎 朗朗多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC目目 录录 第第2 2章接线程序限制及存储程序限制的基本概念章接线程序限制及存储程序限制的基本概念2.1 2.1 可编程序限制器的组成结构可编程序限制器的组成结构2.2 2.2 可编程序限制器的工作原理可编程序限制器的工作原理2.3 2.3 可编程序限制器的编程语言可编程序限制器的编程语言多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC第第2章接线程序限制及存储程序限制的基本概念章接线程序限制及存储程序限制的基本概念接线程序限制及存储程序限制的基

2、本概念接线程序限制及存储程序限制的基本概念:在继电器限制系统和电子器件限制系统中，要完成一个在继电器限制系统和电子器件限制系统中，要完成一个限制任务，支配限制系统工作的限制任务，支配限制系统工作的“程序程序”是由各分立电器元是由各分立电器元件（继、接触器、电子元件等）用导线连接起来加以实现的，件（继、接触器、电子元件等）用导线连接起来加以实现的，这样的限制系统称为接线程序限制系统。系统方框图如图这样的限制系统称为接线程序限制系统。系统方框图如图11所示。所示。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC 假如支配限制系统工作的程序是存放在存储器中，系假如支配限制系统工作的程

3、序是存放在存储器中，系统要完成的限制任务是通过存储器中的程序来实现，这样统要完成的限制任务是通过存储器中的程序来实现，这样的限制系统称为存储程序限制系统。系统方框图如图的限制系统称为存储程序限制系统。系统方框图如图12所示。所示。输入设备 程序存储器 输出设备 被控制的生产机械或生产过程 图12 存储程序控制系统 多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC可编程限制器就是一种存储程序限制器。其输入设备和输出设可编程限制器就是一种存储程序限制器。其输入设备和输出设备和继电器限制系统相同，但它们是干脆接到备和继电器限制系统相同，但它们是干脆接到 可编程限制可编程限制器的输入端

4、和输出端的。器的输入端和输出端的。限制程序是通过编程器而写到限制程序是通过编程器而写到 可编程限制器的程序存储器中，可编程限制器的程序存储器中，每个程序语每个程序语 句都有一个依次，运行时依次读取存储中的程句都有一个依次，运行时依次读取存储中的程序语序语 句，对他们的内容说明并加以执行，执行结果用以接句，对他们的内容说明并加以执行，执行结果用以接通到输出设备，限制被控对象工作。通到输出设备，限制被控对象工作。在存储程序限制系统中，限制程序的修改不须要变更限制器内在存储程序限制系统中，限制程序的修改不须要变更限制器内部的接线（即硬件），而只需通过编程器变更程序存储器中部的接线（即硬件），而只需通

5、过编程器变更程序存储器中某些语句的内容。某些语句的内容。返回多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.1 可编程序限制器的组成结构可编程序限制器的组成结构2.1.1 中心处理器中心处理器CPU2.1.2 存储器存储器2.1.3 输入输入/输出模块输出模块2.1.4 智能模块智能模块多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.1 可编程序限制器的组成结构可编程序限制器的组成结构 PLC实质上一种工业限制用的专用计算机，实质上一种工业限制用的专用计算机，PLC系统的系统的实际组成与微型计算机基本相同，它也是有硬件实际组成与微型计算机基本相同，它也是

6、有硬件 系统和系统和软件软件 系统组成。系统硬件系统组成。系统硬件 见下图。见下图。一一PLC的硬件系统的硬件系统 多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLCPLC的的硬硬件件系系统统由由 主主 机机，I/O扩扩展展机机及及外外部部设设备备组组成成。主主机机内内各各部部分分均均通通 过过 总总 线线 连连PLC的的硬硬件件系系统统。总总线线分分电电源源总总线线、限限制制总总线线、地地址址总总线和数据总线。线和数据总线。图2-1PLC的硬件系统简化图返回多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.1.1 2.1.1 中心处理器中心处理器CPUCPUC

