[工学]材料成型设备章2 可编程控制器及其应用

1、下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录第三章第三章 可编程控制器控制部分可编程控制器控制部分 1.1.可编程控制器基础知识可编程控制器基础知识2.2.s7-200s7-200的的plcplc的编程基础的编程基础 3.3.plcplc程序设计方法程序设计方法 4.4.plcplc控制系统的应用设计控制系统的应用设计 5.5.plcplc应用实例应用实例 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2021-11-13下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2021-11-13下一页下一页返回返回上一页上一页退出

2、退出章目录章目录3.1.1 3.1.1 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。 早期的早期的plc是用来替代继电器、接触器控制的。是用来替代继电器、接触器控制的。它主要它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，用于顺序控制，只能实现逻辑运算。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 ) 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程随着电子技术、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范围。被称控制器的功能已远远超出了顺

3、序控制的范围。被称为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。3.1.1 概述概述下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 可编程控制器可编程控制器( (plc) )是以中央处理器为核心，综是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。业控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。 plc 具有可靠性高、功能完善、组合灵活

4、、编程具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单以及功耗低、体积小等优点。简单以及功耗低、体积小等优点。但它存储容量小，但它存储容量小，价格高。价格高。 本章只为初学者提供本章只为初学者提供 plc 基础知识基础知识, ,重点是简单重点是简单程序编制，重在应用。程序编制，重在应用。 继电接触控制系统在生产中得到广泛应用。但由继电接触控制系统在生产中得到广泛应用。但由于它的机械触点多、接线复杂、可靠性低、功耗高、于它的机械触点多、接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性差，因此已不能满足现代化生产过程复杂多变通用性差，因此已不能满足现代化生产过程复杂多变的控制要求。的控制要求。下一页下一页返回返回上一

5、页上一页退出退出章目录章目录 plc的类型种类繁多，功能和指令系统也不尽的类型种类繁多，功能和指令系统也不尽相同虽然多种多样，但其结构和工作方式则大同小相同虽然多种多样，但其结构和工作方式则大同小异，异，一般由主机、输入一般由主机、输入/ /输出接口、电源、编程器、输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几个主要部分构成。扩展接口和外部设备接口等几个主要部分构成。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 plc 可看作一个系统，外部的各种开关信号可看作一个系统，外部的各种开关信号或模拟信号均为输入量，它们经输入接口寄存到或模拟信号均为输入量，它们经输入接口寄存到

6、 plc 内部的数据存储器中，而后按用户程序要求进内部的数据存储器中，而后按用户程序要求进行逻辑运算和数据处理，最后以输出变量的形式送行逻辑运算和数据处理，最后以输出变量的形式送到输出接口，从而控制输出设备。到输出接口，从而控制输出设备。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录中中央央处处理理单单元元存存储储器器数数据据存存储储器器输输出出接接口口地址总线地址总线 控制总线控制总线数据总线数据总线编程编程单元单元照明照明电磁装置电磁装置执行机构执行机构。电源电源地址总线地址总线控制总线控制总线输输入入接接口口模拟量输入模拟量输入行程开关行程开关继电器接点继电器接点各种开关各种开关3

7、.1.2 3.1.2 结构及工作原理结构及工作原理1.plc1.plc结构示意图结构示意图下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 plc 硬件系统结构图硬件系统结构图电电 源源i/o扩扩展展单单元元输入设备输入设备输出设备输出设备输输出出接接口口外外部部设设备备接接口口输输入入接接口口i/o扩扩展展接接口口主机主机plc编程器编程器打印机打印机磁带机磁带机计计算机算机扫描仪扫描仪cpu存储器存储器用户用户程序程序系统系统程序程序数数据据按钮按钮行程行程开关开关触点触点电磁阀电磁阀电磁电磁线圈线圈指示灯指示灯下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2021-11-13外

8、部设备接口存储器系统程序用户程序数据输入模块i/o扩展接口输出模块cpu电源编程器打印机计算机盒式磁带机条码扫描仪i/o扩展单元按钮触点行程开关输入设备输出设备指示灯电磁线圈电磁阀下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录cpu powerpcfp1-c16小型机：小型机：中、大型机：中、大型机：下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录plc：为：为cpu、存储器、存储器、i/o接口等内部电子电路接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源。工作所配备的直流开关稳压电

