机械设备控制技术II教学PPT教案

1、会计学1机械设备控制技术机械设备控制技术II教学教学二、课程目的二、课程目的 通过以上各部分知识的学习，能够掌握现代机电设备常用的控制与执行装置，控制方法。三、课程学习的方法三、课程学习的方法 本课程学习的对象比较多，有PLC、传感器、电机和数控装置，大家在学习的过程中，要联系前续课程的内容，比如电子电气课程，才能掌握课程的内容。本课程学习的对象都是面向实际生产设备，要将学习与实践联系起来，加深掌握的程度，并锻炼一定解决工程问题的能力。本课程学习的内容只是选取了典型的产品与技术，希望同学在学习的时候能够举一反三，掌握一些通用的东西。5:12第1页/共154页5:12第2页/共154页一、可编程

2、控制器的产生一、可编程控制器的产生输入部分继电器控制电路输出部分被 控 对 象1、触点多2、可靠性差3、控制不及时4、接线固定， 不能适应生产工艺变更的要求5:12第3页/共154页一、可编程控制器的产生一、可编程控制器的产生5:12第4页/共154页早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC )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。被称为可编程控制器（Programmable controller，略写PC)

3、。为区别于Personal Computer (PC)，故沿用 这个略写。一、可编程控制器的产生一、可编程控制器的产生5:12第5页/共154页 由于PLC控制系统与继电器控制系统相比具有无法比拟的优点，因此，在今后的控制系统中，传统的继电器控制系统被PLC控制系统所替代是大势所趋输入部分可编程序控制器输出部分被 控 对 象一、可编程控制器的产生一、可编程控制器的产生5:12第6页/共154页一、可编程控制器的产生一、可编程控制器的产生上世纪上世纪8080年代至年代至9090年代中期，是年代中期，是PLCPLC发展最快的时期，年增长率一直保持为发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%304

4、0%。在这时期，。在这时期，PLCPLC在处理模拟量能力在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，力得到大幅度提高，PLCPLC逐渐进入过程控制逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的域处于统治地位的DCSDCS系统系统. .近年，工业计算机技术（近年，工业计算机技术（IPCIPC）和现）和现场总线技术（场总线技术（FCSFCS）发展迅速，挤占了一部）发展迅速，挤占了一部分分PLCPLC市场，市场，PLCPLC增长速度出现渐缓的趋势增长速度出现渐缓的趋势，但其在工业自

5、动化控制特别是顺序控制，但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。的。5:12第7页/共154页一、可编程控制器的产生一、可编程控制器的产生1 1、国外、国外施耐德公司，施耐德公司， QuantumQuantum、PremiumPremium、MomentumMomentum等；等；罗克韦尔（罗克韦尔（A-BA-B公司），公司），SLCSLC、MicroLogixMicroLogix、Control LogixControl Logix等；等；西门子公司，西门子公司， SIMATIC S7-400/300/200SIMATIC

6、 S7-400/300/200系列；系列；GEGE公司公司日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。2. 2. 台湾台湾 永宏，台达，台安永宏，台达，台安5:12第8页/共154页一、可编程控制器的产生一、可编程控制器的产生国内国内* *杭州新箭电子有限公司（原杭州机床电器厂可编程序控制器杭州新箭电子有限公司（原杭州机床电器厂可编程序控制器分厂，该公司生产分厂，该公司生产PLCPLC较早）较早）* *北京科迪纳自动化技术有限公司北京科迪纳自动化技术有限公司* *北京和利时系统工程股份有限公司（简称和利时公司北京和利时系统工程股份有限公司（简称和利时公司 ）* *无锡市信捷

7、科技电子有限公司无锡市信捷科技电子有限公司 * *兰州全志电子有限公司兰州全志电子有限公司 * *南京冠德科技有限公司（原江苏嘉华实业有限公司的南京冠德科技有限公司（原江苏嘉华实业有限公司的PLCPLC工厂工厂） * *中山智达自动化公司中山智达自动化公司 * *天水二一三机床电器厂天水二一三机床电器厂 5:12第9页/共154页一、可编程控制器的产生一、可编程控制器的产生在我国应用的PLC，几乎涵盖了世界所有的品牌，呈现八国联军的态势，但从行业上分，有各自的势力范围。大中型集控系统采用欧美PLC居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。欧美PLC在网络和软件方

8、面具有优势，而日本PLC在灵价位方面占优势。5:12第10页/共154页一、可编程控制器的产生一、可编程控制器的产生5:12第11页/共154页二、可编程控制器的定义二、可编程控制器的定义工业环境：电场、磁场干扰，温度、振动等可编程序：修改程序方便，可适应工艺变更的需要5:12第12页/共154页二、可编程控制器的定义二、可编程控制器的定义工业环境：电场、磁场干扰，温度、振动等可编程序：修改程序方便，可适应工艺变更的需要5:12第13页/共154页三、可编程控制器的基本组成三、可编程控制器的基本组成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

