第七章 可编程控制器

1、第七章 可编程控制器机电传动控制Page 2第七章 可编程控制器本章主要内容本章主要内容：本章主要内容：了解可编程控制器的基本结构与基本原理；了解可编程控制器的基本结构与基本原理；弄清弄清PLC内部等效继电器电路的等效思想；内部等效继电器电路的等效思想；熟悉熟悉PLC的指令系统；的指令系统；掌握掌握PLC的编程方法和开发步骤。的编程方法和开发步骤。Page 3n 简单的逻辑控制n 模拟量控制n 闭环控制n 伺服位置控制n 多任务系统n 分布式网络控制系统PLC的发展7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 4 控制功能强大（可以控制开关量、数字量、模拟量等），也可实现开环控制和闭环控制; 程

2、序功能强大（支持程序控制的子程序、循环、跳转、多任务、中断等）; 网络功能（可以支持各种工业控制网络、现场总线甚至TCP/IP等）; 完善的自诊断、报警、监控功能; 可靠性高，专为恶劣环境设计，硬件和软件均考虑了提高可靠性的措施; 使用灵活，通过软件改变控制过程，不需要大量改变接线; 操作、维护简单; 设计方便PLC的特点7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 51抗干扰能力强、可靠性高、环境适应性好。 可编程控制器是专门为工业控制而设计的，在设计和制造中均采用了诸如屏蔽、滤波、隔离、无触点、精选元器件等多层次有效的抗干扰措施，因此可靠性很高。此外，可编程控制器具有很强的自诊断功能，可以迅

3、速方便地判断出故障，减少故障排除时间。可在各种恶劣的环境中使用。PLC的优点7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 62编程方法简单易学。 可编程控制器的设计者在设计可编程控制器时已充分考虑到使用者的习惯和技术水平以及用户的使用方便，采用了与继电器控制电路有许多相似之处的梯形图作为程序的主要表达方式，程序清晰直观，指令简单易学，编程步骤和方法容易理解和掌握，其它的状态图和高级语言编程方法也是根据不同用户的习惯而设计的。 PLC的优点7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 73应用灵活、通用性好。 可编程控制器的用户程序可简单而方便地修改，以适应各种不同工艺流程变更的要求；可编程控制器品

4、种多、可由各种组件灵活组成不同的控制系统，同一台可编程控制器只要改变控制程序就可实现控制不同的对象或不同的控制要求；构成一个实际的可编程控制器控制系统一般不需要很多配套的外围设备。PLC的优点7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 84完善的监视和诊断功能。 各类可编程控制器都配有醒目的内部工作状态、通讯状态、I/O点状态和异常状态等显示，也可以通过局部通讯网络由高分辨率彩色图形显示系统监视网内各台可编程控制器的运行参数和报警状态等；具有完善的诊断功能，可诊断编程的语法错误、数据通讯异常、内部电路运行异常、RAM后备电池状态异常、I/O模板配置变化等。 PLC的优点7.1 PLC的基本结构

5、和工作原理Page 9n 控制程序方便地根据工艺过程改变进行修改，而继电器系统需要改变硬件或接线;n 输入/输出响应快;n 方便地与计算机或智能装置等进行连结n 可处理多种信号;n 内部软件模拟中间继电器进行逻辑运算，对于复杂系统经济效益高。可编程控制器和继电器接触器控制系统的比较7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 10一、可编程序控制器的基本结构一、可编程序控制器的基本结构 可编程控制器可编程控制器PC（Programmable Controller）又称可编程逻辑控制器又称可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），），是微机技术与继电器常

6、规控制技术相结合是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器的基础上发展起来的新型的产物，是在顺序控制器的基础上发展起来的新型工业控制装置工业控制装置。 PLC的种类很多，大、中、小型的种类很多，大、中、小型PLC的功能也不尽相同，其结构也有所不同，的功能也不尽相同，其结构也有所不同，但主体结构形式大体上是相同的，由输入但主体结构形式大体上是相同的，由输入/输出电路、中央控制、电源及编程器等输出电路、中央控制、电源及编程器等构成。结构框图和控制器外形如下图所示：构成。结构框图和控制器外形如下图所示：7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 11tnJtJTTdd602ddLM7

7、.1 PLC的基本结构和工作原理Page 12 1中央控制单元中央控制单元CPU 中央控制单元一般为微型计算机系统，包括微处理器、系统程序存储器、用户程中央控制单元一般为微型计算机系统，包括微处理器、系统程序存储器、用户程序存储器、计时器、计数器等。序存储器、计时器、计数器等。微处理器是微处理器是PLC的核心，其主要作用是：的核心，其主要作用是： 接受从编程器输入的用户程序，并存入程序存储器中；接受从编程器输入的用户程序，并存入程序存储器中； 用扫描方式采集现场输入状态和数据，并存入输入状态寄存器中；用扫描方式采集现场输入状态和数据，并存入输入状态寄存器中； 执行用户程序，产生相应的控制信号去

8、控制输出电路，实现程序规定的各种操作执行用户程序，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； 通过故障诊断程序，诊断通过故障诊断程序，诊断PLC的各种运行错误。的各种运行错误。 7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 13 2存储器存储器 系统程序存储器，存放系统程序存储器，存放PLC系统程序（包括监控、解释、故障诊断、系统子程序系统程序（包括监控、解释、故障诊断、系统子程序等，使用等，使用ROM） 用户程序存储器，存放用户程序（用户程序存储器，存放用户程序（Flash RAM,EPROM等）等） 变量存储器，存放各种变量（逻辑变量、寄存器、定时器、计数器等值，变量存储器，

