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1、第第六六章章 可编程控制器可编程控制器(PLC) 概述概述概述概述6.26.2 可编程控制器的程序编制可编程控制器的程序编制可编程控制器的程序编制可编程控制器的程序编制6.36.3 可编程控制器应用举例可编程控制器应用举例可编程控制器应用举例可编程控制器应用举例 6.16.1 可编程控制器的结构和工作原理可编程控制器的结构和工作原理可编程控制器的结构和工作原理可编程控制器的结构和工作原理第第六六章章 可编程控制器可编程控制器(PLC)本章要求：本章要求：本章要求：本章要求：1. 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。了解可编程控制器的结构和工作原理。了解可编
2、程控制器的结构和工作原理。2. 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。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. 3. 熟悉常用的编程指令。熟悉常用的编程指令。熟悉常用的编程指令。熟悉常用的编程指令。4. 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。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。第第六六章章 可编程控制器可编程控制器（PLC） 概述概述一、定义：一、定义： 可编程控制器是一种数字运算的电子操作系统可编程控制器是一种数字运算的电子操作系统装置，专为工业现场应用而设计的，它
3、采用可编装置，专为工业现场应用而设计的，它采用可编程序的存储器，用于其内部存储执行逻辑运算、程序的存储器，用于其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时顺序控制、定时/计数和算术运算等操作的指令，计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种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。可编程控制器及其有关类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备都应按易于与工业控制器系统联成一个整体设备都应按易于与工业控制器系统联成一个整体和易于扩充其功能的原则进行设计。和易于扩充其功能的原则进行设计。二、二、二、二、 可编程控制器的发展可编程控制器的发展可编程控制
4、器的发展可编程控制器的发展： 它的起源可以追溯到它的起源可以追溯到60年代，美国通用汽车公司年代，美国通用汽车公司为了适应汽车型号不断翻新的需要，对生产线上的为了适应汽车型号不断翻新的需要，对生产线上的控制设备提出了新的要求，为此研制了第一台可编控制设备提出了新的要求，为此研制了第一台可编程控制器用于生产线上，通过改变存储在里面的指程控制器用于生产线上，通过改变存储在里面的指令的方法来改变生产线的控制流程，从而提供了继令的方法来改变生产线的控制流程，从而提供了继电器控制系统无法比拟的灵活性。但这一时期它主电器控制系统无法比拟的灵活性。但这一时期它主要是代替继电器系统完成顺序控制，虽然也采用了要
5、是代替继电器系统完成顺序控制，虽然也采用了计算机的设计思想，实际只能进行逻辑运算，故称计算机的设计思想，实际只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器为可编程逻辑控制器 简称简称PLC（Programmable Logical Controller）。 进入进入80年代，随着微电子技术和计算机技术年代，随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控的发展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，可以进行模拟量控制、位制、顺序控制的范围，可以进行模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统，
6、因此将其称为可编程控制柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制器器（Programmable ControllerProgrammable Controller）简称简称PC ,但但为为了与个人电脑了与个人电脑PC相区别，仍将其称为相区别，仍将其称为PLC。PLC已被称为现代工业控制的三大支柱已被称为现代工业控制的三大支柱（PLCPLC、机器人和机器人和机器人和机器人和CAD/CAMCAD/CAM）之一。之一。 目前目前PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，加速了机电一体化的进程。工等领域，加速了机电一体化的进程。三、三、三、三、 PLCPLC的主要
7、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。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，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
8、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。(4) (4) 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。缩短设计、施工、投产的周期，维护容易。目目前前PLC产品朝着系列化、标准化方向发展，只需根产品朝着系列化、标
9、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计，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，大大减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，同时轻了接线工作，同时PLC还具有故障检测和显示功还具有故障检测和显示功能，使故障处理时间缩短。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。四、功能：四、功能： 顺序控制、逻辑控制、定时顺序控制、逻辑控制、定时/计数等各计数等各种功能，高档种功能，高档PLC还具有数字运算、逻辑
10、还具有数字运算、逻辑运算、数据处理、模拟量调节以及联网通运算、数据处理、模拟量调节以及联网通信等等功能。信等等功能。1、按、按 IO点数分类点数分类（1）小型小型PLC：I/O256点，用户存储器容量点，用户存储器容量2K字节字节（2）中型中型PLC：I/O在在2562048点之间，用户存储点之间，用户存储器容量器容量28K字节字节（3）大型大型PLC：I/O2048点，用户存储器容量点，用户存储器容量8K字节字节 以上划分不包括模拟量以上划分不包括模拟量I0点数，且划分界限点数，且划分界限不是固定不变的。不是固定不变的。五、分类五、分类2、按结构形式分类、按结构形式分类（1）整体式）整体式P
11、LC： 又称单元式或箱体式。整体式又称单元式或箱体式。整体式PLC是将电源、是将电源、CPU、I0部件都集中装在一个机部件都集中装在一个机箱内。一般小型箱内。一般小型PLC采用这种结构。采用这种结构。（2）模块式）模块式PLC：将将PLC各部分分成若干个单独的各部分分成若干个单独的模块，如模块，如 CPU模块、模块、I0模块、电源模块和各种功模块、电源模块和各种功能模块。模块式能模块。模块式PLC由框架和各种模块组成。模块由框架和各种模块组成。模块插在插座上。一般大、中型插在插座上。一般大、中型PLC采用模块式结构，采用模块式结构，有的小型有的小型PLC也采用这种结构。也采用这种结构。 有的有