9、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。电源单元电源单元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按钮各种按钮PLC结构示意图结构示意图5:12第14页/共154页二、各组成部分的作用二、各组成部分的作用2、 存储器：存储器： RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。试的程序。 ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。存放监控程序和用户已调试好的程序。1、 CPU： (1) 将各种输入信号取入存储器。将各种输入信号取入存储器。 (2

10、) 编译、执行指令。编译、执行指令。 (3) 把结果送到输出端。把结果送到输出端。 (4) 响应各种外部设备的请求。响应各种外部设备的请求。三、可编程控制器的基本组成三、可编程控制器的基本组成5:12第15页/共154页3、输入、输出接口：输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。采用光电隔离，减小了电磁干扰。 输出三种形式：输出三种形式：继电器继电器 - - 低速大功率、交直流低速大功率、交直流 晶闸管晶闸管 - - 高速大功率、交流高速大功率、交流 晶体管晶体管 - - 高速小功率、直流高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成三、可编程控制器的基本组成PLC直流直流输入接口输入接口原

11、理原理5:12第16页/共154页3、输入、输出接口：输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。采用光电隔离，减小了电磁干扰。 输出三种形式：输出三种形式：继电器继电器 - - 低速大功率、交直流低速大功率、交直流 晶闸管晶闸管 - - 高速大功率、交流高速大功率、交流 晶体管晶体管 - - 高速小功率、直流高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成三、可编程控制器的基本组成PLC交流交流输入接口输入接口原理原理5:12第17页/共154页3、输入、输出接口：输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。采用光电隔离，减小了电磁干扰。 输出三种形式：输出三种形式：继电器继电器 - - 低速

12、大功率、交直流低速大功率、交直流 晶闸管晶闸管 - - 高速大功率、交流高速大功率、交流 晶体管晶体管 - - 高速小功率、直流高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成三、可编程控制器的基本组成PLC交直交直流输入接流输入接口原理口原理5:12第18页/共154页3、输入、输出接口：输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。采用光电隔离，减小了电磁干扰。 输出三种形式：输出三种形式：继电器继电器 - - 低速大功率、交直流低速大功率、交直流 晶闸管晶闸管 - - 高速大功率、交流高速大功率、交流 晶体管晶体管 - - 高速小功率、直流高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成三、可编程控

13、制器的基本组成PLC继电继电器型输出器型输出接口原理接口原理5:12第19页/共154页3、输入、输出接口：输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。采用光电隔离，减小了电磁干扰。 输出三种形式：输出三种形式：继电器继电器 - - 低速大功率、交直流低速大功率、交直流 晶闸管晶闸管 - - 高速大功率、交流高速大功率、交流 晶体管晶体管 - - 高速小功率、直流高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成三、可编程控制器的基本组成PLC晶体晶体管型输出管型输出接口原理接口原理5:12第20页/共154页3、输入、输出接口：输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。采用光电隔离，减小了电磁

14、干扰。 输出三种形式：输出三种形式：继电器继电器 - - 低速大功率、交直流低速大功率、交直流 晶闸管晶闸管 - - 高速大功率、交流高速大功率、交流 晶体管晶体管 - - 高速小功率、直流高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成三、可编程控制器的基本组成PLC晶闸晶闸管型输出管型输出接口原理接口原理5:12第21页/共154页5、各种接口、高功能模块、各种接口、高功能模块：便于扩展。便于扩展。 小型机：小型机：一体机。有接口可扩展。一体机。有接口可扩展。 中、大型机：中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合模块式。可根据需要在主板上随意组合。4、编程器：、编程器：是是PLC的人机对话

15、工具，它由的人机对话工具，它由键盘、显示器和工作方式选择开关键盘、显示器和工作方式选择开关等组成。等组成。在编程方式下，可输入、检查、调试和修改在编程方式下，可输入、检查、调试和修改控制程序；在运行或监控方式下，可监视控制程序；在运行或监控方式下，可监视PLC的工作情况。的工作情况。5:12第22页/共154页CPU POWERPCFP1-C16小型机：小型机：中、大型机：中、大型机：5:12第23页/共154页四、PLC基本工作原理1、控制原理处理由输入部分所取得的信息，并根据用户程序的要求，使输出达到控制结果。收集被控设备的各种开关信息或操作命令。驱动被控设备按程序要求动作。输入部分：逻辑