7、PUCPU在在PLCPLC限制系统中的作用类似于人体的神经中枢，限制系统中的作用类似于人体的神经中枢，它是它是PLCPLC的运算、限制中心，用来实现逻辑运算，算术的运算、限制中心，用来实现逻辑运算，算术运算，并对全机进行限制，指挥运算，并对全机进行限制，指挥PLCPLC有条不紊的工作。有条不紊的工作。其主要任务有：其主要任务有：1.1.限制从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储；限制从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储；2.2.用扫描方式通过用扫描方式通过I/OI/O部件接收现场的状态与数据，部件接收现场的状态与数据，并存入输入状态表或数据存储器中；并存入输入状态表或数据存储器中；多媒体

8、课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC3.3.诊诊 断电源、断电源、PLCPLC内部电路的工作故障和编程中的语内部电路的工作故障和编程中的语法错误；法错误；4.PLC4.PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，经过吩咐说明后按指令规定的任务进行数据传送、逻经过吩咐说明后按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；辑或算术运算等；5.5.依据运算结果，更新有关标记位的状态和输出寄存依据运算结果，更新有关标记位的状态和输出寄存器表的内容，再经由输出部件实现输出限制、制表打器表的内容，再经由输出部件实现输出限制、制表打印或数据

9、通信等功能。印或数据通信等功能。6.6.接受中断恳求并作处理接受中断恳求并作处理2.1.1结束多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.1.2 存储器存储器存储器即内存，用来存储数据和程序。它包括可以随机存取存储器即内存，用来存储数据和程序。它包括可以随机存取的存取存储器（的存取存储器（RAM，用户程序）和在工作中只能读出，用户程序）和在工作中只能读出，不能写入的只读存储器（不能写入的只读存储器（ROM或或EPROM，系统程序）。，系统程序）。留意：留意：PLC中的系统程序关系到中的系统程序关系到PLC的性能，不能由用户干的性能，不能由用户干脆存取，因而脆存取，因而P

10、LC产品中所列存储器形式机器容量一般都产品中所列存储器形式机器容量一般都是指是指RAM。假如容量假如容量 不够，厂家供应了存储器扩展功能。不够，厂家供应了存储器扩展功能。2.1.2结束多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC 2.1.3 2.1.3 输入输入/输出模块输出模块I/OI/O模块是模块是CPUCPU与现场与现场I/OI/O设备或其它外部设备之间的连接部件。设备或其它外部设备之间的连接部件。1.1.输入部件输入部件输入部件是输入部件是PLCPLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，是现与工业生产现场被控对象之间的连接部件，是现场信号进入场信号进入PLCPLC

11、的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的信号。的信号。常见的主令元件常见的主令元件:按钮开关按钮开关常见的检测元件常见的检测元件:行程开关行程开关 、限位开关、限位开关 、光电检测开关、光电检测开关 、继、继电器触点及其它各类传感器。其功能是检测一些物理量（如电器触点及其它各类传感器。其功能是检测一些物理量（如距离距离 、速度、速度 、位置、位置 、压力、压力 、流量、流量 、液位、液位 、温度、温度 、电压、电压 、电流等）在设备工作中的状态。、电流等）在设备工作中的状态。输入方式有两种：输入方式有两种：数字量输入（开关量数字量输入（开关量 、接点）

12、，、接点），模拟量输入（电平输入），要经模拟量输入（电平输入），要经A/DA/D转换才能进入转换才能进入PLCPLC。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2）输出部件）输出部件输出部件也是输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件。与现场设备之间的连接部件。希望它能干脆驱动执行元件，如电磁阀、微电机、接触器、希望它能干脆驱动执行元件，如电磁阀、微电机、接触器、灯和音响灯和音响 等。等。因此，输出部件中的输出级常是一些大功率器件，如机械触因此，输出部件中的输出级常是一些大功率器件，如机械触点式继电器、无触点沟通开关（双向可控硅）及直流开关点式继电器、无触点沟通开关（双

13、向可控硅）及直流开关（晶体三极管）等。其功能是限制现场设备进行工作（如（晶体三极管）等。其功能是限制现场设备进行工作（如电动机的起、停，正电动机的起、停，正/反转，阀门的开、关，设备的转动、反转，阀门的开、关，设备的转动、移动、升降等）。移动、升降等）。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC一般一般PLCPLC配置配置I/OI/O电平转换模块及电气隔离模块。电平转换模块及电气隔离模块。电平转换模块电平转换模块(I/O(I/O接口实现）接口实现）输入电平转换是用来将输入端不同电压或电流的信号源转换成输入电平转换是用来将输入端不同电压或电流的信号源转换成微处理器所能接收的

