机电传动与控制

1、第第6章章 可可 编编 程程 控控 制制 器器 1.1.了解了解PLCPLC的结构。的结构。2.2.掌握掌握PLCPLC的基本指令、基本编程。的基本指令、基本编程。3.3.理解复杂的控制系统都是由各个基本电路组合而成。理解复杂的控制系统都是由各个基本电路组合而成。第第6章章 可可 编编 程程 控控 制制 器器 Programmable Logic Controller(PLC) Programmable Controller(PC) 可编程控制器是在继电器可编程控制器是在继电器-接触器控制和计算机控制的基础接触器控制和计算机控制的基础上，逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、上

2、，逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。工业自动控制装置。1 概述概述一、发展概况一、发展概况PLC 可编程控制器可编程控制器二、二、PLC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系系列列东东 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、FP2、FP2SH、FP3、FPM、FPC、FP5、 FP10、FP10S、 FP10SH系列系

3、列欧姆龙：欧姆龙： CPM1A、CPM2A、C200H、CQM1、CQM1A、 CJ系列系列SIEMENS： 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系列系列德洲仪器：德洲仪器：TI100系列系列LG： K10、K30、K60、K80、K100、K120、K120S（E）、）、 K200、K300、K1000系列系列 二、二、PLC的品牌产品的品牌产品三、主要功能三、主要功能 1.逻辑控制逻辑控制 可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有“与与”、“或或“、“非非”等

4、逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、并联、等逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、并联、串并联、并串联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑串并联、并串联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑和顺序逻辑控制。和顺序逻辑控制。 2. 定时控制定时控制 可编程序控制器具有定时控制功能。它为用户提供若干个定时可编程序控制器具有定时控制功能。它为用户提供若干个定时器并设置了定时指令。定时时间可由用户在编程时设定，并能在运器并设置了定时指令。定时时间可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，定时时间的最小单位也可在一定的范围内进行行中被读出与修改，定时时间的最小单位也可在一定的范

5、围内进行选择，因此，使用灵活，操作方便。选择，因此，使用灵活，操作方便。 3.计数控制计数控制 可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数器并设置了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行器并设置了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两种不同的记数方式。种不同的记数方式。 4. A/D、D/A转换转换 大多数可编程序控制器还具有摸大多数可编程序控制器还具有摸/数（数（A/D）和数）和数/摸（摸（D

6、/A）转）转换功能，能完成对模拟量的检测与控制。换功能，能完成对模拟量的检测与控制。三、主要功能三、主要功能 5.定位控制定位控制 有些可编程序控制器具有步进电动机和伺服电动机控制功能，有些可编程序控制器具有步进电动机和伺服电动机控制功能，能组成开环系统或闭环系统，实现位置控制。能组成开环系统或闭环系统，实现位置控制。 6.通信与联网通信与联网 有些可编程序控制器具有联网和通信功能，可以进行远程有些可编程序控制器具有联网和通信功能，可以进行远程I/O控制，多台可编程序控制器之间还可以进行同位链接，还可以与计控制，多台可编程序控制器之间还可以进行同位链接，还可以与计算机进行上位链接。由一台计算机

7、和多台可编程序控制器可以组成算机进行上位链接。由一台计算机和多台可编程序控制器可以组成“集中管理、分散控制集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以完成较大规模的复的分布式控制网络，以完成较大规模的复杂控制。杂控制。三、主要功能三、主要功能 7.数据处理功能数据处理功能 大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行传送、比较运算；传送、比较运算；BCD码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的按位按位“与与”、“或或”、“异或异或”、求反、逻辑移位、算术移位、数、求反、逻辑移位、算术移位、数据检索、

8、比较、数制转换等操作。据检索、比较、数制转换等操作。 随着科学技术的不断发展，可编程序控制器的功能还在不断拓随着科学技术的不断发展，可编程序控制器的功能还在不断拓宽和增强。宽和增强。三、主要功能三、主要功能四、主要特点四、主要特点 1. 可靠性高、抗干扰能力强、适用于恶劣工作环境可靠性高、抗干扰能力强、适用于恶劣工作环境 2. 编程简单易学编程简单易学 3. 应用灵活方便应用灵活方便 4. 通用性强通用性强 5. 具有完善的监视和诊断功能具有完善的监视和诊断功能 6. 体积小、重量轻、功耗小、安装维护方便、性价比高体积小、重量轻、功耗小、安装维护方便、性价比高 1）各种机械行业，可实现设备、自

9、动线的自动化控制；）各种机械行业，可实现设备、自动线的自动化控制； 2）顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、）顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术；结合网络技术； 3）数字量、模拟量的数据采集；）数字量、模拟量的数据采集；五、应用范围五、应用范围学习要求学习要求：1) 了解可编程控制器的基本结构与基本工作原理了解可编程控制器的基本结构与基本工作原理2) 熟悉熟悉PLC的指令系的指令系统统3) 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 一、一、 PLC的基本结构的基本结构三菱三菱PC基本单元外形基本单元外形CPU存储器存储器通用串口通用串

