《可编程控制器a模板课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可编程控制器a模板课件（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、n9.1 PLC9.1 PLC的基本结构、工作原理和主要特点的基本结构、工作原理和主要特点n9.2 PLC9.2 PLC的内部等效继电器电路的内部等效继电器电路n9.3 PLC9.3 PLC的编程与指令系统的编程与指令系统n9.4 PLC9.4 PLC的应用的应用机电传动控制机电传动控制第第9 9章章 可编程序控制器（可编程序控制器（PLCPLC）简介简介第第9 9章章 可编程序控制器（可编程序控制器（PLCPLC）可编程控制器可编程控制器(Programmable Logic Controller)(Programmable Logic Controller)，又称可编程逻辑控制器又称可编程
2、逻辑控制器, ,简称简称PLCPLC，PLCPLC是微机技术与继电器控制技术相结合的产物；是微机技术与继电器控制技术相结合的产物；PLCPLC是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，的新型控制器，是一种是一种以微处理器为核心以微处理器为核心的的数字控数字控制专用计算机制专用计算机。19691969年第一台年第一台PLCPLC问世问世, ,是针对工业自动控制特点和是针对工业自动控制特点和需要而开发的。需要而开发的。 1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司( (GM) )，为了适应汽车型号不断更新的
3、需要，提出了十条技术指标，为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标，在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置。在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置。 编程方便，可在现场修改程序；编程方便，可在现场修改程序； 维护方便，最好采用插件式结构；维护方便，最好采用插件式结构； 可靠性高于继电器控制装置；可靠性高于继电器控制装置； 数据可直接输入管理计算机；数据可直接输入管理计算机； 体积小于继电器控制装置；体积小于继电器控制装置； 成本可与继电器控制装置竞争；成本可与继电器控制装置竞争； 输入电源可为市电输入电源可为市电（交流交流115V）； 输出电源可为市电，负载电流要求在输出
4、电源可为市电，负载电流要求在2A以上，以上， 能直能直接驱动电磁阀、接触器等；接驱动电磁阀、接触器等； 扩展时，原系统要求变更最少；扩展时，原系统要求变更最少； 用户程序存储器容量大于用户程序存储器容量大于4K字节。字节。可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史 1969年美国数字设备公司（年美国数字设备公司（DEC）根据招标的要求，根据招标的要求， 研制出世界上第一台可编程序控制器，研制出世界上第一台可编程序控制器， 并在并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。公司汽车生产线上首次应用成功。 1980年美国电气制造商协会（年美国电气制造商协会（NEMA）
5、正式将其命名为正式将其命名为 可编程序控制器（可编程序控制器（Programmable Controller），），简称简称PCPC。 由于可编程序控制器最初由于可编程序控制器最初 只具备逻辑控制、定时、计数等功能，只具备逻辑控制、定时、计数等功能， 主要是用来取代继电接触器控制，主要是用来取代继电接触器控制， 相当于可编程序逻辑控制器相当于可编程序逻辑控制器（PLC）， 另一方面，为了与个人计算机另一方面，为了与个人计算机（PC）相区别，相区别， 因此可编程序控制器简称为因此可编程序控制器简称为因此可编程序控制器简称为因此可编程序控制器简称为PLCPLC。可编程序控制器的历史可编程序控制器的
6、历史可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史 国际电工委员会国际电工委员会( (IEC) )于于82年年11月、月、85年年1月和月和87年年2月月分别颁发了可编程序控制器标准草稿第一、二稿和第三稿，分别颁发了可编程序控制器标准草稿第一、二稿和第三稿，对可编程序控制器作了如下的定义：对可编程序控制器作了如下的定义： “可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统， 专为在工业环境下应用而设计。专为在工业环境下应用而设计。 它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑 运算、顺序控制、定时、计数和算术运
7、算等操作的命令，运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令， 并通过数字式或模拟式的输入和输出，并通过数字式或模拟式的输入和输出， 控制各种类型的机械或生产过程。控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器及其有关设备，可编程序控制器及其有关设备， 都应按易于与工业控制系统联成一个整体，都应按易于与工业控制系统联成一个整体， 易于扩充功能的原则而设计易于扩充功能的原则而设计”。可编程序控制器的定义可编程序控制器的定义可编程序控制器的定义可编程序控制器的定义第第9 9章章 可编程序控制器（可编程序控制器（PLCPLC）PLCPLC充分利用微处理器优点，以满足各种工业领域的实充分利用微处理