14、低电压信号。输出电平转换是用来将微微处理器所能接收的低电压信号。输出电平转换是用来将微处理器限制的低电平信号转换成限制设备所需的电压或电流处理器限制的低电平信号转换成限制设备所需的电压或电流信号。信号。电气隔离模块电气隔离模块:PLCPLC在微处理器部分与在微处理器部分与I/OI/O回路之间接受了回路之间接受了 光电隔离措施，这样光电隔离措施，这样能有效的隔离微处理器与能有效的隔离微处理器与I/OI/O回路之间的联系，而不致引起回路之间的联系，而不致引起PLCPLC故障或误操作。以提高故障或误操作。以提高PLCPLC的抗干扰实力。的抗干扰实力。为了与现场信号连接，输入部件上设有输入接线端子排。

15、为了为了与现场信号连接，输入部件上设有输入接线端子排。为了滤除信号的噪声和便于滤除信号的噪声和便于PLCPLC内部对信号的处理，其内部还有内部对信号的处理，其内部还有滤波、电平转换信号锁存电路。滤波、电平转换信号锁存电路。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLCCPU输出锁存器输出锁存器输出电路输出电路输出端子输出端子总线总线输出模块组成框图现场执行部件现场执行部件现场信号现场信号输入端子输入端子输入电路输入电路输入锁存器输入锁存器总线总线输入模块组成框图CPU多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC(1)开关量输入模块（开关量输入模块（P15）

16、1）直流输入模块（图）直流输入模块（图2.2）图2.2直流输入模块电路原理多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2）沟通输入模块（图）沟通输入模块（图2.3）图2.3沟通汇点输入模块电路原理图多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC 图2.4沟通分隔输入方式电路原理图多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC 3）交直流输入模块（图）交直流输入模块（图2.5）图2.5光电耦合器以上三种是以上三种是PLC常用的常用的I/O模块。模块。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC 图2.6汇点式输入接线(a

17、)直流模块；(b)沟通模块图2.7分隔式输入接线多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC (2)开关量开关量 输出模块的基本原理：输出模块的基本原理：图2.8晶体管输出多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC图图2.9 可控硅输出可控硅输出多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC图2.10继电器输出多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC(3)模拟量模拟量 输入模块的基本原理输入模块的基本原理在选择运用模拟量在选择运用模拟量 输入模块时，主要应考虑如下几个技术要输入模块时，主要应考虑如下几个技术要求

18、：求：输入量输入量 类型：电压，电流；类型：电压，电流；输入量输入量 程：常见为程：常见为010V(420mA)；输入极性：如输入极性：如5V；输入通路数：常见有单路、输入通路数：常见有单路、8路和路和16路；路；转换精度：主要确定于转换精度：主要确定于A/D转换芯片规格，如转换芯片规格，如8位、位、10位和位和12位；位；转换速度：常见有转换速度：常见有10100s多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC图2.11模拟量输入模块结构框图1）输入信号处理2）AD转换器3）输出信号处理4）故障检测5）限制逻辑6）光电隔离（抗干扰、不需公共点）多媒体课件制作多媒体课件制作P

19、owerPoint教程教程 PLC(4)模拟量模拟量 输出模块的基本原理输出模块的基本原理在选择运用模拟量在选择运用模拟量 输出模块时，主要考虑以下技术要求：输出模块时，主要考虑以下技术要求：输出量输出量 类型：电压或电流类型：电压或电流(取决于输出驱动方式或连接方取决于输出驱动方式或连接方法法)；输出精度：主要取决于输出精度：主要取决于D/A转换器的精度，如转换器的精度，如8位或位或12位；位；输出通道数：取决于输出转换开关，常见的有单路或输出通道数：取决于输出转换开关，常见的有单路或8路；路；输出幅度：确定于输出级；输出幅度：确定于输出级；输出极性：单向或双向。输出极性：单向或双向。模拟量