12、的PLC将整体式和模块式结合起来，称为叠装式将整体式和模块式结合起来，称为叠装式PLC。五、分类五、分类模块式模块式Power in a Small Package!电源模块电源模块CPU模块模块IO模块模块底底 板板 各种各种PLC的具体结构虽然多种多样，但其结的具体结构虽然多种多样，但其结构和工作原理大同小异，都是以微处理器为核心构和工作原理大同小异，都是以微处理器为核心的电子电气系统。的电子电气系统。PLC各种功能的实现，不仅基各种功能的实现，不仅基于其硬件的作用，而且要靠其软件的支持。于其硬件的作用，而且要靠其软件的支持。 PLC内部主要由内部主要由主机主机、输入输入 /输出接口输出接
13、口、电源电源、编程器编程器、扩展接口扩展接口和外部设备接口和外部设备接口等几部分组成。等几部分组成。1 1 1 1 PLC PLC的结构和工作原理的结构和工作原理6.1.1 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各种开关各种开关传感器传感器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照明照明电磁装置电磁装置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采用光电采用光电隔离装置隔离装置
14、图图4-1 PLC4-1 PLC结构示意图结构示意图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由的核心，一切逻辑运算及判断都是由的核心，一切逻辑运算及判断都是由的核心，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。它就是我们其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我们其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我们其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我们常说的电脑芯片。常说的电脑芯片。常说的电脑芯片。常说的电脑芯片。 主机部分包括主机部分包括主机部分包括主机部分包括中央处理器（中央处理器（中央处理器（中央处理器（CPUCPU）、系
15、统程序存系统程序存系统程序存系统程序存储器储器储器储器和和和和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。1. 1. 主机主机主机主机（1 1）接收从编程器输入的用户程序，并存入程序存储）接收从编程器输入的用户程序，并存入程序存储器中；器中；(2)(2)(2)(2)用扫描方式采集现场输入状态和数据，并存入相应用扫描方式采集现场输入状态和数据，并存入相应的数据寄存器中；的数据寄存器中；(3)(3)(3)(3)执行用户程序，从程序存储器中逐条取出用户程序，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，完成程序规定的逻辑经过解释
16、程序解释后逐条执行，完成程序规定的逻辑和算术运算，产生相应的控制信号去控制输出电路，和算术运算，产生相应的控制信号去控制输出电路，实现程序规定的各种操作；实现程序规定的各种操作；（4 4）通过故障自诊断程序，诊断）通过故障自诊断程序，诊断PLCPLC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影响。的整机性能有着决定性影响。CPU是是PLC的核心，其主要作用是：的核心，其主要作用是： 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
17、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
18、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 输入接口输入接口输入接口输入接口用于接收输入设备（如：按钮、行程开用于接收输入设备（如：按钮、行程开用于接收输入设备（如：按钮、行程开用于接收输入设备（如：按钮、行程开关、传感器等）的控制信号。关、传感器等）的控制信号。关、传感器等）的控制信号。关、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用于将经主机处理过的结果通过输出电用于将经主机处
19、理过的结果通过输出电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（如路去驱动输出设备（如路去驱动输出设备（如路去驱动输出设备（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 电源电源是整机的能源供给中心。是整机的能源供给中心。PLC的工作电源有的的工作电源有的采用交流，有的采用直流供电。交流一般采用单相交采用交流，有的采用直流供电。交流一般采用单相交流流220V，直流一般采用，直流一般采用24V。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
20、很重要的外部设备，它主要由键盘、显示器组成。编程器分简易型和智能型两键盘、显示器组成。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。编程器的作用是编制用户程序并用智能编程器。编程器的作用是编制用户程序并送入送入PLC程序存储器。利用编程器可检查、修改、程序存储器。利用编程器可检查、修改、调试用户程序和在线监视调试用户程序和在线监视PLC工作状况。现在许工作状况。现在许多多PLC采用和计算机联接，并利用专用的工具软采用和计算机联接，并利用专用的工具软件进行编程或监控。件进行编程或监控。6. 6. 外部设备接口外部设备接口外部
21、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扩展单元与基本单元（即主机）联接在一起。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。6.1.2 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理 PLC的工作过程是在系统软件的控制下顺序扫描的工作过程是在系统软件的控制下顺序扫描工作的过程。工作的过程。 软件分为：软件分为： 系统软件系统软件 应用软件应用软
22、件 PLC的工作过程就是在系统软件的控制下顺的工作过程就是在系统软件的控制下顺次扫描各输入点的状态，执行并按用户程序的次扫描各输入点的状态，执行并按用户程序的要求解算控制逻辑，然后向各输出点发出相应要求解算控制逻辑，然后向各输出点发出相应的控制信号的过程。的控制信号的过程。6.1.2 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理 具体工作过程如下：具体工作过程如下：1输入现场信息输入现场信息在系统软件控制下，顺序扫描各输入点，读入在系统软件控制下，顺序扫描各输入点，读入各点状态，寄存在输入状态寄存器中。各点状态，寄存在输入状态寄存器中。2执行用户程序执行用户程序顺次扫描用户程序中的各条指令顺次
23、扫描用户程序中的各条指令(即执行程序即执行程序)，根据指令内容和输入状态进行逻辑运算，把，根据指令内容和输入状态进行逻辑运算，把输出点的运算结果寄存在输出状态寄存器中。输出点的运算结果寄存在输出状态寄存器中。3输出控制信号输出控制信号 执行用户程序结束后，各输出点同时发出相应的开门信号，执行用户程序结束后，各输出点同时发出相应的开门信号，把输出状态寄存器的值输出，通过输出模块控制相应的执行把输出状态寄存器的值输出，通过输出模块控制相应的执行机构，实现所要求的逻辑控制功能。机构，实现所要求的逻辑控制功能。 为提高可靠性，及时接收外来控制命令，为提高可靠性，及时接收外来控制命令，PLC在每次扫描在
24、每次扫描之前都之前都要经过自诊断、与编程器及外设通信要经过自诊断、与编程器及外设通信这二步。这二步。自诊断自诊断过程中如发现有故障、程序执行有错误或超时，则过程中如发现有故障、程序执行有错误或超时，则PLC立即启动相应保护程序，保留现行工作状态，关断所立即启动相应保护程序，保留现行工作状态，关断所有输出点，然后停机。有输出点，然后停机。自检正常完成后，则自检正常完成后，则检查是否有编程器等外部设备的通信检查是否有编程器等外部设备的通信请求请求。处理完通信后，。处理完通信后，PLC才开始继续往下扫描输入点的才开始继续往下扫描输入点的状态。状态。所以整个所以整个PLC完整的工作过程应该有五个部分组