10、口扩展接口扩展接口电电 源源外部设备外部设备（编程器等）（编程器等）扩展单元、特扩展单元、特殊功能单元等殊功能单元等输入状态寄存器输入状态寄存器输出状态寄存器输出状态寄存器输入接口输入接口输出接口输出接口现场输入信号现场输入信号现场输出信号现场输出信号PLC基本结构框图基本结构框图2 可编程控制器的硬件结构与工作原理可编程控制器的硬件结构与工作原理 2. 存储器存储器系统程序存储区：存放系统软件，固化在系统程序存储区：存放系统软件，固化在ROM或或EPROM等只等只读存储器中。读存储器中。用户程序存储区：存放用户程序用户程序存储区：存放用户程序变量（数据）存储区：存放内变量（数据）存储区：存放

11、内部变量或数据部变量或数据通常采用低功耗的通常采用低功耗的CMOS-RAM存储器加存储器加备用电池，可读写备用电池，可读写 1. 中央处理单元中央处理单元CPU 计算和控制中心。它的性能（位数和主频）决定了计算和控制中心。它的性能（位数和主频）决定了PLC的运的运算速度和信息处理量的大小。算速度和信息处理量的大小。 3.输入输入/输出接口：输出接口： 是是CPU连接工业现场设备的桥梁。连接工业现场设备的桥梁。CPU：标准电平标准电平弱电弱电数字量数字量外部设备：外部设备：开关量、模拟量开关量、模拟量不同电压等级的交流、直流量不同电压等级的交流、直流量高速、低速信号高速、低速信号远程、本地信号远

12、程、本地信号输入输入/输出接口输出接口PC厂家为用户提供各种类型的厂家为用户提供各种类型的I/O接口电路。接口电路。直流开关量输入接口电路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能接受能接受的标准逻辑电平。的标准逻辑电平。(图图)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

13、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(图图)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Y0COM1晶体管输出接口电路晶体管输出

14、接口电路+5V+24V+24V或或+5V 6. 编程器：编程器：是是PLC的主要外设。用于用户程序的编制、编辑、的主要外设。用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视。调试、检查和监视。 便携式：本身不带便携式：本身不带CPU，只能联机编程。体积小、重量轻、，只能联机编程。体积小、重量轻、便于生产现场调试。便于生产现场调试。 CRT智能式：带有显示屏的图形编程器，有智能式：带有显示屏的图形编程器，有CPU，可联机，可联机编程也可脱机编程，可用多种语言编程。编程也可脱机编程，可用多种语言编程。 4. 扩展接口：扩展接口：是用于扩展是用于扩展I/O单元或特殊功能单元。单元或特殊功能单元。 通用微机

15、作为编程器：个人电脑，配上厂家提供的编程通用微机作为编程器：个人电脑，配上厂家提供的编程软件和通讯线。有效利用资源。软件和通讯线。有效利用资源。 5. 电源：电源：是是PLC的供电电源一般为市电（也有的供电电源一般为市电（也有24V供电的）。供电的）。PLC内部设计有电路进行稳压和变换。以适应内部电路的需要。内部设计有电路进行稳压和变换。以适应内部电路的需要。二、二、 PLC的基本工作原理的基本工作原理PLC的工作方式：的工作方式：循环扫描工作方式循环扫描工作方式扫描周期：从开始到输出结果完成所扫描周期：从开始到输出结果完成所需的时间。一般为几毫秒需的时间。一般为几毫秒几十毫秒。几十毫秒。(图

16、图)开始开始自诊断自诊断与编程器通信与编程器通信读入现场信号读入现场信号执行用户程序执行用户程序输出结果输出结果STOPRUN用用户户程程序序输输入入映映象象寄寄存存器器输输出出映映象象寄寄存存器器执行用户程序执行用户程序输出输出读入读入2.5cm50m/min 产品检测传送带如图示，用产品检测传送带如图示，用PLC来检测产品数量。为确保不漏来检测产品数量。为确保不漏检，对检，对PLC扫描周期有何要求？扫描周期有何要求？ 产品通过检测点的时间间隔为：产品通过检测点的时间间隔为：T=0.025m/(50m/60s)=30ms, 所以，所以，PLC的扫描周期必须小于的扫描周期必须小于30msPLC

17、的分类的分类按按I/O点数分点数分小型小型PLC：入出总点数：入出总点数 256中型中型PLC：入出总点数：入出总点数2562048大型大型PLC：入出总点数：入出总点数2048按结构类型分按结构类型分整体式整体式模块式（积木式）模块式（积木式）按功能分按功能分低档机低档机中档机中档机高档机高档机 三、三、 PLC分类、主要技术指标分类、主要技术指标PLC的主要技术指标的主要技术指标入入/出点数出点数扫描速度扫描速度内存容量内存容量指令条数指令条数内部元件内部元件功能模块功能模块编程语言编程语言3 可编程控制器的可编程控制器的软件和用户环境软件和用户环境一、一、 PLC的软件结构的软件结构软件

