可编程控制器及其应用

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1、第第1111章章 可编程控制器及其应用可编程控制器及其应用11.1 11.1 可编程控制器的结构和工作方式可编程控制器的结构和工作方式11.2 11.2 可编程控制器的程序编制可编程控制器的程序编制11.3 11.3 可编程控制器应用举例可编程控制器应用举例本章要求：本章要求：1. 了解可编程控制器的结构和工作原理。了解可编程控制器的结构和工作原理。2. 了解可编程控制器的几种基本编程方法。了解可编程控制器的几种基本编程方法。3. 熟悉常用的编程指令。熟悉常用的编程指令。4. 学会使用梯形图编制简单的程序。学会使用梯形图编制简单的程序。第第1111章章 可编程控制器及其应用可编程控制器及其应用

2、1 1、什么是、什么是PLC ?PLC ?PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。是一种专门用于工业控制的计算机。是是计算机技术计算机技术与与自动控制技术自动控制技术相结合而开发的相结合而开发的一种适于工业环境的新型通用自动控制装置。一种适于工业环境的新型通用自动控制装置。 早期的早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制是用来替代继电器、接触器控制的。它主要用于顺序控制，实现逻辑运算。的。它主要用于顺序控制，实现逻辑运算。因此，因此，被称为被称为可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写略写 PLC ) 概述概述第第1111章章 可编程控

3、制器及其应用可编程控制器及其应用它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，是现代工业自动化三大支柱（各个领域，是现代工业自动化三大支柱（PLC、机器人、机器人、CAD/CAM）之一，大大推进了机电）之一，大大推进了机电一体化进程。一体化进程。 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的编程控制器的功能已远远超出了顺序控

4、制的范围，范围，还具有了数据处理、通信、网络等功还具有了数据处理、通信、网络等功能能。被称为。被称为可编程控制器可编程控制器（Programmable controller，略写略写PC)。为区别于。为区别于Personal Computer (PC)，故沿用，故沿用PLC 这个略写。这个略写。第第1111章章 可编程控制器及其应用可编程控制器及其应用11.1 11.1 PLC结构和工作方式结构和工作方式 各种各种PLC都是以微处理器为核心的电子电气都是以微处理器为核心的电子电气系统。系统。PLC各种功能的实现，不仅基于其硬件的各种功能的实现，不仅基于其硬件的作用，而且要靠其软件的支持。作用，

5、而且要靠其软件的支持。 PLC内部主要由主机、输入内部主要由主机、输入 /输出接口、电源、输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分组成。编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分组成。11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的作用可编程控制器的结构及各部分的作用第第1111章章 可编程控制器及其应用可编程控制器及其应用模拟量输入模拟量输入行程开关行程开关继电器触点继电器触点按钮按钮传感器传感器CPUROM、RAM电源部件电源部件输输出出接接口口输输入入接接口口外设接口外设接口指示灯指示灯电磁线圈电磁线圈执行机构执行机构采用光电采用光电隔离装置隔离装置继电器、可控硅、继电器、可控硅、晶

6、体管电路晶体管电路编程器编程器打印机打印机计算机计算机11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用1. 1. 主机主机主机主机 CPU是是是是PLCPLC的核心，一切逻辑运算及判断都是的核心，一切逻辑运算及判断都是的核心，一切逻辑运算及判断都是的核心，一切逻辑运算及判断都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我们常说的电脑芯片。我们常说的电脑芯片。我们常说的电脑芯片。我们常说的电脑芯片。(1) (1) 运行用

7、户程序。运行用户程序。运行用户程序。运行用户程序。(2) (2) 监控输入监控输入监控输入监控输入/ /输出接口状态。输出接口状态。输出接口状态。输出接口状态。(3) (3) 作出逻辑判断和进行数据处理作出逻辑判断和进行数据处理作出逻辑判断和进行数据处理作出逻辑判断和进行数据处理 主机部分包括中央处理器（主机部分包括中央处理器（CPU）、系统程序）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器存储器和用户程序及数据存储器11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用 系统程序存储器：系统程序存储器：系统程序存储器：系统程序存储器：主要存放系统管理和监控程序

8、主要存放系统管理和监控程序主要存放系统管理和监控程序主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定，用户不能更改。固定，用户不能更改。固定，用户不能更改。固定，用户不能更改。 用户程序及数据存储器：用户程序及数据存储器：用户程序及数据存储器：用户程序及数据存储器：主要存放用户编制的应主要存放用户编制的应主要存放用户编制的应主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。用程序及各种暂存数据、中间结果。用程序及各种暂存数据、中

9、间结果。用程序及各种暂存数据、中间结果。 内部存储器内部存储器内部存储器内部存储器有两类：一类是系统程序存储器，另有两类：一类是系统程序存储器，另有两类：一类是系统程序存储器，另有两类：一类是系统程序存储器，另一类是用户程序及数据存储器一类是用户程序及数据存储器一类是用户程序及数据存储器一类是用户程序及数据存储器11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用2. 2. 输入输入输入输入/ /输出输出输出输出(I/O)(I/O)接口接口接口接口 输入接口用于接收输入设备（如：按钮、行程开关、输入接口用于接收输入设备（如：按钮、行程开关、传感器等）的控

10、制信号。传感器等）的控制信号。 输出接口输出接口输出接口输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出电路用于将经主机处理过的结果通过输出电路用于将经主机处理过的结果通过输出电路用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备（如去驱动输出设备（如去驱动输出设备（如去驱动输出设备（如: :接触器、电磁阀、指示灯等）。接触器、电磁阀、指示灯等）。接触器、电磁阀、指示灯等）。接触器、电磁阀、指示灯等）。3. 3. 电源电源电源电源 电源指为电源指为CPU、存储器、存储器、I/O接口等内部电子电接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源路工作所配备的直流开关稳压电源输出三种形式：输出三种形式：继电器