25、成。完整的工作过程应该有五个部分组成。如下图所示如下图所示开始自诊断与编程器通信读入现场信号执行用户程序输出结果图 PLC扫描过程扫描周期扫描周期：重复执行上述五步过程，每执行一：重复执行上述五步过程，每执行一遍所需的时间称为扫描周期。遍所需的时间称为扫描周期。 影响扫描周期因素很多：影响扫描周期因素很多：CPU速度、速度、I/O点数、点数、用户程序长短等。用户程序长短等。 输入扫描和输出刷新的时间一般为输入扫描和输出刷新的时间一般为4ms，程程序执行时间因程序长短不同，所以序执行时间因程序长短不同，所以PLC的扫描的扫描周期通常为周期通常为40100毫秒。毫秒。第二次课6.1.3 可编程控制
26、器的主要技术性能可编程控制器的主要技术性能1. I/O1. I/O点数点数点数点数 指指指指PLCPLC外部输入和输出端子数。外部输入和输出端子数。外部输入和输出端子数。外部输入和输出端子数。2. 2. 用户程序存储容量用户程序存储容量用户程序存储容量用户程序存储容量 用来衡量用来衡量PLC所能存储用户程序的多少。所能存储用户程序的多少。3. 3. 扫描速度扫描速度扫描速度扫描速度 指扫描指扫描1000步用户程序所需的时间，以步用户程序所需的时间，以ms/千步为千步为单位。单位。4. 4. 指令系统条数指令系统条数指令系统条数指令系统条数 指指PLC具有的基本指令和高级指令的种类和数量。具有的
27、基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强。种类数量越多，软件功能越强。5. 5. 编程元件的种类和数量编程元件的种类和数量编程元件的种类和数量编程元件的种类和数量 编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅助继编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态器、定时器、计数器、通用电器、状态器、定时器、计数器、通用“字字”寄存器、寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等。其种类和数量是衡数据寄存器及特殊功能继电器等。其种类和数量是衡量量PLC的一个指标。的一个指标。FXFX2N2N编程软元件的表示形式及编号范围编程软元件的表示形式及编号范围编程软元件的表示形式及编号范围编程软元件
28、的表示形式及编号范围C100C100C199 C199 共共共共100100点点点点代表字母代表字母代表字母代表字母 元件名称元件名称元件名称元件名称 编号范围编号范围编号范围编号范围 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 XYMTCX0X0X7 X377 X7 X377 8 8进制进制进制进制Y0Y0Y7 Y377 Y7 Y377 8 8进制进制进制进制 M000M499 M000M499 共共共共500500点点点点T0T0T199 T199 共共共共200200点点点点C0C0C99 C99 共共共共100100点点点点状态元件状态
29、元件SS0S0S899 S899 共共共共900900点点点点 2 2 可编程控制器的程序编制可编程控制器的程序编制可编程控制器的程序编制可编程控制器的程序编制6.2.1 6.2.1 可编程控制器的编程语言可编程控制器的编程语言可编程控制器的编程语言可编程控制器的编程语言 同其它电脑装置一样，同其它电脑装置一样，PLC的操作是依其程序的操作是依其程序操作进行的，而程序是用程序语言表达的，并且表操作进行的，而程序是用程序语言表达的，并且表达的方式多种多样，不同的生产厂家，不同的机种，达的方式多种多样，不同的生产厂家，不同的机种，采用的表达方式不同，但基本上可归纳为：采用的表达方式不同，但基本上可
30、归纳为：语句表语言语句表语言语句表语言语句表语言梯形图语言梯形图语言梯形图语言梯形图语言逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式流程图语言流程图语言流程图语言流程图语言目前常用目前常用1. 1. 梯形图梯形图梯形图梯形图 是在继电控制系统电气原理图基础上开发出是在继电控制系统电气原理图基础上开发出来的一种图形语言。它继承了继电器接点、线圈、来的一种图形语言。它继承了继电器接点、线圈、串联、并联等术语和类似的图形符号，串联、并联等术语和类似的图形符号，具有形象、具有形象、直观、实用的特点直观、实用的特点，不需学习计算机专业知识，不需学习计算机专业知识，电气技术人员使用最方便。电气技术人员使用最方
31、便。例：例：例：例：用用用用PLCPLC组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路SBSB1 1KMKMSBSB0 0FRFRKMKM FRFRKMKMFUFUQQ3M.继电接触控制图继电接触控制图继电接触控制图继电接触控制图例：例：例：例：用用用用PLCPLC组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路常闭接点常闭接点 Y0 X0 X1 Y0状态取决于按状态取决于按状态取决于按状态取决于按钮是否动作钮是否动作钮是否动作钮是否动作输出继电输出继电输出继电输出继电器器器器( (线圈线圈线圈线圈) )常开接点常开接点利用梯形
32、图编制控制程序：利用梯形图编制控制程序：利用梯形图编制控制程序：利用梯形图编制控制程序：梯形图特点：梯形图特点： (1)(1)梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。梯形图梯形图由多个梯级组成，每个线圈可构成一个梯级，每个梯级由多个梯级组成，每个线圈可构成一个梯级，每个梯级有多条支路，每个梯级代表一个逻辑方程有多条支路，每个梯级代表一个逻辑方程. .（2 2）梯形图中的继电器并）梯形图中的继电器并不是物理继电器不是物理继电器，每个继电器，每个继电器或输入接点各为存储器中的一位，相应位为或输入接点各为存储器中的一位，相应位为“1 1”态，表态，表示继电器线圈通
33、电或常开触头闭合，或常闭触头断开。示继电器线圈通电或常开触头闭合，或常闭触头断开。（3）梯形图中的）梯形图中的继电器触点继电器触点在编写用户程序时（即作在编写用户程序时（即作为逻辑接点）为逻辑接点）可可根据需要在梯形图中根据需要在梯形图中反复使用反复使用，没有，没有数量限制，既可用常开也可用常闭，数量限制，既可用常开也可用常闭，线圈输出只能是线圈输出只能是一次一次。（7）PLC在解算用户逻辑时按照梯形图在解算用户逻辑时按照梯形图从上到下、从从上到下、从左到右的先后顺序进行处理，左到右的先后顺序进行处理，即按扫描方式顺序执行即按扫描方式顺序执行程序。程序。（4）梯形图中流过的电流不是物理电流，）
34、梯形图中流过的电流不是物理电流，而是而是“概念概念电流电流”，是程序执行的形象表示方式是程序执行的形象表示方式，只能从左向右，只能从左向右流。流。（5）输入继电器用于接收）输入继电器用于接收PLC的外部输入信号，而不的外部输入信号，而不能由内部其它继电器的触点驱动。因此，梯形图中能由内部其它继电器的触点驱动。因此，梯形图中只只出现输入继电器的触点而不出现输入继电器的线圈。出现输入继电器的触点而不出现输入继电器的线圈。（6）输出线圈不能直接驱动现场的执行元件，通过）输出线圈不能直接驱动现场的执行元件，通过I/O模模 块上的块上的功率器件来驱动功率器件来驱动。2. 2. 语句表语言语句表语言语句表
35、语言语句表语言 这种编程语言与汇编语言类似，不同的厂家其语句这种编程语言与汇编语言类似，不同的厂家其语句表有所不同，这里以日本三菱表有所不同，这里以日本三菱FX2N可编程控制器为例，可编程控制器为例，对上述电机起、停控制进行编程（即将梯形图转换成对上述电机起、停控制进行编程（即将梯形图转换成语句表语言）。语句表语言）。LD X0OR Y0ANI X1OUT Y0注意：按梯形图从左到右，从上到下的顺序编程。注意：按梯形图从左到右，从上到下的顺序编程。 Y0 X0 X1Y06.2.2 可编程控制器的编程原则和方法可编程控制器的编程原则和方法1. 1. 编程原则编程原则编程原则编程原则（1）PLC编
