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1、激光设备及加工控制激光设备及加工控制第第3 3章章 PLCPLC的基本组成和工作原理的基本组成和工作原理 PLC的分类方法的分类方法PLC的工作原理及编程语言的工作原理及编程语言PLC的基本组成的基本组成欧姆龙欧姆龙PLC硬件系统硬件系统激光设备及加工控制激光设备及加工控制 20世纪世纪60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器装置构成的。当时，汽车的每一次改型都需要重新设计和安装继电器控制装置。装置构成的。当时，汽车的每一次改型都需要重新设计和安装继电器控制装置。随着生产的发展，汽车型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制装置
2、就需随着生产的发展，汽车型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制装置就需要经常地更换，十分费时、费工、费料，延长了更新的周器。为改变这一现状，要经常地更换，十分费时、费工、费料，延长了更新的周器。为改变这一现状，人们曾试图用小型计算机来实现工业控制代替传统的继电器控制，但因价格昂人们曾试图用小型计算机来实现工业控制代替传统的继电器控制，但因价格昂贵、输入输出电路不匹配、编程复杂等原因，而没能得到推广和应用。贵、输入输出电路不匹配、编程复杂等原因，而没能得到推广和应用。 20世纪世纪60年代末，美国通用汽车公司（年代末，美国通用汽车公司（GM）为了适应汽车型号不断翻新的）为了适应汽车型号不断翻新
3、的需要，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用控制器。需要，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用控制器。 1969年美国数据通信公司（年美国数据通信公司（DEC）公司研制出第一台可编程控制器，在）公司研制出第一台可编程控制器，在GM公司公司生产线上获得成功。其后日本、德国、等相继引入，可编程控制器迅速发展起来。生产线上获得成功。其后日本、德国、等相继引入，可编程控制器迅速发展起来。这一时期它主要用于顺序控制。虽然也采用了计算机的设计思想，但当时只能进行逻辑这一时期它主要用于顺序控制。虽然也采用了计算机的设计思想，但当时只能进行逻辑运算，故称为运算，故称为“可编程控制器可编程控制器”，简称为，
4、简称为PLC（Programmable Logic Controller）。）。1 PLC的由来的由来1.1 什么是什么是PLC？激光设备及加工控制激光设备及加工控制 20世纪世纪70年代以来，由于大规模集成电路和微处理器在年代以来，由于大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用，中的应用，PLC的功能日益增强，它不仅能执行逻辑控制、顺序控制、定时及计数控的功能日益增强，它不仅能执行逻辑控制、顺序控制、定时及计数控 制制，还增加了算术运算、数据处理、通信等功能，具有处理分支，中断、自诊断，还增加了算术运算、数据处理、通信等功能，具有处理分支，中断、自诊断能力，使能力，使PLC从开关量的控制扩展到
5、数字控制及生产过程控制领域，真正成为从开关量的控制扩展到数字控制及生产过程控制领域，真正成为一种电子计算机控制装置。一种电子计算机控制装置。 因此有人将因此有人将PLC称为工业生产自动化三大支柱称为工业生产自动化三大支柱 （即（即PLC、机器人、计算机的辅助设计、机器人、计算机的辅助设计/制造制造CAD/CAM）之一。）之一。 由于由于PLC的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，故称为的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，故称为“可编可编程控制器程控制器”，简称，简称PC（Programmable Controller）。）。 但因但因PC容易和容易和“个人计算机个人计算机”（Pers
6、onal Computer）混淆，）混淆， 故人们仍习惯地用故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。作为可编程控制器的缩写。激光设备及加工控制激光设备及加工控制电度表生产装配线激光设备及加工控制激光设备及加工控制三菱三菱PLC西门子西门子PLC激光设备及加工控制激光设备及加工控制1 ) 可靠性高，抗干扰能力强。可靠性高，抗干扰能力强。2 ) 配套齐全，功能完善，适用性强。配套齐全，功能完善，适用性强。3 ) 易学易用，深受工程技术人员欢迎。易学易用，深受工程技术人员欢迎。4 ) 系统设计周期短，维护方便，改造容易。系统设计周期短，维护方便，改造容易。5 ) 体积小，重量轻，能耗低。体积小
7、，重量轻，能耗低。2 PLC的主要特点的主要特点激光设备及加工控制激光设备及加工控制3 PLC的主要应用的主要应用1) 逻辑控制逻辑控制 这是这是PLC最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统继电器控制最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统继电器控制 电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，又可用于电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，又可用于 多机群控制及自动化流水线。如电梯控制、高炉上料、注塑机、印刷机、多机群控制及自动化流水线。如电梯控制、高炉上料、注塑机、印刷机、 组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2)