18、结构软件结构监控程序监控程序用户程序用户程序 1. 监控程序监控程序 监控程序是可编程控制器产品必须包括的部分，有生产厂家监控程序是可编程控制器产品必须包括的部分，有生产厂家提供。其功能如下：提供。其功能如下： 1）系统管理）系统管理 运行管理：何时输入、何时输出、何时运算、何时自检、何运行管理：何时输入、何时输出、何时运算、何时自检、何时通讯等进行时间上的分配管理。时通讯等进行时间上的分配管理。 程序空间的管理：生成用户环境。程序空间的管理：生成用户环境。 系统自检程序：系统出错检验、用户程序语法检验、句法检验系统自检程序：系统出错检验、用户程序语法检验、句法检验等。等。 2）用户指令解释程

19、序）用户指令解释程序 编辑程序和解释程序。编辑程序和解释程序。 3）标准程序和系统调用）标准程序和系统调用 2. 用户程序用户程序 用户用户在在PLC提供的编程环境下编制的完成控制功能的程序。提供的编程环境下编制的完成控制功能的程序。 1. 用户数据结构用户数据结构 1）位数据）位数据 这是一类逻辑量，其值只有这是一类逻辑量，其值只有“0”或或“1”。 2）字数据）字数据 其数制、字长有很多形式。单字或双字、十进制（其数制、字长有很多形式。单字或双字、十进制（K）或十六）或十六进制进制(H)等。等。 3）位和字的混合。）位和字的混合。二、二、 用户环境用户环境1) 输入部分：建立外部输入信号与

20、输入部分：建立外部输入信号与输入接口的一一对应关系。输入接口的一一对应关系。2) 输出部分：建立输出接口与被控输出部分：建立输出接口与被控制的外部信号的一一对应关系。制的外部信号的一一对应关系。 2、 PLC控制系统的结构控制系统的结构 3）用户）用户程序：利用内部元件，建立起输入和输出之间的逻辑关系以及程序：利用内部元件，建立起输入和输出之间的逻辑关系以及控制各种功能模块完成控制任务。控制各种功能模块完成控制任务。X000COMX001X007Y030COMY037SBKM 三菱三菱F系列系列PLC的基本情况的基本情况 日本三菱的早期产品，小型机，整体式结构，包括：基本单元，日本三菱的早期产

21、品，小型机，整体式结构，包括：基本单元，扩展单元、特殊单元三种。扩展单元、特殊单元三种。 3. PLC的元件的元件 用户可以使用的输入输出接口、内部存储单元用户可以使用的输入输出接口、内部存储单元统称元件。统称元件。型号表示方法型号表示方法入出总点数入出总点数M(基本单元基本单元)E（扩展单元）（扩展单元）输出类型输出类型R继电器输出继电器输出T晶体管输出晶体管输出S晶闸管输出晶闸管输出电源种类电源种类V100/110V交流交流E220/240V交流交流D24V直流直流FX2N1 2 3 4FX2N-48MR主要技术指标主要技术指标输入、输出点总数：输入、输出点总数：48 (入：入：24，出：

22、，出：24）定时器：定时器： 256个个计数器计数器 ：241个个辅助继电器：辅助继电器： 3328点点数据寄存器：数据寄存器：8000个个内置存储器容量：内置存储器容量：8000步步基本指令运行时间：基本指令运行时间：0.08us/指令指令输出形式：继电器输出输出形式：继电器输出 编程元件编程元件1. 输入继电器（输入继电器（X0X7，X10X17，X20X27，） 注意：注意：元件编号采用八进制元件编号采用八进制 输入继电器状态由外部信号驱动，在用户程序中可进行无限输入继电器状态由外部信号驱动，在用户程序中可进行无限次读操作。次读操作。2. 输出继电器（输出继电器（Y0Y7，Y10Y17，

23、Y20Y27 ，） 主要用于将内部逻辑结果传递到外部负载，每一输出继电器主要用于将内部逻辑结果传递到外部负载，每一输出继电器对应一个输出接点控制一个外部负载。在用户程序中，只能对应一个输出接点控制一个外部负载。在用户程序中，只能对其进行一次写操作，但可无限次读操作。对其进行一次写操作，但可无限次读操作。3.辅助继电器辅助继电器(M) 编号从编号从 M0开始开始 十进制编码十进制编码 通用型和掉电保护型两种通用型和掉电保护型两种辅助继电器仅供内部使用辅助继电器仅供内部使用4. 定时器（定时器（T） 编号从编号从T0开始；开始； 十进制编码十进制编码 定时器按定时时钟的不同进行分组定时器按定时时钟

24、的不同进行分组 延时时间由设定的延时时间由设定的K值大小确定值大小确定定时器做计时功能定时器做计时功能5. 计数器计数器(C) 编号从编号从C0开始；开始； 十进制编码十进制编码 分加计数、减计数和双向计数器分加计数、减计数和双向计数器 分掉电保护和通用型两种分掉电保护和通用型两种 计数值由设定的计数值由设定的K值大小确定值大小确定可对外部事件或内部脉冲进行计数。可对外部事件或内部脉冲进行计数。 6.特殊辅助继电器特殊辅助继电器(M) M8000：运行监视：运行监视当当PLC处于运行状态时，处于运行状态时，M8000自动为自动为“1”；反之，；反之， M8000 为为“0” M8002：产生初