36、程元件的编程元件的触点在编程过程中可以无限次触点在编程过程中可以无限次使用使用，每个继电器的，每个继电器的线圈在梯形图中只能出现一次，线圈在梯形图中只能出现一次，它的触点可以使用无数次。它的触点可以使用无数次。（2）梯形图的每一逻辑行皆起始于左母线，终止梯形图的每一逻辑行皆起始于左母线，终止于右母线。于右母线。线圈总是处于最右边，且不能直接与线圈总是处于最右边，且不能直接与左边母线相连。左边母线相连。（3）编制梯形图时，应尽量做到编制梯形图时，应尽量做到“上重下轻、左上重下轻、左重右轻重右轻”。不合理不合理合理合理（4）两个或两个以上的线圈可以并联，但不可以两个或两个以上的线圈可以并联，但不可
37、以串联串联。 X0 Y0 Y1 2. 2. 编程方法编程方法编程方法编程方法 (1)确定确定I/O点数及分配点数及分配 (2)编制梯形图和指令语句表编制梯形图和指令语句表(5) 程序以程序以END指令结束，程序的执行是从第一个指令结束，程序的执行是从第一个地址到地址到END指令结束指令结束.6.2.3 可编程控制器的基本编程指令可编程控制器的基本编程指令1. 1. 起始指令起始指令起始指令起始指令LDLD，LDILDI与输出指令与输出指令与输出指令与输出指令OUTOUTLD 加载加载LDI 加载非加载非OUT 输出输出指指 令令可使用区域可使用区域X Y M S T C功能：功能：常开触点逻辑
38、运算起始。常开触点逻辑运算起始。在每一条逻辑线在每一条逻辑线或一个程序段的开始都要使用或一个程序段的开始都要使用LD指令或指令或LDI指令。指令。LD X0LDI X0功能：常闭触点逻辑运算起始。功能：常闭触点逻辑运算起始。 功能：功能：把输出指令之前的运算结果输出到指定的把输出指令之前的运算结果输出到指定的接点，接点，输出指令可并列使用输出指令可并列使用。OUT Y0X0Y0X0Y0Y0X0例：当输入接点例：当输入接点X0 ON时，使输出继电器时，使输出继电器Y0、Y1动动作，当接点作，当接点X1 OFF时，使继电器时，使继电器Y2动作。动作。梯形图对应的梯形图对应的梯形图对应的梯形图对应的
39、助记符程序助记符程序助记符程序助记符程序 LD X0OUT Y0OUT Y1LDI X1OUT Y2Y0 X0 Y2 X1梯形图程序梯形图程序梯形图程序梯形图程序Y1AND X1功能：功能：常开触点串联连接。常开触点串联连接。2. 2. 触点串联指令触点串联指令触点串联指令触点串联指令ANDAND，ANIANI与触点并联指令与触点并联指令与触点并联指令与触点并联指令OROR，ORIORIAND 与与ANI 与非与非OR 或或指指 令令可使用区域可使用区域X Y M S T CORI 或非或非X1X0Y0例：当输入条件例：当输入条件例：当输入条件例：当输入条件X0X0和和和和X1X1及及及及X2
40、X2同时为同时为同时为同时为ONON时时时时Y3Y3被输出被输出被输出被输出的程序。的程序。的程序。的程序。助记符程序助记符程序助记符程序助记符程序 LD X0 AND X1 AND X2 OUT Y3 时序图时序图时序图时序图X0X1X2Y3梯形图程序梯形图程序梯形图程序梯形图程序 X1 X0 X2Y3ANI X1功能：功能：功能：功能：常闭触点串联连接。常闭触点串联连接。X1X0Y0例：当输入条件例：当输入条件X0为为ON，X1和和X2为为OFF时，时，Y3被输出程序。被输出程序。时序图时序图时序图时序图X0X1X2Y3助记符程序助记符程序助记符程序助记符程序 LD X0 ANI X1 A
41、NI X2 OUT Y3 梯形图程序梯形图程序梯形图程序梯形图程序 X1 X0 X2 Y3OR X1功能：功能：常开触点并联连接。常开触点并联连接。X1X0Y0助记符程序助记符程序助记符程序助记符程序 LD X0 OR X1 OR X2 OUT Y3 梯形图程序梯形图程序梯形图程序梯形图程序时序图时序图X0X1X2Y3 X1 X0 X2 Y3例：当输入条件例：当输入条件X0X0或或或或X1X1或或或或X2X2为为ON时时Y3Y3被输出程序。被输出程序。例：当输入条件例：当输入条件X0为为ON，或或X1或或X2为为OFFOFF时时Y3Y3被输出程序。被输出程序。ORI X1功能：功能：常闭触点并
42、联连接。常闭触点并联连接。X1X0Y0助记符程序助记符程序助记符程序助记符程序 LD X0 ORI X1 ORI X2 OUT Y3 时序图时序图时序图时序图X0X1X2Y3梯形图程序梯形图程序梯形图程序梯形图程序 X1 X0 X2 Y3说明：说明：说明：说明：uOROR、ORIORI用作为用作为用作为用作为1 1个触点的并联连接指令个触点的并联连接指令个触点的并联连接指令个触点的并联连接指令，为连，为连，为连，为连接接接接2 2个以上的触点串联连接的电路块的并联连接时，个以上的触点串联连接的电路块的并联连接时，个以上的触点串联连接的电路块的并联连接时，个以上的触点串联连接的电路块的并联连接时
43、，要用后述的要用后述的要用后述的要用后述的ORBORB指令。指令。指令。指令。3. 3. 块串联指令块串联指令块串联指令块串联指令ANBANB与块并联指令与块并联指令与块并联指令与块并联指令ORBORB ANBANB：将并联电路块与前面电路串联。：将并联电路块与前面电路串联。：将并联电路块与前面电路串联。：将并联电路块与前面电路串联。使用该指令的原则：使用该指令的原则：使用该指令的原则：使用该指令的原则：（1 1）先组块后串联；）先组块后串联；）先组块后串联；）先组块后串联；（2 2）在每一电路块开始时，须使用）在每一电路块开始时，须使用）在每一电路块开始时，须使用）在每一电路块开始时，须使用
44、LDLD、LDILDI指令；指令；指令；指令；（3 3）许多电路组成的串联电路，在组成一个电路块后，）许多电路组成的串联电路，在组成一个电路块后，）许多电路组成的串联电路，在组成一个电路块后，）许多电路组成的串联电路，在组成一个电路块后，紧跟一条紧跟一条紧跟一条紧跟一条ANBANB指令，则串联电路块的个数没有限制指令，则串联电路块的个数没有限制指令，则串联电路块的个数没有限制指令，则串联电路块的个数没有限制。也。也。也。也可在所有的电路块组成后，集中写若干条可在所有的电路块组成后，集中写若干条可在所有的电路块组成后，集中写若干条可在所有的电路块组成后，集中写若干条ANBANB指令，但指令，但指
45、令，但指令，但这种写法串联电路块数不能超过这种写法串联电路块数不能超过这种写法串联电路块数不能超过这种写法串联电路块数不能超过8 8个，这是不好的编程个，这是不好的编程个，这是不好的编程个，这是不好的编程方式。方式。方式。方式。ORBORB：两个以上触点串联的支路与前面支路并联。使两个以上触点串联的支路与前面支路并联。使两个以上触点串联的支路与前面支路并联。使两个以上触点串联的支路与前面支路并联。使用该指令对各个支路进行并联时，用该指令对各个支路进行并联时，用该指令对各个支路进行并联时，用该指令对各个支路进行并联时，各个支路的起点须使各个支路的起点须使各个支路的起点须使各个支路的起点须使用用用
46、用LDLD、LDILDI指令。指令。指令。指令。3. 3. 块串联指令块串联指令块串联指令块串联指令ANBANB与块并联指令与块并联指令与块并联指令与块并联指令ORBORB指令块指令块1指令块指令块2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 LD X0 OR X2 LD X1 ORI X3 ANB OUT Y0语句表指令语句表指令语句表指令语句表指令 LD X0 AND X1 LD X2 ANI X3 ORB OUT Y0X0X1X2X3Y0 X0X1X2X3Y0ORB说明：说明：1、2个以上的触点串联连接的电路称之为串联电个以上的触点串联连接的电路称之为串联电路块