9、源。：用于手持编程。可用它输入、检查、修：用于手持编程。可用它输入、检查、修改、调试程序，或用它监视改、调试程序，或用它监视plc的工作情况。的工作情况。：扩充外部输入：扩充外部输入/输出端子数的扩展单输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）联接在一起。元与基本单元（即主机）联接在一起。：将编程器、打印机、条码扫描仪等外部：将编程器、打印机、条码扫描仪等外部设备与主机相联，以完成相应操作。设备与主机相联，以完成相应操作。：接受输入设备的控制信号。：接受输入设备的控制信号。：输出控制信号。：输出控制信号。：起总指挥的作用。：起总指挥的作用。：存储系统及用户程序和数据。：存储系统及用户程序和数据。

10、下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2021-11-13 （a）线圈符号 （b）常闭触点符号 （c）常开触点符号plc可看成是由普通继电器、定时器、计数器等组合而成的可看成是由普通继电器、定时器、计数器等组合而成的电气控制系统。注意，电气控制系统。注意，plc内部的继电器实际上是指存储器内部的继电器实际上是指存储器中的存储单元，称为软继电器。当输入到存储单元的逻辑状中的存储单元，称为软继电器。当输入到存储单元的逻辑状态为态为1时，则表示相应继电器的线圈通电，其常开触点闭合，时，则表示相应继电器的线圈通电，其常开触点闭合，常闭触点断开；而当输入到存储单元的逻辑状态为常闭触点断开；

11、而当输入到存储单元的逻辑状态为0时，则表时，则表示相应继电器的线圈断电，其常开触点断开，常闭触点闭合。示相应继电器的线圈断电，其常开触点断开，常闭触点闭合。所以这些软继电器体积小、功耗低、无触点、速度快、寿命所以这些软继电器体积小、功耗低、无触点、速度快、寿命长，并且具有无限多的常开、常闭触点供程序使用。长，并且具有无限多的常开、常闭触点供程序使用。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2021-11-13x400sb1com输入部分x401x400x401y430y430y430电源km输入继电器内部触点输出继电器输出端输入端输出部分内部控制电路sb2x402外部触点直接起动控

12、制电路采用直接起动控制电路采用plc控制，其外部接线及内部等效电控制，其外部接线及内部等效电路如图所示。可将路如图所示。可将plc分成分成3部分：输入部分、内部控制电路部分：输入部分、内部控制电路和输出部分。和输出部分。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录可编程控制器原理下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录由输入接线端与等效输入继电器组成。输入继电由输入接线端与等效输入继电器组成。输入继电器由接入输入端点的外部信号来驱动，其作用是收集被控制器由接入输入端点的外部信号来驱动，其作用是收集被控制设备的各种信息或操作命令设备的各种信息或操作命令。由大规模集成电路构成的

13、微处理器和存储器由大规模集成电路构成的微处理器和存储器组成的，经过制造厂家的开发，为用户提供部件。内部控制组成的，经过制造厂家的开发，为用户提供部件。内部控制电路的部件包括输出继电器、定时器、计数器、移位寄存器电路的部件包括输出继电器、定时器、计数器、移位寄存器等，这些部件也有许多对常开触点和常闭触点供等，这些部件也有许多对常开触点和常闭触点供plc内部使内部使用。用。plc内部控制电路的作用是处理由输入部分所取得的信内部控制电路的作用是处理由输入部分所取得的信息，并根据用户程序的要求，使输出达到预定的控制要求。息，并根据用户程序的要求，使输出达到预定的控制要求。作用是驱动被控制的设备按程序的

14、要求动作作用是驱动被控制的设备按程序的要求动作。对。对应每一条输出电路，相当有一个输出继电器，此输出继电器应每一条输出电路，相当有一个输出继电器，此输出继电器有一个对外常开触点与输出端相连，其余均为供有一个对外常开触点与输出端相连，其余均为供plc内部使内部使用的常开触点和常闭触点。当输出继电器接通时，对外常开用的常开触点和常闭触点。当输出继电器接通时，对外常开触点闭合，外部执行元件可以通电动作。触点闭合，外部执行元件可以通电动作。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录实际上就是用户所编写的应用程序等效于实际上就是用户所编写的应用程序等效于plc内部内部的接线图。当用编程器将梯形

