可编程序控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统VIP

1、2第一章绪论可编程序才制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输出，控制各种机械或生产过程。PLC由CPURAMROMft输入、输出接口电路等组成，如下图所示：崛畿蜡鞋输入搂口数据存储输出接口数据总线图1.1PLC组成电路CPU完成输入信号的检测、程序指令的编译、指令规定的动作及输出结果的功能。存储器包括RAMROMRAM用来存放各种暂存的数据、中间结果和用户程序等。ROM用来存放监控程序及用户程序。输入接口接收输入信号。通常采用光电耦合电路，减少

2、电磁干扰。输出接口用于输出结果。通常输出也采用光电隔离，并有三种方式，即继电器、晶体管和可控硅。PLC采用循环扫描工作方式，在PLC中，用户程序按先后顺序存放，PLC从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条，不断循环。程序被完整扫描一次的时间，称为程序扫描周期。这个周期的长短，取决于程序所用指令的条数以及每条指令执行所需的时间。PLC对输入/输出有三种控制方式：直接方式、集中刷新控制方式和混合方式。集中刷新控制方式即在程序执行前，先把所有输入的状态集中读取并保存，程序执行时，所需的输入状态就到存储器中去读取，要输出的结果也都暂存起来，直到程序执行END后，才集中让输出产生动作。实

3、质上，PLC是由许多电子继电器、定时器、计数器组成的一个组合件。而这些电子继电器、定时器、计数器则由PLC的内部寄存器来模拟实现。例如，可以选某个寄存器的一位（bit）作为中间继电器，以“1”表示继电器接通，以“0”表示继电器断开等。PLC一般具有下列器件：输入继电器、输出继电器、定时器、计数器、辅助继电器、状态寄存器、数据寄存器、特殊继电器等。这些内部器件都是字节或字的形式。在内存的数据存储区，各自占有一定数量的存储单元，使用这些器件，实质上就是对相应的存储内容以位或字节或字的形式进行存取。根据实际要求，通过编程器对这些内部器件进行控制，就是编程。程序是由若干条指令组成的，而指令是由指令字和

4、器件组合而成的，并且指令还表示出了连接的方法。每个指令都用顺序号标出，该顺序号称为步进号。PLC的编程语言通常有下列几种：指令表（助记符）语言、梯形图语言、流程图语言、布尔代数语言。第二章器件及器件定义号2.1 输入继电器（X）PLC与外部输入点对应的内存基本单元，CPU一般按位来读取一个继电器的状态，也可按字来读取相邻一组继电器的状态。输入继电器不能由编入PLC内的接点驱动。通常一个外部输入点对应于一个输入继电器，当外部输入点接通时，该输入继电器相应接通。外部输入点一般用它的长开触点。编写梯形图时，输入继电器只有触点，没有线圈。输入继电器的编号一般采用八进制。2.2 输出继电器（Y）PLC与

5、外部输出点对应的内存基本单元，可以由输入继电器接点、内部其它器件接点以及它自身的接点来驱动。编写梯形图时，输出继电器既有触点，又有线圈。输出继电器的编号一般采用八进制。2.3 内部继电器与外部没有直接联系，是PLC内部的一种辅助继电器，每个内部继电器对应着内存的一个基本单元，可由输入继电器接点、输出继电器接点以及其它内部器件接点驱动，它自己的接点也可以无限地多次使用。内部继电器包括辅助继电器、定时器、计数器、状态寄存器、数据寄存器及特殊继电器等。2.3.1 辅助继电器（M）辅助继电器带有若干个常开接点和常闭接点，这些接点可在内部选择使用，但是这些接点不能直接驱动外部负载。而必须通过输出继电器来