47、。串联电路块并联连接时，分支的开始用路块。串联电路块并联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支的结束用指令，分支的结束用ORB指令。指令。2、ORBORB和和和和ANBANB指令均为无操作元件号的指令指令均为无操作元件号的指令指令均为无操作元件号的指令指令均为无操作元件号的指令。ANB说明：说明：1、分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，、分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用使用ANB指令。指令。 分支的开始用分支的开始用LD、LDI指令。并联电路块结束指令。并联电路块结束后，使用后，使用ANB指令与前面电路串联。指令与前面电路串联。 练习：练习： X1X2 X4 X5 X3X0
48、X6X3Y74. 4. 置位、复位指令置位、复位指令置位、复位指令置位、复位指令SETSET，RSTRSTSET 功能：置位，令元件自保持功能：置位，令元件自保持ON。当输入条件变当输入条件变为为ON时，使指定输出接点保持时，使指定输出接点保持ONON状态，状态，状态，状态，此后即此后即使输入变为使输入变为OFFOFF，该输出仍保持该输出仍保持ONON状态状态状态状态。RST功能：复位，令元件自保持功能：复位，令元件自保持OFF，清数据寄存器。用，清数据寄存器。用于计数器、移位寄存器的复位。使计数器的当前值回于计数器、移位寄存器的复位。使计数器的当前值回复到设定值或使移位寄存器清零。复到设定值
49、或使移位寄存器清零。当输入条件变为当输入条件变为ONON时，使指定输出接点保持时，使指定输出接点保持OFFOFF状态状态状态状态，此后即使输，此后即使输入变为入变为OFFOFF，该输出仍保持，该输出仍保持OFFOFF状态状态状态状态。Y0 Y0LD X0LD X0SET Y0SET Y0LD X1LD X1RST Y0RST Y0语句表指令语句表指令语句表指令语句表指令时序图时序图时序图时序图X0X1Y0例：例： X0X1 Y0 Y0SET Y0RST Y0说明：说明：说明：说明：（1 1）X0X0一接通，即使再一接通，即使再一接通，即使再一接通，即使再变成断开，变成断开，变成断开，变成断开，
50、Y0Y0也保持接也保持接也保持接也保持接通。通。通。通。X1X1接通后，即使再接通后，即使再接通后，即使再接通后，即使再变成断开，变成断开，变成断开，变成断开，Y0Y0也将保持也将保持也将保持也将保持断开。断开。断开。断开。（2 2）对同一个元件可以多次使用）对同一个元件可以多次使用）对同一个元件可以多次使用）对同一个元件可以多次使用SETSET、RSTRST指令，顺序指令，顺序指令，顺序指令，顺序可任意，但在最后执行的一条才有效。可任意，但在最后执行的一条才有效。可任意，但在最后执行的一条才有效。可任意，但在最后执行的一条才有效。5. 5. 定时器指令定时器指令定时器指令定时器指令T TT2
51、 K200X0T2Y0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语句表指令语句表指令语句表指令语句表指令 LD X0 OUT T2 K 200 LD T2OUT Y0t通电延时时间通电延时时间通电延时时间通电延时时间=200*0.1S=200*0.1S输入信号输入信号输入信号输入信号X0X0定时器接点定时器接点定时器接点定时器接点输出信号输出信号输出信号输出信号T2T26. 6. 计数器指令计数器指令计数器指令计数器指令C CX1X0C100Y0设置值设置值设置值设置值计数器号计数器号计数器号计数器号语句表指令语句表指令语句表指令语句表指令LD X0LD X0RST C100RS
52、T C100LD X1LD X1OUT C100OUT C100K 4K 4LD C100LD C100OUT Y0OUT Y0X0X1Y0C100K4RST C1007. 7. 空操作指令空操作指令空操作指令空操作指令NOPNOP语句表指令语句表指令语句表指令语句表指令 LD X0LD X0 NOP NOP OUT Y0 OUT Y0NOP指令的使用对程序运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。 NOP Y0X0NOPNOP指令用法：指令用法：指令用法：指令用法：语句表指令语句表指令 LD X0 AND X1 AND X2 OUT
53、Y0 X1 Y0X0 X2Y0X0语句表指令语句表指令 LD X0 NOP NOP OUT Y0a a）短接触点）短接触点）短接触点）短接触点X1X1、X2X2NOPNOP指令用法：指令用法：指令用法：指令用法：语句表指令语句表指令 LD X0 OR X1 LDI X2 OR X3 ANB OUT Y0语句表指令语句表指令 NOP NOP LDI X2 OR X3 NOP OUT Y0 X1 Y0X0 X2 X3 X2Y0 X3b b）短接触点）短接触点）短接触点）短接触点X0X0、X1X1NOPNOP指令用法：指令用法：指令用法：指令用法：语句表指令语句表指令 LD X0 AND X2 LD
54、 X1 AND X3 ORB OUT Y0语句表指令语句表指令 NOP NOP LD X1 AND X3 NOP OUT Y0 c c）删除触点）删除触点）删除触点）删除触点X0X0、X2X2 X1 Y0X0 X2 X3 Y0X1 X3说明：说明：说明：说明：（1 1）程序若加入）程序若加入）程序若加入）程序若加入NOPNOP指令，改动或追加程序时，指令，改动或追加程序时，指令，改动或追加程序时，指令，改动或追加程序时，可以减少步序号的改变。另外，用可以减少步序号的改变。另外，用可以减少步序号的改变。另外，用可以减少步序号的改变。另外，用NOPNOP指令替换已指令替换已指令替换已指令替换已写入
55、的指令，也可改变电路。写入的指令，也可改变电路。写入的指令，也可改变电路。写入的指令，也可改变电路。（2 2）执行程序全清操作后，全部指令都变成）执行程序全清操作后，全部指令都变成）执行程序全清操作后，全部指令都变成）执行程序全清操作后，全部指令都变成NOPNOP。 第四次课8. 8. 堆栈指令堆栈指令堆栈指令堆栈指令MPSMPS、MRDMRD、MPPMPP MPSMPS用于压入堆栈，用于压入堆栈，MRDMRD用于读出堆栈，用于读出堆栈，MPPPP用于用于弹出堆栈。弹出堆栈。语句表指令语句表指令 LD X0 MPS AND X1 OUT Y0 MRD AND X2 OUT Y1 MPP AND
56、 X3 OUT Y2 X1X2 X3 Y1 Y0 Y2X0MPSMPSMRDMRDMPPMPP MPSMPS（push）：进栈，）：进栈，MRD MRD （read）：读栈，）：读栈，MPP PP （pop）:出栈。出栈。9 9、主控母线指令、主控母线指令MCMC：主控开始指令主控开始指令MCRMCR：主控返回指令主控返回指令在逻辑电路中经常会遇到几个线圈同时受一个触在逻辑电路中经常会遇到几个线圈同时受一个触点或一组触点的控制即受到公共逻辑条件的控制，点或一组触点的控制即受到公共逻辑条件的控制，在在PLCPLC编程中称之为主控。编程中称之为主控。借用代表公共逻辑的辅助继电器来控制一条分支借用代
57、表公共逻辑的辅助继电器来控制一条分支母线，可以缩短程序，节约程序空间。主控指令母线，可以缩短程序，节约程序空间。主控指令MCMC后面的由后面的由LDLD或或LDILDI指令开始，用指令开始，用MCRMCR指令返回指令返回。 X1X2 X3 Y1 Y0 Y2X0X4X5Y3 X1X2 X3 Y1 Y0 Y2X0X4X5Y3 X1X0 X1X0a）b）X2 X3 Y1 Y0 Y2X4X5Y3 X1X0 MC N0 M100 N0 M100 MCR N0语句表指令语句表指令LD X0AND X1MC N0 SP M100LD X2OUT Y0LD X3OUT Y1LD X4 OUT Y2MCR N0
58、LD X5OUT Y3 c）说明：说明：（1 1）输入）输入X0X0接通时，执行接通时，执行MCMC与与MCRMCR之间的指令。之间的指令。（2)MC2)MC指令后，母线（指令后，母线（LDLD、LDILDI点）移至点）移至MCMC触点之后，触点之后，返回原来母线的指令是返回原来母线的指令是MCRMCR。MCMC指令使用后必定要指令使用后必定要用用MCRMCR指令。指令。（3 3）使用不同的）使用不同的Y Y、M M元件号，可多次使用元件号，可多次使用MCMC指令。指令。但是若用同一软元件号，就与但是若用同一软元件号，就与OUTOUT指令一样成为双指令一样成为双线圈输出。线圈输出。（4 4）在