11、继电器 - 低速大功率；可控硅低速大功率；可控硅 - 高速大功率；高速大功率； 晶体管晶体管 - 高速小功率高速小功率输入输入/输出接口：输出接口：采用光电隔离，减少电磁干扰。采用光电隔离，减少电磁干扰。11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用4. 4. 编程器编程器编程器编程器 编程器编程器编程器编程器是是PLC很重要的外部设备，它主要由很重要的外部设备，它主要由键盘键盘、显示器显示器组成。编程器分简易型和智能型两组成。编程器分简易型和智能型两类。小型类。小型PLC常用简易编程器，大、中型常用简易编程器，大、中型PLC多多用智能编程器。用智

12、能编程器。 利用编程器可利用编程器可检查检查、修改修改、调试调试用户程序和用户程序和在线监视在线监视PLC工作状况。现在许多工作状况。现在许多PLC采用和计采用和计算机联接，并利用专用的工具软件进行编程或监算机联接，并利用专用的工具软件进行编程或监控。控。11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用6. 6. 外部设备接口外部设备接口外部设备接口外部设备接口 I/O扩展接口扩展接口用于将扩充外部输入用于将扩充外部输入/输出端子数输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）联接在一起。的扩展单元与基本单元（即主机）联接在一起。5. 5. 输入输出扩展接

13、口输入输出扩展接口输入输出扩展接口输入输出扩展接口 此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相连。外部设备与主机相连。11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用各种扩展接口、高功能模块：各种扩展接口、高功能模块：便于扩展。便于扩展。 小型机：小型机：一体机。有接口可扩展。一体机。有接口可扩展。 中、大型机：中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随模块式。可根据需要在主板上随 意组合意组合。11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用小型机（一体

14、机）：小型机（一体机）：11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用控制电动机的运行；控制电动机的运行；电磁阀的开闭；电磁阀的开闭；产品的计数；产品的计数；设定温度压力；设定温度压力；图为中型可编程控制器。图为中型可编程控制器。图的左边部分为主机部分，右边为输入输出模块。图的左边部分为主机部分，右边为输入输出模块。11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用中、大型机（模块式）：中、大型机（模块式）：11.1.1 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的可编程控制器的结构及各部分的作用作用11.1

15、.2 11.1.2 工作方式工作方式微机：微机：等待命令。等待命令。PLC工作方式：工作方式：顺序扫描、不断循环顺序扫描、不断循环。CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又从第一条指令开始执行，遇到结束符又 返回第一条，不断循环。返回第一条，不断循环。一个扫描周期一个扫描周期 O刷新刷新 I采样采样执行指令执行指令一个扫描周期一个扫描周期输入采样、程序执行、输出刷新输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段，整个三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期扫描周期。输输输输入入入入端端端端子子子子输输输输入入入入锁锁锁锁存存存存器器器器输输输输入入入入状状状

16、状态态态态寄寄寄寄存存存存器器器器输输输输出出出出锁锁锁锁存存存存器器器器输输输输出出出出状状状状态态态态寄寄寄寄存存存存器器器器输输输输出出出出端端端端子子子子程程程程序序序序执执执执行行行行读读读读读读读读写写写写输入采样输入采样输入采样输入采样程序执行程序执行程序执行程序执行输出刷新输出刷新输出刷新输出刷新11.1.2 11.1.2 工作方式工作方式1. 1. 输入采样阶段输入采样阶段输入采样阶段输入采样阶段 PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入所有输入端的所有输入端的通通/断断状态或状态或输入数据输入数据，并将此状态，并将此状态存入输入状态寄存器，

17、即输入刷新。接着转入程存入输入状态寄存器，即输入刷新。接着转入程序执行阶段。序执行阶段。 在程序执行期间，即使输入状态发生变化，在程序执行期间，即使输入状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，只有在下一输入状态寄存器的内容也不会改变，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。11.1.2 11.1.2 工作方式工作方式2. 2. 程序执行阶段程序执行阶段程序执行阶段程序执行阶段 从输入状态寄存器和其它元件状态寄存器中读出从输入状态寄存器和其它元件状态寄存器中读出有关元件的通有关元件的通/断状态，并根据用户程序进行逻辑运断状态，并根据用户程序进行逻辑运

18、算，运算结果再存入输出状态寄存器中。算，运算结果再存入输出状态寄存器中。3. 3. 输出刷新阶段输出刷新阶段输出刷新阶段输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应的在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应的输出状态寄存器的通输出状态寄存器的通/断状态，在输出刷新阶段转存断状态，在输出刷新阶段转存到输出寄存器，去控制各物理继电器的通到输出寄存器，去控制各物理继电器的通/断，这才断，这才是是PLC的实际输出。的实际输出。11.1.2 11.1.2 工作方式工作方式 由由PLC的工作过程可见，的工作过程可见， 在在PLC的程序执行阶的程序执行阶段，即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内容

19、段，即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内容也不会立即改变，要等到下一个周期输入处理阶段也不会立即改变，要等到下一个周期输入处理阶段才能改变。才能改变。 暂存在输出状态寄存器中的输出信号，等到一暂存在输出状态寄存器中的输出信号，等到一个循环周期结束，个循环周期结束，CPU集中将这些输出信号全部输集中将这些输出信号全部输出给输出锁存器，这才成为实际的出给输出锁存器，这才成为实际的CPU输出。输出。 因此全部输入、输出状态的改变就需要一个扫因此全部输入、输出状态的改变就需要一个扫描周期，换言之，输入、输出的状态保持一个扫描描周期，换言之，输入、输出的状态保持一个扫描周期。周期。11.1.2 11.