6、驱动。2.3.2 定时器（T）定时器与若干常开接点和常闭接点一起，提供限时。FX2N系列PLC的定时器是通电延时定时器。2.3.3 计数器（C）计数器可以实现计数功能，一般有递增计数和递减计数两种。2.3.4 状态寄存器（S）每个状态寄存器都可以带有若干常开接点和常闭接点，而且在PLC内可以任意选择使用。状态寄存器是使步进式的过程控制容易编制程序的一种软器件，同步进梯形指令STL组合使用o在不用步进梯形指令时，状态寄存器可以作为普通的辅助继电器使用。第三章基本指令功能3.1 LD（取）：常开触点与母线连接指令LDI（取反）：常闭触点与母线连接指令OUT（输出）：线圈驱动指令LD和LDI指令用于

7、触点与母线相连。另外，在分支开始处，这些指令与后述的AND旨令一起使用。OUT指令是线圈驱动指令。用于驱动输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、状态继电器，但是不能用来驱动输入继电器。指令对象器件：LD、LDI:X、Y、MT、C、SOUT:Y、MT、CS、图形表示：H1IMc=HI-tHX,Y,M,T,C,S,X,Y,M,T,C,S,X,Y,M,T,C,S,LDLDIOUTY001 H X001-(M100 )K ;K19|T10 )Y002-I-指令语言：LDX001OUTY001LDIX002OUTM100OUTT10K19LDT10OUTY002说明：对于定时器、计数器和功能指令线圈，

8、必须在OUT之后设定合适的常数。常数（K）的设定，需占用一步程序。3.2AND（与）：单个常开触点串联指令ANI（与非）：单个常闭触点串联指令AND（与）和ANI（与非）指令用于触点串联，串联接点的数量不限，这个指令可以连续使用。指令对象器件：X、Y、MT、C、S图形表示：TIII|III1X,Y,M,T,C,S,X,Y,M,T,C,S,ANDANI指令语言:X001 OUT T10ID X002 K 19OUT Y001LD X003ANI X004ILX001“X00211111IY001JAN1X003004f：卅(M1001TX0MT10号OUTM1003.3 OR（或）：单个常开触点

9、并联指令ORI（或非）：单个常闭触点并联指令OR和ORI指令是用作触点并联接的指令，当二个以上触点的串联电路并联连接时，需用后述的ORB指令。指令对象器件：X、Y、MT、C、S图形表示：-II14IFX,Y,M,T,C,S,ORX,Y,M,T,C,S,ORI4M1024 M101L LIX001LY001 J1OOR网X002M100O)UTY001LDIX003JNDX0041IY002 广ORM101ORM102ANX005O)UTY002HX001UX002jM10070003 |X004 jfX005指令语言:14指令语言：LD X001LD X002ANI M102ORBLDI M1

10、00AND X003ORBOUT Y0013.4 ORB（电路块或）：串联电路块的并联指令两个以上触点串联的电路称作“串联电路块”。串联电路块并联连接时，在支路始端用LD和LDI指令，在支路终端用ORB旨令。ORB旨令是独立指令，不带任何器件编号,图形表示：-IIIIH1|IIORB注意：多重并联电路中，若每个串联块都用ORB旨令，则并联电路数可不受限制。3.5ANB（电路块与）：将分支电路的始端与前一个电路串联连接的指令。用ANB指令将分支电路（并联电路块）与前一个电路串联。在与前一个电路串联的时候，用LD与LDI指令作分支电路的始端，分支电路的并联电路块完成之后，用ANB指令来完成两电路的

11、串联。指令对象器件：无图形表示:一X002指令语言:LD X001OR X004LD X002AND X003ORI X005IHX003丫001 LDANBI M100l|X004 I*M100AND X006ORBOUT Y0013.6 SET （置位）：置位指令。指令对象器件：Y、M SRST （复位）：复位指令。指令对象器件：丫、M S、T、C这两个指令用于输出继电器、状态继电器和辅助继电器，用作置位和复位操作。 图形表示：指令语言:LD X001SET M202LD X002X001 一旦接通，即使再断开,X002 一旦接通，即使再断开,RST M202M202仍保持接通M202仍保