9、存放各种变量（逻辑变量、寄存器、定时器、计数器等值，RAM或者掉电保护的或者掉电保护的RAM,Flash RAM等）等）7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 143输入输入/输出电路（输出电路（I/O） 1) 输入电路输入电路 输入电路是输入电路是PLC与外部连接的输入通道。输入信号与外部连接的输入通道。输入信号(如按钮、行程开关以及传感器输出如按钮、行程开关以及传感器输出的开关信号或模拟量的开关信号或模拟量)经过输入电路转换成中央控制单元能接受和处理的数字信号。经过输入电路转换成中央控制单元能接受和处理的数字信号。2）输出电路）输出电路 输出电路是输出电路是PLC向外部执行部件输出相应

10、控制信号的通道。通过输出电路，向外部执行部件输出相应控制信号的通道。通过输出电路，PLC可对外可对外部执行部件部执行部件(如接触器、电磁阀、继电器、指示灯、步进电机、伺服电机等如接触器、电磁阀、继电器、指示灯、步进电机、伺服电机等)进行控制。进行控制。 输入输入/输出电路根据其功能的不同可分为数字输入、数字输出、模拟量输入、模拟量输输出电路根据其功能的不同可分为数字输入、数字输出、模拟量输入、模拟量输出、位置控制、通讯等各种类型。出、位置控制、通讯等各种类型。7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 15直流开关量输入接口电路光耦的作用光耦的作用:电气隔离，抗干扰电气隔离，抗干扰电平转换电平

11、转换1)开关量输入接口：将工业现场的开关量信号转变成开关量输入接口：将工业现场的开关量信号转变成CPU能接受的标准逻辑电平。能接受的标准逻辑电平。直流开关量输入接口直流开关量输入接口交流开关量输入接口交流开关量输入接口内部直流电源内部直流电源发光二极管发光二极管光电耦合器光电耦合器7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 16输出输出方式方式2)开关量输出接口：通过该接口实现对外部设备的驱动控制开关量输出接口：通过该接口实现对外部设备的驱动控制继电器输出继电器输出晶体管输出晶体管输出晶闸管输出晶闸管输出继电器输出：输出接口由继电器构成。继电器输出：输出接口由继电器构成。晶体管输出：输出接口由

12、晶体管构成。晶体管输出：输出接口由晶体管构成。晶闸管输出：输出接口由晶闸管构成。晶闸管输出：输出接口由晶闸管构成。适于大功率、低速、交、直流负载适于大功率、低速、交、直流负载适合于小功率、高速、直流负载适合于小功率、高速、直流负载适合于大功率、高速、交流负载适合于大功率、高速、交流负载7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 17(图)继电器输出型接口电路继电器输出型接口电路负载电源由外部提供负载电源由外部提供继电器输出接口电路继电器输出接口电路7.1 PLC的基本结构和工作原理的基本结构和工作原理Page 18 4电源部件：电源部件： 电源部件能将交流电转换成中央控制单元、输入电源部件能将

13、交流电转换成中央控制单元、输入/输出部件所需要的直流电源；能适应电输出部件所需要的直流电源；能适应电网波动、温度变化的影响，对电压具有一定的保护能力，以防止电压突变时损坏中央控制网波动、温度变化的影响，对电压具有一定的保护能力，以防止电压突变时损坏中央控制器。另外电源部件内还装有备用电池（锂电池），以保证在断电时存放在器。另外电源部件内还装有备用电池（锂电池），以保证在断电时存放在RAM中的信息中的信息不至丢失。因此用户程序在调试过程中，可采用不至丢失。因此用户程序在调试过程中，可采用RAM贮存，贮存，便于修改程序。便于修改程序。5编程器编程器 编程器是编程器是PLC的重要外部设备。它能对程序

14、进行编制、调试、监视、修改、编辑，的重要外部设备。它能对程序进行编制、调试、监视、修改、编辑，最后将程序固化在最后将程序固化在EPROM中。它可分成简易型和智能型两种。中。它可分成简易型和智能型两种。 简易型编程器只能在线编程，通过一个专用接口与简易型编程器只能在线编程，通过一个专用接口与PLC连接。连接。 智能型编程器既可在线编程，又可离线编程，还可远离智能型编程器既可在线编程，又可离线编程，还可远离PLC插到现场控制站的相应接插到现场控制站的相应接口编程。口编程。 7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 19二、可编程序控制器的结构形成二、可编程序控制器的结构形成 按结构形成的不同，按

15、结构形成的不同，PLCPLC可分为整体式和模块式两种。可分为整体式和模块式两种。外形如下图所示：外形如下图所示：整体式整体式模块式模块式7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 20三、三、 可编程序控制器的工作原理可编程序控制器的工作原理 PLC的输入电路是用来收集被控设备的输入信息或操作命令的；输出电路则是的输入电路是用来收集被控设备的输入信息或操作命令的；输出电路则是用来驱动被控设备的执行机构。而执行机构与输入信号、操作命令之间的控制逻辑用来驱动被控设备的执行机构。而执行机构与输入信号、操作命令之间的控制逻辑则靠微处理器执行用户编制的控制程序来实现。则靠微处理器执行用户编制的控制程序来

