4：认识及使用PLC

1、Date: 2021-6-14 Page: 1电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 2电气控制与PLC机械工程学院 19691969年由美国数字设备公司（年由美国数字设备公司（DECDEC）根据美国通用汽车公司（根据美国通用汽车公司（GMGM）的要求）的要求研制成功研制成功 ： 19681968年美国通用汽车公司（年美国通用汽车公司（GMGM），为），为适应汽车型号的不断更新，生产工艺适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制种生产，希望能有一种新型工业控制器，能尽可能减少重

2、新设计和更换电器，能尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。短周期。一、一、 PLCPLC的由来的由来Date: 2021-6-14 Page: 3电气控制与PLC机械工程学院1）编程简单、现场可修改程序；）编程简单、现场可修改程序；2）维护方便、采用插件式结构；）维护方便、采用插件式结构；3）可靠性高于继电器控制系统；）可靠性高于继电器控制系统；4）体积小于继电器控制系统；）体积小于继电器控制系统；5）数据可以直接送入计算机；）数据可以直接送入计算机；6）成本可与继电器系统竞争；）成本可与继电器系统竞争；7）输入可为市电；）输入可为市

3、电；8）输出可为市电，能直接驱动电磁）输出可为市电，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；阀、交流接触器等；9）通用性强、易于扩展；）通用性强、易于扩展；10）用户存储器大于）用户存储器大于4K。Date: 2021-6-14 Page: 4电气控制与PLC机械工程学院 可编程序控制器（可编程序控制器（Programmable Controller） 简称简称PC或或PLC PLCPLC是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体

4、的新型工业控制装置计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置Date: 2021-6-14 Page: 5电气控制与PLC机械工程学院 国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）于）于19871987年颁布了可编程控制年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下： “ “可编程控制器是一种可编程控制器是一种数字运算操作数字运算操作的电子系的电子系统，专为在统，专为在工业环境下应用工业环境下应用而设计。它采用而设计。它采用可编程序可编程序的存的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、储器，用来在其内部存

5、储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，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。可编程控。可编程控制器及其有关外围设备，都应按制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能整体，易于扩充其功能的原则设计的原则设计”。 Date: 2021-6-14 Page: 6电气控制与PLC机械工程学院 硬件上 采用光耦隔离 设置多种滤波电路 内部采用电磁屏蔽 采用开关稳压电源 可采用双CPU冗余系统 软件上 故障自诊断功能 状

6、态信息保护功能Date: 2021-6-14 Page: 7电气控制与PLC机械工程学院PLC具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制，模拟量输入/输出等功能，既可控制开关量，也可控制模拟量可进行单机控制、生产线控制、生产过程控制以及联网控制 PLC产品系列化、模块化，用户可方便地配置出满足不同控制规模的系统Date: 2021-6-14 Page: 8电气控制与PLC机械工程学院 PLC采用梯形图语言，与继电器线路相似 PLC内部不需接线，安装工作量小 I/O配有LED指示灯，调试维修方便 模块更换方便 PLC体积小，适应环境能力强，因此很容易安装在机械设备内部，是机电一体化设备中较为理想的控制装

7、置Date: 2021-6-14 Page: 9电气控制与PLC机械工程学院 仅有仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只，只是用来取代传统的继电器控制是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器通常称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller） 微处理器技术应用到微处理器技术应用到PLC中，使中，使PLC不仅具有不仅具有逻逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能等功能 随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅随着大规模、超大规模集成电路等微电子技

8、术的迅速发展，速发展，16位和位和32位位微处理器应用微处理器应用于于PLC中，使中，使PLC得到迅速发得到迅速发展。展。PLC不仅控制功能增强，同时不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。数据处理和图象显示等功能。Date: 2021-6-14 Page: 10电气控制与PLC机械工程学院 PLC集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能价格比高、集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能价格比高、高可靠性的特点，高可靠性

9、的特点，已成为自动化工程的核心设备。已成为自动化工程的核心设备。 PLC成为具备计成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。 PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱（成为现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、机器人、机器人、CAD/CAM）之一。）之一。 就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，PLC仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国内有关仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国内有关探讨探讨PLC发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对发

10、展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对PLC的未的未来发展有着许多不同的意见。来发展有着许多不同的意见。Date: 2021-6-14 Page: 11电气控制与PLC机械工程学院在在70年代末和年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的少国外的PLC。在传统设备改造和新设备设计中，。在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年的应用逐年增多，取得良好效果。增多，取得良好效果。PLC在我国的应用越来越广泛。在我国的应用越来越广泛。我国不少科研单位和工厂在研制和生产我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、，