12、持断开说明：当使用 SET指令时，线圈用它的自保功能，保持工作状态，当使用RST指令时，其复位被自保。3.7PLS、PLF （脉冲）：脉冲输出指令PLS:当输入信号上升时产生一个宽度为扫描周期的脉冲。PLF:当输入信号下降时产生一个宽度为扫描周期的脉冲。图形表示:指令语言：LDX001PLSM103LDX002PLFM104LDM103SETM205LDM104RSTM2053.8 MC（主控）：公共串联接点的连接指令（公共串联接点另起新母线）MCR（主控复位）：MC指令的复位指令对于连续输出电路，只要编程的顺序不错，可进行任意次的编程，但对于分支后含有串联接点的多路输出电路，则不能直接编程。

13、MCmMCR旨令就是用来解决这个问题的。指令对象器件：MY图形表示：Ill-OTMCR MMCEMCMCRMIDI说明：如上例所示，MC100、MC101等的MC触点，是一个应该分别与母线相连的常开触点，与该常开触点相连的其它触点，用LD（LDI）指令连接，即把母线移到MC触点的后面。3.9 NOP（空操作）：删除一条指令或空一条指令指令对象器件：无器件编号的独立指令在修改或增加程序时，如果插入NOP指令，可使步进编号的更改减到最少，此外，可以用NOP指令来取代已写入的指令，从而修改电路。在执行程序全部清零时，所有指令可看作是NOP3.10 END程序结束指令PLC能重复地进行输入处理、程序执

14、行和输出处理。程序结束时，写入END指令，则立即执行输出处理，而不再执行后面额外的步骤，并且程序返回第0步。指令对象器件：无器件号的独立指令第四章步进指令全部顺序指令大致可分为通用顺序、手动顺序、自动顺序三种，通用顺序主要用于方式选择。这里简单介绍步进梯形指令的内容和自动顺序的处理方法。4.1 电路总体组态4.1.1 步进梯形指令的目的步进梯形指令是一种十分有用的指令。使用简单的编程器，根据说明机器作状态转换的图形，可以很容易地用这种指令来实现顺序设计。适用于常规继电器梯形图进行设计。因此这两种顺序可以组合使用。步进梯形指令可以分别直接用于自动顺序、手动继电器梯形顺序和方式选择电路中。4.1.

15、2 输入和输出单元的分配上升、图4.1.1表示了安装在机械手上的负载和传感器，在PLC输入输出端分配的编号下降、右移、左移采用双电磁阀。一旦下降（右移）输出接通，即使再断开，它也能始终保持夹持松开装置，使用单电磁阀。当夹持输出时，处于夹持状态，夹持输出中断时，处于松开状态。每个工作臂都有上、下限位开关和左、右限位开关。其夹持装置不带限位开关，一旦夹持电磁阀导通，就同时驱动PLC内的定时器，设定的时间一到，夹持动作也就完成。4.1.3 输入操作的分配下面是机器操作方式的实例：手动单一操作：用各按钮开关来接通或断开各负载的工作方式返回原位：按下返回原位按钮时，机器自动返回到它的原位自动步进操作：每

16、按一次启动按钮，向前执行一步动作的工作方式单周期操作：机器在原位时，按下启动按钮，自动地执行一个操作周期的操作，操作完后机器停在原位上如果在操作过程中，按下停止按钮，则机器停留在该工序上。如果再按下启动按钮，则又从该工序继续工作，最后停留在原位上连续操作：机器处在原位时，按下启动按钮，机器就连续重复工作如果按下停止按钮，机器运行到原位，然后停机4.2 自动顺序程序4.2.1 负载驱动图图4.2.1为机械手工作中执行各工序的负载图图4.2.1在第一次下降工序中，下降电磁阀Y000接通。在夹持工序中，夹持电磁阀Y001置位，同时驱动定时器T10o此后执行类似的操作，完成由初始条件到下一个初始条件的