15、图程序送入的接线图。当用编程器将梯形图程序送入plc内，内，plc就可就可以按照预先制定的方案工作。以按照预先制定的方案工作。：当起动按钮：当起动按钮sb1闭合，输入继电器闭合，输入继电器x400接通，接通，其常开触点其常开触点x400闭合，输出继电器闭合，输出继电器y430接通，接通，y430的常开的常开触点闭合自锁，同时外部常开触点闭合，使接触器线圈触点闭合自锁，同时外部常开触点闭合，使接触器线圈km通电，电动机连续运行。停机时按停机按钮通电，电动机连续运行。停机时按停机按钮sb2，输入继电，输入继电器器x401接通，其常闭触点断开，线圈接通，其常闭触点断开，线圈y430断开，电动机停断开

16、，电动机停止运行。这里要注意，因与停机按钮相连的输入继电器止运行。这里要注意，因与停机按钮相连的输入继电器x401采用的是常闭触点，所以停机按钮必须采用常开触点，采用的是常闭触点，所以停机按钮必须采用常开触点，这与继电接触器控制电路不同。这与继电接触器控制电路不同。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录1. 主机主机 cpu是是plc的核心的核心，主要用来运行用户程序，主要用来运行用户程序，监控输入监控输入/输出接口状态。输出接口状态。 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plc 内

17、部存储器内部存储器系统程序存储器系统程序存储器用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器 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。 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。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2. 输入输入/输出输出(i/o)接口接口 输入接口输入接口用于接收输入设备用于接收输入设备(

18、如：按钮、行程开如：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。 输出接口输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出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电路去驱动输出设备(如如: 接触器、电磁阀、指示灯接触器、电磁阀、指示灯等等)。3. 电源电源 plc电源电源指为指为cpu、存储器、存储器、i/o接口等内部电接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源子电路工作所配置的直流开关稳压电源 i/o接口是接口是 plc 与输入与输入/ /输出设备联接的部件。输出设备联接的部件。i/o接口一般采用光电耦合电路接口一般采用光电耦合电路, ,以减少电磁干扰。以减少电磁干

19、扰。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录4. 编程器编程器 编程器编程器是是 plc 重要的外部设备，用于手持编程。重要的外部设备，用于手持编程。利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序或利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序或在线监视在线监视plc工作状况。除工作状况。除手持编程器手持编程器外，外，目前，目前，使用较多的是利用通信电缆将使用较多的是利用通信电缆将plc和计算机联接，和计算机联接，并利用专用的工具软件进行编程或监控。并利用专用的工具软件进行编程或监控。6. 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

20、出端子数扩展单元与基本单元扩展单元与基本单元(即主机即主机)联接在一起。联接在一起。5. 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、条形码扫描仪等外此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相连。部设备与主机相连。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.1.3 可编程控制器的工作方式可编程控制器的工作方式 plc 采用采用“顺序扫描、不断循环顺序扫描、不断循环”的方式进行工的方式进行工作。其工作过程分为作。其工作过程分为输入采样输入采样、程序执行程序执行和和输出刷新输出刷新 三个阶段，并进行周期循环。三个阶段，并进行周期循环。输入端子输入端子输入锁

21、存器输入锁存器输入状态寄存器输入状态寄存器输出锁存器输出锁存器输出状态寄存器输出状态寄存器输出端子输出端子程序执行程序执行读读读读写写输入采样输入采样程序执行程序执行输出刷新输出刷新一个扫描周期一个扫描周期一条指令所需时间一般不超过一条指令所需时间一般不超过 100 ms。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 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/断断状态或输入数据，并将此状态状态或输入数据，并将此状态存入输入状态寄存器，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。在程序执行期间，

22、即使输入状态发序执行阶段。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，只生变化，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有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 plc在执行阶段，按先左后右，先上后下的步在执行阶段，按先左后右，先上后下的步序，执行程序指令。其过程如下：从输入状态寄存序，执行程序指令。其过程如下：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器和其它元件状态寄存器中读出有关元件的通/断状断状态，并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存态，并根据用户程序进