8、器优点，以满足各种工业领域的实时控制要求；时控制要求；照顾到现场电气操作维护入员的技能和习惯，照顾到现场电气操作维护入员的技能和习惯，独具风独具风格形成以格形成以继电器梯形图继电器梯形图为基础的形象编程语言和为基础的形象编程语言和模块模块化化的软件结构的软件结构; ;所以所以, ,不需要具有专门的计算机编程语言知识，使用户不需要具有专门的计算机编程语言知识，使用户程序编制清晰直观、方便易学，调试查错都很容易。程序编制清晰直观、方便易学，调试查错都很容易。PLCPLC已成为已成为现代工业控制现代工业控制的三大支柱（的三大支柱（PLC, CAD/CAM, PLC, CAD/CAM, ROBOTRO
9、BOT）之一。之一。 可编程控制器的结构可编程控制器的结构整体式整体式整体式整体式PLCPLCPLCPLC组成示意图组成示意图组成示意图组成示意图一、一、中央处理单元中央处理单元 二、二、存储器存储器 三、三、输入输入/ /输出模块输出模块四、四、电源电源 五、五、外部设备外部设备 装有装有CPU的单元称为的单元称为CPU模块，其他称为扩展模块。模块，其他称为扩展模块。 CPU与各扩展模块间通过电缆连接。与各扩展模块间通过电缆连接。 中、大型机常采用组合式中、大型机常采用组合式PLC。组合式组合式组合式组合式PLCPLCPLCPLC组成示意图组成示意图组成示意图组成示意图 各单元分别做成相应的
10、电路板或模块，插在底板上，各单元分别做成相应的电路板或模块，插在底板上， 模块之间通过底板上的总线相互联系。模块之间通过底板上的总线相互联系。一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构西门子西门子西门子西门子S7-300S7-3009.1.5 9.1.5 可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构西门子西门子西门子西门子S7-400S7-400三菱三菱三菱三菱FXFX2N2N系列系列系列系列一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构一
11、、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构1.中央处理单元中央处理单元CPUPLC的核心，其主要作用是：的核心，其主要作用是：(1)接收从编程器输入的用户程序，并存入程序存储器中；接收从编程器输入的用户程序，并存入程序存储器中；(2)扫描采集现场输入状态和数据，存入相应数据寄存器；扫描采集现场输入状态和数据，存入相应数据寄存器；(3)执行用户程序，从程序存储器中逐条取出用户程序，经过执行用户程序，从程序存储器中逐条取出用户程序，经过解释程序解释后逐条执行；解释程序解释后逐条执行；完成程序规定的完成程序规定的逻辑和算术运算逻辑和算术运算，产生相应的控制信号去控制，产生相应的控制信号去控制输出
12、电路，实现程序规定的各种操作；输出电路，实现程序规定的各种操作；(4)通过故障自诊断程序，诊断通过故障自诊断程序，诊断PLC的各种运行错误。的各种运行错误。因此，因此，CPU的性能对的性能对PLC的整机性能有着决定性的影响。的整机性能有着决定性的影响。n9.1.1 PLC的基本结构的基本结构9.1 PLC9.1 PLC的基本结构、工作原理和主要特点的基本结构、工作原理和主要特点2.存储器存储器:存放程序和数据，分系统程序和用户程序。存放程序和数据，分系统程序和用户程序。1)系统程序存储器系统程序存储器(区区)：固化在：固化在ROM或或EPROM中。中。2)用户程序存储器用户程序存储器(区区)：
13、通过编程器输入，为便于程：通过编程器输入，为便于程序的调试、修改、扩充、完善，该存储器使用序的调试、修改、扩充、完善，该存储器使用RAM3)变量变量(数据数据)存储器存储器(区区)：存放：存放PLC内部逻辑变量，内部逻辑变量，如内部继电器、如内部继电器、I/O寄存器、定时器计数器中逻辑寄存器、定时器计数器中逻辑变量的现行值，在变量的现行值，在CPU进行逻辑运算时需随时读出与进行逻辑运算时需随时读出与更新，采用更新，采用RAM。n9.1.1 PLC的基本结构的基本结构9.1 PLC9.1 PLC的基本结构、工作原理和主要特点的基本结构、工作原理和主要特点9.1 PLC9.1 PLC的基本结构、工
14、作原理和主要特点的基本结构、工作原理和主要特点3.输入输出接口（输入输出接口（I/O )：PLC的的I/O接口按强电要求设计，其输入接口可接受强电信接口按强电要求设计，其输入接口可接受强电信号，其输出接口可直接和强电设备相连。号，其输出接口可直接和强电设备相连。小型小型PLCPLC，通常将通常将I/OI/O部分装在部分装在PLCPLC本体部分；本体部分；中大型中大型PLCPLC，厂家通常将厂家通常将I/OI/O部分做成可供选取、扩充的模部分做成可供选取、扩充的模块，用户可根据自己的需要选取不同功能、不同块，用户可根据自己的需要选取不同功能、不同点数点数(1(1点点相当于微机相当于微机I/OI/
15、O接口的接口的1 1位位) )，组成自己的控制系统。，组成自己的控制系统。 为便于检查，每个为便于检查，每个I/O点都接有点都接有指示灯指示灯，某点接通时，相应，某点接通时，相应指示灯发光指示，用户可方便地检查各点的通断状态。指示灯发光指示，用户可方便地检查各点的通断状态。n9.1.1 PLC的基本结构的基本结构输入信号多为开关量，电输入信号多为开关量，电路结构类似，交直流都有。路结构类似，交直流都有。n9.1.1 PLC的基本结构的基本结构3.输入输出接口（输入输出接口（I/O )：1)输入接口输入接口图图9.2是是8点直流开关量输入接口电路，点直流开关量输入接口电路，8个输入接线端子，个输