8、模拟量控制模拟量控制3) 运动控制运动控制4) 过程控制过程控制5) 数据处理数据处理6) 通信互联网通信互联网 激光设备及加工控制激光设备及加工控制4 PLC代替继电器接线逻辑用于电动机的控制代替继电器接线逻辑用于电动机的控制 继电器控制三相异步电动机正、停、反电路继电器控制三相异步电动机正、停、反电路 激光设备及加工控制激光设备及加工控制PLC控制三相交流电动机正、停、反电路控制三相交流电动机正、停、反电路 激光设备及加工控制激光设备及加工控制PLC梯形图符号与继电器符号对照表梯形图符号与继电器符号对照表激光设备及加工控制激光设备及加工控制PLC梯形图梯形图 梯形图语言是一种以图形符号及其
9、在图中的相互关系表示控制关系的编程梯形图语言是一种以图形符号及其在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电器电路图演变过来的。梯形图中的图形符号和继电器线路图中语言，是从继电器电路图演变过来的。梯形图中的图形符号和继电器线路图中的符号十分相似。梯形图的结构和继电器控制线路图也十分相似。的符号十分相似。梯形图的结构和继电器控制线路图也十分相似。一一是因为梯形图是为熟悉继电器线路图的工程技术人员设计的，所以使用类似是因为梯形图是为熟悉继电器线路图的工程技术人员设计的，所以使用类似 的符号；的符号；二二是两种图所表打的逻辑含义一样的。因而，将可编程控制器中参与逻辑组合是两种图所表打的逻辑含义一
10、样的。因而，将可编程控制器中参与逻辑组合 的元件看成和继电器一样的器件，具有常开、常闭触点及线圈；且线圈的的元件看成和继电器一样的器件，具有常开、常闭触点及线圈；且线圈的 得电及失电将导致触点的相应动作。再用母线代替电源线；用能量流概念来得电及失电将导致触点的相应动作。再用母线代替电源线；用能量流概念来 代替继电器线路的电流概念，使用继电器线路图类似的思路绘出梯形图。代替继电器线路的电流概念，使用继电器线路图类似的思路绘出梯形图。激光设备及加工控制激光设备及加工控制1.2 PLC的硬件？的硬件？1 PLC的硬件结构的硬件结构 可编程控制器虽然外观各异，但其硬件结构大体相同。主要由中央处理器可编
11、程控制器虽然外观各异，但其硬件结构大体相同。主要由中央处理器（CPU）、存储器（）、存储器（RAM、ROM）、输入输出器件（）、输入输出器件（I/O接口）、电源及编程接口）、电源及编程设备几大部分构成。设备几大部分构成。激光设备及加工控制激光设备及加工控制输输出出设设备备输输入入设设备备 I/OI/O扩展扩展 单元单元 特殊功特殊功 能单元能单元主机主机输输出出单单元元输输入入单单元元 电电 源源外外设设接接口口I/O/O扩扩展展口口存存 储储 器器 系统程序系统程序 存储器存储器 C P U 用户程序用户程序 存储器存储器盒式磁带机盒式磁带机打印机打印机EPROMEPROM写入器写入器 上位
12、计算机上位计算机 PLCPLC编程器编程器可编程终端可编程终端PTPT13激光设备及加工控制激光设备及加工控制1 ) 中央处理器（中央处理器（CPU） 中央处理器是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成中央处理器是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。可编程控制逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。可编程控制器中采用的器中采用的CPU一般有三大类：一类为通用微处理器，如一般有三大类：一类为通用微处理器，如80286、80386等；等；一类为单片机心片，如一类为单片机心片，如8051、8096等；另外还有双极行为片式微
13、位处理器，等；另外还有双极行为片式微位处理器，如如AMD2900、AMD2930等。等。 FX2N系列的控制器使用的微处理器是系列的控制器使用的微处理器是16位的位的8096单片机单片机 激光设备及加工控制激光设备及加工控制2) 存储器（存储器（RAM、ROM） 存储器用于存放程序和数据。存储器用于存放程序和数据。PLC配有系统存储器和用户存储器配有系统存储器和用户存储器, 前者用于存放系统的各种管理监控程序前者用于存放系统的各种管理监控程序; 后者用于存放用户编制的程序。后者用于存放用户编制的程序。PLC的用户程序和参数的存储器有的用户程序和参数的存储器有RAM、 EPROM和和EEPROM
14、三种类型。三种类型。RAM一般采用锂电池作为后备电源一般采用锂电池作为后备电源, 停电后停电后RAM中的数据可以保存中的数据可以保存15年。年。对于对于EPROM, 写入时必须用专用的写入器写入时必须用专用的写入器, 擦除时要用专用的擦除器。擦除时要用专用的擦除器。EEPROM是电可擦除只读存储器是电可擦除只读存储器,它不仅具有其他程序存储器的性能它不仅具有其他程序存储器的性能, 还可以在线改写还可以在线改写, 且不需要专门的写入和擦除设备。且不需要专门的写入和擦除设备。激光设备及加工控制激光设备及加工控制 PLC与外部设备联系的桥梁与外部设备联系的桥梁 开关量输入单元开关量输入单元 开关量输
15、出单元开关量输出单元 直流输入单元直流输入单元 交流输入单元交流输入单元晶体管输出单元晶体管输出单元晶闸管输出单元晶闸管输出单元继电器输出单元继电器输出单元 3. 输入输入/ /输出单元（输出单元（I/OI/O）16激光设备及加工控制激光设备及加工控制 PLC与外部设备联系的桥梁与外部设备联系的桥梁 开关量输入单元开关量输入单元 开关量输出单元开关量输出单元 直流输入单元直流输入单元 交流输入单元交流输入单元晶体管输出单元晶体管输出单元晶闸管输出单元晶闸管输出单元继电器输出单元继电器输出单元 3. 输入输入/ /输出单元（输出单元（I/OI/O）17激光设备及加工控制激光设备及加工控制直流输入
16、型接口电路直流输入型接口电路激光设备及加工控制激光设备及加工控制(2) 输出接口电路输出接口电路PLC的输出电路有三种形式的输出电路有三种形式: 继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。 激光设备及加工控制激光设备及加工控制4 ) 电源及编程设备电源及编程设备 PLC的供电电源一般是市电，的供电电源一般是市电， 有的也用直流有的也用直流24V电源供电。电源供电。PLC对对电源稳定性要求不高，一般允许电源电压在电源稳定性要求不高，一般允许电源电压在+10-15内波动。可编程内波动。可编程控制器的编程设备一般有两类：一类是专用的编程器，有手持式的，其控制器的编程设备