17、一系列操作。在夹持输出Y001置位后，保持夹持，直到夹持输出复位才松开。另一方面，只在每一工序上驱动定时器和其他输出。如上所述的控制，即一步一步按顺序驱动后各负载动作，称为顺序控制或过程步进型控制。这种控制过程，用继电器符号程序很难实现程序设计。4.2.2 转换条件图图4.2.2表示了各工艺过程转换的条件一 X005 自动懈 第一及下降|-一 X001!二 i 町邛 T10封前A可定时器裔升I- X002 H艮位开关右行I+ X003 , 右设位开关 第二下降|-十 X001 TI?睑?快同开|一 T11期定91器第二&L升J： X002及艮位左行Z_ X004左限位开关图4.2.2在初始条件

18、下，按下启动按钮，过程转换为第一次下降过程。随着下降电磁阀的工作，机械臂下降，在到达下限位置时，下限位开关X001接通，工艺转为夹持过程。因为定时器T10与夹持输出同时工作，所以在定时器接点接通以后，工艺转为第一次上升过程。此后，用类似的方法完成一系列工艺过程的转换。4.2.3 状态转换图图4.2.3是状态转换图。它由负载驱动图和转换条件图组合而成。图中每个工艺过程，都标有状态指示器的编号。只要根据机器操作的工艺规范准备好状态转换图，就可以进行简单的编程，而不必先设计常规的继电器顺序。松 开图 4.2.3说明:1 .初始状态指示初始化条件的初始状态在图中用双线框表示，初始状态的置位用返回原位指

19、令。2 .转换启动特殊辅助继电器M575用于转换启动。按下启动按钮时辅助继电器接通，建议与原位条件串联。3 .STL电路程序图4.2.4表示了如何依据状态转换图对PLC进行编程的方法。如图所示，可以通过STL触点直接驱动线圈，或通过其他触点来驱动线圈。STL触点一般都是与母线相连的。因为使用STL指令时，LD点被右移，所以在需要把LD点返回到原母线上时，需用RET指令。图 4.2.4STL OUT LD OROUTLDS21T1X003X004T2X001Hl X002SET RETLDOUTS22X005T3使用过程中应注意的问题：(1)双路输出的处理只有STL触点接通时，并在 STL触点由

20、通到断的一个执行周期内，才执行STL电路驱动的电路块，并相应地接通 /断开该电路块的输出。STL触点断开时，不执行任何操作，这与转移条件的情况相同，当然也不执行任何输出处理。S21一 I(Y001)S22(Y001)TTM i中函,卡1丫001守停此外，如果在 STL触点后，编制计数器程序，则只有在（2）状态器的处理STL指令只对状态继电器S有效，能用于同一个状态器的包括 “并行/接合”）。可以用与普通继电器相同的方法，将STL触点闭合时，计数才能复位。STL指令的次数只限于一次（不LD、 LDI、AND ANI、OR ORkOUT SET等指令，应用于状态器 指令是有效的。S中。STL接点之

21、后的状态器的输出指令，只有SET指令和RST4.3多流程的处理4.3.1多流程的组态并行的分支/接合C0图4.3.1多流程的组态a.单一流程没有必要一定要按工艺流程的次序对状态器标准编号（其它流程也是如此）。此外，可以用其它流程的状态器联锁流程转换条件来执行相关控制。b.选择的分支/接合流程用于进行多流程的分支选择。c.并行的分支/接合流程用于多流程同时运行的分支。4.3.2 选择的分支/接合图4.3.2是选择分支/接合的流程图和梯形图，可选择多分支中的任意一个分支作选择执行。应注意，此时不允许多流程同时转换。S6G1(Y000 )(Y000 )十 X001二工二 I (Y001 )一 X00

22、5SAC4 T(Y004 )X001 11-X0p5SET S602SET S604(Y001 )一卜 X002一 X006(Y002 )S605 T(Y005 )SETS603X002 r r-(Y002 )X003X007i(Y003 ) 十JX004S6OI5S604Tf-X006-HIX001，1X00 再酗耕卷通St50r5T!-X004S606SET 1X003 r r-(Y004 )SET S605(Y005 )SETS606(Y003 )图4.3.2状态器S602或状态器S604置位时，状态器S601自动复位。状态器S606由状态器S603或S605置位，转换时的原状态器S60