23、行逻辑运算，运算结果再存入有关的状态寄存器中。入有关的状态寄存器中。 在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应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的输出状态寄存器的通/断状态，在输出刷新阶段转断状态，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存到输出寄存器，去控制各物理继电器的通/断，这断，这才是才是plc的实际输出。的实际输出。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 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

24、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。暂存在输出状态寄存器中的输出信号，才能改变。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，等到一个循环周期结束，cpu集中将这些输出信号集中将这些输出信号全部输出给输出锁存器，这才成为实际的全部输出给输出锁存器，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描周因此全部输入、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周期。期，换言之，输入、输出的状态保持一个扫描周期。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录指指plc外部输入和输出端子

25、数外部输入和输出端子数。通常小型机有通常小型机有几十点，中型机有几百个点，而大型机超过千点。几十点，中型机有几百个点，而大型机超过千点。 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。在在 plc 中，程序指令按中，程序指令按“步步”存存, , 一一 “步步”占用一占用一个地址单元个地址单元, ,一条指令有的往往不止一一条指令有的往往不止一“步步”。一个。一个地地址单元一般占两个字节。址单元一般占两个字节。 指扫描指扫描1000步用户程序所需的时间步用户程序所需的时间，以，以ms/千步千步为单位。为单位。有时也用扫描一步指令的时间计有时也用扫描一步指令的时间计, ,如如

26、 s/s/步。步。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录4. . 指令系统条数指令系统条数 plc 具有具有基本指令和高级指令，指令的种类和数基本指令和高级指令，指令的种类和数量越多，其软件功能越强。量越多，其软件功能越强。5. 编程元件的种类和数量编程元件的种类和数量 编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用电器、定时器、计数器、通用“字字”寄存器、数据寄寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等，其种类和数量的多少是存器及特殊功能继电器等，其种类和数量的多少是衡衡量量 plc 硬件硬件功能强弱的一个指标。功能强弱

27、的一个指标。 plc 内部内部“继电器继电器”是存储是存储 器的存储单元。器的存储单元。当写入该单元逻辑状态为当写入该单元逻辑状态为“1”时，则表示相应继电时，则表示相应继电器的线圈接通，其动合触点闭合，动断触点断开。器的线圈接通，其动合触点闭合，动断触点断开。所以所以 plc 内部这些继电器称为内部这些继电器称为“软软”继电器。继电器。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录plcplc自动控制电路图自动控制电路图 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录plc的输出端：plc向外部负载发出控制命令的窗口。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下

28、一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录可编程控制器逻辑指令应用实例可编程控

29、制器逻辑指令应用实例下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.2 .2 基本概念和编程语言简介基本概念和编程语言简介plc的内存除存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： 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3. 2. 1 寄存器和接点的概念寄存器和接点

30、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/或接点或接点的方式进行。的方式进行。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录以以i/o区为例：区为例：寄存器寄存器是一个是一个16位二进制单元，位二进制单元，16位中的每一位是一个位中的每一位是一个接点接点，对应外部的一个输入，对应外部的一个输入/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n：16进制数进制数(0f),寄存器的第寄存器的第n n位位f e d c b a

31、 10 8 7 6 5 4 3 2 1 0寄存器寄存器下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录例：例：若若x3 为为“on”，则，则 wx0 的第三位为的第三位为 “1” 若若 wy1=7，则表明，则表明y10、y11、y12三个接点三个接点 “on”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。符号分别为：符号分别为：接点通断情况与接点的赋值有关：（以接点通断情况与接点的赋值有关：（以 x0x0为例：为例：若若 x0x0的逻辑赋值为的逻辑赋值为“1”1”，则，则x0x0接通接通断开断开下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录i/o区：区：可

32、以以接点和寄存器的方式对其进行操作。可以以接点和寄存器的方式对其进行操作。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）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区可作为辅助寄区可作为辅助寄存器用存器用。不同型号的不同型号的plc，其内存分配有，其内存分配有所不同。所不同。 如：松下电工的如：松下电工的fp1-24 i 区：区：x0x12f (wx0wx12) o区：区：y0y12