17、一般有两类：一类是专用的编程器，有手持式的，其优点是携带方便，也有台式的，有的可编程控制器软件即可完成编程任务。优点是携带方便，也有台式的，有的可编程控制器软件即可完成编程任务。借助软件编程比较容易，一般是编好了以后再下载到可编程控制器中去。借助软件编程比较容易，一般是编好了以后再下载到可编程控制器中去。 激光设备及加工控制激光设备及加工控制 PLC以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，而机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，而PLC则采用循环扫描的则采用循环
18、扫描的工作方式。在工作方式。在PLC中用户程序按先后顺序存放，中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始按指从第一条指令开始按指令步序号进行其周性的循环扫描，直到遇到结束符后又返回第一条指令，周而令步序号进行其周性的循环扫描，直到遇到结束符后又返回第一条指令，周而复始不断循环，因此称为循环扫描方式。复始不断循环，因此称为循环扫描方式。 3 PLC的循环扫描工作流程的循环扫描工作流程激光设备及加工控制激光设备及加工控制PLC进入工作状态后，首先通过其输入端子，将外部输入设备的状态收集并存入对应的输进入工作状态后，首先通过其输入端子，将外部输入设备的状态收集并存入对应的输入继电器，如图中的入
19、继电器，如图中的X0就是对应于按钮就是对应于按钮SB的输入继电器，当按钮按下时，的输入继电器，当按钮按下时，X0被写被写“1”，当按钮被送开时，当按钮被送开时，X0被写入被写入“0”，并由此时写入的值来决定程序中，并由此时写入的值来决定程序中X0触点的状态。输触点的状态。输入信号采集后，入信号采集后，CPU会结合输入的状态，根据语句排序逐步进行逻辑运算，产生确定的输会结合输入的状态，根据语句排序逐步进行逻辑运算，产生确定的输出信息，再将其送到输出部分，从而控制执行元件动作。以图中程序为例，若出信息，再将其送到输出部分，从而控制执行元件动作。以图中程序为例，若SB按下，按下，SQ未被压动，则未被
20、压动，则X0被写入被写入“1”，X1被写入被写入“0”。则程序中出现。则程序中出现X0的常开触点合上，而的常开触点合上，而Y1运算得运算得“0”。最终，在外部执行元件中，接触器线圈。最终，在外部执行元件中，接触器线圈KM，得电，而指示灯，得电，而指示灯H1不亮。不亮。激光设备及加工控制激光设备及加工控制PLC的扫描工作过程的扫描工作过程激光设备及加工控制激光设备及加工控制激光设备及加工控制激光设备及加工控制台达DVP ES 系列PLC软继电器有八大类：1) 输入继电器X2) 输出继电器Y3 ) 辅助继电器M4 ) 状态继电器S5 ) 定时器T6 )计数器C7 ) 数据寄存器D8 ) 指针P、I
21、、N(详见台达DVP ES 系列PLC应用技术手冊26页,三菱FX2N系列PLC类似)2 PLC的软继电器的软继电器激光设备及加工控制激光设备及加工控制 分析分析PLC工作原理时，常用到继电器的概念，但在工作原理时，常用到继电器的概念，但在PLC内部没有内部没有传统的实体继电器，仅是一个逻辑概念，因此被称为传统的实体继电器，仅是一个逻辑概念，因此被称为“软继电器软继电器”。这些。这些“软继电器软继电器”实在上由程序的软件功能实现的存储器，它有实在上由程序的软件功能实现的存储器，它有“1”和和“0”两种两种状态，对应于实体继电器线圈的状态，对应于实体继电器线圈的“ON”（接通）和（接通）和“OF
22、F”（断开）状态。（断开）状态。在编程时，在编程时，“软继电器软继电器”可向可向PLC提供无数动合（常开）触点提供无数动合（常开）触点,动断（常闭）动断（常闭）触点。触点。 PLC软组件的编号分为两部分，第一部分用一个字母代表功能，如输软组件的编号分为两部分，第一部分用一个字母代表功能，如输入继电器用入继电器用“X”表示，输入继电器用表示，输入继电器用“Y”表示，第二部分用数字表示该类型表示，第二部分用数字表示该类型软组件的序号，输入、输出继电器的序号为八进制，其余软组件号为十进制。软组件的序号，输入、输出继电器的序号为八进制，其余软组件号为十进制。激光设备及加工控制激光设备及加工控制v输入继
23、电器（输入继电器（X）输入继电器是输入继电器是输入继电器是输入继电器是PLCPLC用来接收用户输入设备发来的输入信号，用来接收用户输入设备发来的输入信号，用来接收用户输入设备发来的输入信号，用来接收用户输入设备发来的输入信号，与输入端子相与输入端子相对应，在对应，在PLCPLC内部是光电隔离的电子继电器。内部是光电隔离的电子继电器。输入继电器输入继电器线圈由外部输入信号所驱动，只有当外部信号接通时，对应的线圈由外部输入信号所驱动，只有当外部信号接通时，对应的线圈由外部输入信号所驱动，只有当外部信号接通时，对应的线圈由外部输入信号所驱动，只有当外部信号接通时，对应的输入继电器才得电，输入继电器才
24、得电，输入继电器才得电，输入继电器才得电，不能用程序驱动。不能用程序驱动。 1、输入继电器和输出继电器、输入继电器和输出继电器激光设备及加工控制激光设备及加工控制v输出继电器（输出继电器（Y）输出继电器具有一常开硬触点向外部负载发送信号，直接驱动外部负载。输出继电器具有一常开硬触点向外部负载发送信号，直接驱动外部负载。每每一一输输出出继继电电器器的的常常开开硬硬触触点点（或或输输出出管管）与与可可编编程程控控制制器器的的一一个个输输出出点相连，二者一一对应。点相连，二者一一对应。由内部程序驱动，不受外部信号控制由内部程序驱动，不受外部信号控制。在梯形图中既能出现其线圈又能出现其触点。在梯形图中