16、部分：输出部分：第24页/共154页输入部分输出部分逻辑部分第25页/共154页三、三、 工作方式工作方式 PLC采用循环扫描的工作方式，PLC的扫描过程分为内部处理内部处理、通信操作通信操作、程程序输入处理序输入处理、程序执行程序执行、程序输出程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描扫描周期周期。当PLC处于停状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。5:12第26页/共154页三、三、PLCPLC工作方式工作方式PLC程序执行方式：程序执行方式：循环扫描循环扫描,I/O集中批处理。集中

17、批处理。 在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环。这种工作方式这种工作方式有什么好处？有什么好处？答：对慢速响应系统答：对慢速响应系统，增强了抗干扰能力。增强了抗干扰能力。 输入输入采采样阶段样阶段程序执行周期程序执行周期 输入输入刷新刷新 输出输出刷新刷新执行指令执行指令 输出刷输出刷新新阶段阶段 程序执行程序执行阶段阶段5:12第27页/共154页三、PLC工作方式循环扫描工作方式分1、输入采样阶段：2、程序执行阶段：3、输出刷新阶段：输入端输入状态寄存器第一条指令第二条指令最后一条指令输出状态寄存器输出端第28

18、页/共154页A B CKMM3QFUKMSB2SB1KM0000050005000001梯形图梯形图220V000000010500COMKMFUSB1SB2PLCCOMPLC接线图接线图三相异步电动机直三相异步电动机直接起动控制电路接起动控制电路四、可编程控制器的优点四、可编程控制器的优点5:12第29页/共154页1. 控制方法，硬接线、软接线、软元件2. 工作方式，继电器控制系统 并行工作方式； PLC控制系统 串行工作方式3. 控制速度 继电器控制系统 ms级 PLC控制系统 s级4. 定时和计数方式5. 可靠性与可维护性PLC与继电器控制的比较四、可编程控制器的优点四、可编程控制器

19、的优点5:12第30页/共154页1. 抗干扰能力强、可靠性很高。2. 模块化组合式结构，使用灵活方便。3. 编制程序简单，便于普及。4. 可进行在线修改。5. 网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。6. 与传统的控制方式比较，线路简单。综上所述，是实现机械自动化的重要手段四、可编程控制器的优点四、可编程控制器的优点5:12第31页/共154页1. 按I/O点数分类，点数决定控制系统规模，成本2. 按结构形式分类，整体式和模块式。3. 按功能分类，低档、中档、高档五、可编程控制器的分类五、可编程控制器的分类5:12（1）低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可

20、有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。（2）中档PLC 除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。（3）高档PLC 除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。第32页/共154页六、可编程控制器

21、应用六、可编程控制器应用5:12第33页/共154页六、可编程控制器应用六、可编程控制器应用5:12第34页/共154页5:12OMRON PLC 简介日本OMRON（立石公司，欧姆龙）电机株式会社是世界上生产PLC的著名厂商之一。SYSMAC C系列PLC产品以其良好的性能价格比被广泛地应用于化学工业、食品加工、材料处理和工业控制过程等领域，其产品在日本其销量仅次于三菱，居第二位，在我国也是应用非常广泛的PLC之一。第35页/共154页5:12OMRON C系列PLC大致可以分成微型、小型、中型和大型四大类产品。整体式结构的微型PLC机是以C20P为代表的机型。叠装式（或称紧凑型）结构的微型

22、机以CJ型机最为典型。小型PLC机以P型机和CPM型机最为典型，这两种都属坚固整体型结构。CPM型机是OMRON产品用户目前选用最多的小型机系列产品。OMRON 中型机以CQM1H系列最为典型，主要有C200H、CJ1、CJ1MCJ2等系列型号产品。OMRON 大型机CV、CVM1、CVM1D、CS1、CS1D等型号产品。OMRON PLC 简介第36页/共154页5:12OMRON C20POMRON CMP1AOMRON C200HX第37页/共154页5:12OMRON CJ1WOMRON CV系列第38页/共154页电源规格输出规格 输入规格单元种类 输入输出总点数表示C系列一、型号说

23、明C 2 0 P - C D R - ACPU单元DC24V输入继电器输出AC100V240V第39页/共154页5:12二、技术特性1. 输入/输出点数及性能 ( I/O点数 )。2. 扫描速度。 单位： ms /1000步 或 s /步3. 程序（内存）容量。4. 指令条数。5. 内部各种元器件数目。6. 高功能模块。 第40页/共154页 PLC存储器中有许多个存储单元，可以把这些存储单元理解为，每个存储单元对应于一个继电器。为了和传统的物理继电器相区别，这里的继电器称为软继电器。 由于PLC的类型很多，这里以OMRON的C系列P型机为例来说明。每个存储单元都有两种逻辑状态，即逻辑1和逻