25、始化脉冲：产生初始化脉冲PLC的第一个扫描周期内，的第一个扫描周期内，M8002为为“1”，以后为，以后为“0”。M8000M8002M8012：以周期为：以周期为100ms循环通断循环通断M8030：锂电池电压下降到一定值时：锂电池电压下降到一定值时M8030为为“1”M8033：PLC停止运行时输出保持停止运行时输出保持M8034：若使：若使M77得电将起到禁止全部输出的作用得电将起到禁止全部输出的作用M80127. 状态元件状态元件(S) 编号从编号从S0开始；开始； 十进制编码十进制编码 分初始状态元件、原位状态元件、通用状态元件和保持分初始状态元件、原位状态元件、通用状态元件和保持状

26、态元件状态元件状态元件是步进顺序控制的重要元件。状态元件是步进顺序控制的重要元件。8. 指针（指针（P/I） 编号从编号从0开始开始 十进制编码十进制编码 调用指令和跳转用分支指针调用指令和跳转用分支指针P，中断程序使用中断指针，中断程序使用中断指针I 4 PLC的软件技术的软件技术 一、一、 用户数据结构用户数据结构混合数据字数据位数据 构用户数据结1.位数据位数据 存放位数据的元件称为位元件存放位数据的元件称为位元件。三菱。三菱FX2N中位元件有输入中位元件有输入继电器继电器X、输出继电器、输出继电器Y、辅助继电器、辅助继电器M、状态继电器、状态继电器S以及以及定时器、计数器中的状态寄存器

27、。定时器、计数器中的状态寄存器。 位数据即逻辑量，其值为位数据即逻辑量，其值为“0”或或“1”，表示触点的通与断、线圈的得电与失电、表示触点的通与断、线圈的得电与失电、标志的标志的ON与与OFF等。等。 位数据可以组合位数据可以组合成字数据。成字数据。2.字数据字数据 存放字数据的元件称为字元件。存放字数据的元件称为字元件。三菱三菱FX2N中数据寄存器中数据寄存器D。 字数据其数制有很多形式。三菱字数据其数制有很多形式。三菱FX2N的用户程序中采用十进制的用户程序中采用十进制和十六进制两种数制，但可以处理八进制、十六进制、和十六进制两种数制，但可以处理八进制、十六进制、ASCII码、码、整数、

28、实数、浮点实数等数据。整数、实数、浮点实数等数据。一个字数据的位数为一个字数据的位数为16位，位，可以用两个字数据组成一个可以用两个字数据组成一个32位的字数据位的字数据 。D0(低低16位位)D0(16位位)D1(高高16位位) 一个元件中既一个元件中既有字数据又有位数据称有字数据又有位数据称为混合数据。为混合数据。3.混合数据混合数据 存放混合数据的元件称为混合元件。三菱存放混合数据的元件称为混合元件。三菱FX2N中混合元件中混合元件有定时器有定时器T和计数器和计数器C。 如定时器如定时器T的状态寄存器的状态寄存器存放的是位数据，而当前值寄存存放的是位数据，而当前值寄存器和设定值寄存器存放

29、的是字数器和设定值寄存器存放的是字数据。据。二、二、 PLC的常用编程语言的常用编程语言助记符语言：助记符语言：类似类似于汇编语言，用易于汇编语言，用易于记忆的助记符表于记忆的助记符表达某种操作达某种操作梯形图语言梯形图语言:与传统的继电器接与传统的继电器接触器控制线路图相似，不同的是触器控制线路图相似，不同的是特定元件和构图规则特定元件和构图规则LD X002AND M102OUT Y035LD Y035ANI X003OUT M100AND T51OUT Y036形象、直观、易于接受形象、直观、易于接受 1. PLC的常用编程语言的常用编程语言逻辑功能图语言：逻辑功能图语言：类似于与、或、

30、非逻辑电路类似于与、或、非逻辑电路顺序功能流程图语言：顺序功能流程图语言：类似于程序框图。对于类似于程序框图。对于一些较复杂的顺序控制，一些较复杂的顺序控制，用此较易用此较易易于描述较为复杂易于描述较为复杂的控制功能，表达的控制功能，表达直观直观2. 梯形图程序设计的规则和方法梯形图程序设计的规则和方法梯形图中的元件：梯形图中的元件： 必须是对应必须是对应PLC中给定编号的编程元件中给定编号的编程元件梯形图符号：梯形图符号： 触头表示读取位元件的状态；触头表示读取位元件的状态； 线圈表示对位元件进行写操作；线圈表示对位元件进行写操作；线圈线圈常开触点常开触点 常闭触点常闭触点母线：母线：程序在