25、既能出现其线圈又能出现其触点。输出继电器有无数个内部常开和常闭触点输出继电器有无数个内部常开和常闭触点，编程时可随意使用。，编程时可随意使用。 在程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈，只能出现输入继电器的触点在程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈，只能出现输入继电器的触点在程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈，只能出现输入继电器的触点在程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈，只能出现输入继电器的触点 每个输入继电器的常开与常闭触点均可每个输入继电器的常开与常闭触点均可每个输入继电器的常开与常闭触点均可每个输入继电器的常开与常闭触点均可无数次使用无数次使用无数次使用无数次使用 激光设备及加工控制激
26、光设备及加工控制输入、输出继电器采用输入、输出继电器采用八进制八进制编号编号激光设备及加工控制激光设备及加工控制2、辅助继电器（、辅助继电器（M）辅助继电器辅助继电器M是用软件来实现的，用于状态暂存、移位辅助运算及赋予特殊功能的是用软件来实现的，用于状态暂存、移位辅助运算及赋予特殊功能的一类编程元件，一类编程元件，采用采用十进制十进制编号。编号。辅助继电器是辅助继电器是辅助继电器是辅助继电器是PLCPLC中数量最多的一种继电器，其作用中数量最多的一种继电器，其作用中数量最多的一种继电器，其作用中数量最多的一种继电器，其作用相当于继电器控制系统中的中相当于继电器控制系统中的中相当于继电器控制系统
27、中的中相当于继电器控制系统中的中间继电器。间继电器。间继电器。间继电器。和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电器都有无限多对常开常和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电器都有无限多对常开常和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电器都有无限多对常开常和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电器都有无限多对常开常闭触点，供编程使用。但是，其触点不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才闭触点，供编程使用。但是，其触点不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才闭触点，供编程使用。但是，其触点不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才闭触点，供编程使用。但是
28、，其触点不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能实现对外部负载的驱动。能实现对外部负载的驱动。能实现对外部负载的驱动。能实现对外部负载的驱动。 分类：分类：通用辅助继电器通用辅助继电器M0M0M499M499（500500点）点）断电保持辅助继电器断电保持辅助继电器M500M500M3071M3071（25722572点）点）特殊辅助继电器特殊辅助继电器M8000M8000M8255M8255（256256点）点） 通用辅助继电器与断电保持用辅助继电器的比例，可通过外设设定参数进行调整。激光设备及加工控制激光设备及加工控制uu通用辅助继电器通用辅助继电器通用辅助继电器通用辅助继电器和输出继电
29、器一样，在和输出继电器一样，在和输出继电器一样，在和输出继电器一样，在PLCPLCPLCPLC电源中断后，其状态将变为电源中断后，其状态将变为电源中断后，其状态将变为电源中断后，其状态将变为OFFOFFOFFOFF。当电源。当电源。当电源。当电源恢复后，除因程序使其变为恢复后，除因程序使其变为恢复后，除因程序使其变为恢复后，除因程序使其变为 ONONONON外，其它仍保持外，其它仍保持外，其它仍保持外，其它仍保持OFFOFFOFFOFFuu断电保持辅助继电器断电保持辅助继电器断电保持辅助继电器断电保持辅助继电器在在在在PLCPLCPLCPLC电电电电源源源源中中中中断断断断后后后后，它它它它具
30、具具具有有有有保保保保持持持持断断断断电电电电前前前前的的的的瞬瞬瞬瞬间间间间状状状状态态态态的的的的功功功功能能能能，并并并并在在在在恢恢恢恢复复复复供供供供电电电电后后后后继继继继续续续续断断断断电电电电前前前前的的的的状态状态状态状态其中的其中的其中的其中的M500M500M500M500M1023M1023M1023M1023可以用软件来设定使其变为非断电保持辅助继电器可以用软件来设定使其变为非断电保持辅助继电器可以用软件来设定使其变为非断电保持辅助继电器可以用软件来设定使其变为非断电保持辅助继电器。 uu特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助
31、继电器，用来表示可编程控制器的某些状态、设定计数器是具有某项特定功能的辅助继电器，用来表示可编程控制器的某些状态、设定计数器是具有某项特定功能的辅助继电器，用来表示可编程控制器的某些状态、设定计数器是具有某项特定功能的辅助继电器，用来表示可编程控制器的某些状态、设定计数器为加计数或减计数及提供功能指令中的标志等。为加计数或减计数及提供功能指令中的标志等。为加计数或减计数及提供功能指令中的标志等。为加计数或减计数及提供功能指令中的标志等。 特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器通常可分为两类：通常可分为两类：触点利用型触点利用型和和线圈驱动型线圈驱动型l触点利用型触点利用型 特