20、1.2 工作方式工作方式11.1.3 11.1.3 主要主要技术性能技术性能1. 输入输入/输出点数输出点数 ( I/O点数点数 )。 64128 点点 - 小型；小型；128512点点 - 中型；中型；2. 用户程序存储容量。用户程序存储容量。FP1-C24：2720步步3. 扫描速度。扫描速度。 单位：单位： ms /1000步步 或或 s /步步4. 指令系统条数。指令系统条数。5. 编程元件的种类和数量。编程元件的种类和数量。代表字母代表字母 元件名称元件名称 编号范围编号范围 输入继电器输入继电器 输出继电器输出继电器 辅助继电器辅助继电器 定时器定时器 计数器计数器 通用通用“字字

21、”寄存寄存器器 XYRTCWRX0XF 共共16点点Y0Y7 共共8点点R0R62F 共共1008点点T0T99 共共100点点C100C143 共共44点点WR0WR62 共共63个个FP1C24编程元件的表示形式及编号范围编程元件的表示形式及编号范围11.1.3 11.1.3 主要主要技术性能技术性能11.1.4 可编程控制器的主要功能和特点可编程控制器的主要功能和特点1. 1. 主要功能主要功能主要功能主要功能（1）开关逻辑控制）开关逻辑控制（2）定时）定时/计数控制计数控制（3）步进控制）步进控制（4）数据处理）数据处理（5）过程控制）过程控制（6）运动控制）运动控制（7）通信联网）通

22、信联网（8）监控）监控（9）数字量与模拟量的转换）数字量与模拟量的转换2. PLC2. PLC的主要特点的主要特点的主要特点的主要特点(1) 可靠性高，抗干扰能力强。可靠性高，抗干扰能力强。可靠性高，抗干扰能力强。可靠性高，抗干扰能力强。由于采用大规模集成由于采用大规模集成电路和微处理器，使系统器件数大大减少，并且在硬电路和微处理器，使系统器件数大大减少，并且在硬件的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗干扰件的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗干扰措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠性。性。(2)(2) 编程简单，使用方便。编程简单

23、，使用方便。编程简单，使用方便。编程简单，使用方便。(3)(3) 通用性好，具有在线修改能力通用性好，具有在线修改能力通用性好，具有在线修改能力通用性好，具有在线修改能力。PLC硬件采用模硬件采用模块化结构，可以灵活地组态以适应不同的控制对象，块化结构，可以灵活地组态以适应不同的控制对象，控制规模和控制功能的要求。且可通过修改软件，来控制规模和控制功能的要求。且可通过修改软件，来实现在线修改的能力，因此其功能易于扩展，具有广实现在线修改的能力，因此其功能易于扩展，具有广泛的工业通用性。泛的工业通用性。11.1.4 可编程控制器的主要功能和特点可编程控制器的主要功能和特点(4)(4) 缩短设计、

24、施工、投产的周期，维护容易。缩短设计、施工、投产的周期，维护容易。缩短设计、施工、投产的周期，维护容易。缩短设计、施工、投产的周期，维护容易。目前目前PLC产品朝着系列化、标准化方向发展，只需产品朝着系列化、标准化方向发展，只需根据控制系统的要求，选用相应的模块进行组合设根据控制系统的要求，选用相应的模块进行组合设计，同时用软件编程代替了继电控制的硬连线，大计，同时用软件编程代替了继电控制的硬连线，大大减轻了接线工作，同时大减轻了接线工作，同时PLC还具有故障检测和显还具有故障检测和显示功能，使故障处理时间缩短。示功能，使故障处理时间缩短。(5) (5) 体积小，易于实现机电一体化。体积小，易

25、于实现机电一体化。体积小，易于实现机电一体化。体积小，易于实现机电一体化。11.1.4 可编程控制器的主要功能和特点可编程控制器的主要功能和特点1. 用于开关逻辑控制。用于开关逻辑控制。2. 用于机加工数字控制。用于机加工数字控制。3. 用于闭环过程控制。用于闭环过程控制。4. 用于组成多级控制系统。用于组成多级控制系统。5. 用于机器人控制。用于机器人控制。 3. 3. 主要应用主要应用主要应用主要应用11.1.4 可编程控制器的主要功能和特点可编程控制器的主要功能和特点指令语句表语言指令语句表语言梯形图语言梯形图语言常用常用指令语句表语言：指令语句表语言：类似于微机中的汇编语言。类似于微机

26、中的汇编语言。梯形图语言：梯形图语言：沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。11. 2 .1 编程语言编程语言流程图语言流程图语言布尔代数语言布尔代数语言11.2 .2 可编程控制器的编程语言可编程控制器的编程语言X0X1Y0Y0笼型电动机直接起动控制笼型电动机直接起动控制0 ST X01 OR Y022 AN/ X133 OT Y044 ED 地址地址 指令指令 梯形图语言梯形图语言指令语句表语言指令语句表语言KMSB1KMSB2X1-SB1; X0-SB2; Y0-KM(线圈和常开触点线圈和常开触点);11.2.1 11.2.1 编程语言编程语言1

27、1.2.2 梯形图的规则梯形图的规则（2）梯形图中的接点有两种：）梯形图中的接点有两种：常开（常开（ ） 和和 常闭（常闭（ ）X0X1Y0Y0（1）梯形图的左边为起始母线，右边为结束母线。）梯形图的左边为起始母线，右边为结束母线。 梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。（3）继电器的线圈用）继电器的线圈用 表示，表示， 如如 - R0、-Y0 。 线圈前面必须有接点。线圈前面必须有接点。（4）梯形图中，接点可串可并，但线圈只能并不能串。）梯形图中，接点可串可并，但线圈只能并不能串。 X0 X0 Y1 11.2.2 梯形图的规则梯形图的规则PLC的内存除存