16、实现。 PLC一般采用对用户程序循环扫描的工作方式。扫描工作方式分五个阶段，如一般采用对用户程序循环扫描的工作方式。扫描工作方式分五个阶段，如图所示：图所示：1自诊断：自诊断：首先执行自诊断程序，对输入输出点、存储器和首先执行自诊断程序，对输入输出点、存储器和CPU进行自诊断。进行自诊断。2通讯处理：通讯处理：如有通讯请求，在自诊断后就进行通讯处理。如有通讯请求，在自诊断后就进行通讯处理。3输入采样阶段：输入采样阶段：当当PLC开始工作时，微处理器首先以顺序读入所有输入端的信开始工作时，微处理器首先以顺序读入所有输入端的信号状态，并逐一存入输入状态寄存器中。在程序执行期间，即使输入状态变化，输

17、号状态，并逐一存入输入状态寄存器中。在程序执行期间，即使输入状态变化，输入状态寄存器的内容也不会改变。这些变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段入状态寄存器的内容也不会改变。这些变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被读入。才被读入。7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 214程序执行阶段：程序执行阶段：组成程序的每条指组成程序的每条指令都有顺序号，在令都有顺序号，在PLC中称步号。指中称步号。指令按步号依次存入贮存单元。程序执令按步号依次存入贮存单元。程序执行期间，微处理器将指令顺序调出并行期间，微处理器将指令顺序调出并执行。执行时，对输入和输出状态进执行。执行时，对输入和输出状态进

18、行行“处理处理”，即按程序进行逻辑、算，即按程序进行逻辑、算术运算，再将结果存入输出状态寄存术运算，再将结果存入输出状态寄存器中。器中。5输出刷新阶段：输出刷新阶段：在所有的指令执行在所有的指令执行完毕后，输出状态寄存器中的状态通完毕后，输出状态寄存器中的状态通过输出锁存电路转换成被控设备所能过输出锁存电路转换成被控设备所能接收的电压或电流信号，以驱动被控接收的电压或电流信号，以驱动被控设备。设备。 7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 22 PLC经过这三个阶段的工作过程为一个扫描周期。可见全部输入、输出状态的经过这三个阶段的工作过程为一个扫描周期。可见全部输入、输出状态的改变需一个扫

19、描周期，也就是输入、输出状态的保持为一个扫描周期。扫描周期主改变需一个扫描周期，也就是输入、输出状态的保持为一个扫描周期。扫描周期主要取决于要取决于可编程控制器的速度和程序的长短可编程控制器的速度和程序的长短。一般在几。一般在几ms至几十至几十ms之间。之间。7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 23PLC的品牌产品的品牌产品三三 菱：菱： FX1S、FX1N、FX2N、Q、A系列系列日日 立：立： E、EC、EM、EMII、H、EH-150、MICRO-EH系列系列东东 芝：芝： EX20 EX40系列系列富富 士：士： NB、NJ、NS、SPB系列系列松松 下：下： FP0、FP1、

20、FP2、FP2SH、FP3、FPM、FPC、FP5、 FP10、FP10S、 FP10SH系列系列欧姆龙：欧姆龙： CPM1A、CPM2A、C200H、CQM1、CQM1A、 CJ系列系列7.1 PLC的基本结构和工作原理Page 24SIEMENS： SIMATIC S7-200 S7-300 S7-400系列系列施施 耐耐 德：德： Twido系列系列通通 用：用： GE-I系列系列德州仪器：德州仪器：TI100系列系列LG： K10、K30、K60、K80、K100、K120、K120S（E）、）、 K200、K300、K1000系列系列 PLC的品牌产品的品牌产品7.1 PLC的基本结

21、构和工作原理Page 25 PLC内部有许多具有不同功能的器件，实际上这些器件是由电子电路和存储器内部有许多具有不同功能的器件，实际上这些器件是由电子电路和存储器组成的。例如输入继电器组成的。例如输入继电器X是由输入电路和映象输入接点的存储器组成；输出继电是由输入电路和映象输入接点的存储器组成；输出继电器器Y是由输出电路和映象输出接点的存储器组成；定时器是由输出电路和映象输出接点的存储器组成；定时器T、计数器计数器C、辅助继电器辅助继电器M、状态器状态器S、数据寄存器数据寄存器D、变址寄存器变址寄存器V/Z等都是由存储器组成的。为了把它们等都是由存储器组成的。为了把它们与通常的硬器件区分开，通

22、常把上面的器件统称为软器件，也称编程器件。与通常的硬器件区分开，通常把上面的器件统称为软器件，也称编程器件。 PLC内部等效继电器电路如下图所示：内部等效继电器电路如下图所示：7.2 PLC的编程元件Page 26 图中虚线框内的逻辑控制回路是图中虚线框内的逻辑控制回路是虚拟虚拟的，实无连线，只是的，实无连线，只是等效等效而以。而以。7.2 PLC的编程元件Page 277.2 PLC的编程元件Page 28时间继电器时间继电器T 时间继电器又叫定时器，它由设定值寄存器、当前值寄存器以及状态寄存器组成，其时间继电器又叫定时器，它由设定值寄存器、当前值寄存器以及状态寄存器组成，其工作原理图如图所