24、辑0，写入逻辑“1”时，线圈ON（接通）写入逻辑“0”时，线圈OFF（断开）四、PLC继电器及编号第41页/共154页四、PLC继电器及编号 1. 输入继电器(IR) 输入继电器是与输入点对应的存储单元，只能由外部输入信号来驱动。 输入继电器分5个通道，编号为，每个通道有16个继电器，编号为00-15，共有80个。 对应通道号的第几个继电器通道号 输入继电器的编号方式为： 比如，0000表示0通道的第1个继电器。第42页/共154页 2. 输出继电器(OR) 输出继电器是与输出点对应的存储单元，用来向外部输出信号，其状态由程序执行结果来决定。 输出继电器分5个通道，编号为，每个通道有16个继电

25、器，编号为00-15，所以输出继电器共有60个，其中08120915共20个继电器只能做辅助继电器使用 注：这里所说的输入、输出继电器个数是指最多的个数，对于一个具体的 PLC，不一定达到最多，比如C20P，输入继电器有12个，输出继电器有8个，总共是20个。 输出继电器的编号方式同输入继电器。第43页/共154页 3. 辅助继电器(MR) 辅助继电器相当于继电接触控制系统的中间继电器,不直接驱动负载。 辅助继电器分9个通道，编号为，第10个到第17个通道，每个通道有16个继电器，编号为00-15；第18个通道，只有00-07，所以辅助继电器共有816+8=136个 4. 保持继电器（HR）

26、保持继电器是一种当电源断电之后还能保持原来状态的辅助继电器。 保持继电器分10个通道，编号为，每个通道有16个继电器，编号为00-15，所以保持继电器共有1016=160个第44页/共154页 5. 定时器/计数器（Timer/Counter） 定时器/计数器分别用来定时和计数。 定时器/计数器在同一范围，总共有48个，编号为，如果某个编号作了定时器，就不能再作计数器，反之也成立。 6. 特殊辅助继电器（SR） C系列P型机设置有16个特殊辅助继电器，用来监视PLC的工作。 特殊辅助继电器的编号为第45页/共154页 6. 特殊辅助继电器1808：电池电压下降时，这个继电器ON。1809：当扫

27、描周期在100130ms时，ON。18111814：1811、1812和1814常OFF，1813常ON。19001902：分别用于产生0.1s、0.2s和1s的时钟脉冲。1815：当PLC开始运行时，ON一个扫描周期。1903：数值运算时操作数不是BCD码时，ON。1904：进位标志。进位（借位）时，ON。19051907：分别是大于、等于、小于标志继电器。1810：高速计数时，在硬置“0”信号出现时，ON一个扫描周期。第46页/共154页 OMROM的C系列P型机，其编程指令可分为基本指令和专用指令两类，共37条。这里主要介绍基本指令。 1 、 LD指令（取指令）含义：表示某个继电器的常开

28、触点，并且对应的逻 辑行从这个指令开始。数据：器件号（继电器编号）图形符号：一、编程指令介绍第47页/共154页 2、 LD-NOT指令（取非指令）含义：表示某个继电器的常闭触点，并且对应的逻辑行从这个指令开始。数据：器件号（继电器编号）图形符号： 3、 OUT指令（输出指令）含义：输出逻辑结果，驱动一个指定的继电器。可用于输出继电器、辅助继电器，但不能用于输入继电器。数据：器件号（继电器编号）图形符号：第48页/共154页5:12 4 4、 OUT NOTOUT NOT指令（取反输出指令）指令（取反输出指令）含义：输出逻辑的运算结果取反后，驱动一个指定的继电器。可用于输出继电器、辅助继电器，

29、但不能用于输入继电器。数据：器件号（继电器编号）图形符号：第49页/共154页梯形图0502OUT00030002LD-NOT00020501OUT00010001LD0000数据指令地 址指令语句表0001050100020502例第50页/共154页5 5、 ANDAND指令（与指令）指令（与指令）含义：使某个继电器的常开触点与其它常开或常闭 触点串联。数据：器件号（继电器编号）6 6、 AND-NOTAND-NOT指令（与非指令）指令（与非指令）含义：使某个继电器的常闭触点与其它常开或常闭 触点串联。数据：器件号（继电器编号）图形符号：图形符号：第51页/共154页梯形图0004AND-