59、）在MCMC指令内再使用指令内再使用MCMC指令时，嵌套级指令时，嵌套级N N的编号就的编号就顺次增大（按程序顺序由小到大）。顺次增大（按程序顺序由小到大）。 返回时用返回时用MCRMCR指令，就从大的嵌套级开始解除（按指令，就从大的嵌套级开始解除（按程序顺序由大至小）。程序顺序由大至小）。1010程序结束指令程序结束指令ENDENDENDEND指令用于程序结束指令用于程序结束。有效程序结束后，。有效程序结束后，写一条写一条ENDEND指令，可以缩短扫描运算周期。指令，可以缩短扫描运算周期。如如F-40MF-40M型允许程序长度型允许程序长度890890步，用户程序长步，用户程序长度不到度不到
60、890890步时，可在程序结尾加上一条步时，可在程序结尾加上一条ENDEND指令。指令。FENDFEND指令表示主程序结束。指令表示主程序结束。当用户程序中有当用户程序中有子程序和中断服务子程序时，主程序结束用子程序和中断服务子程序时，主程序结束用FENDFEND指令，整个用户程序结束时用指令，整个用户程序结束时用ENDEND指令。指令。四、编程注意事项四、编程注意事项1、程序应按自上而下，从左至右的方式编制。、程序应按自上而下，从左至右的方式编制。2、适当的编程顺序可减少程序步数，如下图：、适当的编程顺序可减少程序步数，如下图：（1）串联多的电路应尽量放在上部。）串联多的电路应尽量放在上部。
61、 （2）LD （1）LD （5）OUT （3）AND （4）ORB （1）LD （4）OUT （2）AND （3）OR不需要不需要ORB指令指令四、编程注意事项四、编程注意事项2、适当的编程顺序可减少程序步数，如下图：、适当的编程顺序可减少程序步数，如下图：（2）并联多的电路应尽量靠近母线。）并联多的电路应尽量靠近母线。 （1）LD （4）OUT （3）AND （2）OR不需要不需要ANB指令指令 （2）LD （1）LD （5）OUT （3）OR （4）ANB四、编程注意事项四、编程注意事项3、重新安排不能编程的电路，如下图：、重新安排不能编程的电路，如下图： 桥式电路桥式电路 A E C B
62、 D F A C E B A E D C F(1)将电路改成右图的形式才能编程。将电路改成右图的形式才能编程。四、编程注意事项四、编程注意事项3、重新安排不能编程的电路，如下图：、重新安排不能编程的电路，如下图： 线圈的位置线圈的位置(2)不能将触点画在线圈的右边，只能在触点的右边接线圈。不能将触点画在线圈的右边，只能在触点的右边接线圈。 A C B D E A C B D E第五次课3 3 PLC的程序设计及应用举例的程序设计及应用举例一、一、PLCPLC程序设计基本步骤程序设计基本步骤 （1 1）根据控制要求，）根据控制要求，确定控制的操作方式（手确定控制的操作方式（手动、自动、连续、单步
63、等），应完成的动作动、自动、连续、单步等），应完成的动作（动作（动作的顺序和动作条件），以及必须的的顺序和动作条件），以及必须的保护和联锁保护和联锁；还；还要确定所有的控制参数，如转步时间、计数长度、要确定所有的控制参数，如转步时间、计数长度、模拟量的精度等。模拟量的精度等。 （2 2）根据生产设备现场的需要，）根据生产设备现场的需要，把所有的按钮、把所有的按钮、限位开关、接触器、指示灯等配置按照输入、输出限位开关、接触器、指示灯等配置按照输入、输出分类；分类；每一类型设备按顺序每一类型设备按顺序分配输入分配输入/ /输出地址，输出地址，列出列出PLCPLC的的I/OI/O地址分配表地址分配表
64、。每一个输入信号占用一每一个输入信号占用一个输入地址，每一个输出地址驱动一个外部负载。个输入地址，每一个输出地址驱动一个外部负载。 （3）对于较）对于较复杂的控制系统复杂的控制系统，应先，应先绘制出控制流程图绘制出控制流程图，参照流程图进行程序设计。参照流程图进行程序设计。可以用梯形图语言，也可以可以用梯形图语言，也可以用助记符语言。用助记符语言。 （4）对程序进行模拟调试、修改，直至满意为止。调）对程序进行模拟调试、修改，直至满意为止。调试时可采用试时可采用分段调试分段调试，并利用计算机或编程器进行监控。，并利用计算机或编程器进行监控。 （5）程序设计完成后，应）程序设计完成后，应进行在线统
65、调进行在线统调。开始时先带。开始时先带上输出设备（如接触器、信号指示灯等），上输出设备（如接触器、信号指示灯等），不带负载进不带负载进行调试。调试正常后，再带上负载运行行调试。调试正常后，再带上负载运行。全部调试完毕，。全部调试完毕，交付试运行。如果运行正常，可将程序固化到交付试运行。如果运行正常，可将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。中，以防程序丢失。二、应用程序的设计方法二、应用程序的设计方法 应用程序设计过程中，应正确选择能应用程序设计过程中，应正确选择能反映生产过程的变反映生产过程的变化参数作为控制参量进化参数作为控制参量进行控制；行控制；应正确处理各执行电器、各编程应正确处理各执
66、行电器、各编程元件之间的互相制约、互相配合的关系，元件之间的互相制约、互相配合的关系，即联锁关系即联锁关系。PLCPLC应用程序的设计方法有多应用程序的设计方法有多种，常用的设计方法有种，常用的设计方法有经验设计法经验设计法、顺序顺序功能图法功能图法等。等。 （一）梯形图的经验设计法（一）梯形图的经验设计法 经经验验设设计计法法是是沿沿用用设设计计继继电电器器电电路路图图的的方方法法来来设设计计梯梯形形图图。即即在在一一些些典典型型电电路路的的基基础础上上，根根据据被被控控对对象象对对控控制制系系统统的的具具体体要要求求，不不断断修修改改和和完完善善梯梯形形图图。设设计计无无普普遍遍规规律律可
67、可遵遵循循，设设计计的的质质量量与与设设计计者者的的经经验验有有很很大大关关系系，因因而而称称为为经经验验设设计计法法。它它可可用用于于较较简简单单的的梯梯形形图图设设计，如一些继电器基本控制电路的设计。计，如一些继电器基本控制电路的设计。 特点：特点：特点：特点：u没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性。意性。意性。意性。u结果不唯一。结果不唯一。结果不唯一。结果不唯一。u设计时间、质量与设计者的经验有很大的关系。设计时间、质量与设计者的经验有很大的关
68、系。设计时间、质量与设计者的经验有很大的关系。设计时间、质量与设计者的经验有很大的关系。编程实例编程实例编程实例编程实例例例例例1 1：用用用用PLCPLC组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路组成电机起停控制电路（1 1 1 1）继电器接触器控制电路如下图。继电器接触器控制电路如下图。继电接触控制图继电接触控制图继电接触控制图继电接触控制图SBSB1 1KMKMSBSB0 0FRFRKMKM FRFRKMKMFUFUQQ3M.（2 2） I/O分配：分配： 从上图可见，为满足控制要求，需要有从上图可见，为满足控制要求，需要有2个按个按钮：启动按钮、停止按钮；此外还需要控
69、制电动钮：启动按钮、停止按钮；此外还需要控制电动机的机的1个交流接触器；个交流接触器；一个热继电器作为过载保个热继电器作为过载保护。共需护。共需3个个I/O点，其中点，其中2个输入，个输入，1个输出。个输出。输入信号：输入信号：启动按钮启动按钮 SB0X0； 停止按钮停止按钮 SB1X1；输出信号：输出信号：流接触器流接触器 KMY0。 (3) PLC(3) PLC系统图系统图系统图系统图注意：注意： 在继电器在继电器控制系统中，一控制系统中，一般启动使用常开般启动使用常开按钮，停止用常按钮，停止用常闭按钮。用闭按钮。用PLC控制时控制时，停止按停止按钮可是动合也可钮可是动合也可用动断触点用动
70、断触点，相，相应梯形图和语句应梯形图和语句表程序亦作不同表程序亦作不同处理。处理。起动按钮起动按钮起动按钮起动按钮停止按钮停止按钮停止按钮停止按钮X0X0X1X1X2X2.SB0SB1SB1 Y0Y0 Y2Y2 Y1Y1.KMKMPLCCOMCOM220VFRFR常闭接点常闭接点(4) (4) 梯形图程序设计梯形图程序设计梯形图程序设计梯形图程序设计 Y0 X0 X1如：按如：按如：按如：按SB0SB0，则则则则X0X0存储存储存储存储单元为单元为单元为单元为“ “1”1”则其则其则其则其常开接点闭常开接点闭常开接点闭常开接点闭合，线圈通合，线圈通合，线圈通合，线圈通电，电机转电，电机转电，电