28、放用户和系统的程序外，还有四个区：的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区： 寄存器和接点的概念寄存器和接点的概念用户在对这四个区进行操作时，可以以用户在对这四个区进行操作时，可以以寄存器寄存器和和(或或)接点接点的方式进行。的方式进行。I/O区：区：可直接与外部输入、输出端子传递信息可直接与外部输入、输出端子传递信息 内部辅助寄存器区：内部辅助寄存器区：存放中间变量存放中间变量数据区：数据区：存放中间结果存放中间结果专用寄存器区：专用寄存器区：定时时钟、标志、系统内部的命令定时时钟、标志、系统内部的命令11.2.2 梯形图的规则梯形图的规则I/O区：区：可以以接点和寄存器的方式对其进行操作

29、。可以以接点和寄存器的方式对其进行操作。实际输入端子：实际输入端子：X0XF实际输出端子：实际输出端子：Y0Y7其他的其他的I/O区可作为辅助寄存区可作为辅助寄存器用器用。 如：松下电工的如：松下电工的FP1-24 I 区：区： WX0WX12 X0X12F O区：区：WY0WY12 Y0Y12F 内部辅助寄存器区：内部辅助寄存器区：可以以接点和寄存器的方式可以以接点和寄存器的方式 对其操作。（对其操作。（ Rmn 、WRm）数据区：数据区：只能以寄存器的方式进行操作。只能以寄存器的方式进行操作。 （DTm）11.2.2 梯形图的规则梯形图的规则 寄存器寄存器是一个是一个16位二进制单元，位二

30、进制单元，16位中位中的每一位是一个的每一位是一个接点接点，对应外部一个输入，对应外部一个输入/输出端子输出端子。输入寄存器输入寄存器 WXm输出寄存器输出寄存器 WYm输入端子输入端子Xmn输出端子输出端子Ymnm ：十进制数，寄存器编号：十进制数，寄存器编号F E D C B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0寄存器寄存器n：16进制数进制数(0F),寄存器寄存器的的 位址位址以以I/O区为例：区为例： 寄存器和接点的概念寄存器和接点的概念11.2.2 梯形图的规则梯形图的规则F E D C B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0WX0例例1：若若X03 为为“ON”，则则

31、 WX0 的位址的位址3为为 “1”若若 WY1=7，则表明则表明Y10、Y11、Y12三个接点三个接点“ON”1F E D C B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0WY11 1111.2.2 梯形图的规则梯形图的规则PLC中有两类接点：中有两类接点：常开接点常开接点和和常闭接点常闭接点。接点接点通断情况通断情况与接点的与接点的赋值赋值有关：有关：（以（以 X0为例：若为例：若 X0的逻辑赋值为的逻辑赋值为“1”，则，则X0X0接通接通断开断开符号分别为：符号分别为： 常开：常开：；常闭：常闭：若若 X0的逻辑赋值为的逻辑赋值为“0”，则，则X0X0断开断开接通接通11.2.2 梯形

32、图的规则梯形图的规则11.2.3 PLC 指令系统指令系统以下介绍以松下电工的以下介绍以松下电工的PLC产品为例。产品为例。一、指令的分类一、指令的分类 键盘指令键盘指令 非键盘指令非键盘指令 高级指令高级指令1.按编程器输入指令的方式分类按编程器输入指令的方式分类FPII型手持编程器：型手持编程器：通信接口通信接口LCDLCD显示屏显示屏键盘键盘11.2.3 PLC 指令系统指令系统PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT S

33、VACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR键盘指令：键盘指令：可从键盘上可从键盘上直接键入的指令直接键入的指令扩展功能指令：扩展功能指令：用用F F键加功键加功能号方可键入的指令。能号方可键入的指令。非键盘指令：非键盘指令：用指令代码用指令代码方可输入的指令。方可输入的指令。SCSCSCSC指令指令代码代码11.2.3 PLC 指令系统指令系统 基本指令基本指令 数据传送指令数据传送指令 算术运算指令算术运算指令 位移指令位移指令 2. 按指令的功能分类按指令的功能分类 位操作指令位操作指令 数据变换指令数据变换指令 转移控制指令转移控制指令 特殊控制

34、指令特殊控制指令11.2.3 PLC 指令系统指令系统ST （Start） ：从左母线开始一个新逻辑行时，或开始一从左母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时，个逻辑块时， 输入的第一条指令。输入的第一条指令。 二、基本指令二、基本指令功能：功能：读入指定读入指定常开常开接点（接点（X1）的）的ON/OFF信息。信息。ST X1ST/ X1功能：功能：读入指定读入指定常闭常闭接点（接点（X1）的）的ON/OFF信息。信息。X1 X1 1. 1. 起始指令起始指令起始指令起始指令STST，ST/ST/与输出指令与输出指令与输出指令与输出指令OTOT11.2.3 PLC 指令系统指令系统OT （

35、Output） ： 表示输出一个变量。表示输出一个变量。ED （End） ：表示程序结束指令。表示程序结束指令。功能：功能：把输出指令之前的运算结果用于驱动指定把输出指令之前的运算结果用于驱动指定 线圈。线圈。OT Y1Y1 11.2.3 PLC 指令系统指令系统STST/OT指指 令令可使用区域可使用区域X Y R T CX：输入继电器；输入继电器； Y：输出继电器；输出继电器； R：内部继电器内部继电器 ； T：延时器；延时器； C：计数器；计数器；11.2.3 PLC 指令系统指令系统例例2：当输入接点当输入接点X0 “1” 时，使输出继电器时，使输出继电器Y0、Y1动作，当输入接点动作