31、两母线之间。程序在两母线之间。逻辑行逻辑行（每一线圈为一逻辑行）：按自上而下，自左而右的顺序画（每一线圈为一逻辑行）：按自上而下，自左而右的顺序画逻辑行逻辑行触点：触点：触点不能连到右母线。触点不能连到右母线。线圈：线圈：线圈右边必须连右母线圈右边必须连右母线，左边必须有触点。线，左边必须有触点。三、三、 三菱三菱PLC的基本指令的基本指令输入、输出指令输入、输出指令LD：“取取”指令指令 ，用于母线、分支电路开始时读取，用于母线、分支电路开始时读取位元件位元件X、Y、M、T、C、S 的状态。的状态。LDI： “取反取反”指令，用于母线、分支电路开始时读指令，用于母线、分支电路开始时读取位元件

32、取位元件X、Y、M、T、C、S 的反码。的反码。OUT：输出，对位元件：输出，对位元件Y、M、T、C、S进行写操作。进行写操作。注意：驱动注意：驱动T或或C时，该指令后必须设常数时，该指令后必须设常数K值。值。输入输出指令编程示例输入输出指令编程示例LD X000OUT Y000LDI X001OUT M100OUT T0 K 19LD T0OUT Y001LD、LDI地址码：地址码：X、Y、C、T、M、SOUT地址码：地址码：Y、C、T、M、S逻辑指令逻辑指令与指令与指令AND： “与与”，一个位元件的状态与前面，一个位元件的状态与前面状态的串联指令状态的串联指令ANI：“与非与非”，一个位

33、元件的反码与前，一个位元件的反码与前面状态的串联指令面状态的串联指令地址码：地址码：X、Y、M、T、C、SLD X002AND M102OUT Y035LD Y035ANI X003OUT M102AND T001OUT Y036T001或指令或指令OR：”或或“，一个位元件的状态与前面状态，一个位元件的状态与前面状态进行或操作的指令进行或操作的指令ORI：”或非或非”，个位元件的反码与前面状态，个位元件的反码与前面状态进行或操作的指令进行或操作的指令地址码：地址码：X、Y、M、T、C、SLD X014OR X016ORI M102OUT Y035LD Y035AND X015OR M103A

34、NI X017ORI M110OUT M103电路块连接指令电路块连接指令ORB：块电路或指令，两个以上触点串联的支路与前面支路并联连接：块电路或指令，两个以上触点串联的支路与前面支路并联连接指令指令LD X001AND X002LDI X003AND X004ORBLD X005ANI X006ORBOR X007OUT Y036 ANB：电路块与指令，用于并联：电路块与指令，用于并联电路块与前面接点电路或并联电电路块与前面接点电路或并联电路块的串联路块的串联连接指令连接指令LD X001AND X002LD X003ANI X004ORBLD X005AND X006LDI X007AND

35、 X010ORBANBOR X011OUT Y030保持指令保持指令SET：置位保持指令：置位保持指令RST：复位保持指令：复位保持指令LD X001SET M202LD X002RST M202使使M202置位置位并保持并保持使使M202复位复位并保持并保持RST：用于对计数器复位的情况：用于对计数器复位的情况LD X0 RST C0LD X1 OUT C0K 3LD C0OUT Y0复位输入端为复位输入端为1：K值置入计数器值置入计数器计数器状态为计数器状态为0 计数输入端每通断一次，计数值减计数输入端每通断一次，计数值减1或加或加1 计数器状态：计数器状态：当计数值计到设定值时，计数器状

36、态为当计数值计到设定值时，计数器状态为1一直保一直保持直到被复位指令复位持直到被复位指令复位注：注：当复位输入保持时，计数信号不起作用当复位输入保持时，计数信号不起作用复位输入端为复位输入端为0： 脉冲输出指令脉冲输出指令 PLS：将脉宽较宽的输入信号变成脉宽等于：将脉宽较宽的输入信号变成脉宽等于PLC扫描周期扫描周期的脉冲信号的脉冲信号主控母线指令主控母线指令MC：主控开始，引出一条分支母线：主控开始，引出一条分支母线MCR：主控返回，使分支母线结束并回到原来的母线上：主控返回，使分支母线结束并回到原来的母线上 多个继电器同时受一个触点或一组触点控制，这种控制称为多个继电器同时受一个触点或一

37、组触点控制，这种控制称为主控主控指令多，占用内存多指令多，占用内存多X000 X001X002Y030Y031Y032Y033X004X003X005X000 X001X002Y030Y031Y032Y033X004X003X005X000 X001X000 X001输出继电器输出继电器Y030、Y031、Y032受输入继电器受输入继电器X000、X001主控主控LD X000AND X001OUT M100MC M100LD X002OUT Y030LD X003OUT Y031LD X004OUT Y032MCR M100LD X005OUT Y033更好的办法：采用主控指令更好的办法：采