20、输出模块的基本结构如图模拟量输出模块的基本结构如图2.12所示。所示。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC图2.12模拟量输出模块结构框图它是由输出锁存器、光电隔离、它是由输出锁存器、光电隔离、D/AD/A转换器、输出多路开关和限制转换器、输出多路开关和限制逻辑逻辑5 5部分组成。部分组成。它的作用有两个：它的作用有两个：一是依据一是依据CPUCPU送来的地址确定是否送来的地址确定是否选中本模块；选中本模块；二是依据二是依据CPUCPU送来的限制信号和输送来的限制信号和输出通道地址，先将系统总线上的数出通道地址，先将系统总线上的数据送入输出锁存器，然后启动据送入输出

21、锁存器，然后启动D/AD/A转换，最终接通相应通道的模拟开转换，最终接通相应通道的模拟开关，将关，将D DA A输出的电压信号输送到输出的电压信号输送到本通道的输出驱动器。本通道的输出驱动器。2.1.3结束多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.1.4 2.1.4 智能模块智能模块智能模块与一般的模块的不同点：智能模块与一般的模块的不同点：*自身带有自身带有CPUCPU、存储器、和系统程序。、存储器、和系统程序。种类：种类：PLCPLC之间的通讯模块、之间的通讯模块、PIDPID调整的模拟量限制模块、高速计调整的模拟量限制模块、高速计数器模块、数字位置译码模块、阀门

22、限制模块等。数器模块、数字位置译码模块、阀门限制模块等。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC(1)(1)通信模块通信模块 1 1）FX232ADPFX232ADP适配器适配器图2.13FX232ADP系统组成图为了适应可编程限制器网络化的要求，一般在小型可编程限制器上都设有为了适应可编程限制器网络化的要求，一般在小型可编程限制器上都设有 RS422 通讯接通讯接口或口或 RS232C 通讯接口；在中大型可编程限制器上都设有专用的通讯模块。如：三菱通讯接口；在中大型可编程限制器上都设有专用的通讯模块。如：三菱 F、F1、F2 系列都设有标准的系列都设有标准的 RS42

23、2 接口，接口，FX 系列设有系列设有 RS232C 通讯适配器通讯适配器 FX-232ADP 等。等。FX-232ADP 能够与各种具有能够与各种具有 RS232C 接口的通讯设备连接，实现数据交接口的通讯设备连接，实现数据交换。换。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC#通信工作方式（一台通信工作方式（一台PLC与一台与一台PC机）：机）：干脆通过RS232口无需适配器的通信方式，这只适用于具有两个串口的PLC机型，它除了有一个RS422口可用于编程外，还带有一个RS232口。故用户可以利用RS232口干脆与PC机的串口相连。通过RS422口和适配器与PC机通信的

24、连接图。这种方式 可 以 用 于 各 种 机 型，但 其 缺 点 是 必 需 配 备 一 个RS422/RS232转换器（即适配器）。而且RS422口与适配器之间的连接电缆必需用其专用电缆，即编程电缆。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC#1:N通信工作方式的连接图（多台通信工作方式的连接图（多台PLC与一台与一台PC机通信机通信）：）：一台PC机最多可连接32台PLC，可构成现场限制网络。这种通信方式要求配备专用的通信模块FX232ADP通讯适配器。与PC机相连的FX232ADP模块运用RS232电缆与PC的串口相连，与PLC相连的FX232ADP模块一般运用RS

25、422电缆与PLC相连，而各个FX232ADP间常接受RS485方式，只需用一根双绞线连接即可。最远传输距离可达1km，传输速率可达500kbps。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2 2）FX2N40AP/AWFX2N40AP/AW并联适配器并联适配器传送信号传送信号:主主从从 100 100点（点（M800M899M800M899）10 10点（点（D490D499)D490D499)从从主主 100 100点（点（M900M999)M900M999)10 10点（点（D500D509D500D5

26、09）利用光纤并行通信适配器FX2N一40AP和双绞线并行通信适配器FX2N-40AW，能够实现两系列PLC间的自动数据传送，达到两台PLC并联运行的目的。主站与从站间的通信可以是l00/100点的0N/OFF信号和10点/l0点的l6位数据，用于通信的协助继电器为M800M999，数据寄存器为D490D509。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC图图2.14 FX485ADP模块系统模块系统3 3）FX485ADPFX485ADP适配器适配器多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 P