33、f (wy0wy12)下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录专用寄存器专用寄存器(fp1机：机：wr1000wr1003)。常用的如。常用的如下：下：r1000a : “”标志标志 r1000b: “=”标志标志 r1000c: “”标志标志 r10010: 常常on继电器继电器 r10011: 常常off继电器继电器 r10013: 仅在第一个扫秒周期仅在第一个扫秒周期on，其他时候均为，其他时候均为offr10014: 仅在第一个扫秒周期仅在第一个扫秒周期off，其他时候均为，其他时候均为onr10018r1001d: 周期分别为周期分别为 0.01s, 002s, 0.1s

34、, 0.2, 1s, 2s的时的时钟钟 脉冲继电器脉冲继电器专用数据寄存器专用数据寄存器(fp1机：机： dt10000dt100610)设置日期时间、高速计数器、步进等指令有关。设置日期时间、高速计数器、步进等指令有关。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录指令表（助记符）语言指令表（助记符）语言梯形图语言梯形图语言流程图语言流程图语言布尔代数语言布尔代数语言常用常用助记符语言：助记符语言：类似于微机中的汇编语言。类似于微机中的汇编语言。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。3. 2. 2 编程语言编程语言一一.

35、 plc 的编程语言有的编程语言有：下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录二二. 梯形图的规则：梯形图的规则：（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。（2）梯形图中的接点（对应触头）有两种：）梯形图中的接点（对应触头）有两种：常开（常开（ ） 和和 常闭（常闭（ ）（3）输出用）输出用 表示，表示， 如如 - r0、-y0 。一个。一个 输出变量只能输出一次。输出前面必须有接点。输出变量只能输出一次。输出前面必须有接点。（4）梯形图中，接点可串可并，但输出

36、只能并不能串。）梯形图中，接点可串可并，但输出只能并不能串。（5）程序结束时有结束符）程序结束时有结束符 -（ed）。）。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录元件名称元件名称代表字母代表字母编号范围编号范围功能说明功能说明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 通用通用“字字”寄存器寄存器计数器计数器定时器定时器xyrtcwrx0 xf 共共16点点 接收外部输入的信号接收外部输入的信号输出程序执行结果输出程序执行结果给外部输出设备给外部输出设备在程序内部使用，在程序内部使用，不能提供外部输出不能提供外部输出延时定时继电器，其延时定时继电器，其触点在程序内

37、部使用触点在程序内部使用减法计数继电器，其减法计数继电器，其触点在程序内部使用触点在程序内部使用每个每个wr由相应的由相应的16个辅助个辅助继电器继电器r 构成构成y0 y7 共共 8 点点r0 r62f 共共 1008 点点t0 t99 共共 100 点点 c100 c143 共共 44 点点wr0 wr62 共共63个个下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.1.4 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) 开关逻辑控制开关逻辑控制用用plc取代传统的继电接触器进行逻辑控制。取代传统的继电接触器进行逻辑控制。(3) 步进控制步进控制(4) 数据处理数据

38、处理(2) 定时定时/计数控制计数控制 用用plc的定时的定时/计数指令来实现定时和计数控制。计数指令来实现定时和计数控制。 用步进指令实现一道工序完成后，再进行下一道用步进指令实现一道工序完成后，再进行下一道工序操作的控制。工序操作的控制。 能进行数据传输、比较、移位数制转换、算术运能进行数据传输、比较、移位数制转换、算术运算和逻辑运算等操作。算和逻辑运算等操作。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录(5) 过程控制过程控制(6) 运动控制运动控制(7) 通信联网通信联网(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 可实现对温度、压力、速度、流量等非电量参数

39、可实现对温度、压力、速度、流量等非电量参数进行自动调节进行自动调节 通过高速计数模块和位置控制模块进行单轴和多通过高速计数模块和位置控制模块进行单轴和多种控制。如用于数控机床、机器人等控制。种控制。如用于数控机床、机器人等控制。 通过通过plc之间的联网及与计算机的联接，实现远之间的联网及与计算机的联接，实现远程控制或数据交换。程控制或数据交换。 能监视系统各部分的运行情况能监视系统各部分的运行情况,并能在线修改控制并能在线修改控制程序和设定值。程序和设定值。能进行能进行a/d和和d/a转换，以适应对模拟量的控制。转换，以适应对模拟量的控制。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录