23、示。工作原理图如图所示。7.2 PLC的编程元件Page 29 定时器的设定值由用户设定，存放在设定值寄存器中；当定时器的设定值由用户设定，存放在设定值寄存器中；当X0的状态为的状态为1时，计数器时，计数器（当前值寄存器）累加时钟脉冲个数，当计数器的计数值等于设定值时，比较器输出为（当前值寄存器）累加时钟脉冲个数，当计数器的计数值等于设定值时，比较器输出为1，即定时器的状态为，即定时器的状态为1，否则定时器的状态为，否则定时器的状态为0。 定时器的定时器的定时时间为设定值乘以时钟脉冲周期定时时间为设定值乘以时钟脉冲周期。 在可编程控制器中，不同的时间继电器其输入时钟脉冲的周期不同，一般有在可编

24、程控制器中，不同的时间继电器其输入时钟脉冲的周期不同，一般有1ms、10ms、100ms等几种时钟脉冲。因此，定时器根据时钟脉冲周期的不同可分为等几种时钟脉冲。因此，定时器根据时钟脉冲周期的不同可分为1ms、10ms、100ms等定时器。等定时器。1ms定时器的简单应用程序如下图所示。定时器的简单应用程序如下图所示。 7.2 PLC的编程元件Page 30计数继电器计数继电器 计数继电器由设定值寄存器、当前值寄存器以及状态寄存器组成。计数继电器由设定值寄存器、当前值寄存器以及状态寄存器组成。7.2 PLC的编程元件Page 31 计数器的设定值由用户设定，存放在设定值寄存器中。计数器的设定值由

25、用户设定，存放在设定值寄存器中。 当当X0的状态为的状态为1时，计数器不计数，计数器的状态为时，计数器不计数，计数器的状态为0； 当当X0的状态为的状态为0时，计数器对时，计数器对X1的脉冲个数进行计数，计数值（当前值）等的脉冲个数进行计数，计数值（当前值）等于设定值时，计数器的状态变为于设定值时，计数器的状态变为1，直到，直到X0由由0变为变为1，否则定时器的状态为，否则定时器的状态为0。五、辅助继电器五、辅助继电器M PLC中设有许多辅助继电器，辅助继电器由程序指令控制，专供内部编程使中设有许多辅助继电器，辅助继电器由程序指令控制，专供内部编程使用。用。 可编程控制器一般有通用辅助继电器、

26、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电可编程控制器一般有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器三种。器三种。 特殊辅助继电器有五个特殊辅助继电器有五个,即即:M70 、 M7 1、 M72 、 M7 6、 M777.2 PLC的编程元件Page 327.3.1 PLC的编程方法与一般规则的编程方法与一般规则 一一 、PLCPLC的编程语言的编程语言 1 1、逻辑梯形图、逻辑梯形图 与传统的继电器与传统的继电器- -接触器控制电路非常相似接触器控制电路非常相似, ,不同的是特定的元件和构图规则。不同的是特定的元件和构图规则。 特点：形象、直观、易于接受。特点：形象、直观、易于接受。7.3

27、PLC的编程和指令系统Page 33 2 2、逻辑功能图、逻辑功能图 类似于与、或、非逻辑电路。类似于与、或、非逻辑电路。 特点：易于描述较为复杂的控制功能，表达直观。特点：易于描述较为复杂的控制功能，表达直观。7.3 PLC的编程和指令系统Page 34 3 3、顺序功能流程图、顺序功能流程图 类似计算机常用的程序框图，但它有自类似计算机常用的程序框图，但它有自己的规则。己的规则。 特点：易于描述一些复杂的顺序控制。特点：易于描述一些复杂的顺序控制。7.3 PLC的编程和指令系统Page 354 4、指令语句表（助记符语言）、指令语句表（助记符语言） 类似计算机的汇编语言，用易于记忆的助记符

28、表达某种操作。类似计算机的汇编语言，用易于记忆的助记符表达某种操作。 特点：对熟悉汇编语言的编程者，特别易于接受，且编程方便，编程设备简单特点：对熟悉汇编语言的编程者，特别易于接受，且编程方便，编程设备简单。LD X400OR X402ANI X401OUT Y430LA X402OUT Y4317.3 PLC的编程和指令系统Page 36二、梯形图的设计规则与方法二、梯形图的设计规则与方法 7.3 PLC的编程和指令系统Page 377.3 PLC的编程和指令系统Page 38 母线：母线：假想能流从左母线流向右母线。假想能流从左母线流向右母线。 逻辑行（每一继电器线圈为一逻辑行）：逻辑行（

29、每一继电器线圈为一逻辑行）：按自上而下，自左至右的顺序画逻辑行。按自上而下，自左至右的顺序画逻辑行。 线圈和触点的使用：线圈和触点的使用： 线圈：线圈：广义的线圈。线圈右边必须连右母线，左边必须有触点，同一程序由同一元广义的线圈。线圈右边必须连右母线，左边必须有触点，同一程序由同一元件的线圈使用两次或以上称为双线圈输出，一般不应出现双线圈输出。件的线圈使用两次或以上称为双线圈输出，一般不应出现双线圈输出。 触点：触点：软触点，可以无限次的使用，触点不能连到右母线。软触点，可以无限次的使用，触点不能连到右母线。程序有结尾标志。程序有结尾标志。7.3 PLC的编程和指令系统Page 397.3.2