32、殊辅助继电器的线圈由特殊辅助继电器的线圈由特殊辅助继电器的线圈由特殊辅助继电器的线圈由PLCPLCPLCPLC的系统程序驱动，用户只可以利用其触点。的系统程序驱动，用户只可以利用其触点。的系统程序驱动，用户只可以利用其触点。的系统程序驱动，用户只可以利用其触点。 l线圈驱动型线圈驱动型 特殊辅助继电器的线圈由用户程序驱动（用户控制），其线圈得电后，特殊辅助继电器的线圈由用户程序驱动（用户控制），其线圈得电后，特殊辅助继电器的线圈由用户程序驱动（用户控制），其线圈得电后，特殊辅助继电器的线圈由用户程序驱动（用户控制），其线圈得电后，PLCPLCPLCPLC完成完成完成完成特定操作。特定操作。特定
33、操作。特定操作。激光设备及加工控制激光设备及加工控制特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器（触点型（触点型（触点型（触点型1 1）M8000 M8000 M8000 M8000 （M8001M8001M8001M8001） -运行监视用特殊辅助继电器运行监视用特殊辅助继电器PLCPLC运行时运行时M8000M8000得电（得电（M8001M8001断电），断电），PLCPLC停止时停止时M8000M8000失电（失电（M8001M8001得电）得电）激光设备及加工控制激光设备及加工控制M8002M8002M8002M8002（M8003M8003M8003M8003）-初始化
34、脉冲辅助继电器初始化脉冲辅助继电器 M8002M8002（M8003M8003）只只在在PLCPLC开开始始运运行行的的第第一一个个扫扫描描周周期期内内得得电电（断断电电），其其余余时时间间均均断断电电（得电）。（得电）。 常常用用M8002M8002的的 触触 点点 作作为为 一一 些些 继继电电 器器 的的 初初始始 化化 复复 位位信号信号特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器（触点型（触点型（触点型（触点型2 2）激光设备及加工控制激光设备及加工控制M8011M8011M8011M8011、M8012M8012M8012M8012、M8013M8013M8013M80
35、13、M8014M8014M8014M8014-分别为产生周期为分别为产生周期为10ms10ms、100ms100ms、1s1s、1min1min脉冲的脉冲的特殊辅助继电器特殊辅助继电器 （ PLC RUN PLC RUN ）例如：例如：例如：例如：特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器（触点型（触点型（触点型（触点型3 3）M8005 M8005 锂电池电压降低继电器锂电池电压降低继电器锂电池电压低于规定值时动作，它的触点接通可编程控制器面板上的指示灯，提醒工程锂电池电压低于规定值时动作，它的触点接通可编程控制器面板上的指示灯，提醒工程技术人员更换锂电池。技术人员更换锂电池
36、。激光设备及加工控制激光设备及加工控制线圈线圈驱动型特殊辅助继电器驱动型特殊辅助继电器M8030M8030：锂电池欠压指示灯特殊继电器。锂电池欠压指示灯特殊继电器。M8033M8033：PLCPLC停止时输出保持特殊辅助继电器。停止时输出保持特殊辅助继电器。RUNSTOPRUNSTOP时，输出保持时，输出保持RUNRUN前状态前状态M8034M8034：禁止全部输出特殊辅助继电器。禁止全部输出特殊辅助继电器。 当当M8034M8034线圈被接通时，则线圈被接通时，则PLCPLC的所有输出自动断开的所有输出自动断开M8039M8039：定时扫描特殊辅助继电器。定时扫描特殊辅助继电器。 当当M80
37、39M8039线圈被接通时，则线圈被接通时，则PLCPLC以以D8039D8039中指定的扫描时间工作中指定的扫描时间工作激光设备及加工控制激光设备及加工控制3、状态器（状态器（S）状状状状态态态态器器器器在在在在步步步步进进进进顺顺顺顺控控控控类类类类的的的的控控控控制制制制程程程程序序序序中中中中起起起起着着着着重重重重要要要要的的的的作作作作用用用用，它它它它与与与与步步步步进进进进指指指指令令令令STLSTL配合配合使用，使用，使用，使用，采用采用十进制十进制编号。编号。状态器状态器状态器状态器有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；
38、状态器状态器状态器状态器不用于步进顺控指令时，可作辅助继电器使用。不用于步进顺控指令时，可作辅助继电器使用。状状状状态态态态器器器器同同样样有有通通用用状状态态器器器器（S0S499，共共500点点）和和断断电电保保持持状状态态器器器器，其比例分配可由外设设定。，其比例分配可由外设设定。激光设备及加工控制激光设备及加工控制状态器有状态器有五种五种类型：类型： 初始状态器初始状态器S0S0S9S9共共1010点点用于顺序功能图的初始状态用于顺序功能图的初始状态 回零状态器回零状态器S10S10S19S19共共1010点点用于自动回原点程序的顺序功能图用于自动回原点程序的顺序功能图 通用状态器通用
39、状态器S20S20S499S499共共480480点点 保持状态器保持状态器S500S500S899S899共共400400点点有断电保持功能有断电保持功能 报警用状态器报警用状态器S900S900S999S999共共100100点点 用于外部故障诊断的输出（又称为报警器）。用于外部故障诊断的输出（又称为报警器）。激光设备及加工控制激光设备及加工控制4、定时器（、定时器（T）定定时时器器相相当当于于继继电电器器系系统统中中的的通通电电延延时时时时间间继继电电器器，可可在在程程序序中中用用于于延延时时控控制制。定定时时器器累累计计PLC内内1ms、10ms、100ms等等时时钟钟脉脉冲冲，当当达
40、达到到用用户户所定的设定值时，触点动作。所定的设定值时，触点动作。定时器可提供无数对的常开、常闭延时触点供编程用。定时器可提供无数对的常开、常闭延时触点供编程用。定时器可提供无数对的常开、常闭延时触点供编程用。定时器可提供无数对的常开、常闭延时触点供编程用。FX2N系系列列PLC定定时时器器设设定定值值可可以以采采用用程程序序存存储储器器内内的的常常数数（K）直直接接指指定，也可以用定，也可以用数据寄存器数据寄存器（D）的内容间接指定。）的内容间接指定。通用定时器（通用定时器（T0T0T245T245）100ms100ms定时器定时器T0T0T199T199共共200200点，设定范围点，设定