16、入接线端子，COM为公共端；为公共端；24V直流电源直流电源为为PLC内部专供输入接口的电源；内部专供输入接口的电源；K0-K7为外接开关；发光二极管为外接开关；发光二极管LED为输入状态指示灯；为输入状态指示灯；R限流电阻，为限流电阻，为LED和光电藕合器件提供合适的工作电流。和光电藕合器件提供合适的工作电流。功能是采集现场各种开功能是采集现场各种开关接点状态信号，并将关接点状态信号，并将其转换成标准逻辑电平，其转换成标准逻辑电平，送送CPUCPU处理。处理。1)输入接口输入接口n9.1.1 PLC的基本结构的基本结构3.输入输出接口（输入输出接口（I/O )：输入电路的工作原理输入电路的工
17、作原理主机电压5v，驱动外接传感器24v等效电路等效电路等效电路等效电路PLCPLC控制接线图控制接线图控制接线图控制接线图PLC控制控制等效电路图等效电路图（PLC的的I/ /O配置图配置图）继电器继电器继电器继电器- -接触器控制电路图接触器控制电路图接触器控制电路图接触器控制电路图注意注意注意注意SB2X1SB2X1输入输入电路电路输出输出电路电路梯形图梯形图梯形图梯形图电路中光电耦合器件的作用三点：电路中光电耦合器件的作用三点：(1)现场与现场与PLC主机电气隔离，提高抗干扰性主机电气隔离，提高抗干扰性;(2) 外电路出故障时，避免强电侵入而损坏主机；外电路出故障时，避免强电侵入而损坏
18、主机；(3)电平变换，现场开关信号可能有各种电平，光电电平变换，现场开关信号可能有各种电平，光电耦合器将它们变换成耦合器将它们变换成PLC主机要求的主机要求的标准逻辑电平；标准逻辑电平；高电平近似高电平近似5V，与外电路的输入电平无关与外电路的输入电平无关 ；n9.1.1 PLC的基本结构的基本结构3.输入输出接口（输入输出接口（I/O )：1)输入接口输入接口2) 输出接口输出接口适应不同负载，有多种方式。适应不同负载，有多种方式。n9.1.1 PLC的基本结构的基本结构3.输入输出接口（输入输出接口（I/O )：继电器输出方式可用继电器输出方式可用于直流或交流负载。于直流或交流负载。图图9
19、.3所示电路是继电所示电路是继电器输出接口电路。器输出接口电路。9.1 PLC9.1 PLC的基本结构、工作原理和主要特点的基本结构、工作原理和主要特点晶体管输出方式用于直流负载；晶体管输出方式用于直流负载；双向晶闸管输出方双向晶闸管输出方式用于交流负载；式用于交流负载；编程器是编程器是PLC中一种主要的外部设备，它是开发、维护中一种主要的外部设备，它是开发、维护PLC控制系统的必备设备。控制系统的必备设备。编程器用于用户程序的编辑、调试、检查和监视，还可以编程器用于用户程序的编辑、调试、检查和监视，还可以通过其键盘调用、显示通过其键盘调用、显示PLC的一些内部状态和系统参数。的一些内部状态和
20、系统参数。它通过通信端口与它通过通信端口与CPU联系，完成入机对话连接。联系，完成入机对话连接。编程器上有供编程用的各种功能键和显示灯，以及编程、编程器上有供编程用的各种功能键和显示灯，以及编程、监控转换开关。监控转换开关。编程器的键盘采用梯形图语言键编程器的键盘采用梯形图语言键符或命令语言助记键符，符或命令语言助记键符，也可以采用软件指定的功能键符，通过屏幕对话方式进行也可以采用软件指定的功能键符，通过屏幕对话方式进行编程。编程。 4编程器编程器9.1.1 PLCPLC的基本结构的基本结构编程器有便携和编程器有便携和CRT两类。两类。智能式既可联机编程，又可脱机编程。智能式既可联机编程，又可
21、脱机编程。便携式只能联机编程，但体积小，重量轻，便于现场使用。便携式只能联机编程，但体积小，重量轻，便于现场使用。智能式的主要缺点是体积大，价格贵，不便于现场使用。小智能式的主要缺点是体积大，价格贵，不便于现场使用。小型型PLC主要采用便携式编程器。主要采用便携式编程器。编程器是专用的，不同型号的编程器是专用的，不同型号的PLC都有自己专用的编程器，都有自己专用的编程器，不能通用。不能通用。PLC正常工作时，不一定需要编程器。因此，多台同型号的正常工作时，不一定需要编程器。因此，多台同型号的PLC可以只配一个编程器。可以只配一个编程器。4编程器编程器5.PLC5.PLC的外设的外设可配打印机、
22、可配打印机、EPROM写入器及高分辨率彩屏监控设备等。写入器及高分辨率彩屏监控设备等。9.1.1 PLCPLC的基本结构的基本结构与普通微机类似，与普通微机类似，PLC也是由硬件和软件两大部分组成的。也是由硬件和软件两大部分组成的。在软件的控制下，在软件的控制下，PLC才能正常地工作。才能正常地工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。软件分为系统软件和应用软件两部分。PLC的基本工作过程如下：的基本工作过程如下：(1)输入现场信息：输入现场信息：在系统软件的控制下，顺次扫描各输入在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点，读入各输入点的状态；点，读入各输入点的状态；(2)执行程序：执行程序：顺次扫描
23、用户程序中的各条指令，根据输入顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算；状态和指令内容进行逻辑运算；(3)输出控制信号：输出控制信号：根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器（锁存器）向各输出点（锁存器）向各输出点并行发出并行发出相应的控制信号，实现所要相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。求的逻辑控制功能。n9.1.2 PLC的工作原理的工作原理9.1 PLC9.1 PLC的基本结构、工作原理和主要特点的基本结构、工作原理和主要特点PLC的基本工作过程（如图的基本工作过程（如图9.4）：）：(4)上述过程执行完后，又重新开始，上述过程执