30、 PLC的指令系统的指令系统 不同型号的可编程控制器，其编程语言不尽相同，但指令的基本功能大致相同，不同型号的可编程控制器，其编程语言不尽相同，但指令的基本功能大致相同，只要熟悉一种，掌握其它各种编程语言也就不困难了。下面用梯形图和指令两种程序只要熟悉一种，掌握其它各种编程语言也就不困难了。下面用梯形图和指令两种程序表达方式对日本三菱表达方式对日本三菱FX系列的可编程控制器指令的功能等进行说明。系列的可编程控制器指令的功能等进行说明。1、输入、输出指令、输入、输出指令 LD：取指令。用于与母线连接的动合触头；：取指令。用于与母线连接的动合触头； LDI：取反指令。用于与母线连接的动断触头；：取

31、反指令。用于与母线连接的动断触头； OUT：输出指令。由于驱动输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等。但不能用：输出指令。由于驱动输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等。但不能用于输入继电器。于输入继电器。OUT指令用于计数器、定时器时，后面必须紧跟常数指令用于计数器、定时器时，后面必须紧跟常数K值，常数值，常数K的的设定也作为一个步序。设定也作为一个步序。 如下图所示为如下图所示为LD、LDI、OUT指令应用的实例。指令应用的实例。7.3 PLC的编程和指令系统Page 40LD X400 ；取动合触头取动合触头X401状态状态OUT Y430 ；驱动输出继电器驱动输出继电器Y430LD

32、I X401 ；取动断触头取动断触头X402的状态的状态OUT M100 ；驱动辅助继电器驱动辅助继电器M100OUT T450 ；驱动定时器驱动定时器T450 K19 ；设定时常数设定时常数LD T450 ；取定时器取定时器T450动合触头动合触头 的状态的状态OUT Y431 ；驱动输出继电器驱动输出继电器Y4317.3 PLC的编程和指令系统Page 412、逻辑指令逻辑指令 （1）逻辑）逻辑“与与”指令指令 AND：与指令。动合触头串联连接指令。：与指令。动合触头串联连接指令。 ANI：与非指令。动断触头串联连接指令。：与非指令。动断触头串联连接指令。 这两条指令只能用于一个触头与前面

33、接点电路的串联。这两条指令只能用于一个触头与前面接点电路的串联。 如图所示为如图所示为AND、ANI两条指令的应用举例。两条指令的应用举例。7.3 PLC的编程和指令系统Page 42LD X402 ；取；取X402的状态的状态AND M102 ；动合触头串联连接；动合触头串联连接OUT Y435 ；驱动输出继电器；驱动输出继电器Y435LD Y435 ；取；取Y435的状态的状态ANI X403 ；动断触头串联连接；动断触头串联连接OUT M102 ；驱动辅助继电器；驱动辅助继电器M102AND T451 ；动合触头串联连接；动合触头串联连接OUT Y436 ；驱动输出继电器；驱动输出继电器

34、Y4367.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 43（2）逻辑）逻辑“或或”指令指令 OR：或指令。用于动合触头的并联。或指令。用于动合触头的并联。 ORI：或非指令。用于动断触头的并联。或非指令。用于动断触头的并联。如下图所示是如下图所示是OR、ORI两条指令的应用举例。两条指令的应用举例。LD X414 OR X416 ；动合触头并联连接动合触头并联连接ORI M102 ；动断触头并联连接动断触头并联连接OUT Y435LD Y435AND X415OR M103 ；动合触头并联连接动合触头并联连接ANI X417ORI M110 ；动断触头并联连接动断触头并联连接OUT

35、M1037.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 44（3）支路并联指令）支路并联指令 两个触头串联连接后组成的电路称为支路。两个触头串联连接后组成的电路称为支路。ORB：支路并联连接指令。用于两条以上支路并联连接的情况。支路并联连接指令。用于两条以上支路并联连接的情况。如所示是如所示是ORB指令的应用举例。指令的应用举例。436 OUT407 OR3ORB3506 ANI405 LD21ORB2404 AND403 LDI1402 AND401 LD与前面电路并联支路支路并联与支路支路支路支路7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 45（4）电路块串联连接指令）

36、电路块串联连接指令 两条以上支路并联连接后组成的电路称为电路块。两条以上支路并联连接后组成的电路称为电路块。 ANB：电路块串联连接指令。用于两个电路块串联连接的情况。电路块串联连接指令。用于两个电路块串联连接的情况。 如图如图7.14所示是所示是ANB指令的应用举例指令的应用举例430 OUT411 OR21ANB243ORB4410 AND407 LDI3406 AND405 LD121ORB2404 ANI403 LD1402 AND401 LD串联连接和电路块电路块电路块并联连接和支路支路支路支路电路块并联连接和支路支路支路支路7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 4

37、63复位指令复位指令 RST指令用于计数器或移位寄存器的复位。即清除计数器的逻辑状态，并使计指令用于计数器或移位寄存器的复位。即清除计数器的逻辑状态，并使计数器的当前计数值恢复到设定值，或清除移位寄存器的内容。一般使用脉冲信号对计数器的当前计数值恢复到设定值，或清除移位寄存器的内容。一般使用脉冲信号对计数器或移位寄存器进行复位。数器或移位寄存器进行复位。 如下图所示是如下图所示是RST指令在对计数器进行复位的应用举例。指令在对计数器进行复位的应用举例。 LD 400OR 71RST 460 ；复位复位LD 401OUT 460 ；计数计数 K10LD 460 ；输出输出OUT 430 7.3

