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1、PLC 编程理论与控制原理目录567.778 8第一章 PLC 基本工作原理1 1 基本原理 31 2扫描原理 31 3 I/O映象区 31 4 输入输出操作41 5中断处理 4第二章 PLC 硬件结构2 1 处理器单元2 2 EEPRO M存储模块23 扩展单元24 手执式编程器2 5安装设备一DIN道轨第三章 PLC I/O接口3 1电源电路的连接及性能3 2 接地33 输入输出 934安装位置图 10第四章 基本指令和基本逻辑说明4 1 基本逻辑指令 114 2 基本逻辑指示说明 12第五章 PLC 用户程序编程5 1 完成一个用户程序的步骤 185 2梯形图（LAD ）1853 扫描周
2、期195 4语句表（STL）19第一章 PLC 基本工作原理PLC( Programmable Logic Controller) 是目前工控的主要工具， 具有高可靠性、丰富的 I/O 接口模块、模块化结构、编程简单、安 装维护方便、 系统设计和调试周期短等特点。 广泛应用于逻辑控制、 计数控制、顺序控制、PID控制、数据处理、通信和联网等工业控 制领域。1 基本原理 可编程序控制器要完成控制任务是在其硬件的支持下,通过执行反映控制要求的用户程序来完成的。 这一点是和计算机的工 作原理一致的， 所以可编程序控制器工作的基本原理是建立在计 算机工作原理之上的，其实质上也是一种计算机控制系统，只不
3、过 它具有比计算机更强的与工业过程想连的接口， 具有更适合用于控 制要求的编程语言。可编程序控制器的CPU是采用按顺序逐条扫描用户程序 的运行方式工作的，它的输入输出是在扫描到该I/O点时才读入开关信号或刷新输出信号， 考虑到继电器控制装置中各类触点的动作 时间一般在100MS以上，故可编程序控制器扫描用户程序的时间一 般都小于 100MS。2 扫描原理 可编程序控制器对用户程序的扫描不是执行一就结束,而是对整个程序一遍一遍不停的循环执行 ,直至停机 .扫描周期的长短 ,首先与每条指令执行的时间长短有关 , 其次与所用的指令类型以及包含指令条数的多少有关。 前者取决于 机器的主频既时钟的快慢，
4、机器选定之后，主频也就却定了，后者 取决于被控系统的复杂程度及编程人员的水平。3 I/O映象区在PLC系统中，决定被控变量状态的逻辑关系组成因素多数来自生产现场。从现场采集这些信息的方式有两种。1) 在程序执行中，需要某一信息，就到生产现场去采 集该信息，采集到的信息是实时的，但采集时间可能略多。2) 在每一循环扫描周期内，定时将所需要的现场有 关信息采集到控制器中，存放在预先准备好的一定区域，即 RAM 的某一地址，称为输入映象区，输出映象区亦然。I/O映象区的建立，使系统工作变成一个采集控制系统； 并使可编程序控制器工作时只和内存有关地址单元内所存信息状 态发生关系，而系统输出也只是给内存
5、某一地址单元设定一个状 态，因此，这时的控制系统已经远离实际控制对象，这一点为系统 的标准化生产，大规模生产创造了条件。4 输入输出操作PLC的工作方式是循环扫描执行用户程序，所建立的输入 输出映象区，只是在扫描周期的适当时刻，在操作系统的组织下， 将输入映象区 信息全部倾卸给外设， 同时也可以从外设读入信息。 对一般的外设来讲，这种输入输出方式可以满足要求。但是PLC的功能在不断的扩展，特别是特殊模块、智能模块被当作I/O外设以及中断控制的利用等，对响应的及时性提出了新的要求。所以，输 出交换正常的周期性输入信息就无法满足要求。 系统的周期性扫描 与外设希望的及时响应矛盾的解决办法是设法将有
6、关要输入或输 出的信息分离出来，即这一部分信息的输入输出与系统 CPU的周期 扫描脱离， 利用专门的硬件模块或通过软件利用专门指令去执行某 一个I/O映象区的输入输出。所以，PLC的循环扫描工作方式对外设 希望及时响应要求的实现有一定的困难。5 中断处理PLC中断处理的特点：1) 中断的响应是在系统循环扫描的各个阶段。系统在工 作过程中，不仅对用户程序进行扫描，而且对输入、输出、通信模 块和自诊断程序都实行循环扫描。所以，对中断的响应不仅仅在扫 描用户程序阶段，而且在循环扫描的各个阶段。2) 在PLC系统中，用户程序是循环扫描反复执行的。但是， 对于中断程序来说，只有中断申请被接受后中断程序被
