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1、 PLC简介介PLC是“ProgrammableLogicController”的英文缩写，意为“可编程序逻辑控制器”，它是采用微电脑技术制造的电气自动控制设备。它以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。与传统的继电器控制相比，PLC控制具有控制速度快、可靠性高、灵活性强、硬件接线简单、改变生产工艺十分方便等优点。图1-1PLC外观国产科威EP-16M16R型PLC，外观如图1-1所示，国产科威EP-16M16R型PLC，外观如图1-1所示输入信号开关电源ROMRAME2PROMCPU通信接口输入接口IN输出接口OUTDC24VXDC12VDC5VY输出执行部
2、件计算机、编程器图1-2 PLC构成框图AC220V中央处理器中央处理器CPU起运算控制作用，指挥协调整机运行。存储器存储器存放程序和数据1)只读存储器ROM存放生产厂家写入的系统程序，用户不可更改。2)随机读写存储器RAM存放随机变化的数据。3)电擦写存储器E2PROM存放用户编写的用户程序。通信接口通信接口与计算机、编程器等通信，实现程序读写、监控、联网等功能。电源电源利用开关电源将AC220V转变成DC5V供给芯片；DC12V供给输出继电器；DC24V供给输入端信号开关或者传感器。另有锂电池做为备份电源。输入接口输入接口IN将外部开关或传感器的信号传递给PLC。输出接口输出接口OUT将P
3、LC的控制信号输出到接触器、电磁阀线圈等外部执行部件。作为应用技术人员，对于上述构成，主要关心的是输入输出接口。输入输出接口的详细情况，1. PL控制与继电器控制的联系和元件符号比较控制与继电器控制的联系和元件符号比较表表1-1 电磁继电器和电磁继电器和PLC软元件符号对照软元件符号对照线圈常开触点常闭触点电磁继电器PLC软元件PLC控制是继电器控制的延续和发展，由PLC内部的微电子电路构成的模拟线圈和触点取代了继电器的线圈和触点，用PLC的程序指令取代继电器控制的连接导线，将各个元件按照一定的逻辑关系连接起来，PLC控制的梯形图在许多方面可以看作是继电器控制的电路图。电磁继电器和PLC软元件
4、图形符号的对照见表1-1。与电磁继电器有一点不同的是，一个软元件的触点数目不受限制。一个软元件的触点数目不受限制。可以理解为，PLC内部有大量的由软件程序构成的继电器、计时器和计数器等软元件，用软件程序按照一定的规则将它们连接起来，实现一定的控制功能，用来取代继电控制电路中的控制回路。2. PLC编程设计调试步骤编程设计调试步骤PLC的生产厂家和型号繁多，不同型号自成体系，有不同的程序语言和使用方法，但是编程指导思想和模式是相同的,其编程和调试步骤如下：(1)设计I/O接线图根据现场输入条件和生产工艺要求，设计PLC的外围元件接线图，作为现场接线的依据，也作为PLC程序设计的重要依据。(I/O
5、接线图参见图1-4a)(2)编制PLC的梯形图和指令语句表根据生产工艺要求在计算机上利用专用编程软件编制PLC的梯形图，并转换成指令语句表，或者直接编制指令语句表（FX系列PLC编程常用指令见表1-4）。(3)程序写出与联机调试用编程电缆连接计算机和PLC主机，执行“写出”操作，将指令语句表写出到PLC主机。PLC输入端连接信号开关，输出端连接执行部件，暂不连接主回路负载，进行联机调试，最后再连接主回路负载试运行。SB1KM1KM2KM1SB2KM2KM1KM2KM2KM1M3L1L3L2主电路控制电路图1-3三相异步电动机正反转继电控制电路SBSB1SB2220VFUKM1KM2a) I/O
6、接线图步序步序 助记符助记符 操作数操作数0 0 LD LD X2X21 1ORORY1Y12 2ANIANIX1X13 3ANIANIY2Y24 4OUT OUT Y1Y15 5LDLDX3X36 6ORORY2Y27 7ANIANIX1X18 8ANIANIY1Y19 9OUTOUTY2Y21010ENDENDc) 指令语句表图1-4 三相异步电动机正反转PLC控制PLCX2X1Y1Y1Y2X3Y2Y2Y1b) 梯形图BDCX1三相异步电动机正反转控制，继电控制电路如图1-3所示，PLC控制的I/O接图1-3和图1-4aI/O接线图中，SB为停机按钮，SB1为正转启动按钮，SB2为反转启动