24、行完后，又重新开始，反复执行。反复执行。每执行一遍所需时间称为扫每执行一遍所需时间称为扫描周期。描周期。PLC的扫描周期通常为几十的扫描周期通常为几十ms。(5)实际应用中，大多数机械设备工作实际应用中，大多数机械设备工作过程可分为一系列过程可分为一系列不断重复不断重复的顺序操作，的顺序操作，PLC的工作方式与此相似。的工作方式与此相似。(6)因此，因此，PLC的程序可与机器的动作的程序可与机器的动作一一对应，程序编制简单、直观，不易一一对应，程序编制简单、直观，不易出错，容易修改，大大减少了软件的开出错，容易修改，大大减少了软件的开发费用，缩短了软件的开发周期。发费用，缩短了软件的开发周期。
25、n9.1.2 PLC的工作原理的工作原理图图9.4 PLC9.4 PLC扫描过程扫描过程PLC的基本工作过程（如图的基本工作过程（如图9.4）：）：(7)(7)为提高可靠性，及时接收外来指令，为提高可靠性，及时接收外来指令，每次扫描期间，还要进行故障自诊断，每次扫描期间，还要进行故障自诊断，完成与编程器等的通信。完成与编程器等的通信。(8)每次扫描每次扫描开始开始，先执行一次自诊断，先执行一次自诊断程序，对各输入输出点、存储器和程序，对各输入输出点、存储器和CPU等的等的当前状态当前状态进行诊断测试，与进行诊断测试，与正常标准状态比较，若两者一致，说正常标准状态比较，若两者一致，说明各部分工作
26、正常，明各部分工作正常，若若不一致则认为不一致则认为有故障，有故障，PLC立即启动关机程序，保立即启动关机程序，保留现行工作状态，并关断所有输出点，留现行工作状态，并关断所有输出点，然后停机。然后停机。n9.1.2 PLC的工作原理的工作原理图图9.4 PLC9.4 PLC扫描过程扫描过程工作原理工作原理工作原理工作原理循环扫描工作方式循环扫描工作方式循环扫描工作方式循环扫描工作方式 PLC工作状态：工作状态： 运行运行( (RUN) )状态，状态， 执行应用程序。执行应用程序。 停止停止( (STOP) )状态，状态， 编制与修改程序。编制与修改程序。 PLC执行一次扫描执行一次扫描 操作所
27、需的时间操作所需的时间 称为扫描周期。称为扫描周期。 典型值典型值1100ms。 其中大部分时间其中大部分时间 用于完成用户程序用于完成用户程序 的三个阶段。的三个阶段。 1 1应用灵活、扩展性好应用灵活、扩展性好PLCPLC的用户程序可简单而方便地编制和修改，以适应各种的用户程序可简单而方便地编制和修改，以适应各种工艺流程变更的要求。工艺流程变更的要求。PLCPLC的安装和现场接线简便，可按积木方式扩充控制系统的安装和现场接线简便，可按积木方式扩充控制系统规模和增删其功能以满足各种应用场合的要求。规模和增删其功能以满足各种应用场合的要求。2 2操作方便操作方便梯形图形式的编程语言与功能编程键
28、符的运用，使用户程梯形图形式的编程语言与功能编程键符的运用，使用户程序的编制清晰直观。序的编制清晰直观。3 3标准化的硬件和软件设计、通用性强标准化的硬件和软件设计、通用性强4 4完善的监视和诊断功能完善的监视和诊断功能5 5控制功能强控制功能强既可完成顺序控制，又可进行闭环回路控既可完成顺序控制，又可进行闭环回路控制，还可实现数据处理和简单的生产事务制，还可实现数据处理和简单的生产事务. .n9.1.3 PLC的主要特点的主要特点6 6可适应恶劣的工业应用环境可适应恶劣的工业应用环境PLCPLC的现场连线选用双绞屏蔽线、同轴电缆或光导纤维等。的现场连线选用双绞屏蔽线、同轴电缆或光导纤维等。因
29、而因而PLCPLC的耐热、防潮、抗干扰和抗振动等性能较好。的耐热、防潮、抗干扰和抗振动等性能较好。通常通常PLCPLC可在可在0-600-600 0C C正常运行，不需强迫风冷。可承受峰一正常运行，不需强迫风冷。可承受峰一峰值为峰值为1000V1000V、脉宽为脉宽为1 1微秒的矩形脉冲串线路尖峰干扰。微秒的矩形脉冲串线路尖峰干扰。7 7体积小、重最轻、性能价格比高、省电。体积小、重最轻、性能价格比高、省电。以日本三菱公司的以日本三菱公司的F-40MF-40M型为例，它具有型为例，它具有2424点输入，点输入，1616点输点输出，出，1616个定时器，个定时器，1616个计数器和个计数器和19
30、2192个辅助继电器，其尺寸个辅助继电器，其尺寸仅为仅为225 X 80 X 100mm3225 X 80 X 100mm3，重量为重量为1.5kg1.5kg，传统继电器逻辑控传统继电器逻辑控制柜无法与之相比。制柜无法与之相比。n9.1.3 PLC的主要特点的主要特点n 9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电器电路 PLCPLC是一种专用微机，但用来实现继电器是一种专用微机，但用来实现继电器接触器控制功能时，接触器控制功能时，不必从计算机角度去研究，可将不必从计算机角度去研究，可将PLCPLC内部结构等效为一个继电内部结构等效为一个继电器系统。器系统。在在P
31、LCPLC内部有很多存储器，一个存储器单元由内部有很多存储器，一个存储器单元由8 8位触发器组成，位触发器组成，一个触发器等效为一个继电器一个触发器等效为一个继电器，这种等效继电器的通断是由软，这种等效继电器的通断是由软件控制的，故也可叫软继电器。件控制的，故也可叫软继电器。用户使用这些软继电器，通过编程实现所需要的逻辑控制功能。用户使用这些软继电器，通过编程实现所需要的逻辑控制功能。nPLC内部等效继电器原理内部等效继电器原理9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电器电路 n表表9.29.2是是F-40MF-40M的内部等效继电器及地址编号表。的内部等效继电
32、器及地址编号表。9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电器电路 等效继电器基本单元扩展单元地址号数目地址号数目输入继电器X40041350051312124144275145271212输出继电器Y4304375305378844044754054788时间继电器T450457550557(0.1999)s88计数继电器C460467560567(1999)次88辅助继电器M10027730037712864特殊继电器M70-71-72-76-775n各类等效继电器的功能和使用方法各类等效继电器的功能和使用方法9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编