23、3或S605自动复位4.3.3 并行的分支/接合图4.3.3是一个多流程先同时分支运行然后再接合的实例：只有在状态器S603和S605两者都完成工作之后，状态器S606才置位，且转换后原状态器S603和S605同时复位。SlQI(Y001 )(Y001S602X001 I l-r一一X001SET S604+X004S_L03J_04J_ 丹IS6TIS6TH d JI6JI 6 JI s s s(Y002SET S603(Y003 )一(Y005)SET S605(Y006)SET I S606(Y004)图4.3.3RET （返回）指令，状态器只有状态器的置位指令，才对后面的串联线圈有效。

24、一旦使用便返回到母线。第五章程序设计实验实验一、三相异步电动机正反转控制及Y-降压起动控制程序1、三相异步电动机正反转控制程序要求：按X001,Y001接通，电动机正转；按X002,Y002接通，电动机反转；按X003,电动机停止。2、三相异步电动机Y-降压起动控制程序要求：按X001,Y001、Y002接通，电动机Y形降压起动，延时3s后，Y001、Y003接通，电动机全压运转；按X002,电动机停止。实验二、定时器控制程序要求：按下X001,Y001每2s闪亮一次，Y002每10S闪亮一次，Y003每30S闪亮一次；每闪亮一次时接通的时间为0.5S;按下X002,停止闪亮。实验三、彩灯控制

25、程序要求：按X001,Y000Y007按以下几种要求接通1、Y000、Y001Y007、Y000依次循环接通，每个输出接通的时间为0.5S;2、Y000Y001、Y002Y003、Y004Y005、Y006Y007、Y000Y001依次循环接通，每次输出接通的时间为0.5S;3、Y000Y001、Y001Y002、Y006Y007、Y007-Y000依次循环接通，每次输出接通的时间为0.5S;按X002,彩灯停止。实验四、抢答器控制程序要求：X001X004分别为四组的抢答按钮，Y001Y004分别为各组的指示灯，X000为抢答开始按钮，Y000为抢答开始指示灯，X005为复位按钮，Y006为

26、违例指示灯，Y007为超时指示灯。1、当主持人按下抢答按钮X000,灯Y000亮。此时，若参赛者要回答问题，需抢先按下抢答按钮，只有最先按下的一组指示灯亮，从而获得回答问题的机会。2、若参赛者在主持人按下开始按钮X000之前按下抢答按钮，则属违例，灯Y006亮，最先违例的参赛组指示灯亦亮。若超过了规定的抢答时间而无人抢答，则超时指示灯Y007亮，禁止抢答。3、各指示灯亮后，均需等主持人按下复位按钮X005才熄灭。实验五、运料小车控制程序要求：小车在初始位置A点时，行程开关X000接通。按下启动按钮X003后，小车按图所示的A-B-C-A顺序运动，最后返回并停在初始位置A点。X001、X002是

27、行程开关，小车向右运动时Y000接通，小车向左运动时Y001接通。实验六、交通灯控制程序定时序轮流发亮。先南要求：当启动开关接通时，交通灯系统开始工作，红、绿、黄灯按北红灯亮，东西绿灯亮。南北红灯亮维持35S,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持30S,到30S时，东西绿灯闪亮，闪亮周期为1S（亮0.5S,熄0.5S）。绿灯闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮，并维持2S。到2s时，东西黄灯熄，红灯亮，同时南北红灯熄，绿灯亮。东西红灯亮维持25S,南北绿灯亮维持20S。到20S时，南北绿灯闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮，并维持2S到2s时，南北黄灯熄，红灯亮，同时东西绿灯亮，开始第二周期的动作。此后周而复始地循环X000启动开关X001停止开关Y000东西绿灯Y001东西黄灯Y002东西红灯Y003南北绿灯Y004南北黄灯Y005南北红灯东 实验七、三层电梯控制程序要求：电梯控制程序应该有一下环节