7、按钮，KM1为正转控制接触器，KM2为反转控制接触器。继电控制电路的工作分析不再赘述，PLC控制的工作过程，参照其I/O接线图和梯形图，分析如下：(1)正转启动过程点动SB1X2吸合A区X2闭合Y1吸合Y1输出触点闭合KM1吸合电动机正转B区Y1闭合自锁Y1C区Y1分断互锁Y2(2)停机过程点动SBX1吸合A区X1分断Y1释放各器件复位电动机停止反转启动与停机过程，请读者自行分析。图1-4c的指令语句表，是用英文助记符描述梯形图中各部件的连接关系和编程指令。常用助记符指令见表1-4。PLC输入输出接口电路图输入输出接口电路图SQ1X2SR1X7Y0Y1Y2Y7COMCOMDC24VPLCL1K
8、V1KM1KM2FU1AC220V图1-5 PLC输入输出接口电路示意图NLSB2X1SB1X02. PLC输入接口和输入继电器输入接口和输入继电器X(8进制)(1)PLC的输入接口，由内部DC24V电源供电，外部连接各种信号开关，内部连接输入继电器X的线圈，将外部控制信号引入。(2)输入继电器X的线圈仅受外部所连信号开关的控制，不受内部程序控制，所以梯形图中不显示其线圈，仅显示其触点。(3)PLC内部所有软元件中，只有输入继电器X的线圈受外部触点驱动，其他任何软元件都不受外部触点驱动。(4)设计I/O接线图时，外部信号开关尽量采用其常开触点，这样PLC初始状态下，内部输入继电器为释放状态，其
9、触点为“常态”，与梯形图显示的触点状态一致，便于程序分析。如采用信号开关的常闭触点，则初始状态下内部输入继电器的触点为“动作状态”，与梯形图显示的触点状态相反，分析梯形图时需特别留意。3. PLC输出接口和输出继电器输出接口和输出继电器Y(8进制)(1)PLC的输出接口，由外部电源供电，外部连接接触器、电磁阀的线圈、信号灯等输出执行部件，内部连接输出继电器的常开输出触点常开输出触点，将内部控制信号送出。(2)PLC输出端外部所连接的输出执行部件，仅仅受内部输出继电器Y的常开输出触点控制。(3)PLC内部所有软元件中，只有输出继电器Y的输出触点，能够向外输出控制信号，其他任何软元件都不能向外输出
10、控制信号。(4)输出继电器Y的常开输出触点，与外部输出执行部件一一对应，梯形图中仅显示其线圈，而不显示该触点。(5)输出执行部件是否受电，与对应的输出继电器Y的线圈是否受电一致。通用辅助继电器和继电器自锁互锁通用辅助继电器和继电器自锁互锁1. 辅助继电器辅助继电器MM0M499是通用辅助继电器。辅助继电器只能用于程序内部，可以节省输出继电器用量完成相应的转换，不能与外部信号开关和输出执行部件发生直接联系。常用的特殊辅助继电器，见表1-3。2. 继电器自锁继电器自锁继电器的常开触点，与继电器启动触点相并联，可保持继电器的吸合状态，称为自锁。连续运行控制需设置自锁电路。3. 继电器互锁继电器互锁继
11、电器的常闭触点，与对方继电器线圈相串联，可保证双方不会同时吸合，称为互锁。电动机换向运行对调两条电源线，需设置互锁电路，以防止电源短路。计时器和计数器计时器和计数器1. 计时器计时器(计时继电器) TT0T199是计时精度0.1秒的通用计时器，计时值是精度与K值的乘积。通用计时器统计线圈加电的时间，到时间吸合。通用计时器要点：加电计时，断电丢失，复电重计，到时吸合，失电释放。通用计时器启动时无法自锁，如有必要，可借助输出继电器或辅助继电器的自锁，向计时器线圈连续供电。2. 计数器计数器(计数继电器) CC0C99是通用加计数器，计数值为K值。计数器统计线圈的加电次数，到次数吸合。通用加计数器要
12、点：加电计次，到次吸合并保持，强制(RST)释放。计数器吸合后具有自锁功能，因此计数器不必、也不得设自锁。放置计时器和计数器线圈，切记输入放置计时器和计数器线圈，切记输入K值，并与元件标号值，并与元件标号间留有空格。间留有空格。母线连接和触点状态母线连接和触点状态梯形图的左右母线，可看作是电路的正负电源线。1. 左母线连接左母线连接软元件的触点、步进接点，必须连接到左母线，触点之间可以并联、串联、混联(块电路)。左母线不得连接继电器线圈2. 梯形图中所显示的继电器触点分合状态梯形图中所显示的继电器触点分合状态 均为继电器线圈未得电、继电器释放时触点的平常状态；I/O接线图中显示的外部信号开关触
13、点分合状态，均为开关未受外力时的平常状态。总之，梯形图或接线图中触点的通断状态均为“常态常态”。设计梯形图，尽量使各继电器在初始状态下处于失电释放状态，便于设计分析。3. 右母线连接右母线连接软元件的线圈，必须连接到右母线，线圈正确连接形式见图1-6。4. 线圈连接注意事项线圈连接注意事项 (1)尽量避免使用多路驱动，尤其是在步进控制中不得使用多路驱动；(2)线圈之间不得串联；(3)输入继电器X的线圈不受程序控制，梯形图中不得出现；(4)除去步进控制程序，在一个程序中不得重复出现同一个线圈(禁止双线圈驱动)；(5)在实际应用中，对于三相异步电动机正反转等控制，除去PLC程序需加互锁控制以外，外