38、PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 474移位寄存器和移位指令移位寄存器和移位指令 移位寄存器由辅助继电器组成，可由移位寄存器由辅助继电器组成，可由8个（或个（或16个）组成一个个）组成一个8位（或位（或16位）的移位位）的移位寄存器。组成移位寄存器的第一个辅助继电器的地址号就是移位寄存器的地址号。当寄存器。组成移位寄存器的第一个辅助继电器的地址号就是移位寄存器的地址号。当辅助寄存器作为移位寄存器时就不能作为它用。辅助寄存器作为移位寄存器时就不能作为它用。 SFT：移位指令，使移位寄存器的内容进行移位操作。移位指令，使移位寄存器的内容进行移位操作。 如图所示是如图所示是SFT指令的

39、应用举例。指令的应用举例。LD 402 OUT 110 ；移位内移位内 容的输入容的输入LD 400SFT 110 ；移位移位LD 401RST 110 ；复位复位7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 485主令控制指令主令控制指令 MC：主令控制起始指令，用于公共串联触头的连接。主令控制起始指令，用于公共串联触头的连接。MCR：主令控制结束指令，用于主令控制结束指令，用于MC指令的复位指令。指令的复位指令。多个继电器同时受一个触点或一组触点控制，这种控制称为主控多个继电器同时受一个触点或一组触点控制，这种控制称为主控X500 X501X502Y530Y531Y532Y533

40、X504X503X505X500 X501X502Y530Y531Y532Y533X504X503X505X500 X501X500 X501指令多，占用内存多指令多，占用内存多7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 49输出继电器输出继电器Y530、Y531、Y532受输入继电器受输入继电器X500、X501主控主控LD X500AND X501OUT M100MC M100LD X502OUT Y530LD X503OUT Y531LD X504OUT Y532MCR M100LD X505OUT Y533X500 X501M100Y533X505M100X502Y530Y

41、531Y532X504X503MCRM100更好的办法：采用主控指令更好的办法：采用主控指令7.3 PLC的编程和指令系统Page 50注意：注意： vMC、MCR必须成对出现。必须成对出现。v分支母线上每一逻辑行编程时，都要用分支母线上每一逻辑行编程时，都要用LD或或LDI指令开始。指令开始。v可嵌套使用主控母线指令，最多可嵌套使用主控母线指令，最多8次。次。7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 516跳转指令跳转指令 CJP：条件跳转开始指令；条件跳转开始指令；EJP：条件跳转结束指令。条件跳转结束指令。如图所示是跳转指令的应用举例。如图所示是跳转指令的应用举例。 LD

42、400CJP 701LD 401RST 460LD 402OUT 460 K 10LD 403OUT 450 K 5LD 450OUT 430EJP 701LD 450OUT 431END 7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 52 在上述程序中，程序在上述程序中，程序A、程序程序C为必须执行的程序，而程序为必须执行的程序，而程序B是否执行要根据是否执行要根据X400的状态而定，当的状态而定，当X400闭合（闭合（X400=1）时，时，CJP指令使程序的执行跳过程指令使程序的执行跳过程序序B，否则顺序执行。否则顺序执行。 使用跳转指令时应注意：使用跳转指令时应注意： CJP、

43、EJP必须成对使用，成对使用的两条指令中的目的地址号要相同；必须成对使用，成对使用的两条指令中的目的地址号要相同； 对于不同的可编程控制器，其目的地址号不同，使用时请查阅使用说明书。对于不同的可编程控制器，其目的地址号不同，使用时请查阅使用说明书。7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 537脉冲指令脉冲指令PLS 脉冲指令脉冲指令PLS利用中间继电器将脉宽较宽的输入信号变为脉宽为利用中间继电器将脉宽较宽的输入信号变为脉宽为PLC的一个扫描周的一个扫描周期的脉冲信号，如图所示：期的脉冲信号，如图所示： 计数器或移位寄存器需外触发信号复位和移位寄存器移位时计数器或移位寄存器需外触

44、发信号复位和移位寄存器移位时, ,通常需要使用这通常需要使用这种脉冲。种脉冲。 7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 54 例如，计数器复位端对复位信号的脉宽要求较高。如果直接采用例如，计数器复位端对复位信号的脉宽要求较高。如果直接采用400作为计数作为计数器的器的RST触发信号，若触发信号，若400的脉宽小于的脉宽小于PLC的扫描周期，的扫描周期，PLC就采不到就采不到400的脉的脉冲信号，计数器得不到复位；反之，若冲信号，计数器得不到复位；反之，若400的脉宽太宽，计数器的脉宽太宽，计数器RST将一直处于将一直处于有信号状态，而不能接受输入的计数脉冲。采用有信号状态，而不

45、能接受输入的计数脉冲。采用PLS指令后，只要指令后，只要400的脉宽大的脉宽大于于PLC的扫描周期，计数器的复位操作就能正常进行。图所示为的扫描周期，计数器的复位操作就能正常进行。图所示为PLS指令用于指令用于计数器复位的示例。计数器复位的示例。LD 400PLS 106; 辅助继电器辅助继电器106产生脉冲产生脉冲LD 106RST 460；106的脉冲使计数器复位的脉冲使计数器复位LD 401OUT 460 K10LD 460OUT 4307.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 558置位和复位指令置位和复位指令 SET：置位指令；置位指令；RST：复位指令。复位指令。如图