11、如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等。公司等。国内厂商更多地只停留在小批量生产和维系生存的起步阶段，离真国内厂商更多地只停留在小批量生产和维系生存的起步阶段，离真正批量生产、市场化经营乃至创建品牌还有很长的路要走。与此同正批量生产、市场化经营乃至创建品牌还有很长的路要走。与此同时，国产时，国产PLC的低价优势也正在受到新的挑战。的低价优势也正在受到新的挑战。 Date: 2021-6-14 Page: 12电气控制与PLC机械工程学院（1）从）从技术技术上看，上看， PLC会向会向运算速度更快、存储容量更运算速度

12、更快、存储容量更大、功能更广、性能更稳定、性价比更高大、功能更广、性能更稳定、性价比更高的方向发展。的方向发展。（2）从）从规模规模上看，上看， PLC会进一步向会进一步向超小型和超大型超小型和超大型两个两个方向发展。方向发展。（3）从）从配套性配套性上看，上看， PLC产品会向产品会向品种更丰富、规格更品种更丰富、规格更齐备齐备的方向发展。的方向发展。（4）从）从标准化标准化上看，上看，PLC的通用信息、设备特性、编程语的通用信息、设备特性、编程语言等向言等向IEC1131标准的方向标准的方向发展。发展。（5）从）从网络通信网络通信的角度看，的角度看，PLC将向将向网络化和通信的简便网络化和

13、通信的简便化化方向发展。方向发展。Date: 2021-6-14 Page: 13电气控制与PLC机械工程学院 目前，目前，PLCPLC在国内外已广泛应用于各行各业，随着在国内外已广泛应用于各行各业，随着PLCPLC性性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。Date: 2021-6-14 Page: 14电气控制与PLC机械工程学院 从以上应用类型看，大致可归纳为以下几个方面：从以上应用类型看，大致可归纳为以下几个方面： 开关量逻辑控制 运动控制 过程控制（PID闭环控制 ） 数据处理 通信联网（构成DCSDCS、FCSFCS系统系统） Date: 2

14、021-6-14 Page: 15电气控制与PLC机械工程学院 PLCPLC控制开关量的能力很强，所控制的输入控制开关量的能力很强，所控制的输入/ /输输出点数从几十点到几千点出点数从几十点到几千点 所控制的逻辑可以是：组合的、时序的、延时所控制的逻辑可以是：组合的、时序的、延时的、计数的，都可以控制的、计数的，都可以控制 通过通过PLCPLC的运动控制模块可控制伺服电机、步的运动控制模块可控制伺服电机、步进电机的转动，实现对机械运动的精确控制进电机的转动，实现对机械运动的精确控制Date: 2021-6-14 Page: 16电气控制与PLC机械工程学院 PLCPLC可对连续过程回路进行控制

15、，实现很高的控制精度可对连续过程回路进行控制，实现很高的控制精度 PLCPLC能进行算术运算、数据传送、数据转换、数据比较、数据显能进行算术运算、数据传送、数据转换、数据比较、数据显示等。中大型示等。中大型PLCPLC还具有浮点运算、开方、函数运算等功能还具有浮点运算、开方、函数运算等功能 PLCPLC与与PLCPLC之间之间 PLCPLC与可编程终端与可编程终端 PLCPLC与计算机之间与计算机之间 PLCPLC与其他智能设备与其他智能设备 Date: 2021-6-14 Page: 17电气控制与PLC机械工程学院继电器系统中使用的是硬件继电器继电器系统中使用的是硬件继电器PLCPLC内部

16、是内部是“软继电器软继电器”硬件继电器触点少，一般仅几个触点硬件继电器触点少，一般仅几个触点软继电器的触点在编程中可无限使用软继电器的触点在编程中可无限使用一、一、PLCPLC控制系统与继电器控制系统的比较控制系统与继电器控制系统的比较Date: 2021-6-14 Page: 18电气控制与PLC机械工程学院硬件继电器靠触点的接线逻辑实现控制功能硬件继电器靠触点的接线逻辑实现控制功能PLCPLC是通过软件编程来实现控制功能，修改方便是通过软件编程来实现控制功能，修改方便继电器控制系统采用并行工作方式继电器控制系统采用并行工作方式PLCPLC采用循环扫描工作方式采用循环扫描工作方式Date:

17、2021-6-14 Page: 19电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 20电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 21电气控制与PLC机械工程学院 例：三相异步电动机单向运行电器控制系统 输入设备输入设备 输出设备输出设备 Date: 2021-6-14 Page: 22电气控制与PLC机械工程学院 三相异步电动机单向运行PLC控制系统Date: 2021-6-14 Page: 23电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 24电气控制与PLC机械工程学院二、二、PLCPLC控制系统与工业计算机

18、控制系统的比较控制系统与工业计算机控制系统的比较Date: 2021-6-14 Page: 25电气控制与PLC机械工程学院 PLC的基本组成与一般的微机系统类似的基本组成与一般的微机系统类似： 是一种是一种特殊计算机特殊计算机 PLC的基本组成包括的基本组成包括两部分两部分中央处理器（中央处理器（CPU）、存储器、）、存储器、输入接口、输出接口、电源、外部设备等输入接口、输出接口、电源、外部设备等系统程序和用户程序系统程序和用户程序Date: 2021-6-14 Page: 26电气控制与PLC机械工程学院PLC中央处理器中央处理器存储器存储器输入输出口输入输出口电源电源外部设备外部设备Da

19、te: 2021-6-14 Page: 27电气控制与PLC机械工程学院CPU存储器电源部分输入单元输出单元编程器或其他设备按钮接触器电磁阀指示灯行程开关继电器触点Date: 2021-6-14 Page: 28电气控制与PLC机械工程学院中央处理单元中央处理单元（CPUCPU）一般由一般由控制器、运算器和寄存器控制器、运算器和寄存器组组成，这些电路都集成在一个芯片上。成，这些电路都集成在一个芯片上。 CPUCPU的主要功能：的主要功能：按系统程序赋予的功能，指挥按系统程序赋予的功能，指挥PLCPLC有条有条不紊地进行工作。不紊地进行工作。 接收并存储输入信号及数据，从存储器中读取指令接收并存

20、储输入信号及数据，从存储器中读取指令 执行并运算存储器中的程序，将结果存入存储器执行并运算存储器中的程序，将结果存入存储器 诊断电源、诊断电源、PLCPLC内部电路故障和编程中的语法错误等内部电路故障和编程中的语法错误等 处理中断处理中断Date: 2021-6-14 Page: 29电气控制与PLC机械工程学院 PLC中常采用的CPU有三类： 1) （如Z80、8086、80286等） 2) （如8031、8096等） 3) (如AMD29W等) 小型PLC：大多采用8位通用微处理器和单片微处理器， 中型PLC：大多采用16位通用微处理器或单片微处理器 大型PLC：大多采用高速位片式微处理器

21、（32位） 小型PLC为中、大型PLC则大多为对于双CPU系统，一般一个为，一般采用8位、16位或32位处理器；另一个为，采用由各厂家设计制造的专用芯片。Date: 2021-6-14 Page: 30电气控制与PLC机械工程学院： 在在PLC中，存储器主要用于存储中，存储器主要用于存储系统程序、用户程序、数据系统程序、用户程序、数据 ： 可读/写操作的随机存储器随机存储器RAM，配电池或电容掉电保持配电池或电容掉电保持 存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。 只读存储器只读存储器ROM、EPROM和EEPROM，可掉电保持掉电保持 存放系

22、统程序和用户已调试存放系统程序和用户已调试 好的程序。好的程序。Date: 2021-6-14 Page: 31电气控制与PLC机械工程学院电平转换功能电平转换功能：由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信号是标准电平信号。 光电隔离和滤波功能光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗干扰能力 通常还有状态指示状态指示，工作状况直观，便于维护 ： 开关量输入/输出接口模拟量输入/输出接口Date: 2021-6-14 Page: 32电气控制与PLC机械工程学院 常用：直流输入接口、直流输入接口、交流输入接口、交流输入接口、 交交/ /直流输入接口直流输入接

23、口 常用：继电器输出接口继电器输出接口 响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载 晶体管输出接口晶体管输出接口 响应速度快、动作频率高，只能用于驱动直流负载晶闸管输出接口：晶闸管输出接口： 响应速度快、动作频率高， 只能用于驱动交流负载Date: 2021-6-14 Page: 33电气控制与PLC机械工程学院光耦合器PLC内部电路LEDCR2R1VD电源PLC输入端,开关类元件工作电流流向Date: 2021-6-14 Page: 34电气控制与PLC机械工程学院内部电路COM输入1输入n.Date: 2021-6-14 Page: 35电气控制与PLC机械工程学院PLC继电器负载COM