38、用主控指令X000 X001M100Y033X005M100X002Y030Y031Y032X004X003MCRM100注意：注意： vMC、MCR必须成必须成 对出现。对出现。v分支母线上每一分支母线上每一逻辑行编程时，都逻辑行编程时，都要用要用LD或或LDI指令指令开始。开始。v可嵌套使用主控可嵌套使用主控母线指令，最多母线指令，最多8次。次。堆栈指令堆栈指令MPS：进栈指令：进栈指令MRD：读栈指令：读栈指令MPP：出栈指令：出栈指令LD X000AND X001MPSAND X002OUT Y030MRD AND X003OUT Y031MPP AND X004OUT Y032LD

39、X005OUT Y033X000 X001X002Y030Y031Y032Y033X004X003X005空操作指令空操作指令NOP：不完成任何操作，只是占用一步的时间。：不完成任何操作，只是占用一步的时间。程序结束指令程序结束指令END：用于结束程序，表示程序终了：用于结束程序，表示程序终了指令小结：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OUT、SET、RST、PLS对线圈操作的指令对线圈操作的指令MC、MCR、MPS、MRD、 MPP、NOP、END其它指令其它指令四、常用编程注意事项四、常用编程注意事

40、项 1.程序的正确性程序的正确性正确的程序正确的程序X001X002Y001X004X005X003X001X004Y001X004X005X003X002X001X005X002X003正确的程序正确的程序X001X004Y031X003Y032X001X004Y031X003Y032Y001双线圈输出，前双线圈输出，前一个无效一个无效X402、Y400是不存在是不存在的元件地址的元件地址X000Y001X402X001Y001Y400LD X000LD X001AND X002ORBOUT Y031LD X001AND X002OR X000OUT Y031 2.程序的合理性程序的合理性Y

41、031X000X001X002Y031X001X002X000合理合理触点串并联原则：触点串并联原则：“左重右左重右轻，上重下轻轻，上重下轻”LD X000LD X001OR X002ANBOUT Y031LD X001OR X002AND X000OUT Y031Y031X000X001X002Y031X001X002X000合理合理5 PLC的应用的应用一、电动机常用控制线路举例一、电动机常用控制线路举例1.三相异步电动机起、停控制三相异步电动机起、停控制开关量逻辑控制开关量逻辑控制SB1:起动按钮起动按钮SB2:停止按钮停止按钮KH:热继电器触点热继电器触点主回路主回路KM:接触器线圈接

42、触器线圈输入信号，与输输入信号，与输入接点相连接入接点相连接输出信号：与输出输出信号：与输出接点相连接接点相连接X000Y000Y000X002X001X000X001X002Y000 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SB1：电动机正转启动：电动机正转启动SB2：电动机反转启动：电动机反转启动SB3：电动机停转：电动机停转图图KM1：电动机正转控制：电动机正转控制KM2：电动机反转控制：电动机反转控制输入信号：与输入接点相连接输入信号：与输入接点相连接输出信号：与输出接点相连接输出信号：与输出接点相连接正转正转反转反转停止停止X000X001X002X000Y030Y031

43、 v 上述梯形图运行中可靠吗？为什么？上述梯形图运行中可靠吗？为什么？X000Y030X001X001Y030Y031X002Y031X002X000Y030Y031X000X001M100M100X002Y031M100T050K2T050Y030X001X000M101M101X002Y030M101T051K2T051Y0313.三相异步电动机三相异步电动机Y/启动启动控制控制SB1：电动机启动：电动机启动SB2：电动机停转：电动机停转KM：电源控制：电源控制KM1：电动机：电动机“Y”连接连接KM2：电动机：电动机“”连接连接输入信号：与输入接点相连接输入信号：与输入接点相连接输出信号

44、：与输出接点相连接输出信号：与输出接点相连接起动起动停止停止X010X011Y001Y002Y003 X010启动启动X011停止停止Y001电源控制电源控制Y002“Y”连接控制连接控制Y003 “”连接控制连接控制X010( Y001 )Y001Y001( Y002 )( T000 K10 )( T001 K15 )X011Y003( Y003 )Y002T001T000二、二、 钻孔动力头的控制钻孔动力头的控制 动力头停在处于动力头停在处于原位原位，1ST被压合被压合 起动起动SB，电磁阀，电磁阀1YA得电，使动力头得电，使动力头快进快进 到达工位到达工位2，2ST被压合，使电磁阀被压合

45、，使电磁阀1YA、2YA都得电，动力头都得电，动力头工进工进 到达工位到达工位3，3ST被压合，使电磁阀被压合，使电磁阀1YA、2YA失电，动力头停失电，动力头停止前进，工进止前进，工进延时延时1S，等待加工完成。，等待加工完成。 延时时间到，电磁阀延时时间到，电磁阀3YA得电，动力头得电，动力头退回退回步序步序 输入条件输入条件输出输出1YA3YA2YA原位原位1ST快进快进 1STSB工进工进2ST延时延时3ST退回退回 3STKT1ST原位原位动作顺序表：动作顺序表：现场器件现场器件PLC对应端子对应端子1ST动力头原位动力头原位说明说明输入输入输出输出2ST3STSBX000X001X