36、，当输入接点X1 “0” 时，使继电器时，使继电器Y2动作。动作。指令语句表指令语句表指令语句表指令语句表 0 ST X01 OT Y02 OT Y13 ST/ X14 OT Y2梯形图梯形图梯形图梯形图 Y1 Y2 X1地址地址 指指 令令 Y0 X0(ED)5 ED11.2.3 PLC 指令系统指令系统逻辑关系逻辑关系 梯形图梯形图 指令语句表指令语句表Y0X0 X10 ST X00 ST X00 ST / X0与与或或非非ANDORNOT当当 X0 与与 X1 都都 “1” 时，时，则有输出（则有输出（ Y0） 。当当 X0 或或 X1 “1” 时，时，则有输出则有输出 （ Y0 ） 。

37、当当 X0 “0” 时，时，则有输出（则有输出（ Y0 ）。）。Y0X0X1Y0X01 AN X12 OT Y01 OR X12 OT Y01 OT Y011.2.3 PLC 指令系统指令系统AN: 接点串联指令。接点串联指令。AN/:接点串联反指令。接点串联反指令。Y0X0 X1X0X1Y00 ST X01 AN/ X12 OT Y0X0Y0Y10 ST X01 OR/ X12 OT Y00 ST X01 OT Y02 /3 OT Y1OR: 接点并联指令。接点并联指令。OR/:接点并联反指令。接点并联反指令。/:反指令。反指令。2. 2. 接点串联、并联和反指令接点串联、并联和反指令接点串

38、联、并联和反指令接点串联、并联和反指令11.2.3 PLC 指令系统指令系统AN 与与AN/ 与非与非OR 或或指指 令令可使用区域可使用区域X Y R T COR/ 或非或非X：输入继电器；输入继电器； Y：输出继电器；输出继电器； R：内部继电器内部继电器 ； T：延时器；延时器； C：计数器；计数器；11.2.3 PLC 指令系统指令系统例例3：当输入条件当输入条件R0、R1和和R2同时赋值为同时赋值为“1”时，时， Y3被输出的程序。被输出的程序。指令语句表指令语句表 0 ST R0 1 AN R1 2 AN R2 3 OT Y3R0R1R2Y3梯形图梯形图 R1 R0 R2Y3(ED

39、) 时时序序图图 4 ED11.2.3 PLC 指令系统指令系统AX2是和图中是和图中A点点处的结果（即处的结果（即X0与与X1的结果）的结果）相或相或，而不是与，而不是与X1相或。相或。0 ST X01 AN X12 OR X23OT Y044 EDB指令语句表指令语句表Y0X0X2X1例例4：(ED)11.2.3 PLC 指令系统指令系统3. 3. 块串联指令块串联指令块串联指令块串联指令ANSANS X0X1X2X3Y0指令块指令块1指令块指令块2语句表指令语句表指令逻辑关系：逻辑关系：当当 “X0 或或 X2”与与“X1 或或X3非非” 都都 “ON” 时，时，则输出则输出 Y0 “O

40、N”。0 ST X01 OR X22 ST X13 OR/ X34 ANS 5 OT Y011.2.3 PLC 指令系统指令系统指令块指令块1指令块指令块2语句表指令语句表指令语句表指令语句表指令 X0X1X2X3Y0逻辑关系：逻辑关系：当当 “X0 与与 X1”或或“X2 与与X3非非” “ON” 时，时，则输出则输出 Y0 “ON”。0 0 ST X01 AN X12 ST X23 AN/ X34 ORS5 OT Y04. 4. 块并联指令块并联指令块并联指令块并联指令ORSORS11.2.3 PLC 指令系统指令系统例例5：写出梯形图的指令语句表。写出梯形图的指令语句表。0 ST X0

41、地址地址 指令指令 1 OR X12 ST X23 AN X34 ST X45 AN/ X56 ORS7 OR X68 ANS9 OR/ X710 OT Y0Y0X2X4X3X5X0X1X6X7(ED)11 ED11.2.3 PLC 指令系统指令系统例例6：直接起动控制。直接起动控制。控制电路图控制电路图SB1SB2KMKMI/O分配：分配： X0：起动：起动 X1：停车：停车 Y0：KM常开接点常开接点常闭按钮常闭按钮Why?X1X0COMY0COMKMSB2SB1PLC外部接线图外部接线图(ED)Y0X1Y0X0梯形图梯形图11.2.3 PLC 指令系统指令系统梯形图梯形图(ED)Y0X1

42、Y0X0PLC外部接线图外部接线图X1X0COMY0COMKMSB2SB1常闭接点常闭接点 常开按钮常开按钮SB1SB2KMKM控制电路图控制电路图11.2.3 PLC 指令系统指令系统KMRM3A B CKMFFUQSFRKMFSB0KMFSB1FRKMRKMRSB2KMRKMFI/O分配：分配： SB0X0 SB1 X1 SB2 X2 KMF Y0 KMR Y1例例7：三相异步电动机的正反转控制。三相异步电动机的正反转控制。11.2.3 PLC 指令系统指令系统I/O分配：分配： 停车按钮停车按钮 SB0X0 正转起动按钮正转起动按钮SB1 X1反转起动按钮反转起动按钮SB2 X2 KMF

43、 Y0 KMR Y1PLCPLC外部接线图外部接线图SB0SB1SB2KMFKMRPLCX0X1X2COM.COMY0Y1.11.2.3 PLC 指令系统指令系统KMFSB0KMFSB1FRKMRKMRSB2KMRKMF控控制制电电路路图图梯梯形形图图Y0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1(ED)I/O分配：分配： SB0X0 SB1 X1SB2 X2 KMF Y0KMR Y111.2.3 PLC 指令系统指令系统Y0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1Y0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y10 ST X1指令语句表指令语句表指令语句表指令语句表1 OR Y02 AN / X03 AN /

44、Y14 OT Y05 ST X26 OR Y17 AN / X08 AN / Y09 OT Y111.2.3 PLC 指令系统指令系统编程中应注意的编程中应注意的几个问题几个问题(ED)X0Y0X1Y0(ED)X1Y0X0Y01.用电路变换简化程序用电路变换简化程序(减少指令的条数）减少指令的条数）11.2.3 PLC 指令系统指令系统2.逻辑关系应尽量清楚逻辑关系应尽量清楚(避免左轻右重避免左轻右重)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X5 X6X2X211.2.3 PLC 指令系统指令系统3.避免出现无法编程的梯形图避免出现无法编程的梯形