40、 (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，并且在成电路和微处理器，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硬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，具有很高的可扰措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠性。靠性。plc硬件采用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，模块化结构，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

41、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。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录目目前前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。下一页下一页返回返回上一页上一页

42、退出退出章目录章目录6.2.1 可可编程控制器的编程语言编程控制器的编程语言可可编程控制器编程控制器的的程序有程序有系统程序系统程序和和用户程序用户程序两种。两种。系统程序用户不能修改。系统程序用户不能修改。 用户程序是用户根据控制要求，用户程序是用户根据控制要求，利用利用 plc 厂家厂家提提供的程序编制语言编写的应用程序。供的程序编制语言编写的应用程序。 plc 的编程的编程语言以梯形图语言和指令语句表语言语言以梯形图语言和指令语句表语言最为常用，并且两者常常联合使用。最为常用，并且两者常常联合使用。 是在继电控制系统电气原理图基础上开发出来的是在继电控制系统电气原理图基础上开发出来的一种

43、图形语言。它继承了继电器触点、线圈、串联、一种图形语言。它继承了继电器触点、线圈、串联、并联等术语和符号，并联等术语和符号，根据控制要求联接而成的根据控制要求联接而成的表示表示 plc输输入和输出之间逻辑关系的图形。入和输出之间逻辑关系的图形。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录编程元件的种类用图形符号及字母或数字加以区别。编程元件的种类用图形符号及字母或数字加以区别。梯形图中用梯形图中用表示表示 plc 编程编程元件的元件的动合触点动合触点表动断触点表动断触点表线圈表线圈(ed)x2x1y1y1动合动合触点触点输输出出继继电电器器线线圈圈动合动合触点触点 plc 输入输入继电

44、继电 器动断触点器动断触点km12sb1sb2km下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 ( (1) )梯形图中的继电器不是梯形图中的继电器不是物理物理继电器，继电器，是是 plc存储器存储器的一个存储单元。当写入该单元的逻辑的一个存储单元。当写入该单元的逻辑状态为状态为“1”1”时，则表示相应继电器的线圈接通，时，则表示相应继电器的线圈接通，其动合触点闭合，动断触点断开。其动合触点闭合，动断触点断开。几点说明几点说明 ( (2) ) 梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。每一逻辑行每一逻辑行( (或称梯级或称梯级) )起始于左母线，然后是触

45、点的起始于左母线，然后是触点的串、并联连接，最后是线圈与右母线相联。串、并联连接，最后是线圈与右母线相联。 ( (3) ) 梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是是“概念电流概念电流”，从左流向右，其两端没有电源。这，从左流向右，其两端没有电源。这个个“概念电流概念电流”只是用来形象地描述用户程序执行中只是用来形象地描述用户程序执行中满足线圈接通的条件。满足线圈接通的条件。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 ( (4) ) 输入继电器用于接收外部输入信号输入继电器用于接收外部输入信号，而不，而不能由能由plc内部其他继电器的触点来驱动。

46、因此，梯内部其他继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现其线圈。形图中只出现输入继电器的触点，而不出现其线圈。输出继电器输出程序执行结果给外部输出设备。当输出继电器输出程序执行结果给外部输出设备。当梯形图中的输出继电器线圈接通时，就有信号输出，梯形图中的输出继电器线圈接通时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器电器、晶体管或晶闸管才能实现。、晶体管或晶闸管才能实现。输出继电器的触点也可供内部编程使用。输出继电器的触点也可供内部编程使用。 2. .指令语句表指令语句表 指令语句表是一种用指令助记符指令