30、NOT00040003AND00010502OUT00050002LD00030501OUT00020001LD0000数据指令地 址 指令语句表例000100020501050200030004第52页/共154页7 7、 OROR指令（或指令）指令（或指令）含义：使某个继电器的常开触点与其它常开或常闭 触点并联。数据：器件号（继电器编号）8 8、 OR-NOTOR-NOT指令（或非指令）指令（或非指令）含义：使某个继电器的常闭触点与其它常开或常闭 触点并联。数据：器件号（继电器编号）图形符号：图形符号：第53页/共154页梯形图1000OR-NOT00040501OR00010502OUT

31、00050002LD00030501OUT00020001LD0000数据指令地 址指令语句表例000105010002050205011000第54页/共154页 9 9、 AND-LDAND-LD指令（电路块串联联接指令）指令（电路块串联联接指令）含义：使两个电路块串联联接。数据：不对应任何器件，所以没有数据。1010、 OR-LDOR-LD指令（电路块并联联接指令）指令（电路块并联联接指令）含义：使两个电路块并联联接。数据：不对应任何器件，所以没有数据。电路块：以LD或LD-NOT构成的一个触点组第55页/共154页0005LD00050500OUT0008-AND-LD00070006

32、OR0006编码方法1-AND-LD00040002OR-NOT00010004OR00030003LD-NOT00020001LD0000数据指令地 址0001000205000003000400050006例指令语句表梯形图AND-LD指令使用次数可不限第56页/共154页0006OR00050500OUT0008-AND-LD0007-AND-LD0006编码方法20005LD00040002OR-NOT00010004OR00030003LD-NOT00020001LD0000数据指令地 址指令语句表梯形图0001000205000003000400050006AND-LD指令前程序段

33、数应小于等于8。第57页/共154页0005LD00050500OUT0008-OR-LD00070006AND0006编码方法1-OR-LD00040002AND-NOT00010004AND-NOT00030003LD-NOT00020001LD0000数据指令地 址例指令语句表梯形图0001050000020003000400050006第58页/共154页-OR-LD00060005LD00040500OUT0008-OR-LD00070006AND0005编码方法20002AND-NOT00010004AND-NOT00030003LD-NOT00020001LD0000数据指令地

34、址指令语句表梯形图0001050000020003000400050006第59页/共154页5:12例以单电机正停反控制电路为例设计用以单电机正停反控制电路为例设计用PLCPLC控制系统替代原来的控制系统替代原来的继电器控制系统。继电器控制系统。PLC控制系统设计：I/O点分配：停止按钮 SB1 0000正转按钮 SB2 0001反转按钮 SB3 0002热继电器输入触点 FR1 0003接触器线圈 KM1 0500接触器线圈 KM2 0501第60页/共154页5:12例以单电机正停反控制电路为例设计用以单电机正停反控制电路为例设计用PLCPLC控制系统替代原来的控制系统替代原来的继电器控

35、制系统。继电器控制系统。第61页/共154页 11 11、 TIMTIM指令（延时指令）指令（延时指令）含义：使用一个定时器。定时器的时间设定范围为#0000#9999，以0.1s为一个单位。 若设定值为25，则设定时间为250.1s=2.5s。数据：定时器编号及设定值图形符号：TIM* 实现导通延时操作（相当于通电延时继电器）第62页/共154页梯形图0500OUT0003TIM00LD000200#0150TIM00010000LD0000数据指令地址指令语句表例0000TIM00TIM000500#0150时序图15s00000500第63页/共154页 12 12、 CNTCNT指令（

36、计数器指令）指令（计数器指令）含义：进行减数操作。计数器的计数值设定范围为#0000#9999。 CP端的作用：CP端是计数脉冲输入端，每输入一个计数脉冲，计数值减1，当计数值减为0时，计数器ON，产生输出信号。 R端的作用：R端是复位输入端，当R端ON时，计数器OFF，恢复为初始计数值。如果R端的信号和CP端的信号同时到来， R端的信号优先起作用。数据：计数器的编号及计数值图形符号：CNTNCPR第64页/共154页梯形图0001LD10500OUT4CNT10LD310#0003CNT20000LD0数据指令地址指令语句表例0000CNT100500CNT100001#0003CPR时序图

37、050000010000复位 允许计数3R端ON，计数器复位。R端OFF，允许计数。第65页/共154页5:12功能指令又称专用指令，C系列PLC提供的功能指令主要用来实现程序控制，数据处理和算术运算等。这类指令在简易编程器上一般没有对应的指令键，只是为每个指令规定了一个功能代码，用两位数字表示。在输入这类指令时先按下“FUN”键，再按下相应的代码。下面将介绍部分常用的功能指令。二、功能指令二、功能指令 第66页/共154页5:12二、功能指令二、功能指令 第67页/共154页13、 END指令（结束指令） 含义：表示程序的结束，放在程序的最后。若程序没有结束指令，则在运行或监视时，显示器显示