14、部所连接的接触器，也要加互锁控制。图1-6 线圈驱动连接形式c) 并行驱动c) 纵接驱动d) 多路驱动c) 单路驱动1)触点跨接；2)线圈跨接；3)连接X的线圈；4)触点与线圈位置颠倒；5)线圈串联；6)双线圈驱动。边沿触点和触点块边沿触点和触点块1. 边沿触点边沿触点边沿触点是软继电器的特殊的常开触点常开触点，分为上升沿有效和下降沿有效两种。边沿触点符号以及连接指令，见表1-4。软继电器吸合瞬间，其上升沿有效触点瞬间通断；软继电器释放瞬间，其下降沿有效触点瞬间通断。2. 触点块与块指令触点块与块指令与其它触点相连接的多个触点串连、并联或混联的触点组，称为触点块。有关梯形图和触点块连接指令，见
15、表1-4。在指令语句表中，由块连接指令结束一个触点块。ANB指令结束串联块，ORB指结束并联块，块指令xxB为触点块的终点，前面与之相邻的LD(LDI)为触点块的起点，二者之间为一个触点块。xxB与LD(LDI)成对出现。串联块前面由OR或ORB建立的垂直线段，看作是串联块起点的小母线。应将触点块尽量安排在程序的前端，能够减少块指令的使用，减少指令步序。PLC运行顺序和编程注意事项运行顺序和编程注意事项1. PLC执行程序的顺序执行程序的顺序用梯形图编制的PLC用户程序，转换成指令语句表时，按照梯形图中各元件、指令的排列位置，遵循从上至下、从左至右的顺序依次转换，程序运行时，也是依此顺序扫描执
16、行。2. 梯形图编程注意事项：梯形图编程注意事项：(1).触点之间应紧密相连，否则转换后也会自动紧密相连。(2).垂直线段应与触点紧密相连，否则程序可能无响应或者报错。(3).输入元件标号，注意不要将数字0误为字母O。(4).输入计时器、计数器线圈，切记输入参数，而且标号和参数之间留有空格。(5).指令和操作数之间需留有空格。(6).梯形图中的交叉线即为连接线，这点与电路不同向上方电路并联触点块Or blockORBORB在电路右方串联触点块And blockANBANB触点块连 接指 令连接下降沿瞬间通断的边沿触点FallxxxFxxxF连接上升沿瞬间通断的边沿触点PulsexxxPxxxP
17、连接常闭触点InversexxIxxI派 生连接指令向上方电路并联常开触点OrOROR在电路右方串联常开触点AndANDAND在左母线或副母线上加载常开触点LoadLDLD常开触点连接指令梯 形 图指 令 用 途英 文助记符分 类PLC编程常用指令RET将元件中的BIN码转换成BCD码传送到若干组其他元件(每组4个)Binary Code DecimalBCDBCD将元件中的BIN码(二进制数据)传送到若干组其他元件(每组4个)MovabilityMOVMOV传送和转换指令撤销副母线，恢复到左母线ResetRETRET加载置位的步进接点，形成副母线Setup lineSTLSTL步进控制指令使
18、指定区间内的多个继电释放复位ZRSTZRST区间复位使置位吸合的继电器释放复位ResetRSTRST使继电器置位吸合并保持SetupSETSET置位与复位指令边沿触点控制该指令使继电器交替吸放ALTerationALTALT交替驱动由触点的逻辑运算结果驱动线圈OutputOUTOUT驱动指令注：注：1. 派生连接指令的派生连接指令的xx系指连接指令的系指连接指令的两位助记符简写；两位助记符简写；xxx系指连接指令的两位系指连接指令的两位或者三位助记符全写。或者三位助记符全写。2. 基本指令语句格式：基本指令语句格式： 。如。如 OUT T1 K50，意为驱动，意为驱动5s计时计时器器T1。3.
19、 功能指令语句格式：功能指令语句格式： 。如。如 BCD C1 K1Y0，意为将，意为将C1中的数据转换成中的数据转换成BCD码，传送到以码，传送到以Y0为为首的首的1组组4个元件中。个元件中。4. 传送和转换指令的功能很多，在此没有传送和转换指令的功能很多，在此没有一一列举。一一列举。2.2 编程方式与符号栏编程方式与符号栏点按“梯形图编辑”进入编程状态，该软件只能利用梯形图编程，并通过点按界面左下角“转换程序”按钮或F4热键，将梯形图转换成语句表，以便写入模拟PLC主机。但是该软件不能用语句表编程，也不能显示语句表。在编程区的左右母线之间编制梯形图，编程区下方显示可用鼠标左键点击或者热键调用的元件符号栏，如图2-2所示。图2-2元件符号栏及编程热键常用元件符号的意义说明如下:将梯形图转换成语句表(F4为其热键)；：放置常开触点；：并联常开触点；：放置常闭触点；：并联常闭触点；：放置线圈；:放置指令；：放置水平线段；：放置垂直线段于光标的左下角；：删除水平线段；：删除光标左下角的垂直线段；：放置上升沿有效触点；：放置下降沿有效触点。元件符号下方的F5F9等字母数字，分别对应键盘上方的编程热键，其中大写母前的小写s表示Shift；c表示Ctrl；a表示Alt。