24、内部电路外围电路 继电器型输出接口用于交继电器型输出接口用于交/直流两种电源直流两种电源,但接通断开频率低但接通断开频率低Date: 2021-6-14 Page: 36电气控制与PLC机械工程学院PLC负载COM24V晶体管型式的输出接口有较高的接通断开频率晶体管型式的输出接口有较高的接通断开频率,但只适于直流驱动场合但只适于直流驱动场合Date: 2021-6-14 Page: 37电气控制与PLC机械工程学院 ：是指PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数的总和。 I/O点数是选择PLC的重要依据之一 当I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展Date:

25、 2021-6-14 Page: 38电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 39电气控制与PLC机械工程学院COMX0X1X2X3X4X5X6汇点式COM1Y0Y1Y2Y3COM1Y0Y1Y2Y3COM2COM2COM3COM4分组式分隔式Date: 2021-6-14 Page: 40电气控制与PLC机械工程学院直流、交流直流、交流1.后备电池（锂）后备电池（锂） 供用户存贮器（数据）供用户存贮器（数据） 供供PLC供外部（供外部（DC24V）开关电源开关电源Date: 2021-6-14 Page: 41电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6

26、-14 Page: 42电气控制与PLC机械工程学院是编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。它是开发、应用、维护PLC不可缺少的设备。 简易编程器简易编程器 智能编程器智能编程器 Date: 2021-6-14 Page: 43电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 44电气控制与PLC机械工程学院液晶显示屏液晶显示屏模式键模式键指令参数键指令参数键控制键控制键Date: 2021-6-14 Page: 45电气控制与PLC机械工程学院 与打印机打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印 与监视器监视器连接，可将控制

27、过程图像显示出来 与 P L C 连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规模控制 与计算机计算机连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理相结合 与人机界面人机界面（触摸屏）连接 与智能接口模块智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口 ，PLC的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。 与编程器编程器连接Date: 2021-6-14 Page: 46电气控制与PLC机械工程学院COM2COM3COM1Date: 2021-6-14 Page: 47电气控制与PLC机械工程学院

28、系统程序系统程序管理程序管理程序解释程序解释程序程序块程序块应用程序应用程序应用软件也叫应用软件也叫用户软件用户软件，是用户为达，是用户为达到某种控制目的，采用专用编程语言到某种控制目的，采用专用编程语言自主编制的程序自主编制的程序Date: 2021-6-14 Page: 48电气控制与PLC机械工程学院 系统程序是用来控制和完成系统程序是用来控制和完成PLCPLC各种功能的程序，这些各种功能的程序，这些程序是由程序是由PLCPLC制造厂家用相应制造厂家用相应 CPUCPU的指令系统编写的，并固的指令系统编写的，并固化到化到ROMROM中。它包括中。它包括 1 1）、系统管理程序：）、系统管

29、理程序： 2 2）、用户指令解释程序）、用户指令解释程序 3 3）、供系统调用的标准程序模块）、供系统调用的标准程序模块 系统管理程序主要功能是运行时序分配管理、存储空系统管理程序主要功能是运行时序分配管理、存储空间分配管理和系统自检等间分配管理和系统自检等 。 用户指令解释程序将用户编制的应用程序翻译成机器指用户指令解释程序将用户编制的应用程序翻译成机器指令供令供CPU执行。执行。 标准程序模块具有独立的功能，使系统只需调用输入、标准程序模块具有独立的功能，使系统只需调用输入、输出、特殊运算等程序模块即可完成相应的具体工作输出、特殊运算等程序模块即可完成相应的具体工作 。Date: 2021

30、-6-14 Page: 49电气控制与PLC机械工程学院 当当PLC运行时，需要进行众多的操作，而运行时，需要进行众多的操作，而 PLC的的CPU不可能同时去执行多个操作，不可能同时去执行多个操作， 每一刻只能执行每一刻只能执行一个操作一个操作 。 解决的办法：解决的办法：采用采用分时操作原理分时操作原理 由于由于CPUCPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，的运算处理速度很快，所以从宏观上来看， PLCPLC外部出现的结果似乎是同时完成的。外部出现的结果似乎是同时完成的。这种分时操作的方法称为这种分时操作的方法称为 Date: 2021-6-14 Page: 50电气控制与PLC机械工程