38、NO END INST错误信息。数据：不对应任何继电器，所以没有数据。图形符号：ENDEND（01）其中01是功能代码，在编程END指令时，在编程器上，按FUN键，再按0，1键。第68页/共154页5:121414、 NOPNOP指令（空操作指令）指令（空操作指令） 含义：无功能，占程序存储器一个地址，一个NOP为1个指令周期，主要用于精确定时或者延时 数据：不对应任何继电器，所以没有数据。图形符号：NOP（00）第69页/共154页5:121515、 ILIL与与ILCILC指令（互锁与解除互锁指令）指令（互锁与解除互锁指令） 含义： IL/ILC 一般成对出现，实现联锁的功能、IL和ILC

39、指令时有当IL的条件为ON时，PLC执行IL和ILC之间的程序，当IL的条件为OFF时，PLC扫描但不执行IL和ILC之间的程序，其中IL和ILC之间的程序处理如下：OR、IR继电器和定时器复位，HR继电器和计数器保持。图形符号：IL（02）ILC（03）第70页/共154页5:12暂存继电器暂存继电器TRTR一个暂存继电器TR位可以用在具有一个以上输出分支的地方作为一个暂存工作位。当一个梯形图程序不能用IL或ILC编程时，可以使用TR。共有8个TR位可供使用。即：TR0到TR7。在一个程序中，这些位的使用次数没有限制，但是在同一个块中不能重复使用。TR不是独立的编程指令，必须和LD或OUT等

40、基本指令一起使用。TR和IL/ILC指令比较：在同一梯形图中既可以用TR编程也可以用IL/ILC编程。因为IL/ILC指令不需要像LD TR那样多占存储地址，所以程序中应尽可能使用IL/ILC指令代替TR位的使用，这样既可使程序缩短，又可节省存储空间。 第71页/共154页5:12暂存继电器暂存继电器TRTR第72页/共154页5:12JMP/JME一般成对出现，实现跳转的功能。JMP/JME不改变指令间状态；IL/ILC作用时之间状态为：输出及内部辅助继电器为OFF，定时器复位，计数器、移位器、保持器保持其当前值。1616、 JMPJMP与与JMEJME指令（跳转与跳转结束指令）指令（跳转与

41、跳转结束指令） 图形符号：JMP（04）JME（05）第73页/共154页5:121616、 JMPJMP与与JMEJME指令（跳转与跳转结束指令）指令（跳转与跳转结束指令） 00LD 000001AND-NOT100002JMP(04）03LD-NOT 050004OUT 050005JME(05）06LD 000007OUT 1000例：单按钮启停电路第74页/共154页 17、 CMP指令（比较指令）含义：可以把一个通道的内容与另外一个通道的内容或四位16进制常数进行比较。所以在编程时，在CMP指令后应有两个数据，其中一个数据必须为通道的内容。图形符号：CMPS1S2数据内容： 0019

42、通道；HR0HR9通道；TIM/CNT0047；#0000FFFF第75页/共154页例 执行CMP指令时，只要逻辑条件成立为1，每扫描一次就比较一次。比较结果在三个标志继电器输出。若S1S2，1905接通；若S1=S2，1906接通;若S1)0500CMP10HR9TR01906(=)05011907()0500CMP10HR9TR01906(=)05011907()05020501OUT1907ANDTR0LD1906ANDTR0LD0500OUT1905ANDTR0OUT0502OUTTR0LD-10HR9CMP(20)0000LD数据指令指令语句表第77页/共154页18、 KEEP指

43、令（锁存指令） 图形符号：KEEPxxxxSR含义：可以用来形成一个锁存继电器，实际上是一个R-S触发器。进行锁存操作。可使用的器件：输出继电器、内部辅助继电器（05001807）和保持继电器（HR000HR915）。数据：器件号（继电器编号）置位端S复位端R与OUT指令的区别： 继电器置位后指定继电器状态被保留，直到R端有复位信号后才复位。第78页/共154页梯形图0006LD0105HR000KEEP（11）01070007OR01060005AND-NOT01040003LD01010004LD01030500KEEP（11）01020002LD0100数据指令地 址0004000200

44、0600070003KEEP0500KEEPHR000SRSR0005指令语句表第79页/共154页1919、 DIFUDIFU指令（上升微分指令）指令（上升微分指令） 20 20、 DIFDDIFD指令（下降微分指令）指令（下降微分指令） DIFU指令是上升沿微分，用于在满足条件时产生一个扫描周期的脉冲。DIFD指令是下降沿微分，用于在满足条件时产生一个扫描周期的脉冲。可使用的器件：输出继电器、内部辅助继电器（05001807）和保持继电器（HR000HR915）。数据：器件号（继电器编号）图形符号：DIFU（13）图形符号：DIFD（14）第80页/共154页DIFU（13）0500000