27、LC(2)闭环限制模块闭环限制模块1.用软件的方法去实现用软件的方法去实现PID闭环限制的方法；闭环限制的方法；2.特地设计的闭环限制模块。特地设计的闭环限制模块。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC(3)高速计数模块高速计数模块 为了满足工业限制中快速变更过程，高速计数模块一为了满足工业限制中快速变更过程，高速计数模块一般具有以下功能：般具有以下功能：1）采样计数）采样计数2）设定计数值）设定计数值3）计数方式设定）计数方式设定4）数值比较）数值比较5）输出限制）输出限制厂家不同计数模块的频率、范围也不同，计数器数量也不同。厂家不同计数模块的频率、范围也不同，计数

28、器数量也不同。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC（4）编程器）编程器作用：作用：1、输入和编辑用户程序；、输入和编辑用户程序；2、对程序进行编辑检查和修改；、对程序进行编辑检查和修改；3、监视、监视PLC运行时用户软件中各种编程软件中各运行时用户软件中各种编程软件中各种编程元件的工作状态。种编程元件的工作状态。在程序输入、调试、检修时运用，多台在程序输入、调试、检修时运用，多台PLC可以可以共用一台编程器。共用一台编程器。编程器分为以下编程器分为以下3类：类：多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC三菱公司的三菱公司的FX-20P编程器分为

29、以下编程器分为以下3类：类：(1)简易编程器简易编程器*干脆插入干脆插入PLC的专用接口，的专用接口，PLC供应电源，按键供应电源，按键输入，数码管显示；输入，数码管显示；*体积小，携带便利，价格便宜，运用小型的体积小，携带便利，价格便宜，运用小型的PLC。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC三菱公司三菱公司触摸屏触摸屏(2)图形编程器图形编程器*键盘有功能键、字符键、数字健、和显示屏限制键；键盘有功能键、字符键、数字健、和显示屏限制键；*显示器多用液晶显示编程内容、继电器占用状况、程序容量、调显示器多用液晶显示编程内容、继电器占用状况、程序容量、调试和执行时各种信

30、号的状态和错误提示；试和执行时各种信号的状态和错误提示；*干脆编辑梯形图，直观；干脆编辑梯形图，直观；*监视功能强，和打印机相连；监视功能强，和打印机相连；*价格贵、运用与大、中型价格贵、运用与大、中型PLC的编程。的编程。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC(3)工业限制计算机作为编程器工业限制计算机作为编程器以上两种是专用的编程器，不同的厂家是不同的。以上两种是专用的编程器，不同的厂家是不同的。工业限制计算机作为编程器可以对不同的型号、不同厂家，工业限制计算机作为编程器可以对不同的型号、不同厂家，只要换编程软件。只要换编程软件。2.1.4结束多媒体课件制作多媒体

31、课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.2 可编程序限制器的工作原理可编程序限制器的工作原理2.2.1 PLC的扫描的扫描2.2.2 PLC的工作过程的工作过程2.2.3 PLC的输入的输入/输出滞后现象输出滞后现象多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.2 2.2 可编程序限制器的工作原理可编程序限制器的工作原理2.2.1 PLC2.2.1 PLC的扫描的扫描当当PLCPLC运行时，用户程序中有众多的操作须要去执行，但运行时，用户程序中有众多的操作须要去执行，但CPUCPU是是不能同时去执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时不能同时去执行多个操作的，它

32、只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。由于刻执行一个操作。由于CPUCPU的运算处理速度很高，使得外部出的运算处理速度很高，使得外部出现的结果从宏观来看似乎是同时完成的。这种分时操作的过现的结果从宏观来看似乎是同时完成的。这种分时操作的过程为程为CPUCPU对程序的扫描。对程序的扫描。扫描从扫描从00000000号存储地址所存放的第一条用户程序起先，在无中号存储地址所存放的第一条用户程序起先，在无中断或跳转限制的状况下，按存储地址号递增的方向依次逐条断或跳转限制的状况下，按存储地址号递增的方向依次逐条扫描用户程序，即依次逐条执行用户程序，直到程序结束。扫描用户程序，即依次逐条执行用户程序，直