33、程序控制器的内部等效继电器电路 1 1输输入入继继电电器器XX专专门门接接收收外外部部开开关关或或传传感感器器等等发发来来的的信信号，与号，与PLCPLC的输入端子相连，的输入端子相连，只只能能由由外外部部信信号号驱驱动动，不不能能用用内内部部程程序序指指令令控控制制，所所以以在在梯梯形形图图中中输输入入继继电电器器没没有有线线圈圈，只只提提供供若若干干常常开开触触点点和和常常闭闭触触点点，触触点点即即触触发发器器的的状状态态表表示示外外部部输输入入信信号号的的状状态态，仅仅供供编编程使用，而不能直接输出去驱动外部载。程使用，而不能直接输出去驱动外部载。2 2输出继电器输出继电器YY专门将输出
34、信号专门将输出信号传送给外部负载传送给外部负载。按按程程序序执执行行的的结结果果而而被被激激励励，每每一一输输出出继继电电器器仅仅有有一一对对外外部部输出触点，输出触点，其状态对应输出寄存器的输出。其状态对应输出寄存器的输出。输输出出继继电电器器经经输输出出寄寄存存器器、输输出出接接口口电电路路与与PLCPLC的的输输出出端端子子相连，用以控制外接负载。相连，用以控制外接负载。也可提供若干对动合、动断触点供编程时使用。也可提供若干对动合、动断触点供编程时使用。n各类等效继电器的功能和使用方法各类等效继电器的功能和使用方法9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电
35、器电路 3.3.时间继电器时间继电器TT又叫定时器，定时值又叫定时器，定时值K为为0. 1S-999S。定定时时器器的的功功能能：当当输输入入条条件件使使定定时时器器虚虚拟拟线线圈圈得得电电（实实际际触触发发器器置置“1”) ，定定时时器器启启动动开开始始计计时时，即即以以0.1s为为单单位位开开始始从从设设定定的的定定时时值值递递减减，当当定定时时器器中中设设定定的的定定时时值值K减减到到0时时（即即延延时时时时间间到到），定定时时器器的的输输出出触触点点就就动动作作（动动合合闭闭合合，动断断开），并停止计时。动断断开），并停止计时。定定时时器器的的定定时时时时间间到到，若若其其线线圈圈还还
36、处处于于得得电电状状态态，那那它它的的动动合合触触点点就就一一直直闭闭合合、动动断断触触点点就就一一直直断断开开；反反之之，若若其其线线圈圈断断电电（实实为为触触发发器器置置“0”），则则它它的的触触点点恢恢复复常常态态（动动合合断开，动断闭合）。定时器复位断开，动断闭合）。定时器复位。如如果果在在计计时时过过程程中中，定定时时器器线线圈圈断断电电，则则立立即即停停止止计计时时并并复复位位；若若定定时时器器线线圈圈再再得得电电，则则定定时时器器又又从从初初始始设设定定值值K开开始始重新计时。重新计时。n各类等效继电器的功能和使用方法各类等效继电器的功能和使用方法9.29.2可编程序控制器的内部
37、等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电器电路 图图9.6为实现输出比输入延时断开的控制电路。为实现输出比输入延时断开的控制电路。输入继电器输入继电器X400由接通变为断开时，定时器开始计时。由接通变为断开时，定时器开始计时。 3.3.时间继电器时间继电器T Tn各类等效继电器的功能和使用方法各类等效继电器的功能和使用方法9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电器电路 4计数继电器计数继电器C亦称计数器，可对外部事件或内部脉冲进亦称计数器，可对外部事件或内部脉冲进行计数，计数值为行计数，计数值为1-999个数。计数器编程梯形图功能如下：个数。计数器编程梯形图
38、功能如下：C460工作前，先使计数器复工作前，先使计数器复位，即从复位端输入一个脉位，即从复位端输入一个脉冲，使计数器置入设定值冲，使计数器置入设定值K（图中图中K=10)；由由X400接通一次（先合后开）接通一次（先合后开）产生一个脉冲来复位；产生一个脉冲来复位；以后当输入端以后当输入端X401接通一次，计数值减接通一次，计数值减1，到设定的计数值，到设定的计数值K减到减到0时，计数器的输出触头动作，触点时，计数器的输出触头动作，触点C460闭合，输出继电闭合，输出继电器器Y430得电；只要得电；只要X400输人保持断开，输人保持断开，C460的触点就一直保的触点就一直保持接通；持接通； n
39、各类等效继电器的功能和使用方法各类等效继电器的功能和使用方法9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电器电路 5 5辅助继电器辅助继电器MM和输出继电器一样，只能由程序指令控和输出继电器一样，只能由程序指令控制，专供内部编程使用，它相当于制，专供内部编程使用，它相当于继电器继电器接触器接触器控制系统控制系统中的中间继电器，但其触点不可直接驱动外部负载。中的中间继电器，但其触点不可直接驱动外部负载。辅助继电器又分为辅助继电器又分为通用辅助继电器通用辅助继电器和具有和具有断电保护的保持辅断电保护的保持辅助继电器助继电器（断电后再行供电时，保持断电前的状态）。（断电后
40、再行供电时，保持断电前的状态）。辅助继电器除作中间继电器使用外，还可作移位寄存器。通辅助继电器除作中间继电器使用外，还可作移位寄存器。通常由同一单元的常由同一单元的8位（或位（或16位）辅助继电器组成一个移位寄位）辅助继电器组成一个移位寄存器。某单元一经选作移位寄存器，就不能再作它用。存器。某单元一经选作移位寄存器，就不能再作它用。实际应用中，可以利用移位寄存器进行顺序控制。实际应用中，可以利用移位寄存器进行顺序控制。n各类等效继电器的功能和使用方法各类等效继电器的功能和使用方法9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电器电路 6.6.特殊的辅助继电器特殊的辅助