45、2DIFD（14）050100020500梯形图时序图DIFU输出0501DIFD输出050005010002数据DIFU (13)0101DIFD (14)0102LD0100指令地 址第81页/共154页 20 20、 SFTSFT指令（移位指令）指令（移位指令）含义：可以把一个指定通道的16位数据（比如0500 0515）按位移位，也可以把几个通道联起来一起移位。 图形符号：INRCPSFTN1N2数据输入端移位脉冲输入端复位输入端可用于移位的器件：0517通道； HR0HR9通道。1）起始通道必须小于等于终止通道。2）起始通道和终止通道必须在相同继电器区内。起始通道终止通道第82页/共

46、154页5:12 20 20、 SFTSFT指令（移位指令）指令（移位指令）图形符号：INRCPSFTN1N2数据输入端移位脉冲输入端复位输入端起始通道终止通道说明：1）当R=0时，CP端有一个信号上升沿到来，该指令同时做以下三件事： a）将IN端的输入信号送到首通道的最低位。 b）将N1N2通道这一连续区域内所有内容逐位向高位移位一次。 c）末通道N2的最高位溢出。2）当R=1时，参与移位的继电器全部复位。3）程序输入时必须按照IN、CP、R、SFT的顺序输入。第83页/共154页5:12 20 20、 SFTSFT指令（移位指令）指令（移位指令）图形符号：INRCPSFTN1N2数据输入端

47、移位脉冲输入端复位输入端起始通道终止通道说明：4）移位数据必须以通道为单位。5）首通道N1与末通道N2必须是同一类型的继电器，且N2N1，且N1N2是一个连续的区域。6）N1N2可以是输出继电器、内部辅助继电器、保持继电器等。7）当CP端与R端信号同时到来，R端信号优先。第84页/共154页5:12梯形图00020000110205000001INRCPSFT0505例 END（01）0000000100020500分析左图程序，分析0500输出的信号0000000000000000CH10第85页/共154页5:12梯形图00020000110205000001INRCPSFT1010 EN

48、D（01）000000010002050010000000000000001CH101例第86页/共154页5:125:12梯形图00020000110205000001INRCPSFT1010 END（01）000000010002050011000000000000002CH101例第87页/共154页5:125:12梯形图00020000110205000001INRCPSFT1010 END（01）000000010002050001100000000000003CH100例第88页/共154页5:125:12梯形图00020000110205000001INRCPSFT1010 EN

49、D（01）000000010002050000110000000000004CH100例第89页/共154页5:125:12梯形图00020000110205000001INRCPSFT1010 END（01）000000010002050000011000000000005CH100例第90页/共154页5:125:12梯形图00020000110205000001INRCPSFT1010 END（01）000000010002050010001100000000006CH101例第91页/共154页5:125:125:12梯形图00020000110205000001INRCPSFT101

50、0 END（01）000000010002050011000110000000007CH101例第92页/共154页5:125:125:125:12梯形图00020000110205000001INRCPSFT1010 END（01）000000010002050000000000000000008CH10例第93页/共154页梯形图0500LD0505SFT(10)0600OUT0515LD1902LD0002LD数据指令指令语句表05150002050006001902INRCPSFT0505例第94页/共154页梯形图例05150002050006001902INRCPSFT0505IN

51、CP05150500050105020600第95页/共154页5:12PLC的用户程序是设计人员根据控制系统的工艺控制要求，通过PLC编程语言的编制设计的。根据国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准（IEC1131-3）。PLC的编程语言包括以下五种：1）梯形图语言（LD）2）指令表语言（IL）3）功能模块图语言（FBD）4）顺序功能流程图语言（SFC）5）结构化文本语言（ST）。一、一、 PLCPLC编程语言编程语言第96页/共154页5:121、梯形图语言（LD） 梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。它是与继电器线路类似的一种编程语言。由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉，因

52、此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易于掌握。一、一、 PLCPLC编程语言编程语言2、指令表语言（IL） 指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。同时，指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应，在PLC编程软件下可以相互转换。指令表表编程语言的特点是：采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握；第97页/共154页5:123、功能模块图语言（FBD） 功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。采用功能模块图的形式来表