46、002X0031YA2YA3YAY031Y032Y033快进到位快进到位工进到位工进到位起动按钮起动按钮快进、工进快进、工进工进工进退回退回PLC分配对照表分配对照表PLC与外部器件的连接关系：与外部器件的连接关系：X002X002Y033X000X000X003Y031Y031X401Y032Y032X002T050K1COMX000X001X002X003Y031Y032Y033COM1电源电源FU1YA2YA3YA1ST2ST3STSBNLGNDPLC的工的工作电源作电源原位原位按扭按扭快进快进工进工进停止停止延时延时退回退回Y033T050Y033三、三、 十字路口交通信号灯自动控制十

47、字路口交通信号灯自动控制东东南南西西北北1R 1Y 1G2R2Y2GSB2R1G1Y1R2G2Y55S3S2S55S3S2S十字路口交通信号灯的时序图十字路口交通信号灯的时序图设计方法：化整为零，采用基本电路设计方法：化整为零，采用基本电路1）SB按钮信号的处理按钮信号的处理X000M100M1002）红灯）红灯1R、2R交替亮交替亮60S；绿灯；绿灯1G、2G3秒闪烁秒闪烁3次。可用定时器产生周期脉次。可用定时器产生周期脉冲信号电路实现。冲信号电路实现。T051T050T051T050K 600K 600T061T060T061T060K5K5M100M100T050 60S 60ST060

48、0.5S0.5SY000Y001Y002Y010Y011Y012COMCOMX000FU电源电源2R1G1Y1R2G2YSB1R、2R交替亮交替亮60S1G、2G3秒闪烁秒闪烁3次次T050Y000T052K 550T052T053T054T053K30K20M100T052Y001Y000T052 T053 T060T054Y002T0532R2R1G1G亮亮55S55S1G1G闪闪3S3S1Y1Y亮亮2S2ST050Y010T055K 550T055T056T057T056K30K20M100T055Y011Y010T055 T056 T060T057Y012T0561R1R2G2G亮亮5

49、5S55S2G2G闪闪3S3S2Y2Y亮亮2S2S四、抢答系统四、抢答系统 抢答规则抢答规则: 1. 要回答主持人的提问，必须抢先按下桌上的按钮；要回答主持人的提问，必须抢先按下桌上的按钮； 2. 为了给儿童一些优待和教授组的限制，儿童组只要有一个按下就为抢答为了给儿童一些优待和教授组的限制，儿童组只要有一个按下就为抢答成功，而教授组必须两人同时按下才算抢答成功；成功，而教授组必须两人同时按下才算抢答成功； 控制原则：控制原则： 1.抢答成功后相应的指示灯亮；抢答成功后相应的指示灯亮； 2.主持人按下复位按钮主持人按下复位按钮PB4后，指示灯灭；后，指示灯灭； 3.如果竞赛者在主持人合上如果竞

50、赛者在主持人合上SW开关的开关的10秒内儿童组抢答成功，电磁铁秒内儿童组抢答成功，电磁铁使彩球摇动，以示得到一次幸运的机会。使彩球摇动，以示得到一次幸运的机会。 硬件电路设计：硬件电路设计： 输入信号：输入信号： 输出信号：输出信号： PB11 X000 PB12 X001 PB4 X002 PB2 X003 PB31 X004 PB32 X005 SW X007 L1 Y000 L2 Y003 L3 Y005 电磁铁电磁铁 Y007 硬件电路硬件电路程程序序设设计计6 步进顺控指令（步进顺控指令（STL） 用状态转移图表示程序，状态元件用状态转移图表示程序，状态元件S为重要元件。为重要元件。

51、6. 1 状态转移图状态转移图一、状态转移图表示方法一、状态转移图表示方法S20X000S21X001X002（ Y000）（ Y001）S20X000S21X001X002（ Y000）（ Y001）二、简单状态转移图二、简单状态转移图S20X000S21X001X002（ Y000）（ Y001）1. 钻孔动力头的控制钻孔动力头的控制 动力头停在处于动力头停在处于原位原位，1ST被压合被压合 起动起动SB，电磁阀，电磁阀1YA得电，使动力头得电，使动力头快进快进 到达工位到达工位2，2ST被压合，使电磁阀被压合，使电磁阀1YA、2YA都得电，动力头都得电，动力头工进工进 到达工位到达工位3

52、，3ST被压合，使电磁阀被压合，使电磁阀1YA、2YA失电，动力头停失电，动力头停止前进，工进止前进，工进延时延时1S，等待加工完成。，等待加工完成。 延时时间到，电磁阀延时时间到，电磁阀3YA得电，动力头得电，动力头退回退回步序步序 输入条件输入条件输出输出1YA3YA2YA原位原位1ST快进快进 1STSB工进工进2ST延时延时3ST退回退回KT1ST原位原位动作顺序表：动作顺序表：现场信号现场信号PLC对应端子对应端子1ST动力头原位动力头原位说明说明输输 入入输输 出出2ST3STSBX000X001X002X0031YA2YA3YAY001Y002Y003快进到位快进到位工进到位工进