41、继电器MMF F系列系列PLCPLC有有5 5个特殊辅助继电器，个特殊辅助继电器，地址编号为地址编号为70, 71, 72, 76, 7770, 71, 72, 76, 77，其功能如下。其功能如下。1)M701)M70：监测运行。监测运行。PLCPLC运行时，运行时，M70M70保持通电，触点闭合。其保持通电，触点闭合。其触点常接一指示灯，用来指示触点常接一指示灯，用来指示PLCPLC是否还在运行。是否还在运行。2)M712)M71：产生初始化脉冲。产生初始化脉冲。M70M70接通后，在第一个扫描周期接通后，在第一个扫描周期M71M71得电，产生一个输出脉冲，以后便失电。编程中，常用这个得电
42、，产生一个输出脉冲，以后便失电。编程中，常用这个信号来给计数器或移位寄存器复位。信号来给计数器或移位寄存器复位。3)M723)M72：产生间隔产生间隔l00msl00ms的时钟脉冲，断、合时间均为的时钟脉冲，断、合时间均为50ms50ms， 运行后，其触点连续断合，提供周期运行后，其触点连续断合，提供周期l00msl00ms的连续脉冲输出。的连续脉冲输出。4)M764)M76：监测电池电压下降。当用于掉电保护的锂电池电压不监测电池电压下降。当用于掉电保护的锂电池电压不足时，足时，M76M76得电，相应的指示灯亮，告诉用户于一个月内更换得电，相应的指示灯亮，告诉用户于一个月内更换锂电池，否则，市
43、电停电时将造成锂电池，否则，市电停电时将造成RAMRAM中的程序丢失。中的程序丢失。n各类等效继电器的功能和使用方法各类等效继电器的功能和使用方法9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电器电路 6.6.特殊的辅助继电器特殊的辅助继电器MMF F系列系列PLCPLC有有5 5个特殊辅助继电器，个特殊辅助继电器，地址编号为地址编号为70, 71, 72, 76, 7770, 71, 72, 76, 77，其功能如下。其功能如下。5)M775)M77：禁止全部输出。禁止全部输出。M77M77得电时，全部输出继电器得电时，全部输出继电器Y Y的输的输出自动断开，但其他
44、继电器、定时器、计数器仍继续工作。出自动断开，但其他继电器、定时器、计数器仍继续工作。常用它作为设备的总停控制用常用它作为设备的总停控制用。例如，可用急停按钮、安全。例如，可用急停按钮、安全开关等作为它的输人信号。开关等作为它的输人信号。除除M77M77外，其他特殊继电器都不能通过编程使它们动作。外，其他特殊继电器都不能通过编程使它们动作。n各类等效继电器的功能和使用方法各类等效继电器的功能和使用方法9.29.2可编程序控制器的内部等效继电器电路可编程序控制器的内部等效继电器电路 定时器原理定时器原理计数器也可作定时器使用。计数器也可作定时器使用。图图9.89.8所示是由计数器所示是由计数器C
45、461C461组组成的成的60s60s定时器定时器X402X402接通，周期接通，周期100ms100ms的时钟的时钟脉冲脉冲M72M72使计数器使计数器C461C461计数计数; ;当计数值达到设定值当计数值达到设定值600600（即（即0.1X600= 60s0.1X600= 60s）时，触点时，触点C461C461闭合，使闭合，使Y531Y531接通。接通。三菱三菱FXFX2N2N系列可编程控制器系列可编程控制器 FX2N系列系列PLC是三菱公司的典型产品，按叠装式配置。是三菱公司的典型产品，按叠装式配置。 由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。由基本单元、扩展单元、扩展模块
46、及特殊功能单元构成。 基本单元基本单元包括包括CPU、存储器、输入输出口及电源。、存储器、输入输出口及电源。 扩展单元扩展单元是用于增加是用于增加I/ /O点数的装置，内部设置有电源。点数的装置，内部设置有电源。 扩展模块扩展模块用于增加用于增加I/ /O点数及改变点数及改变I/ /O比例，比例， 内部无电源，用电由基本单元或扩展单元供给。内部无电源，用电由基本单元或扩展单元供给。 由于扩展单元及扩展模块无由于扩展单元及扩展模块无CPUCPU， 所以必须与基本单元一起使用。所以必须与基本单元一起使用。 特殊功能单元特殊功能单元，是一些专门用途的装置，是一些专门用途的装置， 如：模拟量控制模块、
47、运动控制模块、通信模块等。如：模拟量控制模块、运动控制模块、通信模块等。一、一、一、一、FXFX2N2N系列系列系列系列可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成三菱三菱FXFX2N2N系列可编程控制器系列可编程控制器 二、二、二、二、FXFX2N2N系列系列系列系列可编程控制器可编程控制器可编程控制器可编程控制器 的型号名称体系及其种类的型号名称体系及其种类的型号名称体系及其种类的型号名称体系及其种类 FX2N系列系列PLC的基本单元名称体系及其种类的基本单元名称体系及其种类 FX2N系列系列PLC的扩展单元名称体系及其种类的扩展单元名称体系及其
48、种类 FX2N系列系列PLC的扩展模块名称体系及其种类的扩展模块名称体系及其种类 FX2N系列系列PLC的特殊功能模块的特殊功能模块FX系列系列PLC的型号含义的型号含义 三菱三菱FXFX2N2N系列可编程控制器系列可编程控制器 存储容量存储容量 这里说的存储容量指的是用户程序存储器的容量。这里说的存储容量指的是用户程序存储器的容量。 输入输入/ /输出输出( (I/ /O) )点数点数 I/ /O点数指点数指PLC面板上的输入、输出端子的个数。面板上的输入、输出端子的个数。 扫描速度扫描速度 一般以扫描一般以扫描1K字所用的时间来衡量扫描速度。字所用的时间来衡量扫描速度。 编程指令的种类和条