47、语句表是一种用指令助记符来编制来编制 plc 程程序的语言，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语序的语言，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言容易理解。若干条指令组成的程序就是指令语句表言容易理解。若干条指令组成的程序就是指令语句表下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录笼型笼型电动机电动机直接直接起动起动控制控制的指令语句表的指令语句表 st 起始指令起始指令( (取指令取指令):):从左母线从左母线( (即输入公共线即输入公共线) )开始取用动合触点作为该逻辑行运算的开始，图中取开始取用动合触点作为该逻辑行运算的开始，图中取用用 x2。 or 触点并联指令触点并联指令( (也

48、称也称或或指令指令): ): 用于单个动合用于单个动合触点的并联，图中并联触点的并联，图中并联 y1。梯形图梯形图左左母母线线(ed)x2x1y1y10 st x2 1 or y12 an/ x13 ot y1 4 ed指指 令令地址地址下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 ed 程序结束指令。程序结束指令。 ot 输出指令输出指令: : 用于将运算结果驱动指定线圈，用于将运算结果驱动指定线圈，图中驱动输出继电器线圈图中驱动输出继电器线圈 y1。 an/ / 触点串联反指令触点串联反指令( (也称与非指令也称与非指令):):用于单用于单个动断触点的串联，图中串联个动断触点的串联

49、，图中串联 x1。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 (1) plc编程元件的触点在编制程序时编程元件的触点在编制程序时使用次数使用次数是无限的。是无限的。每个继电器的线圈在梯形图中只能出现每个继电器的线圈在梯形图中只能出现一次一次, 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。线圈总是处于最右边，且不能直接与左于右母线。线圈总是处于最右边，且不能直接与左边母线相连。边母线相连。不正确不正确正确正确下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录(3) 编制梯形图时，应尽量

50、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) 在梯形图中应避免触点画在垂直线上，因为在梯形图中应避免触点画在垂直线上，因为它无法用指令语句编程。它无法用指令语句编程。y2x5x4x1y1x2无法编程无法编程x4x2y1x3x1x5x1y2x3x2下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 (5) 应避免同一继电器线圈在程序中重复输应避免同一继电器线圈在程序中重复输出，否则将引起误操作。出，否则将引起误操作。电动机直接起动控制电动机直接起动控制 (6) 外部输入设备动断触点的处理：外部输入设备动断触点的处理：(a)kmsb1sb2k

51、mfrsb1sb2ex2x1y1complccomkmfr (b)x2x1y1y1(c)下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 在在(b)图中，图中，sb1 接成动断接成动断，接接在在 plc 输入继电器输入继电器的的 x1 端子端子上上, 则在编制梯形图时则在编制梯形图时, 用的是用的是动合触点动合触点x1。因因 sb1闭合，对应的输入继电器接通闭合，对应的输入继电器接通, 这时它的动合触这时它的动合触点点 x1 是闭合的。按下是闭合的。按下 sb1，断开输入继电器，它才断，断开输入继电器，它才断开。开。sb1sb2ex2x1y1complccomkmfr 两边各自两边各自的公

52、共端子的公共端子 通常由通常由 plc内部电源提供内部电源提供 外接外接fr 的触点只能接的触点只能接成动断触点成动断触点, 且不且不作为作为 plc 的输入的输入信号信号, ,而将其直接而将其直接通断接触器线圈通断接触器线圈为了使梯形图和继电接触器控制电路一一对应，为了使梯形图和继电接触器控制电路一一对应，plc 输入输入设备的触点应尽可能接成动合形式。设备的触点应尽可能接成动合形式。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2. 编程方法编程方法km2sb1sb3frsb2km1km2km1km2km1qfrfum3 km1km2 以笼型电动机正反转的控制电路以笼型电动机正反转的

53、控制电路为例介绍为例介绍plc控制的编程方法控制的编程方法笼型电动机正反转的控制电路笼型电动机正反转的控制电路下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 (1)确定确定i/o点数及分配点数及分配2. 编程编程方法方法 输输 入入 输输 出出 sb1 x0 sbf x1 sbr x2 kmf y1 kmr y2共需共需 5 个个 i/o 点，即点，即电动机正反转电动机正反转控制外部接线图控制外部接线图sbfsbrex2x1y2complccomkmrfry1kmf kmfkmrsb1x0下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录(2)编制梯形图和指令语句表编制梯形图和指令语句