41、范围0.10.13276.7s3276.7s；10ms10ms定时器定时器T200T200T245T245共共4646点，设定范围点，设定范围0.010.01327.67s327.67s。积算定时器（积算定时器（T246T246T255T255）1ms1ms定时器定时器T246T246T249T249共共4 4点，设定范围点，设定范围0.0010.00132.767s32.767s；100ms100ms定时器定时器T250T250T255T255共共6 6点，设定范围为点，设定范围为0.10.13276.7s3276.7s。激光设备及加工控制激光设备及加工控制通用定时器的工作原理通用定时器的工
42、作原理 通用定时器不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。加法计数加法计数器器设定值设定值K、H或或D触点动触点动作作TxTx时钟时钟脉冲脉冲驱动驱动T10K123X0T10Y1相相等等比比较较器器T1T10 0激光设备及加工控制激光设备及加工控制 积算定时器积算定时器积算定时器积算定时器 具有计数累积的功能具有计数累积的功能具有计数累积的功能具有计数累积的功能 在定时过程中如果断电或定时器线圈在定时过程中如果断电或定时器线圈在定时过程中如果断电或定时器线圈在定时过程中如果断电或定时器线圈OFFOFF，积算定
43、时器将保持当前的计数值（当前值），通，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器线圈电或定时器线圈电或定时器线圈电或定时器线圈ONON后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为才变为才变为才变为0 0。 T25T250 0设定值K计数器计数器1100ms时钟脉冲X2X1触点动作触点
44、动作Tx相相等等比比较较器器激光设备及加工控制激光设备及加工控制积算定时器的工作原理积算定时器的工作原理RSTT250K345X1X2T250Y1T250如果如果X1X1为为ONON，则，则T250T250用当前值计数器累计用当前值计数器累计100ms100ms的时钟脉冲。当达到设定值的时钟脉冲。当达到设定值K345K345时，定时器时，定时器的输出触点动作。在累计过程中，即使输入的输出触点动作。在累计过程中，即使输入X1X1断开或停电时，再起动时，断开或停电时，再起动时，继续累计继续累计，其累，其累计时间为计时间为34.5s34.5s。如果复位输入。如果复位输入X2X2为为ONON，定时器复
45、位，输出触点也复位。，定时器复位，输出触点也复位。如何实现断电延时？如何实现断电延时？如何实现断电延时？如何实现断电延时？如果需要输出信号在输入信号停止后一定时间才停止如果需要输出信号在输入信号停止后一定时间才停止（相当于继电接触控制系统中的断电延时型时间继电（相当于继电接触控制系统中的断电延时型时间继电器），可采用右图所示电路。器），可采用右图所示电路。激光设备及加工控制激光设备及加工控制5 5、计数器（、计数器（C C）计数器有一个设定值寄存器器（一、二个字长），一个当前值寄存器（一、二个字长）以及无限个接点（常开、常闭）。接点可以用无限次，当计数器的当前值和设定值相等时，其触点工作，激光
46、设备及加工控制激光设备及加工控制&1616位加计数器位加计数器1C0C0C99C99共共100100点为无断电保持计数器，点为无断电保持计数器，C100C100C199C199共共100100点为断电保持计数点为断电保持计数器。器。1计数设定值可用常数计数设定值可用常数K K设定，设定范围为设定，设定范围为1 132767 32767 。16位计数器工作过程示意图位计数器工作过程示意图 如上图所示，当如上图所示，当C0C0当前值等于设定值当前值等于设定值1010时，输出触点动作。如果复位输入时，输出触点动作。如果复位输入X10X10为为ONON，则执行则执行RSTRST指令，计数器的当前值为指
47、令，计数器的当前值为0 0，输出触点复位。，输出触点复位。激光设备及加工控制激光设备及加工控制&3232位双向计数器位双向计数器11这这这这类类类类计计计计数数数数器器器器与与与与1616位位位位增增增增计计计计数数数数器器器器除除除除位位位位数数数数不不不不同同同同外外外外，还还还还在在在在于于于于它它它它能能能能通通通通过过过过控控控控制制制制实实实实现现现现加加加加/ /减减减减双双双双向向向向计数。计数。计数。计数。1有两种有两种32位加位加/减计数器，设定值：减计数器，设定值：-2147483648+2147483647。通用计数器：通用计数器：C200C219共共20点点保持计数器
48、：保持计数器：C220C234共共15点点 1计数方向由特殊辅助继电器计数方向由特殊辅助继电器M8200M8234设定。设定。1加加减减计计数数方方式式设设定定：对对于于32位位双双向向计计数数器器C，当当M8接接通通（置置1）时，为减计数器，断开（置时，为减计数器，断开（置0）时，为加计数器。）时，为加计数器。1计计数数值值设设定定：直直接接用用常常数数K或或间间接接用用数数据据寄寄存存器器D的的内内容容作作为为计计数数值值。间间接接设设定定时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。激光设备及加工控制激光设备及加工控制32位双向计数器工作过程位双向计
49、数器工作过程用用X14X14作为计数输入，驱动作为计数输入，驱动C200C200线圈进行加计数或减计数。线圈进行加计数或减计数。当前值的增减当前值的增减与输出触点的动作无关，但是如果从与输出触点的动作无关，但是如果从21474836472147483647开开始增计数，则成为始增计数，则成为-2147483648-2147483648，同样从同样从-2147483648-2147483648开始减计数，开始减计数，则成为则成为+2147483648+2147483648，形成循环计数。，形成循环计数。 如果复位输入如果复位输入X13X13为为ONON，则执行，则执行RSTRST指令，计数器当前