71、机转电，电机转动。动。动。动。注意：注意：这些接点或线圈并不是真实的物理继电器接点这些接点或线圈并不是真实的物理继电器接点或线圈，而是在软件编程中使用的编程元件，每个编或线圈，而是在软件编程中使用的编程元件，每个编程元件与存储器中的一个存储单元相对应，该存储单程元件与存储器中的一个存储单元相对应，该存储单元为元为“ “1”1”则表示梯形图中常开闭合则表示梯形图中常开闭合则表示梯形图中常开闭合则表示梯形图中常开闭合, , 常闭断开，线圈常闭断开，线圈常闭断开，线圈常闭断开，线圈通电。通电。通电。通电。 Y0状态取决于按状态取决于按状态取决于按状态取决于按钮是否动作钮是否动作钮是否动作钮是否动作如
72、：按如：按如：按如：按SB1SB1，则，则，则，则X1X1存储存储存储存储单元为单元为单元为单元为“ “1”1”则其则其则其则其常闭接点断常闭接点断常闭接点断常闭接点断开，线圈断开，线圈断开，线圈断开，线圈断电，电机停电，电机停电，电机停电，电机停车。车。车。车。输出继电输出继电输出继电输出继电器器器器( (线圈线圈线圈线圈) )常开接点常开接点（5 5）、）、）、）、 语句表语言语句表语言语句表语言语句表语言 对上述电机起、停控制进行编程（即将梯形图转对上述电机起、停控制进行编程（即将梯形图转换成语句表语言）。换成语句表语言）。LD X0OR Y0ANI X1OUT Y0 Y0 X0 X1
73、Y0例例例例2 : 2 : 利用利用利用利用PLCPLC实现正反转控制实现正反转控制实现正反转控制实现正反转控制1 1控制要求控制要求：电动机可以正向旋转，也：电动机可以正向旋转，也可以反向旋转。为避免改变旋转方向时可以反向旋转。为避免改变旋转方向时由于换相造成电源短路，要求电动机在由于换相造成电源短路，要求电动机在正、反转状态转换前先停转，然后再换正、反转状态转换前先停转，然后再换向启动。电动机正、反转继电器接触器向启动。电动机正、反转继电器接触器控制系统主电路及控制电路如图所示。控制系统主电路及控制电路如图所示。电气电气互锁互锁例例例例2 : 2 : 利用利用利用利用PLCPLC实现正反转
74、控制实现正反转控制实现正反转控制实现正反转控制1 1 要求：要求：要求：要求：SB2按钮为正转按钮，按钮为正转按钮，SB3为反转按钮，为反转按钮，SB1为为停止按钮，停止按钮，KM1为正向接触器，为正向接触器，KM2为反向接触器。为反向接触器。正转正转反转反转按钮按钮互锁互锁2. 2. I/O分配：分配： 从上图可见，为满足控制要求，需要有从上图可见，为满足控制要求，需要有3个按个按钮：正转起动按钮、反转起动按钮和停止按钮。钮：正转起动按钮、反转起动按钮和停止按钮。此外还需要控制电动机正、反转的两个交流接触此外还需要控制电动机正、反转的两个交流接触器，一个热继电器作为过载保护。共需器，一个热继
75、电器作为过载保护。共需5个个I/O点，点，其中其中3个输入，个输入，2个输出。个输出。输入信号：输入信号：停止按钮停止按钮 SB1X0。 正转起动按钮正转起动按钮 SB2X1； 反转起动按钮反转起动按钮 SB3X2； 输出信号：输出信号：正转交流接触器正转交流接触器 KM1Y0； 反转交流接触器反转交流接触器 KM2Y1。3实际接线图实际接线图 在下图的实际接线图中，在下图的实际接线图中，COM为公共端。根据为公共端。根据PLC的的型号不同、型号不同、I/O点数不同，输入、输出端子有不同数量的点数不同，输入、输出端子有不同数量的COM端。各端。各COM端彼此独立，可以单独使用。如果电端彼此独立
76、，可以单独使用。如果电源相同，可以共用一个源相同，可以共用一个COM端，但要考虑累积通过的电端，但要考虑累积通过的电流值，应小于通过的数值。流值，应小于通过的数值。SB1SB2SB3KM1KM2PLCX0X1X2COM.COMY0Y1.FR注意：注意： PLC的输的输入点较富裕，热继入点较富裕，热继电器的常闭触点可电器的常闭触点可占用占用PLC的输入点；的输入点；若输入点较紧张，若输入点较紧张，热继电器的信号可热继电器的信号可不输入不输入PLC中，而中，而直接接在直接接在PLC外部外部的控制电路中。的控制电路中。4 4、 梯形图程序梯形图程序梯形图程序梯形图程序语句表：语句表：LD X1OR
77、Y0ANI X0ANI X2ANI Y1OUT Y0LD X2OR Y1ANI X0ANI X1ANI Y0OUT Y1正转正转正转正转反转反转反转反转按钮互锁按钮互锁按钮互锁按钮互锁自锁接点自锁接点自锁接点自锁接点Y0 X1 X0Y1 Y1 X2 X0Y0 Y1 Y0 X1 X2触头互锁触头互锁例例3 利用利用PLC实现电动机的实现电动机的Y- 起动起动1. 1.要求要求要求要求SB2按钮为起动按钮，按钮为起动按钮，SB1按钮为停止按钮按钮为停止按钮KM1为电动机电源接触器，为电动机电源接触器，KM2为三角形运行接触器，为三角形运行接触器，KM3为星形启动接触器为星形启动接触器KM1KM3K
78、M2教材教材P7图图1-42. 2. I/O分配：分配：输入信号：输入信号： X1：停止；：停止； X2：起动；：起动； 输出信号：输出信号：Y1：KM1； Y2：KM2； Y3: KM3。X1X4X3X2.SB1SB1SB2Y1Y4Y3Y2.程程序序 KM3 (Y)接触器接触器KM1接触器接触器KM2( )接触器接触器3. 3.系统图系统图系统图系统图4. 4.梯形图程序梯形图程序梯形图程序梯形图程序Y1 Y1 接通电源、接通电源、接通电源、接通电源、Y2 Y2 形连接、形连接、形连接、形连接、Y3 Y3 星形连接星形连接星形连接星形连接5.语句表指令语句表指令 LD X2 OR Y1 AN
79、I X1 OUT Y1 LD Y1 ANI Y2 OUT T0 K 50 LD Y1 ANI Y2 ANI T0 OUT Y3LD T0OR Y2AND Y1ANI Y3OUT Y2Y1Y3T0Y2X2Y1X1Y1T0Y3Y2K50Y1Y2T0Y1Y2（Y）（ ） 启动时，按下启动时，按下启动时，按下启动时，按下SB2SB2，X2X2常开闭合，此时常开闭合，此时常开闭合，此时常开闭合，此时Y1Y1接通，定接通，定接通，定接通，定时器接通，时器接通，时器接通，时器接通，Y1Y1、Y3Y3也接通，也接通，也接通，也接通，KM1KM1、KM3KM3接触器接通，接触器接通，接触器接通，接触器接通，电动
80、机进入星形降压启动。电动机进入星形降压启动。电动机进入星形降压启动。电动机进入星形降压启动。 延时延时延时延时5 5秒后，定时器秒后，定时器秒后，定时器秒后，定时器T0T0动作，其常闭触点断开，动作，其常闭触点断开，动作，其常闭触点断开，动作，其常闭触点断开，使使使使Y3Y3断开，断开，断开，断开，KM3KM3断开。断开。断开。断开。 T0T0的常开触点闭合，的常开触点闭合，的常开触点闭合，的常开触点闭合，Y2Y2接通，接通，接通，接通，KM2KM2接通，接通，接通，接通，KM1KM1任然任然任然任然得电，得电，得电，得电，电动机三角形联结，电动机三角形联结，电动机三角形联结，电动机三角形联结
81、，进入正常工作。进入正常工作。进入正常工作。进入正常工作。Y1Y3T0Y2X2Y1X1Y1T0Y3Y2K50Y1Y2T0Y1Y2（Y）（ ）第六次课（二）梯形图的顺序控制设计法（二）梯形图的顺序控制设计法 经验设计法的设计方法不规范，经验设计法的设计方法不规范，没有一个普遍没有一个普遍的规律可遵循，具有一定的试探性和随意性的规律可遵循，具有一定的试探性和随意性。 由于联锁关系复杂，由于联锁关系复杂，用经验设计法进行设计一用经验设计法进行设计一般难于掌握，且设计周期较长般难于掌握，且设计周期较长，设计出的，设计出的程序可程序可读性差读性差，即使有经验的工程师阅读它也很费时。，即使有经验的工程师阅
82、读它也很费时。同时，给日后产品的使用、维护带来诸多不便。同时，给日后产品的使用、维护带来诸多不便。1 1、经验设计法的不足、经验设计法的不足2 2 2 2、顺序控制设计法、顺序控制设计法、顺序控制设计法、顺序控制设计法定义：定义：定义：定义： 顺序控制法就是按照生产工艺预先规定的顺顺序控制法就是按照生产工艺预先规定的顺顺序控制法就是按照生产工艺预先规定的顺顺序控制法就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构