31、学院 例如：用户程序的执行（用户程序的扫描工作过程）例如：用户程序的执行（用户程序的扫描工作过程） Date: 2021-6-14 Page: 51电气控制与PLC机械工程学院与其它智能装置（如编程器、与其它智能装置（如编程器、计算机等）实现通信计算机等）实现通信 对用户程序扫描执行对用户程序扫描执行 ，并将，并将结果存入相应的寄存器结果存入相应的寄存器Date: 2021-6-14 Page: 52电气控制与PLC机械工程学院 Date: 2021-6-14 Page: 53电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 54电气控制与PLC机械工程学院 集中采样：集

32、中采样： 在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当段进行。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。集中输出：集中输出： 在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段输出映象寄

33、存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。Date: 2021-6-14 Page: 55电气控制与PLC机械工程学院 PLCPLC工作时大多数时间与外部输入工作时大多数时间与外部输入/ /输出设备隔离，从根输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。 PLCPLC输入输出响应滞后输入输出响应滞后：当：当PLCPLC输入端输入信号发生变化输入端输入信号发生变化到到PLCPLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间。对一般输出端对该输入变化作出反应，

34、需要一段时间。对一般的工业控制，这种滞后是完全允许的。的工业控制，这种滞后是完全允许的。 这种响应滞后不仅是由于这种响应滞后不仅是由于PLCPLC扫描工作方式造扫描工作方式造成，更主要是成，更主要是PLCPLC输入接口滤波环节带来的输入延迟和输出接输入接口滤波环节带来的输入延迟和输出接口中驱动器件动作时间带来输出延迟口中驱动器件动作时间带来输出延迟，还与程序设计有关。，还与程序设计有关。 Date: 2021-6-14 Page: 56电气控制与PLC机械工程学院CPU读输入读输入输入输入/输出输出刷新时间刷新时间最短响应时间最短响应时间=输入延迟时间输入延迟时间+一个扫描周期一个扫描周期+输

35、出延迟时间输出延迟时间Date: 2021-6-14 Page: 57电气控制与PLC机械工程学院CPU读输入读输入输入输入/输出刷输出刷新时间新时间最长响应时间最长响应时间=输入延迟时间输入延迟时间+两个扫描时间两个扫描时间+输出延迟时间输出延迟时间Date: 2021-6-14 Page: 58电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 59电气控制与PLC机械工程学院结构分类结构分类单元式结构单元式结构模块式结构模块式结构叠装式结构叠装式结构Date: 2021-6-14 Page: 60电气控制与PLC机械工程学院单元式结构又叫整体式单元式结构又叫整体式特点

36、：特点：结构紧凑，体积小、成本低、安装方结构紧凑，体积小、成本低、安装方便便缺点：缺点：输入输出接口数是固定的，不一定适输入输出接口数是固定的，不一定适合具体的控制现场的需要。合具体的控制现场的需要。n小型小型PLC一般采用这种整体式结构。一般采用这种整体式结构。Date: 2021-6-14 Page: 61电气控制与PLC机械工程学院模块式结构又叫积木式模块式结构又叫积木式特点特点：把把PLC的每个工作单元都制成独立的模块，如的每个工作单元都制成独立的模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通讯模模块、输入模块、输出模块、电源模块、通讯模块等。块等。缺点：缺点：体积比较大体积比较

37、大n大、中型大、中型PLC一般采用模块式结构。一般采用模块式结构。Date: 2021-6-14 Page: 62电气控制与PLC机械工程学院叠装式结构是单元式和模块式相结合叠装式结构是单元式和模块式相结合的产物的产物叠装式具有两者的优点叠装式具有两者的优点单元式及模块式有结合为叠装式单元式及模块式有结合为叠装式的趋势的趋势Date: 2021-6-14 Page: 63电气控制与PLC机械工程学院根据PLC的I/O点数，PLC分为小型、中型和大型三类。1） I/O点数为256点以下点以下的为小型PLC （其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）2） I/O点数为256点以上、点以上、

38、2048点以下点以下的为中型PLC3） I/O点数为2048以上以上的为大型PLC （其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC）这个分类界限不是固定不变的，它随PLC的发展而变化。Date: 2021-6-14 Page: 64电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 65电气控制与PLC机械工程学院l三菱三菱PLCPLC有如下系列有如下系列Q Q系列系列, AnS, AnS系列，系列，QnAQnA系列，系列，A A系列和系列和FXFX系列系列前三个前三个系列的系列的PLCPLC为模块型为模块型lQ4ARQ4AR系列为双机热备系列，最大输入输出点数为系列为双机