45、图X5(ED)X1X3X2Y1X4Y2X1(ED)X3X2Y1X5X3X1X4Y2X511.2.3 PLC 指令系统指令系统5.TM:（定时器指令）（定时器指令）X0TMRn输入接点输入接点定时器号码定时器号码（FP1:099）定时设置值定时设置值:032767类型类型TMR：定时单位为：定时单位为0.01秒秒TMX：定时单位为：定时单位为0.1秒秒TMY：定时单位为：定时单位为1秒秒定时时间定时时间 = 定时设置值定时设置值 定时单位定时单位11.2.3 PLC 指令系统指令系统说明：说明：（1）定时器为）定时器为减减1计数。减为计数。减为0时，定时器的时，定时器的常开接点闭合，常开接点闭合

46、，常闭接点断开。常闭接点断开。（2）在定时器工）在定时器工作期间，输入接作期间，输入接点断开，则运行点断开，则运行中断，定时器复中断，定时器复位。位。 TMX 50 2 X0T2Y0设置值设置值设置值设置值定时器号定时器号定时器号定时器号t通电延时时间通电延时时间=50 0.1s输入信号输入信号X0定时器接点定时器接点输出信号输出信号T211.2.3 PLC 指令系统指令系统动作说明：动作说明：当当Y0闭合后，定时器闭合后，定时器T5开始计时。开始计时。经过经过300.1=3s后，后，Y1接通，接通，Y2断开。断开。0 ST Y0例例8：定时器应用举例定时器应用举例Y0TMX 305Y1T5Y

47、2T5(ED)指令语句表指令语句表1 TMX 5 K 304 ST T55 OT Y16 ST/ T57OT Y28 ED11.2.3 PLC 指令系统指令系统与定时器有关的两个寄存器：与定时器有关的两个寄存器：EVn 和和SVn(n(n为寄存器编号为寄存器编号, ,该编号与定时器编号对应该编号与定时器编号对应) )EVn：存储定时器存储定时器TMn的过程值。的过程值。SVn：存储定时器存储定时器TMn的设置值。的设置值。11.2.3 PLC 指令系统指令系统TMX 30X01Y0T1Y0 ( ED )X0Y03s4s例例9:试编制延时试编制延时3s接通、延时接通、延时4s断开的电路梯形图和指

48、断开的电路梯形图和指令语句表。令语句表。 指令语句表指令语句表0 ST X01 TMX 1 K 304 ST Y05 AN/ X06 TMX 27 K 409 ST T110 OR Y01111 AN/ T212 OT Y013 EDTMX 402X011.2.3 PLC 指令系统指令系统 TMY 6 1T0 ( ED )X0Y04s6s例例10: :编制震荡输出电路的梯形图和指令语句表。编制震荡输出电路的梯形图和指令语句表。 指令语句表指令语句表0 ST X01 AN/ T12 TMY 0 K 46 ST T07 TMY 1 K 611 ST X012 AN/ T013 OT Y014 ED

49、X0 TMY 4 0Y0X011.2.3 PLC 指令系统指令系统设置值设置值设置值设置值计数器编号计数器编号计数器编号计数器编号指令语句表指令语句表指令语句表指令语句表X0X1Y06.CT:（计数器指令）（计数器指令）计数脉冲计数脉冲计数脉冲计数脉冲复位信号复位信号复位信号复位信号 RCCT 4100X1X0C100 Y00 ST X01 ST X12 CT 100 K 4 5 ST C1006 OT Y011.2.3 PLC 指令系统指令系统与计数器有关的两个寄存器：与计数器有关的两个寄存器：EVn 和和SVn(n(n为寄存器编号为寄存器编号, ,该编号与计数器编号对应该编号与计数器编号对

50、应) )EVn：存储计数器存储计数器 CTn 的过程值。的过程值。SVn：存储计数器存储计数器 CTn 的设置值。的设置值。（1）复位信号接通时，计数器复位，恢复初始值。）复位信号接通时，计数器复位，恢复初始值。说明：说明：（2）复位信号断开时，每来一个计数脉冲减）复位信号断开时，每来一个计数脉冲减1，直，直 到减为到减为0，计数器的常开接点接通，常闭接点，计数器的常开接点接通，常闭接点 断开。断开。11.2.3 PLC 指令系统指令系统Y0X0X1例例: :画输出波形。画输出波形。0 ST X01 ST X122 CT 1003 K 245 ST C10056 OT Y067 ED CT 2

51、 100Y0X0X1C100CR ( ED )11.2.3 PLC 指令系统指令系统T1Y0. . . . . .1501500s10sX1例例: :分析由定时器与分析由定时器与计数器组成的长延时计数器组成的长延时电路的工作过程。电路的工作过程。 CT 150 100Y0T1X1C100CRX1T1TMX 1001( ED )11.2.3 PLC 指令系统指令系统7. PSHS, RDS, POPS（堆（堆栈指令栈指令）Y0X0Y1R30X2X1X20 ST X0功能解释功能解释PSHS (Push Stack) ： 将结果存入堆栈将结果存入堆栈PSHSRDSPOPSRDS (Read Sta

52、ck)：从堆栈读数：从堆栈读数POPS (Pop Stack)：从堆栈读数并清空堆栈：从堆栈读数并清空堆栈1 PSHS2 AN X23 OT Y04 RDS5 AN X16 OT Y17 POPS8 AN/ X29 OT R3011.2.3 PLC 指令系统指令系统8. DF, DF/：微分指令微分指令(DF)R30(DF/)R31X0X10 ST X01 DF2 OT R30X0接通瞬间（上升沿），接通瞬间（上升沿），R30接点接通一个扫描周期。接点接通一个扫描周期。功能解释指令使用当只需要信号的上升或下降沿时使用。例：启动或停当只需要信号的上升或下降沿时使用。例：启动或停车按钮信号。车按钮