50、值变为指令，计数器当前值变为0 0，输出触点也复位。输出触点也复位。 在计数器的当前在计数器的当前值由值由-6-5增加时，增加时，输出触点置位；在输出触点置位；在由由-5-6减少时，减少时，输出触点复位，输出触点复位，激光设备及加工控制激光设备及加工控制6、数据寄存器（、数据寄存器（D）PLC在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器以存储数据和参数。数据寄存器以存储数据和参数。每个寄存器都是每个寄存器都是16位位，最高位为符号位，数值范围为，最高位为符号位，数值范围为-32768+32767。将相邻两个数据。将相邻两个数
51、据寄存器组合，可存储寄存器组合，可存储32位数值数据位数值数据，最，最高位仍为符号位（高位为大的号码，低位为小的号码），可处理高位仍为符号位（高位为大的号码，低位为小的号码），可处理-2147483648+2147483647的数值。的数值。 数据寄存器有：数据寄存器有：数据寄存器有：数据寄存器有： 1. 1. 1. 1. 通用数据寄存器通用数据寄存器通用数据寄存器通用数据寄存器 2. 2. 2. 2. 断电保持数据寄存器断电保持数据寄存器断电保持数据寄存器断电保持数据寄存器 3. 3. 3. 3. 特殊数据寄存器特殊数据寄存器特殊数据寄存器特殊数据寄存器激光设备及加工控制激光设备及加工控制通
52、用数据寄存器通用数据寄存器D0 D0 D199D199共共200200点点通用数据寄存器在通用数据寄存器在PLCPLC由运行（由运行（RUNRUN）变为停止（）变为停止（STOPSTOP）时，其数据全部清零。）时，其数据全部清零。如果将如果将特殊继电器特殊继电器M8033M8033置置1 1，则，则PLCPLC由运行变为停止时，数据可以保持。由运行变为停止时，数据可以保持。 断电保持数据寄存器断电保持数据寄存器D200 D200 D7999D7999共共78007800点点保持数据寄存器只要不改写，原有数据就不会丢失，无论电源接通与否，保持数据寄存器只要不改写，原有数据就不会丢失，无论电源接通
53、与否，PLCPLC运行与否，都不会改变寄存器内容运行与否，都不会改变寄存器内容. . 断电保持用：断电保持用：D200D200D511D511，312312点，通过参数设定可以变为非断电保持型。点，通过参数设定可以变为非断电保持型。断电保持专用：断电保持专用：D512D512D7999D7999，74887488点，无法变更其断电保持特性。点，无法变更其断电保持特性。以以500500点为单位，可将点为单位，可将D1000D1000D7999D7999设为文件寄存器，用于存储大量的数据。设为文件寄存器，用于存储大量的数据。例如：用于存放采集数据、统计计算数据、多组控制参数等。例如：用于存放采集数
54、据、统计计算数据、多组控制参数等。激光设备及加工控制激光设备及加工控制特殊数据寄存器特殊数据寄存器D8000 D8000 D8255D8255共共256256点点 特殊数据寄存器用于特殊数据寄存器用于PLCPLC内各种元件的运行监视。未加定义的特殊内各种元件的运行监视。未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。数据寄存器，用户不能使用。 例如：例如：例如：例如： D8000-WDTD8000-WDTD8000-WDTD8000-WDT定时器定时参数（初始值定时器定时参数（初始值定时器定时参数（初始值定时器定时参数（初始值200ms200ms200ms200ms） D8001-CPUD8001-C
55、PUD8001-CPUD8001-CPU型号型号型号型号 D8020-X0 D8020-X0 D8020-X0 D8020-X0 X7X7X7X7输入滤波时间（初始值输入滤波时间（初始值输入滤波时间（初始值输入滤波时间（初始值10ms10ms10ms10ms） D8030-1D8030-1D8030-1D8030-1号模拟电位器的数值号模拟电位器的数值号模拟电位器的数值号模拟电位器的数值 D8031-2D8031-2D8031-2D8031-2号模拟电位器的数值号模拟电位器的数值号模拟电位器的数值号模拟电位器的数值 D8039-D8039-D8039-D8039-恒定扫描时间（恒定扫描时间（恒
56、定扫描时间（恒定扫描时间（msmsmsms） 具体可参见具体可参见具体可参见具体可参见PLCPLCPLCPLC使用手册，不再一一介绍使用手册，不再一一介绍使用手册，不再一一介绍使用手册，不再一一介绍激光设备及加工控制激光设备及加工控制7、变址寄存器（、变址寄存器（V/Z）变址寄存器变址寄存器变址寄存器变址寄存器V/ZV/Z实际上是一种特殊用途的数据寄存器实际上是一种特殊用途的数据寄存器实际上是一种特殊用途的数据寄存器实际上是一种特殊用途的数据寄存器。其作用类似于一般微处。其作用类似于一般微处理器中的变址寄存器（如理器中的变址寄存器（如Z80中的中的IX、IY），通常用于修改元件的地址），通常用
57、于修改元件的地址（变址）（变址） 。V0V7、Z0Z7共共16点点16位位变址数据寄存器。变址数据寄存器。需要需要需要需要3232位操作，可将位操作，可将位操作，可将位操作，可将V V、Z Z串联使用（串联使用（串联使用（串联使用（Z Z为低位，为低位，为低位，为低位，V V为高位）为高位）为高位）为高位）分别成为分别成为（V0、Z0），（），（V1、Z1）（V7、Z7）。）。例如：例如： 对于十进制数的软元件、数值（对于十进制数的软元件、数值（M、S、T、C、D、KnM、KnS、P、K），若），若 V0K5，执行，执行D20V0时，被执行的软元件编号为时，被执行的软元件编号为D25【D(20