49、数编程指令的种类和条数 内部器件的种类和数量内部器件的种类和数量 扩展能力扩展能力 智能单元的数量智能单元的数量 支持软件支持软件三、三、三、三、FXFX2N2N系列系列系列系列可编程控制器的技术指标可编程控制器的技术指标可编程控制器的技术指标可编程控制器的技术指标FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能 可编程控制器的程序，必须借助机内器件来表达，可编程控制器的程序，必须借助机内器件来表达， 这就要求在可编程控制器内部设置具有各种各样功能的，这就要求在可编程控制器内部设置具有各种各样功能的， 能代表控制过程中各种事物的元器件，即能代表控制过程中各种事物的元器件
50、，即编程元件编程元件。 编程元件从物理实质上来说是电子电路及存储器。编程元件从物理实质上来说是电子电路及存储器。 为了明确它们的物理属性，称它们为为了明确它们的物理属性，称它们为“软继电器软继电器”。 编程元件具有编程元件具有线圈和常开常闭触点线圈和常开常闭触点， 而且触点的状态随着线圈的状态而变化，而且触点的状态随着线圈的状态而变化， 由于编程元件只不过是存储单元，可以无限次地访问，由于编程元件只不过是存储单元，可以无限次地访问， 因此编程元件可以有因此编程元件可以有无数多个常开、常闭触点无数多个常开、常闭触点。 编程元件可以组合使用。编程元件可以组合使用。 为了区分元件功能，给为了区分元件
51、功能，给元件编号元件编号，即存储单元的地址。，即存储单元的地址。概述概述概述概述 FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能 FX2N系列可编程控制器的系列可编程控制器的编程元件有：编程元件有： 输入继电器输入继电器( (X) ) 输出继电器输出继电器( (Y) ) 辅助继电器辅助继电器( (M) ) 定时器定时器( (T) ) 计数器计数器( (C) ) 状态状态( (S) ) 寄存器寄存器( (D、V、Z ) ) 指针指针( (P、I) ) 元件序号：元件序号： 输入继电器、输出继电器的序号为输入继电器、输出继电器的序号为八进制八进制， 其余其余器件的序号器件
52、的序号为为十进制十进制。概述概述概述概述例：例： X0X7，X10X17， Y0Y7，Y10Y17， M0M300，；M8002 T0T199， C0C99， S0S9；S20S499； FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能一、一、一、一、输入继电器输入继电器输入继电器输入继电器( ( ( (X X) ) ) ) 二、输出继电器二、输出继电器二、输出继电器二、输出继电器( ( ( (Y Y) ) ) )扩展时扩展时扩展时扩展时最大最大最大最大输入输出输入输出输入输出输入输出合合合合计计计计256256点点点点FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可
53、编程控制器软组件及功能一、一、一、一、输入继电器输入继电器输入继电器输入继电器( ( ( (X X) ) ) ) 二、输出继电器二、输出继电器二、输出继电器二、输出继电器( ( ( (Y Y) ) ) ) FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能三、三、三、三、辅助继电器辅助继电器辅助继电器辅助继电器( ( ( (MM) ) ) )普通型辅助继电器普通型辅助继电器 保持型辅助继电器保持型辅助继电器 特殊辅助继电器特殊辅助继电器 FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能三、三、三、三、辅助继电器辅助继电器辅助继电器辅助继电器( (
54、( (MM) ) ) )特殊辅助继电器特殊辅助继电器 触点利用型触点利用型 例如：例如： M8000、M8001：运行监视继电器：运行监视继电器 M8002、M8003：初始脉冲继电器：初始脉冲继电器 M8005：锂电池电压过低继电器：锂电池电压过低继电器 M8011M8014：内部时钟脉冲：内部时钟脉冲 线圈驱动型线圈驱动型 例如：例如： M8034：全部输出禁止继电器：全部输出禁止继电器 M8040：禁止状态转移：禁止状态转移 M8033：停止时保持输出继电器：停止时保持输出继电器 M8030：电池灭灯：电池灭灯 M8039：恒定扫描：恒定扫描FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系
55、列可编程控制器软组件及功能四、定时四、定时四、定时四、定时器器器器( ( ( (T T) ) ) )1.1.普通定时器普通定时器 100ms普通定时器普通定时器 T0T199，定时范围，定时范围0.13276.7s 10ms普通定时器普通定时器 T200T245，定时范围为，定时范围为0.01327.67s2.2.积算定时器积算定时器 1ms积算定时器积算定时器 T246T249，定时范围为，定时范围为0.00132.767s 100ms积算定时器积算定时器 T250T255，定时范围为，定时范围为0.13276.7sFXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能四、
56、定时四、定时四、定时四、定时器器器器( ( ( (T T) ) ) )100ms普通定时器的工作过程普通定时器的工作过程梯形图梯形图时序图时序图|100ms普通定时器普通定时器 T0T199，定时范围，定时范围0.13276.7s定时器定时器延时触点延时触点输入信号输入信号定时器线圈定时器线圈输出信号输出信号FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能四、定时四、定时四、定时四、定时器器器器( ( ( (T T) ) ) )1ms积算定时器的工作过程积算定时器的工作过程梯形图梯形图时序图时序图|1ms积算定时器积算定时器 T246T249，定时范围为，定时范围为0.