33、到程序结束。每扫描完一次程序就构成一个扫描周期，然后再从头起先扫每扫描完一次程序就构成一个扫描周期，然后再从头起先扫描，并周而复始地重复。描，并周而复始地重复。扫描周期与扫描周期与CPUCPU运行速度、运行速度、PLCPLC硬件配置及用户程序长短有关。硬件配置及用户程序长短有关。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC*继电器限制是按并行方式工作的，只要有电流通路，可继电器限制是按并行方式工作的，只要有电流通路，可能有几个电器动作；能有几个电器动作；*PLC限制是按串行方式工作的，循环、依次逐条执行用限制是按串行方式工作的，循环、依次逐条执行用户程序，直到程序结束。但由

34、于户程序，直到程序结束。但由于PLC的扫描速度快，通的扫描速度快，通常常PLC与电器限制装置在与电器限制装置在I/O的处理结果上并没有什么差的处理结果上并没有什么差别。别。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC 循环扫描的工作方式是循环扫描的工作方式是PLC的的一大特点，也可以说一大特点，也可以说PLC是是“串行串行”工作的，这和传统的继电器限制工作的，这和传统的继电器限制系统系统“并行并行”工作有质的区分，工作有质的区分，PLC的串行工作方式避开了继电器的串行工作方式避开了继电器限制系统中触点竞争和时序失配的限制系统中触点竞争和时序失配的问题。问题。2.2.1结束多

35、媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.2.2 PLC的工作过程的工作过程PLC的工作过程就是程序执行过程，的工作过程就是程序执行过程，PLC投入运行后，便执投入运行后，便执行程序执行过程，它分为三个阶段，即输入采样阶段、程行程序执行过程，它分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。序执行阶段、输出刷新阶段。图2.16PLC的扫描工作过程多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC（1）输入采样阶段）输入采样阶段 在这个阶段，在这个阶段，PLC以扫描方式按依次将全部输入端的输入信以扫描方式按依次将全部输入端的输入信号状态读入到输入映

36、像寄存器中寄存起来，称为对输入信号号状态读入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采样，或称输入刷的采样，或称输入刷 新。新。（2）程序执行阶段）程序执行阶段 在此阶段，在此阶段，PLC对程序按依次进行扫描。假如程序用梯形图对程序按依次进行扫描。假如程序用梯形图表示，则总是按先上后下，先左后右的依次进行扫描。表示，则总是按先上后下，先左后右的依次进行扫描。（3）输出刷）输出刷 新阶段新阶段 当程序执行完后，进入输出刷新阶段。此时，将元素映像寄当程序执行完后，进入输出刷新阶段。此时，将元素映像寄存器中全部输出继电器状态转存到输出锁存电路，再去驱动存器中全部输出继电器状态转存到输出锁存电路，

37、再去驱动用户输出设备（负载），这就是用户输出设备（负载），这就是PLC的实际输出。的实际输出。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一次就是一个工作周重复地执行上述三个阶段，每重复一次就是一个工作周期（或扫描周期）。工作周期的长短与程序的长短（即组成期（或扫描周期）。工作周期的长短与程序的长短（即组成程序的语句多少、程序的语句多少、CPU运行速度、运行速度、PLC硬件配置）有关，但硬件配置）有关，但CPU限制器限制读取指令、说明指令及执行指令的工作节奏限制器限制读取指令、说明指令及执行指令的工作节奏由震荡信号限制。由震荡信号限制。

38、例如例如FX2N系列系列PLC:基本指令基本指令0.08微秒微秒/指令指令;应用指令应用指令1.52微秒微秒/指令数百微秒指令数百微秒/指令指令 PLC在每次扫描中，对输入信号采样一次，对输出刷新一次，在每次扫描中，对输入信号采样一次，对输出刷新一次，就保证了就保证了PLC在执行程序阶段，输入映像寄存器和输出锁存在执行程序阶段，输入映像寄存器和输出锁存电路的内容或数据保持不变。电路的内容或数据保持不变。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC*