53、信号。X1断开瞬间（下降沿），断开瞬间（下降沿），R31接点接通一个扫描周期。接点接通一个扫描周期。3 ST X14 DF/5 OT R316 ED11.2.3 PLC 指令系统指令系统( DF )Y0X0X1( DF )Y1X0X1X0X1Y0Y1例例: :比较输出是否相同。并画出输出波形。比较输出是否相同。并画出输出波形。（a）（b）11.2.3 PLC 指令系统指令系统9.置位、复位指令：置位、复位指令：SET、 RST（Reset）这两条指令的功能类似于这两条指令的功能类似于KP指令，但使用比指令，但使用比KP指令灵活。指令灵活。0 ST X01 SET Y0Y0 Y0X0X1SRX0

54、X1Y04 ST X15 RST Y011.2.3 PLC 指令系统指令系统10. 保持指令：保持指令： KP （Keep）0 ST X01 ST X12 KP R03 ED说明：说明：（1）在置位信号接通的瞬间，）在置位信号接通的瞬间，R0置置1。以后无论置位。以后无论置位 信号状态如何，只要复位信号断开，信号状态如何，只要复位信号断开，R0的状态的状态 均为均为1。（2）在复位信号接通的瞬间，）在复位信号接通的瞬间，R0置置0。（3）在复位信号和置位信号同时接通时，复位优先。）在复位信号和置位信号同时接通时，复位优先。KP R0X1X0SR置位信号置位信号复位信号复位信号11.2.3 PL

55、C 指令系统指令系统Y0X0X1KP R0X1X0SR11.2.3 PLC 指令系统指令系统例：例：有三台电动机，有三台电动机，M1先启动，先启动，5s后电机后电机M2启动，再过启动，再过4s后电机后电机M3启动。启动。(1)画出继电接触器控制电路；画出继电接触器控制电路；(2)(2)用用PLC控制时编制其梯形图和指令语句表。控制时编制其梯形图和指令语句表。11.2.3 PLC 指令系统指令系统KT1SB1SB2KM1KM1KT2KT1KM2KM3KM2KM2KM3KT2KM3方案一方案一(1)控制电路控制电路(2) I/O分配：分配： X1：SB1 X2：SB2Y1：电机：电机M1Y2：电机

56、：电机M2Y3：电机：电机M311.2.3 PLC 指令系统指令系统TMX 501(ED)Y1X2Y1Y3Y2Y3X1TMX 402Y2T1Y2Y3X1X1T2KT1SB2KM1KM1KT2KT1KM2KM3KM2KM2KM3KT2KM3SB1（3）梯形图梯形图11.2.3 PLC 指令系统指令系统TMX 501(ED)Y1X2Y1Y3Y2Y3X1TMX 402Y2T1Y2Y3X1X1T20 ST X21 OR Y12 AN/ X13 PSHS4 AN/ Y25 TMX 1 K 508 POPS9 OT Y110 ST T111 OR Y212 AN/ X113 PSHS14 AN/ Y315

57、 TMX 2 K 4018 POPS19 OT Y220 ST T221 OR Y322 AN/ X123 OT Y324 ED（4）指令语句表指令语句表11.2.3 PLC 指令系统指令系统Y2(DF)TMX 501TMX 402(ED)Y1X1Y1T1X2Y1Y3T2Y2方案二方案二 梯形图梯形图I/O分配：分配：X1：启动按钮：启动按钮X2：停车按钮：停车按钮Y1：电机：电机M1Y2：电机：电机M2Y3：电机：电机M311.2.3 PLC 指令系统指令系统11. 空操作指令空操作指令NOP NOP Y0R0语句表指令语句表指令0 ST R01 NOP2 OT Y0NOP指令的使用对程序运

58、行的结果没有任何影响，指令的使用对程序运行的结果没有任何影响，一般为了方便阅读。一般为了方便阅读。11.2.3 PLC 指令系统指令系统 12. 左移位指令：左移位指令：SRINCCLRSR WRn（1）SR指令只能对指令只能对WR型寄存器进行移位。型寄存器进行移位。（2）IN：串行输入端。接点：串行输入端。接点X1通，最低位置通，最低位置1，接点，接点X1断，置断，置0。（3）C：移位脉冲输入端。：移位脉冲输入端。X2每闭合一次，左移一位。每闭合一次，左移一位。（4）CLR：复位清零端。：复位清零端。X3闭合，寄存器复位，停止移位指令。闭合，寄存器复位，停止移位指令。0 INOUT F说明：

59、说明：数据输入端数据输入端移位脉冲输入端移位脉冲输入端复位端复位端X1X2X311.2.3 PLC 指令系统指令系统例：例：流水灯控制。流水灯控制。 有有8只节日彩灯，排成一行。现要求从右至左以只节日彩灯，排成一行。现要求从右至左以1s点亮点亮1只的速度依次点亮。当灯全亮后再以同样的速度只的速度依次点亮。当灯全亮后再以同样的速度从右至左依次熄灭。如此反复从右至左依次熄灭。如此反复3次后停止。次后停止。解：解：移位寄存器（由辅助继电器移位寄存器（由辅助继电器R0RF组成）组成） 彩灯彩灯 Y7 Y0 移位脉冲由特殊内部继电器移位脉冲由特殊内部继电器R901C（1s） 计数器计数器C100累计次数