54、表梯形图梯形图指令语句表指令语句表 指指 令令地址地址0 st x11 or y12 an/ x03 an/ y24 ot y15 st x26 or y27 an/ x08 an/ y19 ot y210 ed x1x0y1y1y2x2x0y2y2y1(ed)下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录例1：直接启动停车控制直接启动停车控制控制电路图控制电路图sb1sb2kmkmi/o分配：分配： x0：启动：启动 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程序：程序：

55、下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录kmrm3a b ckmffuqskhkmfsb1kmfsbfkhkmrkmrsbrkmrkmfy0x0x2x1y1x0y1y0y0y1i/o分配：分配： stx0 ssf x1 ssr x2 kmf y0 kmr y1例2：三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下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录y0x0x2x1y1x0y1y0y0y1y0x0x2x1y1x0y1y0y0y1stx1ory0an / x0an / y1oty1stx2ory1an / x0an / y0oty0ed下一页下一页返回返回上一页上一

56、页退出退出章目录章目录3.2.3 可编程控制器的指令系统1. 起始指令起始指令st，st/与输出指令与输出指令ot指令使用说明：指令使用说明： st/ / 起始反指令起始反指令( (也称取反指令也称取反指令) )：从左母线开：从左母线开始取用动断触点作为该逻辑行运算开始。始取用动断触点作为该逻辑行运算开始。指指 令令地址地址0 st x01 ot y02 st/ x13 ot r0 (1)st，st/ 指令的使用元件为指令的使用元件为 x，y，r，t，c；ot 指令指令的使用的使用元件为元件为 y，r。 ( (2) ) st，st/ 指令指令也可也可与与 ans 或或 ors 块操作块操作指令

57、指令配合用于分支回路的起始处。配合用于分支回路的起始处。x0y0x1r0下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 ( (3) ) ot 指令不能直接用于左母线，可以使用若指令不能直接用于左母线，可以使用若干次，这相当于线圈的并联。干次，这相当于线圈的并联。x0y0y1y2指指 令令地址地址0 st x01 ot y02 ot y13 ot y2 当当 x0 闭合时，则闭合时，则 y0、y1，y2 均接通。均接通。an，an/ 指令指令分别用于分别用于单个动合和动断触点的串联。单个动合和动断触点的串联。or，or/ 指令指令分别用于单个动合和动断触点的并联。分别用于单个动合和动断触点

58、的并联。指令使用说明：指令使用说明：2. 触点串联指令触点串联指令 an, an/ 与触点并联指令与触点并联指令 or, or/下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 指指 令令地址地址0 st x01 an x12 ot y03 st x24 an/ x35 ot y16 st x47 or x58 ot y29 st x6 10 or/ x711 ot y32. 触点串联指令触点串联指令 an, an/ 与触点并联指令与触点并联指令 or, or/x1y0y1x2x0y2y3x3x4x5x6x7 (1) an，an/，or，or/ 指令的指令的使用元件为使用元件为x，y，r，

59、t，c。 (2) an，an/，指令可多次连续串指令可多次连续串联使用。联使用。 or，or/ 指令可多次连续并指令可多次连续并联使用联使用。 串联或并联次串联或并联次数没有限制。数没有限制。指令使用说明指令使用说明下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3. .块串联块串联指令指令 ans 与块并联指令与块并联指令 ors ans( (块与块与) )和和 ors( (块或块或) )分别用于指令块的串分别用于指令块的串联和并联连接联和并联连接, ans 用于将两组并联的触点用于将两组并联的触点( (指令指令块块 1 和和指令指令块块 2) )串联；串联；ors 用于用于将两组串联的

60、触点将两组串联的触点( (指指令令块块 1 和和指令指令块块 2) )并联。并联。0 st x01 or x22 st x13 or/ x34 ans 5 ot y0指指 令令地址地址x3x1x0y0x2指令块指令块1指令块指令块2下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录0 st x01 an x12 st x23 an/ x34 ors 5 ot y0指指 令令地址地址3. .块串联块串联指令指令 ans 与块并联指令与块并联指令 orsx0y0x1x2x3指令使用说明：指令使用说明： (1) 每一指令块均以每一指令块均以st( (或或st/)/)开始。开始。 (2) 当两个以上