7、扫描 一次。3）中断源排队的先后顺序，在 PLC中，中断源的信息 是通过输入点而进入系统的， 中断源的先后顺序按照它们占用的输 入点编号 的前后顺序自动排队的。在PLC中，中断服务程序的编制与一般微机系统基本一 致。但无中断嵌套关系，且中断服务程序执行的结果应尽快输出给 外设。第二章 PLC 硬件结构PLC是以微CPU为中心的一个小型逻辑单元。 其主要组成部 分是由 MCPU 、CMOSLSI、CMOSIC、LSTTL（Triac relay ） 组成，其中内部还有DC 24V电源。从PLC构成控制系统的方式来说，应包括下面几种部件。* 基本单元（处理器单元）* 扩展单元* 编程器单元* EE
8、PROM 存贮器模块* 通信线缆1 基本单元（处理器单元）处理器单元内部装有由I/O接口电路以及存贮器集合而成 的固体电路，该处理器将处理和控制编程信息，在控制软件的管理 下是输出设备设备为响应输入设备的开 /关状态而接通或断开。其原理方框图如下：EEPROMRAM后备电池电源模块*Y 1* CPU*时钟系统编程信息用编程器输入，也可通过计算机输入用户程序，PLC将用户程序存储在处理器 CMOS RAM中，当处理器断电时，由 备用电池供电，以保证存贮器内容不变。 处理器EEPROM模块和编 程器（手执式）的直流操作电源，由控制器内部带熔丝的电源供电。处理器结构特点：A :电源进线端子，一般具有
9、自提升压线板，为接线提供了 方便，并能确保接线的可靠。B :输出接线端子；输入接线端子与电源进线相同。C:自诊断指示器：DC POWER （绿色）：指示处理器单元已启动， 直流电源已在供电。PC RUN（绿色）：指示处理器单元正在运行操作方式。CPU FUALT （红色）：指示已检测到处理器或 RAM 出现故障，停止操作。BATTERY LOW （红色）：为 CMOS RAM 提供备 用电源的电池， 其电压降低到极限值， LED 灯亮警示用户更换电池。FORMED I/O （淡黄色）：指示一个或多个输入， 输出地址已被强制接通或断开。D ：输入电源保险丝：如果电源的进线端有电压，而 DC PO
10、WER灯不亮，可能是保险死断。E ：输入状态指示灯：当一个输入电路被接通时，则相应 的状态指示灯亮。F:输出状态指示灯：当一个已编程的输出指令是“真” 时，则其相应的输出状态指示灯亮。G :自动/手动开关：当处理器单元电压下降或断开后，重 新启动的方式由开关的位置决定。H： EEPROM 存贮器模块组件： 任选的存贮器模块可插入 处理器单元中。I ：编程器连接器：当需编程、编辑或监视操作时，并与 编程器或电脑相连接。J： 扩展单元的连接：用专用电缆连接。k :备用电池：一般使用的备用电池为锂电池。2 EEPROM 存贮器模块 这是一任选的器件，他能很方便地插入到处理器单元中。 其功能：A :存
11、贮（复制）处理器内RAM中之内容，达到保存用 户程序的目的。B :传递EEPROM中之内容到RAM中。3 扩展单元 其基本尺寸及外形结构与基本单元（处理器单元）相 同，扩展单元只在于扩展I/O地址。其I/O地址是按照扩展单元的排 列次序顺延。4 编程器（手执式） 它是一种用于编程、编辑、监视控制器操作的便携式 编程装置。当需要时，它可用电缆连接到处理器上。其是用户与控 制器之间的通信手段，能立即响应写入的信息，并提示该做什么和 出错信息。功能：在线操作； 编程读出、写入、插入、删除； 监视内部软元件监视、程序检查、工 作状态监视；测试一强制ON/OFF , T、C、D当前值 及设定值的变更；写
12、入文件寄存器等。 特点：清晰的液晶画面 充实的软件 应用指令查询的 HELP 功能 自动步进（ +）、（ -）功能 体积小，随带方便。5 安装 DIN 道轨 处理器可直接安装在电气制柜上，也可以安装在 DIN 道轨上，处理器、扩展单元及其它一些辅助控制单元上有方便安装 在DIN道轨的槽和锁定夹。第三章 PLC I/O接口i 电源电路的连接及性能PLC的电源一般来说是120VAC 240VAC ,适用电压 范围较宽。其外接电源线连接到 PLC的N、L端口。必须注意：A:基本单元与扩展单元的电源， 务必同时 接通或断开。B :在紧急停止时，PLC的输出电路应在 PLC外部切断。C：电源若发生未满10MS的瞬间停电，PLC 的 动作可以连续，长时间 的停电或电压过底，PLC就会停止动作， 输出OFF状态，一旦电源恢复，PLC自动或受动再启动运行（RUN 输入为ON ）。D :为不使电源电压降低，应选用 2m 的电源线。Breaker2 接地