83、自动地时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。有秩序地进行操作。有秩序地进行操作。有秩序地进行操作。特点：特点：特点：特点： 简单易学简单易学简单易学简单易学 设计效率高设计效率高设计效率高设计效率高 调试、修改和阅读方便调试、修改和阅读方便调试、修改和阅读方便调试、修改和阅读方便步步步步1 1 1 1步步步步2 2 2 2步步步步3 3 3 3步步步步4 4 4 4步步步步1 1 1 1X0X0X0X0Y0Y0Y0Y0Y1Y1Y1Y1Y2Y2Y2Y2概念：概念：概念：概念：步步步步：系统所
84、处的阶段（状态），根据系统所处的阶段（状态），根据系统所处的阶段（状态），根据系统所处的阶段（状态），根据输出量的状态变输出量的状态变输出量的状态变输出量的状态变化化化化划分。任何一步内，各个输出量状态保持不变，同划分。任何一步内，各个输出量状态保持不变，同划分。任何一步内，各个输出量状态保持不变，同划分。任何一步内，各个输出量状态保持不变，同时时时时相邻相邻相邻相邻的两步输出量总的状态是的两步输出量总的状态是的两步输出量总的状态是的两步输出量总的状态是不同不同不同不同的。的。的。的。转移条件转移条件转移条件转移条件：触发状态变化的：触发状态变化的：触发状态变化的：触发状态变化的条件。条件。条
85、件。条件。 外部输入信号外部输入信号外部输入信号外部输入信号 内部编程原件触点信号内部编程原件触点信号内部编程原件触点信号内部编程原件触点信号 多个信号的逻辑组合多个信号的逻辑组合多个信号的逻辑组合多个信号的逻辑组合转移转移转移转移：系统状态变化。：系统状态变化。：系统状态变化。：系统状态变化。（1）首先将系统的工作过程划分为若干步。步是根据）首先将系统的工作过程划分为若干步。步是根据输出量（输出继电器）的状态来划分的。只要系统某输出量（输出继电器）的状态来划分的。只要系统某一输出量的通断发生了变化，系统就从一步进入了另一输出量的通断发生了变化，系统就从一步进入了另外一步。在每一步内各输出量的
86、状态均应保持不变。外一步。在每一步内各输出量的状态均应保持不变。（2）确定各相邻步之间的转换条件。转换条件成立使）确定各相邻步之间的转换条件。转换条件成立使系统从当前步转入下一步。通常利用限位开关的通断，系统从当前步转入下一步。通常利用限位开关的通断，定时器或计数器的接通提供转换条件。转换条件也可定时器或计数器的接通提供转换条件。转换条件也可能是若干个信号的逻辑组合。能是若干个信号的逻辑组合。（3）画出功能表图（功能流程图）画出功能表图（功能流程图）功能表图又称为功能流程图或状态转移图。它是描述功能表图又称为功能流程图或状态转移图。它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。控制系统的控
87、制过程、功能和特性的一种图形。（4）根据功能流程图，采用某种编程方式设计出系统）根据功能流程图，采用某种编程方式设计出系统的梯形图程序。的梯形图程序。3、顺序控制设计法的设计步骤、顺序控制设计法的设计步骤X2X2X1X1右行右行右行右行左行左行左行左行4、顺序功能图的绘制、顺序功能图的绘制现以送料小车的控制来讨论功能流程图的绘制。现以送料小车的控制来讨论功能流程图的绘制。 小车在限位开关小车在限位开关X1处装料，处装料，10s后装料结束，开始右行。碰后装料结束，开始右行。碰到到X2后停止、卸料。后停止、卸料。15s后卸料后卸料结束，左行回到结束，左行回到X1处停下装料。处停下装料。如此循环工作
88、。小车的起动按如此循环工作。小车的起动按钮是钮是X0.左行左行左行左行M0M0M1M1M2M2M3M3起动起动起动起动 X0X0T0T0X2X2T1T1X1X1右行右行右行右行装料装料装料装料T0T0卸料卸料卸料卸料T1T1功能流程图功能流程图1 1 1 1）步）步）步）步“步步步步”用矩形方框表示，方框中是用矩形方框表示，方框中是用矩形方框表示，方框中是用矩形方框表示，方框中是编程元件的代号，一般用辅助继电编程元件的代号，一般用辅助继电编程元件的代号，一般用辅助继电编程元件的代号，一般用辅助继电器代表步。器代表步。器代表步。器代表步。初始步：与控制过程的初始状态相初始步：与控制过程的初始状态
89、相初始步：与控制过程的初始状态相初始步：与控制过程的初始状态相对应的步。用双线框表示。对应的步。用双线框表示。对应的步。用双线框表示。对应的步。用双线框表示。与步对应的动作或命令与步对应的动作或命令与步对应的动作或命令与步对应的动作或命令活动步：当系统处于某一步所在的活动步：当系统处于某一步所在的活动步：当系统处于某一步所在的活动步：当系统处于某一步所在的阶段时，叫做该步处于活动状态，阶段时，叫做该步处于活动状态，阶段时，叫做该步处于活动状态，阶段时，叫做该步处于活动状态，该步称为该步称为该步称为该步称为“活动步活动步活动步活动步”。步处于活动。步处于活动。步处于活动。步处于活动状态时，相应的
90、动作被执行。状态时，相应的动作被执行。状态时，相应的动作被执行。状态时，相应的动作被执行。步步步步5 5动作动作动作动作A A动作动作动作动作B B步步步步5 5动作动作动作动作A A动作动作动作动作B B2 2 2 2）转换与有向连线）转换与有向连线）转换与有向连线）转换与有向连线 步与步之间用有向线连接，并且用转换将步分步与步之间用有向线连接，并且用转换将步分步与步之间用有向线连接，并且用转换将步分步与步之间用有向线连接，并且用转换将步分开。两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换隔开。两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换隔开。两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换隔开。两个步绝对不能直接
91、相连，必须用一个转换隔开。两个转换也不能直接相连，必须用一个步隔开。开。两个转换也不能直接相连，必须用一个步隔开。开。两个转换也不能直接相连，必须用一个步隔开。开。两个转换也不能直接相连，必须用一个步隔开。有向连线（状态转移路线和方向）有向连线（状态转移路线和方向）有向连线（状态转移路线和方向）有向连线（状态转移路线和方向） 从上到下，从左到右，有向连线上的箭头可省略；从上到下，从左到右，有向连线上的箭头可省略；从上到下，从左到右，有向连线上的箭头可省略；从上到下，从左到右，有向连线上的箭头可省略；但若不是上述方向应在有向线上用箭头注明方向。但若不是上述方向应在有向线上用箭头注明方向。但若不是
92、上述方向应在有向线上用箭头注明方向。但若不是上述方向应在有向线上用箭头注明方向。转换（分割两个相邻步）转换（分割两个相邻步）转换（分割两个相邻步）转换（分割两个相邻步）步步步步5 5动作动作动作动作A A动作动作动作动作B B步步步步6 6动作动作动作动作C C动作动作动作动作D Da a b b步步步步5 5动作动作动作动作A A A A动作动作动作动作B B步步步步6 6动作动作动作动作C C动作动作动作动作D Da ab b3 3）转换条件）转换条件 可用文字语言、可用文字语言、布尔代数表达式布尔代数表达式或图形符号标注或图形符号标注在表示转换的短在表示转换的短横线旁。横线旁。4 4）顺
93、序功能图的基本结构）顺序功能图的基本结构）顺序功能图的基本结构）顺序功能图的基本结构单序列：单序列的每一步的后面只有一个转换，单序列：单序列的每一步的后面只有一个转换，单序列：单序列的每一步的后面只有一个转换，单序列：单序列的每一步的后面只有一个转换，每个转换的后面只有一个步。每个转换的后面只有一个步。每个转换的后面只有一个步。每个转换的后面只有一个步。步步步步3 3b b步步步步4 4步步步步5 5c cd da a4 4）顺序功能图的基本结构）顺序功能图的基本结构）顺序功能图的基本结构）顺序功能图的基本结构选择序列选择序列选择序列选择序列4 4）顺序功能图的基本结构）顺序功能图的基本结构）顺序功能图的基本结构）顺序功能图的基本结构并行序列并行序列并行序列并行序列分支分支合并合并