53、到位起动按钮起动按钮快进、工进快进、工进工进工进退回退回PLC分配对照表分配对照表S20X000X003S21X001X002SET Y001（ Y002）S1M8002S22RST Y001（ T10 K10）S23T10（ Y003）快进快进工进工进延时延时退回退回X0002. 搬运机械手的控制搬运机械手的控制搬运机械手示意图搬运机械手示意图工艺流程图工艺流程图夹紧后，延时夹紧后，延时3S再上升，保证可靠夹紧再上升，保证可靠夹紧松开后，延时松开后，延时2S再上升，保证可靠松开再上升，保证可靠松开1ST：下限：下限2ST：上限：上限3ST：右限：右限4ST：左限：左限工件夹紧工件夹紧电磁电磁

54、阀驱动汽缸来实现阀驱动汽缸来实现2YA：ON夹紧，夹紧，OFF松开松开机械手移动：机械手移动： 1YA，控制下降，控制下降 3YA，上升，上升 4YA，右移，右移 5YA，左移，左移步序步序输入条件输入条件下降下降1YA夹紧夹紧2YA上升上升3YA右移右移4YA左移左移5YA灯灯HL原点原点2ST.4ST+下降下降1SB+夹紧夹紧1ST+上升上升KT1+右移右移2ST+下降下降3ST+松开松开1ST上升上升KT2+左移左移2ST+原点原点2ST.4ST+动作顺序表：动作顺序表：PLC分配对照表分配对照表信信 号号PLC地址地址说说 明明 输输 入入 1STX001下限位下限位2STX002上限

55、位上限位3STX003右限位右限位4STX004左限位左限位SBX005启动按钮启动按钮 输输 出出1YAY001下降驱动下降驱动2YAY002夹紧驱动夹紧驱动3YAY003上升驱动上升驱动4YAY004右行驱动右行驱动5YAY005左行驱动左行驱动S20X002X004X005X001T20SET Y002（ Y001）S1M8002（ Y003）X002（ Y004）S21S22S23下降下降（ T20 K100）夹紧夹紧上升上升右行右行S24X003X001T21RST Y002（ Y001）（ Y003）X002（ Y004）S25S26S27下降下降（ T21 K50）松开松开上升上

56、升左行左行X004M100M101M102M103S20X002X004X005X001T20SET Y002（ M100）S1M8002（ M102）X002（ Y004）S21S22S23下降下降（ T20 K100）夹紧夹紧上升上升右行右行S24X003X001T21RST Y002（ M101）（ M103）X002（ Y004）S25S26S27下降下降（ T21 K50）松开松开上升上升左行左行X004( YOO1 )M100M101( YOO3 )M103M102下降下降上升上升三、选择性分支与汇合三、选择性分支与汇合S21X000S22X001X002（ Y000）（ Y001

57、）S31X010S32X011X012（ Y004）（ Y005）S41X020S42X021X022（ Y006）（ Y007）S20M0S50X007（ M100）（ Y010）分支分支合并合并从多个分支流程中选择某一个单支流程，称为选择性分支从多个分支流程中选择某一个单支流程，称为选择性分支四、并行性分支与汇合四、并行性分支与汇合S21X000S22X001（ Y000）（ Y001）S31S32X011（ Y004）（ Y005）S41S42X021X022（ Y006）（ Y007）S20M0S50X002（ M100）（ Y010）分支分支合并合并6.2 编程方法编程方法一一.简单

58、流程的编程简单流程的编程LD M8002SET S1STL S1LD X000AND X003SET S20STL S20SET Y001LD X001SET S21STL S21OUT Y002LD X002SET S22S20X000X003S21X001X002SET Y001（ Y002）S1M8002S22RST Y001（ T10 K10）S23T10（ Y003）快进快进工进工进延时延时退回退回X003STL S22RST Y001OUT T10 K10LD T10 SET S23STL S23OUT Y003LD X003OUT S1RETEND二二.选择性分支的编程选择性分支

59、的编程S21X000S22X001X002（ Y000）（ Y001）S31X010S32X011X012（ Y004）（ Y005）S41X020S42X021X022（ Y006）（ Y007）S20M0S50X007（ M100）（ Y010）分支分支合并合并LD M0SET S20STL S20OUT M100LD X000SET S21LD X010SET S31LD X020SET S41STL S31OUT Y004LD X011SET S32STL S32OUT Y005STL S21OUT Y000LD X001SET S22STL S22OUT Y001STL S41OUT

60、 Y006LD X021SET S42STL S42OUT Y007STL S22LD X002SET S50 STLS32LD X012SET S50STL S42LD X022SET S50STL S50OUT Y010LD X007分支前及分支处理分支前及分支处理第第1分支分支第第2分支分支第第3分支分支合并及合并后合并及合并后三、并行性分支的编程三、并行性分支的编程S21X000S22X001（ Y000）（ Y001）S31S32X011（ Y004）（ Y005）S41S42X021X022（ Y006）（ Y007）S20M0S50X002（ M100）（ Y010）分支分支合并