39、PLC对对I/O的处理规则的处理规则I/O处理规则执行过程如下图所示。处理规则执行过程如下图所示。1输入映像寄存器的数据，取决于输入端子在上个工作周期的输入映像寄存器的数据，取决于输入端子在上个工作周期的输入采样阶段所刷新的状态。输入采样阶段所刷新的状态。2输出映像寄存器的状态，由程序中输出指令的执行结果确定。输出映像寄存器的状态，由程序中输出指令的执行结果确定。3输出锁存电路中的数据，由上一个工作周期的输出刷新阶段输出锁存电路中的数据，由上一个工作周期的输出刷新阶段存入到输出锁存电路中的数据来确定。存入到输出锁存电路中的数据来确定。4输出端子上的输出状态，由输出锁存电路中数据来确定。输出端子

40、上的输出状态，由输出锁存电路中数据来确定。5程序执行中所需的输入，输出状态数据由输入映像寄存器和程序执行中所需的输入，输出状态数据由输入映像寄存器和输出映像寄存器读出。输出映像寄存器读出。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC*信息刷新方式信息刷新方式信息刷新方式有很多种，一般来说，输入刷新是在输入采样信息刷新方式有很多种，一般来说，输入刷新是在输入采样阶段进行，输出刷新是在输出采样阶段进行。阶段进行，输出刷新是在输出采样阶段进行。2.2.2结束多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.2.3 PLC的输入的输入/输出滞后现象输出滞后现象PL

41、C有很多优越之处，但也有不足之处，其中最显著的使有很多优越之处，但也有不足之处，其中最显著的使I/O有响应滞后现象。对于一般工业设备来说，这些滞后现象有响应滞后现象。对于一般工业设备来说，这些滞后现象是完全允许的。但对于某些设备，应尽量削减滞后时间。是完全允许的。但对于某些设备，应尽量削减滞后时间。当当PLC的输入端有一个输入信号发生变更到的输入端有一个输入信号发生变更到PLC输出端对输输出端对输入变更作出反应，须要一段时间。这个时间是响应时间或入变更作出反应，须要一段时间。这个时间是响应时间或滞后时间。滞后时间。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC图图2.17 程

42、序执行过程中各元素的时序图程序执行过程中各元素的时序图(a)梯形图；梯形图；(b)时序图时序图多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC产生产生I/O响应滞后的缘由一般是：响应滞后的缘由一般是：1）执行程序按工作周期进行，每一工作周期又分输入采样、）执行程序按工作周期进行，每一工作周期又分输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段进行。程序执行、输出刷新三个阶段进行。2）产生输入）产生输入/输出响应滞后的其他缘由还有输入滤波器电路输出响应滞后的其他缘由还有输入滤波器电路的滞后作用、输出继电器的机械滞后作用。的滞后作用、输出继电器的机械滞后作用。2.2.3结束多媒体课件制作多媒体

43、课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.3 可编程序限制器的编程语言可编程序限制器的编程语言2.3.1 梯形图梯形图2.3.2 语句表语句表2.3.3 其他编程语言其他编程语言多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC2.3 可编程序限制器的编程语言可编程序限制器的编程语言PLC是专为工业自动限制而开发的装置，其只要运用对象是专为工业自动限制而开发的装置，其只要运用对象是广袤电气技术人员及操作维护人员。为了满足他们的是广袤电气技术人员及操作维护人员。为了满足他们的传统习惯和驾驭实力，通常传统习惯和驾驭实力，通常PLC不接受微机的编程语言，不接受微机的编程语言，而常

44、常接受面对限制过程，面对问题的而常常接受面对限制过程，面对问题的“自然语言自然语言”编编程，有梯形图程，有梯形图LAD，语句表，语句表STL（助记符），限制系统（助记符），限制系统流程图，逻辑方程式或布尔代数式等。流程图，逻辑方程式或布尔代数式等。下面介绍下面介绍5个概念：个概念：多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC 1、指令系统：一个、指令系统：一个PLC所具有的指令的全体称为该所具有的指令的全体称为该PLC的的指令系统。它包含着指令的多少，各指令都能干什么事，指令系统。它包含着指令的多少，各指令都能干什么事，代表着代表着PLC的功能和性能。一般讲，功能强、性能好