60、累计次数 X0为重新开始启动触点为重新开始启动触点INOUTR0R711.2.3 PLC 指令系统指令系统Y7R901CC100SR WRnR0(ED)( DF )Y0CINCLRR1Y1R2Y2R3Y3R4Y4R6Y6R7Y7 CT 3 100Y7X0CR( DF/ )R5Y5INOUTR0R7彩灯彩灯 Y7 Y011.2.3 PLC 指令系统指令系统应用举例：应用举例：1.三相异步电动机三相异步电动机 换接启动控制换接启动控制Y Y X1X0COMY1COMKM3SB1SB2PLC外部接线图外部接线图Y2Y3FRKM2KM1KM1：接通电源；：接通电源； KM2：接通：接通 ；KM3：接通

61、：接通Y11.3 可编程控制器应用举例可编程控制器应用举例Y3TMX 500TMX 101(ED)R0X2R0R0X1R0Y2T1T0T0Y3Y1T0Y211.3 可编程控制器应用举例可编程控制器应用举例SB2 触点触点X2 接通定时器接通定时器T0 T0 输出继电器输出继电器Y1,Y3 输出继电器输出继电器Y2 辅助继电器辅助继电器R0 延时延时5s定时器定时器T1 继电器继电器Y3 继电器继电器Y1 延时延时1s继电器继电器Y2 继电器继电器Y1 Y 转换转换完成完成TMX 500R0X2R0X1R0Y1T0Y2Y3TMX 101(ED)R0Y2T1T0T0Y311.3 可编程控制器应用举

62、例可编程控制器应用举例应用举例：应用举例：2.加热炉自动上料控制加热炉自动上料控制11.3 可编程控制器应用举例可编程控制器应用举例KM1FKM1FSB1KM1FSB2KM1RKM1RSTASTDKM2FKM2RSTBKM2FKM2RSTCSTASTCSTBSTDKM2FKM2RKM1R I/O分配：分配：SB1-X1SB2-X2STA-X3STB-X4SBC-X5SBD-X6KM1F-Y1KM1R-Y2KM2F-Y3KM2R-Y411.3 可编程控制器应用举例可编程控制器应用举例(ED)Y1X6Y1X3X1Y3X3Y3X4X1Y2X2Y4Y4X4Y4X5X1Y3Y2X5Y2X6X1Y1KM1

63、FKM1FSB1KM1FSB2KM1RKM1RSTASTDKM2FKM2RSTBKM2FKM2RSTCSTASTCSTBSTDKM2FKM2RKM1R11.3 可编程控制器应用举例可编程控制器应用举例习习 题题第第1111章章 可编程控制器及其应用可编程控制器及其应用11.2.2 11.2.2 11.2.2 11.2.2 试画出图试画出图试画出图试画出图所示梯形图所示梯形图所示梯形图所示梯形图中中中中Y0Y0Y0Y0的动作时序图。的动作时序图。的动作时序图。的动作时序图。第第1111章章 可编程控制器及其应用可编程控制器及其应用11.2.5 11.2.5 11.2.5 11.2.5 试写出图中

64、两个梯形图的指令语句表。试写出图中两个梯形图的指令语句表。试写出图中两个梯形图的指令语句表。试写出图中两个梯形图的指令语句表。第第1111章章 可编程控制器及其应用可编程控制器及其应用11.3.2 11.3.2 11.3.2 11.3.2 有有有有两两两两台台台台三三三三相相相相笼笼笼笼型型型型电电电电动动动动机机机机M1M1M1M1和和和和M2M2M2M2。今今今今要要要要求求求求M1M1M1M1先先先先起起起起动动动动，经经经经过过过过5s5s5s5s后后后后M2M2M2M2起起起起动动动动；M2M2M2M2起起起起动动动动后后后后，M1M1M1M1立立立立即即即即停停停停车车车车。试试试

65、试用用用用PLCPLCPLCPLC实实实实现现现现上上上上述述述述控控控控制制制制要要要要求求求求，画画画画出出出出梯梯梯梯形形形形图图图图，并写出指令语句表。并写出指令语句表。并写出指令语句表。并写出指令语句表。第第1111章章 可编程控制器及其应用可编程控制器及其应用有有有有三三三三台台台台笼笼笼笼型型型型电电电电动动动动机机机机M1M1M1M1、M2M2M2M2、M3M3M3M3，按按按按一一一一定定定定顺顺顺顺序序序序起起起起动和运行。动和运行。动和运行。动和运行。（1 1 1 1）M1M1M1M1起动起动起动起动 1 min 1 min 1 min 1 min 后后后后M2M2M2M

66、2起动；起动；起动；起动；（2 2 2 2）M2M2M2M2起动起动起动起动 2 min 2 min 2 min 2 min 后后后后M3M3M3M3起动；起动；起动；起动；（3 3 3 3）M3M3M3M3起动起动起动起动 3 min 3 min 3 min 3 min 后后后后M1M1M1M1停车；停车；停车；停车；（4 4 4 4）M1M1M1M1停车停车停车停车 30 s 30 s 30 s 30 s 后后后后M2M2M2M2和和和和M3M3M3M3立即停车；立即停车；立即停车；立即停车；（5 5 5 5）备有起动按扭和总停车按钮。）备有起动按扭和总停车按钮。）备有起动按扭和总停车按钮。）备有起动按扭和总停车按钮。试编制用试编制用试编制用试编制用PLCPLCPLCPLC实现上述控制要求的梯形图。实现上述控制要求的梯形图。实现上述控制要求的梯形图。实现上述控制要求的梯形图。第第1111章章 可编程控制器及其应用可编程控制器及其应用11.3.6 11.3.6 11.3.6 11.3.6 试画出能实现图所示动作时序图的梯形图。试画出能实现图所示动作时序图的梯形图。试画出能实现图所示动作时序图的梯形图。试画出能实现图所示动作时序图的梯形图。谢谢 谢谢! !哈尔滨工业大学（威海）