57、00132.767s 定时器定时器延时触点延时触点输入信号输入信号定时器线圈定时器线圈复位信号复位信号复位指令复位指令输出信号输出信号FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能五、计数五、计数五、计数五、计数器器器器( ( ( (C C) ) ) )1.1.内部计数器内部计数器 16位增计数器位增计数器 设定值为设定值为132767， 其中其中C0C99为通用型，为通用型，C100C199为断电保持型。为断电保持型。 32位增位增/ /减计数器减计数器 设定值为设定值为21474836482147483647, 其中其中C200C219为通用型，为通用型，C220
58、C234为断电保持型。为断电保持型。 增增/ /减计数方式由特殊辅助继电器减计数方式由特殊辅助继电器M8200M8234设定。设定。 对应的特殊辅助继电器为对应的特殊辅助继电器为ON时，为减计数。时，为减计数。2.2.高速高速计数器计数器C235C255 单相单计数输入单相单计数输入 单相双计数输入单相双计数输入 双相双计数输入双相双计数输入FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能五、计数五、计数五、计数五、计数器器器器( ( ( (C C) ) ) )1616位增计数器的工作过程位增计数器的工作过程梯形图梯形图时序图时序图|16位增计数器位增计数器 设定值为设
59、定值为132767， 其中其中C0C99为通用型，为通用型，C100C199为断电保持型。为断电保持型。计数器计数器触点触点输入输入信号信号计数器计数器线圈线圈复位信号复位信号输出信号输出信号复位指令复位指令 FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能五、计数五、计数五、计数五、计数器器器器( ( ( (C C) ) ) )3232位增位增/ /减计数器的工作过程减计数器的工作过程增增/减计数方式由特殊辅助继电器减计数方式由特殊辅助继电器M8205设定：设定：M8205为为OFF时，为时，为增增计数；计数； M8205为为ON时，为时，为减减计数。计数。计数器触点
60、计数器触点输输入入信信号号计数器线圈计数器线圈输出信号输出信号复位复位指令指令复复位位信信号号选择选择信号信号特殊辅助特殊辅助继电器继电器9.2.2 9.2.2 FXFX2N2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能五、计数五、计数五、计数五、计数器器器器( ( ( (C C) ) ) )1616位增计数器的工作过程位增计数器的工作过程|C0C99 设定值为设定值为132767计数器计数器触点触点输入输入信号信号计数器计数器线圈线圈复位信号复位信号输出信号输出信号复位指令复位指令四、定时四、定时四、定时四、定时器器器器( ( ( (T T) ) ) )100ms普通定时器的工
61、作过程普通定时器的工作过程|T0T199 定时范围定时范围0.13276.7s定时器定时器延时触点延时触点输入信号输入信号定时器线圈定时器线圈输出信号输出信号可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件( (一一) )可编程控制器的软件分类可编程控制器的软件分类1 1系统软件系统软件系统管理程序用以完成机内运行相关时间分配、系统管理程序用以完成机内运行相关时间分配、 存储空间分配管理及系统自检等工作。存储空间分配管理及系统自检等工作。 用户指令解释程序用以完成用户指令变换为机器码的工作。用户指令解释程序用以完成用户指令变换为机器码的工作。 系统软件在用户使用可编程控制器之前就已装入机内，系
62、统软件在用户使用可编程控制器之前就已装入机内， 并永久保存，在各种控制工作中并不需要做什么调并永久保存，在各种控制工作中并不需要做什么调整。整。2 2应用软件（应用软件（用户软件用户软件） 是用户为达到某种控制目的，是用户为达到某种控制目的， 采用采用PLCPLC厂家提供的编程语言自主编制的程序。厂家提供的编程语言自主编制的程序。( (二二) )应用软件编程语言的表达方式应用软件编程语言的表达方式 应用程序编制需使用可编程控制器生产厂提供的编程语言。应用程序编制需使用可编程控制器生产厂提供的编程语言。 至今为止没有能适合于各种可编程控制器的通用编程语言。至今为止没有能适合于各种可编程控制器的通
63、用编程语言。 国际电工委员会国际电工委员会( (IEC) )于于1994年年5月公布了月公布了 可编程序控制器标准可编程序控制器标准( (IEC1131) )，其中的第三部分是，其中的第三部分是 可编程序控制器的编程语言标准可编程序控制器的编程语言标准( (IEC1131-3) )。 可编程序控制器的五种编程语言可编程序控制器的五种编程语言( (二二) )应用软件编程语言的表达方式应用软件编程语言的表达方式 1 1梯形图梯形图( (LD) ) 梯形图语言是一种以图形符号梯形图语言是一种以图形符号 及其在图中的相互关系及其在图中的相互关系 表示控制关系的编程语言，表示控制关系的编程语言， 是从继
64、电器电路图演变过来的。是从继电器电路图演变过来的。 梯形图是梯形图是PLC编程语言中使用最广泛的一种语言。编程语言中使用最广泛的一种语言。 2 2指令表指令表( (IL) ) 指令表也叫语句表。由语句指令依一定的顺序排列而成。指令表也叫语句表。由语句指令依一定的顺序排列而成。 类似于单片机程序中的汇编语言。类似于单片机程序中的汇编语言。 3 3顺序功能图顺序功能图( (SFC) ) 顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。 体现了一种编程思想，在程序的编制中有很重要的意义。体现了一种编程思想，在程序的编制中有很重要的意义。( (二二) )应用软件编程语言的表达方
65、式应用软件编程语言的表达方式 4 4功能块图功能块图( (FBD) ) 功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言， 用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系， 熟悉数字电路的人比较容易掌握。熟悉数字电路的人比较容易掌握。 5 5结构文体结构文体( (ST) ) 为了增强为了增强PLC的的 数学运算、数据处理、图表显示、报表打印等功能，数学运算、数据处理、图表显示、报表打印等功能， 许多大中型许多大中型PLC都配备了都配备了 PASCAL、BASIC、C语言等高级编程语言。语言等高级编程语言。 这种编程方式叫
66、作结构文本。这种编程方式叫作结构文本。PLCPLC系统与继电接触器系统工作原理的差别系统与继电接触器系统工作原理的差别 在在逻辑控制场合，逻辑控制场合， 可编程控制器的可编程控制器的梯形图梯形图和继电器和继电器线路图线路图非常相似。非常相似。 但是这二者之间在但是这二者之间在运行时序问题上，有着根本的不同。运行时序问题上，有着根本的不同。 这就是两种工作方式的差别：这就是两种工作方式的差别： 对于继电器对于继电器- -接触器系统，为并行工作方式，接触器系统，为并行工作方式， 所有触点的动作是和它的线圈通电或断电同时发生的。所有触点的动作是和它的线圈通电或断电同时发生的。 对于可编程序控制器系统
67、，为串行工作方式，对于可编程序控制器系统，为串行工作方式， 由于指令的分时扫描执行，由于指令的分时扫描执行， 同一个器件的线圈工作和它各个触点的动作并不同时发生。同一个器件的线圈工作和它各个触点的动作并不同时发生。9.39.3可编程序控制器编程与指令系统可编程序控制器编程与指令系统 9.3. 1 PLC9.3. 1 PLC的编程方法与一般规则的编程方法与一般规则1 1、继电器梯形图，、继电器梯形图，2 2、逻辑功能图，、逻辑功能图，3 3功能流程图功能流程图4 4、逻辑代数表达式，、逻辑代数表达式，5 5、指令语句表、指令语句表9.39.3可编程序控制器编程与指令系统可编程序控制器编程与指令系统