39、热备系列，最大输入输出点数为81928192点点lA A系列系列PLCPLC的最大输入输出点数为的最大输入输出点数为20482048点点lFXFX系列系列PLCPLC为整体型，有为整体型，有FXFX1s1s、FXFX1n1n、FXFX2n2n等系列等系列Date: 2021-6-14 Page: 66电气控制与PLC机械工程学院（1）系列序号系列序号：如1S，1N，2N等；（2）I/O总点数总点数：10256；（3）单元类型单元类型：M为基本单元，E为I/O混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块；（4）输出形式输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶

40、闸管输出；（5）特殊品种区别特殊品种区别：Date: 2021-6-14 Page: 67电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 68电气控制与PLC机械工程学院项目FX1SFX1NFX2N和FX2NC运算控制方式存储程序，反复运算I/O控制方式批处理方式（在执行END指令时），可以使用I/O刷新指令运算处运算处理速度理速度基本指令0.55微秒/指令0.7微秒/指令0.08微秒/指令应用指令3.7微秒/指令数百微秒/指令1.52微秒/指令数百微秒/指令程序语言逻辑梯形图和指令表，可以用步进梯形指令来生成顺序控制指令程序容量程序容量（EEPROM）内置2KB步内置

41、8KB步内置8KB步，用存储盒可达16KB步指令数指令数量量基本、步进基本指令27条，步进指令2条应用指令85条89条128条I/OI/O设置设置最多30点最多128点最多256点二、二、FXFX系列系列PLCPLC的一般技术指标的一般技术指标Date: 2021-6-14 Page: 69电气控制与PLC机械工程学院1. 1. 三菱小型三菱小型 FX FX 系列程控器的输入输出点数为系列程控器的输入输出点数为256256点点以下以下 目前目前FXFX系列系列PLCPLC为中国内地销量最多的为中国内地销量最多的小型小型PLCPLC2. FX 2. FX 系列系列PLCPLC根据输入出点数不同及

42、功能而分为多个根据输入出点数不同及功能而分为多个 不同的系列不同的系列 输入出点数输入出点数在在3030点点以內可使用以內可使用 FX1SFX1S系列系列 输入出点数在输入出点数在128128点点以內可使用以內可使用FX1NFX1N系列系列 输入出点数在输入出点数在256256点点以內可使用以內可使用 FX2NFX2N系列系列Date: 2021-6-14 Page: 70电气控制与PLC机械工程学院 3. FX3. FX2N2N系列是系列是FXFX家族中最先进的系列，家族中最先进的系列，最大范围地包容了标准特点、执行速度更快、最大范围地包容了标准特点、执行速度更快、通讯功能更齐全，为工厂自动

43、化应用提供最通讯功能更齐全，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。大的灵活性和控制能力。Date: 2021-6-14 Page: 71电气控制与PLC机械工程学院 4. FX2N 系列 PLC 的特点lFXFX2N2N基本单元基本单元 (16128(16128点点) ) 有继电器、晶闸有继电器、晶闸管或晶体管输出管或晶体管输出 l最多可扩展到最多可扩展到256256点点. .l內置有內置有8K8K步步RAM (RAM (最多可扩展到最多可扩展到16K16K步步) )l每个基本单元可扩展每个基本单元可扩展8 8个特殊单元个特殊单元Date: 2021-6-14 Page: 72电气控制与

44、PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 73电气控制与PLC机械工程学院 Date: 2021-6-14 Page: 74电气控制与PLC机械工程学院 输入继电器线圈由外部输入信号所驱动，只有当外部信号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，对应的输入继电器才得电，接通时，对应的输入继电器才得电， Date: 2021-6-14 Page: 75电气控制与PLC机械工程学院 基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展单元和扩基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号展模块是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号D

45、ate: 2021-6-14 Page: 76电气控制与PLC机械工程学院输出继电器是用来将输出继电器是用来将PLC内部信号输出传送给外部负载内部信号输出传送给外部负载输出继电器线圈是由输出继电器线圈是由PLC内部程序驱动，其线圈状态传送给内部程序驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载 Date: 2021-6-14 Page: 77电气控制与PLC机械工程学院 FX系列系列PLC的输出继电器也是八进制编号的输出继电器也是八进制编号 与输入继电器一样，基本单元的输出继电器编号是固定的，与输入继电器一样，基本单元的输