46、所示是置位指令和复位指令的应用举例。如图所示是置位指令和复位指令的应用举例。LD X401S M202LD X402R M2027.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 569程序结束指令程序结束指令END 在在PLC中，中，END指令有两个作用：指令有两个作用： 当有效程序结束时，写一条当有效程序结束时，写一条END指令，可以缩短扫描周期。如：指令，可以缩短扫描周期。如：F-40MR型型PLC允许用户程序长度为允许用户程序长度为890步，当用户程序不到步，当用户程序不到890步时，在程序的结尾处加上一条步时，在程序的结尾处加上一条END指令。程序扫描到指令。程序扫描到END指令

47、时便自动返回。如果程序的结尾出未加指令时便自动返回。如果程序的结尾出未加END指令指令，程序将在，程序将在000890之间反复运行。之间反复运行。 使调试程序方便。可用使调试程序方便。可用END指令将用户程序分块进行程序的检验和调试。指令将用户程序分块进行程序的检验和调试。10空操作指令空操作指令NOP NOP指令用于修改程序，便于调整程序。指令用于修改程序，便于调整程序。7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 57指令小结：指令小结：LD 、LDI、AND 、 ANI 、 OR 、 ORI对触点操作的指令；对触点操作的指令；ANB 、ORB触点块连接指令；触点块连接指令；OU

48、T 、 S 、 R 、 PLS 、 RST 、 SFT对线圈操作指令；对线圈操作指令；CJP 、EJP 、MC 、MCR 、NOP 、END其它指令。其它指令。各个指令操作元素可见表各个指令操作元素可见表9.4。各个编程元件（内部等效继电器）的地址编号见表各个编程元件（内部等效继电器）的地址编号见表9.2。7.3 PLC的编程和指令系统的编程和指令系统Page 581 1、对一些常见电路的处理、对一些常见电路的处理 为了简化程序，减少指令，有效减少用户程序空间，一般来说，对于复杂为了简化程序，减少指令，有效减少用户程序空间，一般来说，对于复杂的串并联电路，有如下基本的编程技巧。的串并联电路，有

49、如下基本的编程技巧。(1) (1) 对于复杂的串并联电路的处理原则对于复杂的串并联电路的处理原则 触点串并联原则：“左重右轻，上重下轻”7.3.3 常用的编程技巧7.3 PLC的编程和指令系统Page 59 LD X400 LDI X402 AND X401 LD X400 ORI X402 AND X401 OUT Y030 ORB OUT Y030(a) (a) 对于并联电路，对于并联电路，串联触头多串联触头多的支路最好排在梯形图的上面。的支路最好排在梯形图的上面。7.3 PLC的编程和指令系统Page 60 (b) 对于串联电路，并联触头多的电路块最好排在梯形图的左边，如图所示。对于串联

50、电路，并联触头多的电路块最好排在梯形图的左边，如图所示。 LD X400 LD X401 ORI X402 LD X400 AND X401 ORI X402 OUT Y030 ANB OUT Y0307.3 PLC的编程和指令系统Page 61X401X402Y431X404X405X403X401X404Y431X404X405X403X402X401X405X402X403(2) (2) 指令的能实现性指令的能实现性7.3 PLC的编程和指令系统Page 62X401X404Y431X403Y432X401Y431X402X001Y431Y400X401X404Y431X403Y432Y

51、431双线圈输出，前一个无效双线圈输出，前一个无效7.3 PLC的编程和指令系统Page 632 2 移位寄存器的使用移位寄存器的使用 1 1）移位寄存器的串联）移位寄存器的串联 移位寄存器以移位寄存器以8 8位为一组，当位为一组，当8 8位不够用时，可以将两组或两组以上串联起来，位不够用时，可以将两组或两组以上串联起来，组成组成1616位或更多位的移位寄存器。下图所示是将位或更多位的移位寄存器。下图所示是将100100和和110110两组串联组成的两组串联组成的1616位移位移位寄存器。位寄存器。LD 107OUT 110LD 401SFT 110LD 401RST 110LD 402OUT

52、 100LD 401SFT 100LD 402RST 1007.3 PLC的编程和指令系统Page 64串联连接的规则是：串联连接的规则是：a. 在梯形图中，基本移位寄存器放在下面，需要串联的往上加；在梯形图中，基本移位寄存器放在下面，需要串联的往上加；b. 将第一组末位的输出接到第二组的输入；将第一组末位的输出接到第二组的输入；c. 两组的移位和复位信号是相同的。两组的移位和复位信号是相同的。2）环形移位寄存器）环形移位寄存器 将移位寄存器的末位的输出信号作为本移位寄存器的输入信号，就构成了环形移位将移位寄存器的末位的输出信号作为本移位寄存器的输入信号，就构成了环形移位寄存器，如图寄存器，如

53、图 所示。环形移位寄存器的初值由所示。环形移位寄存器的初值由402设置。设置。LD 117OR 402OUT 110LD 400SFT 110LD 401RST 1107.3 PLC的编程和指令系统Page 65 3 定时器的使用定时器的使用 PLC 中的定时器其工作原理是完全相同的，但用户可根据实际要求，编制不同中的定时器其工作原理是完全相同的，但用户可根据实际要求，编制不同的用户程序，实现不同的延时功能。的用户程序，实现不同的延时功能。1）通电延时）通电延时 通电延时即输入接通，延时一段时间后输出才接通，实现上述功能的程序如通电延时即输入接通，延时一段时间后输出才接通，实现上述功能的程序如