45、的的功能和性能。一般讲，功能强、性能好的PLC，其指令系统必定丰富，所能干的事也就多。我们在，其指令系统必定丰富，所能干的事也就多。我们在编程之前必需弄清编程之前必需弄清PLC的指令系统的指令系统 2、程序：、程序：PLC指令的有序集合，指令的有序集合，PLC运行它，可进行相应运行它，可进行相应的工作，当然，这里的程序是指的工作，当然，这里的程序是指PLC的用户程序。用户程的用户程序。用户程序一般由用户设计，序一般由用户设计，PLC的厂家或代销商不供应。用语句的厂家或代销商不供应。用语句表达的程序不大直观，可读性差，特殊是较困难的程序，表达的程序不大直观，可读性差，特殊是较困难的程序，更难读，

46、所以多数程序用梯形图表达。更难读，所以多数程序用梯形图表达。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC3、梯形图：梯形图是通过连线把、梯形图：梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在指令的梯形图符号连接在一起的连接图，用以表达所运用的一起的连接图，用以表达所运用的PLC指令及其前后依次。指令及其前后依次。它与电气原理图很相像。它与电气原理图很相像。4、梯形图与助记符的对应关系：助记符指令与梯形图指令有严、梯形图与助记符的对应关系：助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系，有了梯形图就可将其翻译成助记符程序，反格的对应关系，有了梯形图就可将其翻译成助记符程序，反之依据助

47、记符，也可画出与其对应的梯形图。即梯形图的连之依据助记符，也可画出与其对应的梯形图。即梯形图的连线又可把指令的依次予以体现。一般讲，其依次为：先输入，线又可把指令的依次予以体现。一般讲，其依次为：先输入，后输出（含其他处理）；先上，后下；先左，后右。后输出（含其他处理）；先上，后下；先左，后右。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC5、梯形图与电气原理图的关系：假如仅考虑逻辑限制，梯形图、梯形图与电气原理图的关系：假如仅考虑逻辑限制，梯形图与电气原理图也可建立起确定的对应关系。如梯形图的输出与电气原理图也可建立起确定的对应关系。如梯形图的输出（OUT）指令，对应于继电

48、器的线圈，而输入指令（如）指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如LD，AND，OR）对应于接点，等等。这样，原有的继电限制逻辑，）对应于接点，等等。这样，原有的继电限制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。序。有了这个对应关系，用有了这个对应关系，用PLC程序代表继电逻辑是很简洁的。程序代表继电逻辑是很简洁的。这也是这也是PLC技术对传统继电限制技术的继承。技术对传统继电限制技术的继承。下面介绍梯形图、语句表，通过介绍这两个内容进一步理解上下面介绍梯形图、语句表，通过介绍这两个内容进一步理解上面五点。面五点。返回多媒

49、体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC 2.3.1 梯形图梯形图梯形图在形式上类似于继电器限制电路，如图梯形图在形式上类似于继电器限制电路，如图2.18所示。所示。它是用图形符号等连接而成，它是用图形符号等连接而成，这些符号依次为常开接点，这些符号依次为常开接点，常闭接点，并联接点，串联常闭接点，并联接点，串联接点，继电器线圈等。每一接点，继电器线圈等。每一接点和线圈均对应一个编号。接点和线圈均对应一个编号。不同机型的不同机型的 L L，其编号，其编号方法不一。方法不一。多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC输出继电器线圈输出继电器线圈输出继电器

50、线圈输出继电器线圈KMSB1SB2KM梯形图中用梯形图中用表示表示 PLC 编程编程元件的动合触点元件的动合触点动断触点动断触点线圈线圈()连连动动线线路路梯梯形形图图PLC 输入输入继电器继电器动断触点动断触点(END)动合触点动合触点X2X1Y1Y1动合触点动合触点()多媒体课件制作多媒体课件制作PowerPoint教程教程 PLC梯形图的特点：梯形图的特点：1）梯形图按自上而下，从左到右的依次排列。每个继电器）梯形图按自上而下，从左到右的依次排列。每个继电器线圈为一个逻辑行，即一层阶梯。每一逻辑行起于左母线圈为一个逻辑行，即一层阶梯。每一逻辑行起于左母线，然后是接点的各种连接，最终最终继