46、出继电器编号是固定的，扩展单元和扩展模块的编号也是按与基本单元最靠近开始，扩展单元和扩展模块的编号也是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号顺序进行编号实际使用中，输入实际使用中，输入/ 输出继电器的数量，要根据系统配置而定输出继电器的数量，要根据系统配置而定 Date: 2021-6-14 Page: 78电气控制与PLC机械工程学院 Date: 2021-6-14 Page: 79电气控制与PLC机械工程学院 X0M0M0M0Date: 2021-6-14 Page: 80电气控制与PLC机械工程学院 编号：编号： FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N （FX2NC） M0 M0

47、 M0 M0 M0 M495 M383 M383 M383 M499 （按十进制编号）（按十进制编号）Date: 2021-6-14 Page: 81电气控制与PLC机械工程学院 编号：编号： FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N （FX2NC） M496 M384 M384 M384 M500 M511 M511 M511 M1535 M3071Date: 2021-6-14 Page: 82电气控制与PLC机械工程学院通常可分为两类：通常可分为两类： 和和 特殊辅助继电器的线圈由特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动，用自动驱动，用户只可以利用其触点。户只可以利用其触点。 特殊辅

48、助继电器的线圈由用户控制，其线圈得特殊辅助继电器的线圈由用户控制，其线圈得电后，电后，PLC作出特定动作。作出特定动作。 Date: 2021-6-14 Page: 83电气控制与PLC机械工程学院运行监视用特殊辅助继电器运行监视用特殊辅助继电器PLC运行时运行时M8000得电（得电（M8001断电），断电），PLC停止时停止时M8000失电（失电（M8001得电）得电）Date: 2021-6-14 Page: 84电气控制与PLC机械工程学院初始脉冲特殊辅助继电器初始脉冲特殊辅助继电器 M8002（M8003）只在）只在PLC开始运行的第一个扫描周期开始运行的第一个扫描周期内得电（断电），

49、其余时间均断电（得电）。内得电（断电），其余时间均断电（得电）。 常用常用M8002的 触 点 作的 触 点 作为 一 些 继为 一 些 继电 器 的 初电 器 的 初始 化 复 位始 化 复 位信号信号Date: 2021-6-14 Page: 85电气控制与PLC机械工程学院-分别为产生周期为分别为产生周期为10ms、100ms、1s、1min脉冲的脉冲的特殊辅助继电器特殊辅助继电器 （ PLC RUN ）Date: 2021-6-14 Page: 86电气控制与PLC机械工程学院 10ms定时器切换标志定时器切换标志当当M8028线圈被接通时，则线圈被接通时，则T32-T62变为变为10

50、ms定时器定时器RUNSTOP时，输出保持时，输出保持RUN前状态前状态 禁止全部输出的特殊辅助继电器禁止全部输出的特殊辅助继电器当当M8034线圈被接通时，则线圈被接通时，则PLC的所有输出自动断开的所有输出自动断开 恒定扫描周期的特殊辅助继电器恒定扫描周期的特殊辅助继电器当当M8039线圈被接通时，则线圈被接通时，则PLC以恒定的扫描方式运行以恒定的扫描方式运行恒定扫描周期值由恒定扫描周期值由D8039决定决定Date: 2021-6-14 Page: 87电气控制与PLC机械工程学院 Date: 2021-6-14 Page: 88电气控制与PLC机械工程学院 （FX2N）（FX2N）不

51、使用步进指令时，状态器也可当作辅助继电器使用不使用步进指令时，状态器也可当作辅助继电器使用Date: 2021-6-14 Page: 89电气控制与PLC机械工程学院 编号： FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N （FX2NC） 返回原点用返回原点用 - - - - S10S19 普通用普通用 S0S63 S10S127 S10S127 S10S999 S20S499 初始用初始用 S0S9 S0S9 S0S9 S0S9 S0S9保持用保持用 - S0S127 S0S127 S0S999 S500S899报警用报警用 - - - - S900S999Date: 2021-6-14

52、Page: 90电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 91电气控制与PLC机械工程学院 Date: 2021-6-14 Page: 92电气控制与PLC机械工程学院 通用定时器不具备断电的保持功能，即当输入电路断开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。或停电时定时器复位。通用定时器有通用定时器有100ms和和10ms两种。两种。Date: 2021-6-14 Page: 93电气控制与PLC机械工程学院 编号：编号： FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N （FX2NC） 100ms T0T49 T0T62 T0T62