53、示模块所具有的功能，不同的功能模块有不同的功能。功能模块图程序设计语言的特点是：以功能模块为单位，分析理解控制方案简单容易；功能模块是用图形的形式表达功能，直观性强，对于具有数字逻辑电路基础的设计人员很容易掌握的编程。一、一、 PLCPLC编程语言编程语言第98页/共154页5:124、 顺序功能流程图语言（SFC） 顺序功能流程图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言。编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件，根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分配，一步一步的按照顺序动作。每一步代表一个控制功能任务，用方框表示。在方框内含有用于完成相应控制功能任务的梯形图逻辑。这种编程语言使程序

54、结构清晰，易于阅读及维护，大大减轻编程的工作量，缩短编程和调试时间。用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合。一、一、 PLCPLC编程语言编程语言5、结构化文本语言（ST） 结构化文本语言是用结构化的描述文本来描述程序的一种编程语言。它是类似于高级语言的一种编程语言。在大中型的PLC系统中，常采用结构化文本来描述控制系统中各个变量的关系。主要用于其他编程语言较难实现的用户程序编制。第99页/共154页1）每一条逻辑线都是从最左边的母线开始，以表示逻辑结果的线圈或定时器、计数器等为结束。二、二、 编程规则编程规则2）画梯形图编程时，同一个继电器的触点可以无限多次使用。3）梯形图应画成水平形式，

55、而不应画成垂直形式，否则没法编程，对于含有垂直形式的，必须转化成水平形式。1、基本概念2、编程基本规则1）软继电器线圈定义号只能有一个，触点可使用无限多次2）能流（假想电流）只能单方向流动从左向右从上到下第100页/共154页000000030500000100040002000005000001000000020004000300020001000300044）表示逻辑结果的线圈可以并联联接，禁止双电流通过的元器件出现。000005010502第101页/共154页5）表示逻辑结果的线圈不能直接与左母线相联，必要的话，可以用一个辅助继电器的常闭触点或专用辅助继电器1813（ON）来联接。05

56、00TIM000500TIM0018136）触点不能放在表示逻辑结果的线圈的右边。000205000004100000020500000410007）设计梯形图时，一般输入继电器的触点按输入设备为常开进行设计。第102页/共154页三、三、 编程技巧编程技巧1）对于复杂的梯形图，可以对其分块，再将各电路块相串联或并联。0001000200030004000500060005000605000005000600050006第103页/共154页2）在有几个支路并联时，应将包含触点最多的支路放在梯形图的最上方；在有几个电路块串联时，应将包含并联支路最多的电路块放在梯形图的最左边。 这样安排能使所编

57、制的程序简单明了，语句较少。000205000003000400050002050000030004000500020500000300040005第104页/共154页0002050000030004000500020500000300040005-AND-LD-OR-LD0003LD0500OUT0005AND0004LD0002LD数据指令0005AND0500OUT0002AND0003OR0004LD数据指令第105页/共154页3）对于复杂电路，为了简化编程，可以重复使用一些触点，将复杂电路简化，然后再进行编程。00020500000300050006000700080009000

58、40002050000030007000800090004000500060002000500060002第106页/共154页四、典型单元梯形图分析四、典型单元梯形图分析2、用PLC实现三相异步电动机正反转的控制1、控制要求：1）正转时，按正转按钮SBF，KMF吸合，电机正转。3）停止时，按停止按钮SB1，电机停转。 4）过载时，热继电器KH动作，其常闭触点断开，使交流接触器失电，电机停转。2）反转时，按正转按钮SBR，KMR吸合，电机反转。第107页/共154页 热继电器的热元件串联在电动机的主回路中，其常闭触点直接串联在接触器线圈的回路中，可不用PLC控制。正转按钮SBF0000反转按钮

59、SBR0001停止按钮SBF0002输入正转交流接触器KMF0500反转交流接触器KMR0501输出2、I/O分配表分配表第108页/共154页 3、PLC输入输出接线图及梯形图输入输出接线图及梯形图220V梯形图0000050005000501000200010501050105000002END 正转 反转PLC接线图000000010500COMKMFSBFSBRPLCCOM0501KMR0002SB124VKH第109页/共154页4、根据梯形图写指令语句表、根据梯形图写指令语句表0000050005000501000200010501050105000002END 正转 反转0501

60、OUT0001LD0501OR0002AND-NOT0500AND-NOT0500OUT0500OREND0501AND-NOT0002AND-NOT0000LD数据指令第110页/共154页5:123、脉冲发生器电路四、典型单元梯形图分析四、典型单元梯形图分析TIM00TIM00TIM010000TIM 01 梯形图#0300#02000000TIM00TIM0130S20S30S20S50S 1个扫描周期闪烁电路脉冲电路 时序图第111页/共154页5:123、脉冲发生器电路四、典型单元梯形图分析四、典型单元梯形图分析10001000TIM000000TIM 00 梯形图#05000000