54、图所示。图所示。 梯形图表示，当输入信号梯形图表示，当输入信号X400闭合时，定时器闭合时，定时器T450开始计时，当定时器的当前开始计时，当定时器的当前值等于设定时间时，输出值等于设定时间时，输出Y030接通，直到输入信号接通，直到输入信号X400断开为止。输入输出之间的断开为止。输入输出之间的关系如图关系如图 (b)所示。所示。7.3 PLC的编程和指令系统Page 662）断电延时）断电延时 断电延时即输入断开，延时一段时间后输出才断开，实现上述功能的程序如图所断电延时即输入断开，延时一段时间后输出才断开，实现上述功能的程序如图所示。示。7.3 PLC的编程和指令系统Page 673）用

55、定时器产生周期脉冲信号）用定时器产生周期脉冲信号T450线圈得电线圈得电延时延时T1秒秒T451、Y430得电得电延时延时T2秒秒T451常闭触点断常闭触点断T450失失电电T451失电失电T451线圈线圈Y430线圈线圈OFFT450触点触点T451线圈线圈Y430线圈线圈ONT450触点触点T450Y430T451T450T451T450Y430K T1K T2T1 T2 T17.3 PLC的编程和指令系统Page 684）实现长延时：将两个计数器串起来使用）实现长延时：将两个计数器串起来使用C460触点作为下一个计数器触点作为下一个计数器C461的计数输入信号的计数输入信号M71脉冲使脉

56、冲使C460、C461同时初始复位同时初始复位C460、C461各自的触点控制各自的触点控制自己复位，实现连续计数。自己复位，实现连续计数。K999RSTC461OUTX400M100M100X405C461Y430ENDRSTC460OUTC460M71M72M100M71C461C460K999总延时总延时(100ms 999) 999M1007.3 PLC的编程和指令系统Page 69 可编程序控制器已广泛地应用于各行各业，实现工业生产过程的自动控制，可编程序控制器已广泛地应用于各行各业，实现工业生产过程的自动控制，随着随着PLC产品的产品的发展，其应用范围越来越广，目前，发展，其应用范

57、围越来越广，目前，PLCPLC主要应用于下列几个方主要应用于下列几个方面。面。 1用于开关量逻辑控制用于开关量逻辑控制 2用于闭环过程控制用于闭环过程控制 3PLC配合数字控制配合数字控制 4用于工业机器人控制用于工业机器人控制 5用于组成多级控制系统用于组成多级控制系统7.4 PLC的应用Page 70一、电动机常用控制线路举例一、电动机常用控制线路举例1三相异步电动机启、停控制三相异步电动机启、停控制 三相异步电动机启、停控制是电动机最基本的控制，虽然简单，但在各种复杂的三相异步电动机启、停控制是电动机最基本的控制，虽然简单，但在各种复杂的控制中都不可缺少。下图给出了主电路、控制中都不可缺

58、少。下图给出了主电路、PLC外部接线及控制程序。图中，外部接线及控制程序。图中，SB1为启动按钮，为启动按钮，SB2为停止按钮。为停止按钮。7.4 PLC的应用Page 71 2三相异步电动机正、反转控制三相异步电动机正、反转控制 三相异步电动机正、反转三相异步电动机正、反转控制的主电路，控制的主电路，PLC外部接线外部接线及控制程序如图所示。及控制程序如图所示。7.4 PLC的应用Page 723三相异步电动机三相异步电动机Y启动控制启动控制 7.4 PLC的应用Page 73二、装配流水线的控制二、装配流水线的控制 如图所示为装配流水线的示意图。如图所示为装配流水线的示意图。 传送带共有八

59、个工位，工件从传送带共有八个工位，工件从0号位装入，分别在号位装入，分别在1、3、5、7四个工位完成四种装四个工位完成四种装配操作；配操作；0、2、4、6号工位用于传送工作，在号工位用于传送工作，在0号位装有传感器，工件装入时传感器号位装有传感器，工件装入时传感器发出信号，当合上电源启动传送带（未装入工作，传送带不动）时，每发出信号，当合上电源启动传送带（未装入工作，传送带不动）时，每5s移动一个工移动一个工位。位。 这是一个典型的顺序控制，利用移位寄存器操作最为方便。设定一个这是一个典型的顺序控制，利用移位寄存器操作最为方便。设定一个8位移位寄存位移位寄存器，每位移动一次，控制相应的操作。器

60、，每位移动一次，控制相应的操作。7.4 PLC的应用Page 74 QG电源开关，电源开关， ST 工件装入信号，工件装入信号， SB 总复位信号总复位信号 设定设定400接电源开关接电源开关QG，401接传感器发出的工件装入信号接传感器发出的工件装入信号ST，402接总复位信号接总复位信号SB，430433四位输出继电器分别由移位寄存器四位输出继电器分别由移位寄存器1、3、5、7位的控制信号驱动。位的控制信号驱动。并设定时器的地址号为并设定时器的地址号为450，移位寄存器的地址号为，移位寄存器的地址号为110，PLC的实际接线图和梯的实际接线图和梯形图如下所示。形图如下所示。7.4 PLC的