53、T0T199 10ms T24T49 T32T62 T32T62 T200T2451ms - - T63 - Date: 2021-6-14 Page: 94电气控制与PLC机械工程学院 Date: 2021-6-14 Page: 95电气控制与PLC机械工程学院 通用定时器（例）通用定时器（例）Date: 2021-6-14 Page: 96电气控制与PLC机械工程学院1ms积算定时器：对积算定时器：对1ms时钟脉冲进行累积计数的，定时范时钟脉冲进行累积计数的，定时范围为围为0.00132.767s。 100ms积算定时器：对积算定时器：对100ms时钟脉冲进行累积计数的定时时钟脉冲进行累积

54、计数的定时范围为范围为0.13276.7s Date: 2021-6-14 Page: 97电气控制与PLC机械工程学院 编号：编号： FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N （FX2NC） 1ms - T63 - T246T249 100ms - - - T250T255Date: 2021-6-14 Page: 98电气控制与PLC机械工程学院 积算定时器（例）积算定时器（例）Date: 2021-6-14 Page: 99电气控制与PLC机械工程学院 内部计数器内部计数器 内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号（如X、Y、M、S、T等）进行计数。内部输入信号的接通和断开时间应比

55、PLC的扫描周期稍长。 高速计数器高速计数器 采用中断方式进行计数，与采用中断方式进行计数，与 PLC的扫描周期无关的扫描周期无关 与内部计数器相比除允许输入频率高之外，应用也更为灵活，高速计数器均有断电保持功能，通过参数设定也可变成非断电保持。 Date: 2021-6-14 Page: 100电气控制与PLC机械工程学院计数器的设定值范围：计数器的设定值范围：1-32767（16位）位） -214783648+214783647（32位）位）计数器的设定值可由计数器的设定值可由或间接通过指定的或间接通过指定的来设定来设定 Date: 2021-6-14 Page: 101电气控制与PLC机

56、械工程学院注：注：16位增计数器分为通用型和保持型两种位增计数器分为通用型和保持型两种Date: 2021-6-14 Page: 102电气控制与PLC机械工程学院 FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N （FX2NC） 普通普通 C0-C13 C0-C15 C0-C15 C0-C15 C0-C99 保持保持 C14-C15 C16-C31 C16-C31 C16-C199 C100-C19916位增计数器编号位增计数器编号Date: 2021-6-14 Page: 103电气控制与PLC机械工程学院Date: 2021-6-14 Page: 104电气控制与PLC机械工程学院利用计

57、数输入利用计数输入X014驱动驱动C200线圈，可增计数线圈，可增计数或减计数。（增减可由特殊辅助继电器设置）或减计数。（增减可由特殊辅助继电器设置）当前值的增减与输出触点的动作无关，但是如当前值的增减与输出触点的动作无关，但是如果从果从2147483647开始增计数，则成为开始增计数，则成为-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X013为为ON，则执行，则执行RST指令，指令，计数器当前值变为计数器当前值变为0，输出触点也复位。，输出触点也复位。 在计数器的当前值由在计数器的当前值由-6-5增加时，输出触点置位；增加时，输出触点置位；在由在由-5-6减

58、少时，输出触减少时，输出触点复位，如果从点复位，如果从2147483647开始增计数，开始增计数，则成为则成为-2147483648，形成，形成循环计数。循环计数。 Date: 2021-6-14 Page: 105电气控制与PLC机械工程学院 FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N （FX2NC） 普通普通 - - - C200-C219 保持保持 - - - C220-C23432位增位增/减可逆计数器编号减可逆计数器编号32位增位增/减双向减双向计数器（停电保持用：计数器（停电保持用：C200C219；特殊用：；特殊用：C220C234） 32位增位增/减双向计数器的值有效范围

59、为减双向计数器的值有效范围为-2147483648+2147483647。 Date: 2021-6-14 Page: 106电气控制与PLC机械工程学院 PLC在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，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需要许多数据寄存器以存储数据和参数 Date: 2021-6-14 Page: 107电气控制与PLC机械工程学院通用数据寄存器在通用数据寄存器在PLC由运行（由运行（RUN）变为停止（）变为停止（STOP）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M8033置置1，则，则PLC由运行

60、变为停止时，由运行变为停止时，数据可以保持。数据可以保持。 锁存寄存器只要不改写，原有数据就不会丢失，无论电源锁存寄存器只要不改写，原有数据就不会丢失，无论电源接通与否，接通与否，PLC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 特殊数据寄存器用于特殊数据寄存器用于PLC内各种元件的运行监视。未加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。定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。Date: 2021-6-14 Page: 108电气控制与PLC机械工程学院 例如：用于存放采集数据、统计计算数据、多组控制参数。 PLC运行时，可用运行时，可用BMOV指令将文件寄存