58、5)】；指定】；指定 K30V0时，被执行的是十进制数值时，被执行的是十进制数值K35【K(305)】。】。图中常开触点接通时，图中常开触点接通时，13V0，16Z1，从而，从而D3V0=D16，D5Z1=D21，D50Z1=D66因此因此ADD指令完成的运算为指令完成的运算为（D16）+（D21）（D66）。）。激光设备及加工控制激光设备及加工控制8、指针（、指针（P/I) 分支用指针（分支用指针（P）:分支用指针的编号为分支用指针的编号为P0P127，用作程序跳转和子程，用作程序跳转和子程 序调用的编号，其中序调用的编号，其中P63专门用于结束跳转。专门用于结束跳转。 中断用指针（中断用指
59、针（I）:中断用指针与应用指令中断用指针与应用指令FNC03（IRET）中断返回、）中断返回、FNC04 （EI）开中断和）开中断和FNC03（DI）关中断一起使用）关中断一起使用有以下三类：有以下三类： 输入中断用：输入中断用：与输入与输入X000X005对应编号为对应编号为I00I50，6点。点。 定时器中断：定时器中断：编号为编号为I6、I7、I8，3点点 计数器中断：计数器中断：编号为编号为I010、I020、I030、I040、I050、I060，6点。点。激光设备及加工控制激光设备及加工控制uu常数（常数（常数（常数（K/HK/H）常数也可作为元件处理，因为它占用一定的存储空间。常
60、数也可作为元件处理，因为它占用一定的存储空间。常数也可作为元件处理，因为它占用一定的存储空间。常数也可作为元件处理，因为它占用一定的存储空间。常数的表示：常数的表示：常数的表示：常数的表示： 十进制常数用十进制常数用十进制常数用十进制常数用K K K K表示，如常数表示，如常数表示，如常数表示，如常数123123123123表示为表示为表示为表示为K123K123K123K123 十六进制常数则用十六进制常数则用十六进制常数则用十六进制常数则用H H H H表示，如常数表示，如常数表示，如常数表示，如常数18181818表示为表示为表示为表示为H12H12H12H12 FX FX FX FX系
61、列系列系列系列PLCPLCPLCPLC的常数范围为：的常数范围为：的常数范围为：的常数范围为： 1616位：位：K:-32,768K:-32,76832,767 H:000032,767 H:0000FFFFH FFFFH 32 32位：位：K:-2,147,483,648K:-2,147,483,6482,147,483,647 2,147,483,647 H:00000000 H:00000000FFFFFFFFFFFFFFFF 激光设备及加工控制激光设备及加工控制1.3 PLC的编程？的编程？1 DVP PLC 编程软件编程软件2 梯形图（梯形图（Ladder diagram）3 指令表
62、（指令表（Instruction）4 顺序功能图（顺序功能图（Srquential function chart）激光设备及加工控制激光设备及加工控制 可编程序控制器的生产厂商都开发了基于个人计算机的图示化编程软件。可编程序控制器的生产厂商都开发了基于个人计算机的图示化编程软件。 西门子西门子S7-200系列系列PLC:STEP7-Micm/WIN32编程软件编程软件 三菱三菱FX系列系列PLC:SWOPC-FXGP/WLN-C编程软件编程软件 三菱最新三菱最新GX Developer Version 8C编程软件编程软件 台达台达DVP-PLC: 编程软件编程软件 这些软件一般都具有编程及程
63、序调试等多种功能，是这些软件一般都具有编程及程序调试等多种功能，是PLC用户不可缺少的用户不可缺少的开发工具。开发工具。1 DVP PLC 编程软件编程软件激光设备及加工控制激光设备及加工控制PLC控制三相交流电动机正、停、反程序控制三相交流电动机正、停、反程序 激光设备及加工控制激光设备及加工控制用用PLC实现三台三相交流电机顺序启动实现三台三相交流电机顺序启动激光设备及加工控制激光设备及加工控制1) 菜单栏菜单栏2) 工具栏工具栏3) 编辑区编辑区4) 状态栏、功能键栏及功能图栏状态栏、功能键栏及功能图栏台达台达DVP-PLC: 编程软件介绍编程软件介绍 激光设备及加工控制激光设备及加工控
64、制在编程软件编程软件中，可通过梯形图符号、指令语句及SFC符号创建及编辑程序:可以在程序中加入中文、英文注释能够监控PLC运行时各编程元件的状态及数据变化安装有编程软件编程软件的计算机和PLC的通信使用一根台达台达DVP-PLC专配的USB接口电缆，电缆的一头接计算机的USB口，另一头接在PLC的RS442通信口上。连接好通信电缆后，再依连接正确选择计算机的通信口即可。具体操作为打开软件，在菜单栏中选择设置菜单,在下拉菜单条中再选“通信设置”,传输方式选RS232,通信端口（COM1或COM2）即完成设置。应用软件下载到PLC的过程是装有编程软件编程软件的计算机和PLC的通信过程。台达台达DV
65、P-PLC: 编程软件编程软件 激光设备及加工控制激光设备及加工控制台达台达DVP-PLC: 编程软件程程序调试及运行监控步骤编程软件程程序调试及运行监控步骤 1) 下载程序2) 点击线上模式3) 梯形图监控开始4) 位元件的强制状态: 运行PLC，停止PLC，摸拟运行时X继电器上要并联M继电器才能强制 执行ON、OFF。5) 计算机调试时软件关闭前是什么状态，PLC就执行什么状态，PLC面板 上的RUN指示灯会亮。激光设备及加工控制激光设备及加工控制编程的基本原则编程的基本原则1) 外部输入外部输入/输出继电器、内部继电器、定时器和计数器等器件输出继电器、内部继电器、定时器和计数器等器件的接
66、点可多次重复使用。的接点可多次重复使用。2) 梯形图每一行都是从左母线开始，线圈接在最右边，接点不能放在线圈的梯形图每一行都是从左母线开始，线圈接在最右边，接点不能放在线圈的右边。右边。3) 线圈不能直接与左母线相连。线圈不能直接与左母线相连。4) 同一编号的线圈在一个程序中使用两次称为双线圈输出。双线圈输出容易同一编号的线圈在一个程序中使用两次称为双线圈输出。双线圈输出容易 引起误操作，应尽量避免线圈重复使用。引起误操作，应尽量避免线圈重复使用。5) 梯形图程序必须符号顺序执行的原则，即从左到右，从上到下地执行。梯形图程序必须符号顺序执行的原则，即从左到右，从上到下地执行。2 梯形图梯形图激光设备及加工控制激光设备及加工控制激光设备及加工控制激光设备及加工控制
