第11章可编程序控制器

会计学1第11章可编程序控制器(5-2)第11章可编程序控制器（PLC）§11-1概述§11-2PLC的组成和工作原理§11-3PLC指令及编程方法§11-4PLC应用举例及其应用第1页/共48页(5-3)一、什么是PLC

?PLC

是一种专门用于工业控制的计算机。

早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmablelogic

controller，简称PLC)。

随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器功能已远远超出了逻辑运算范围。应被称为可编程控制器（Programmablecontroller，简称PC)。但为区别PersonalComputer沿用PLC

简称。§11-1

概述第2页/共48页(5-4)1.抗干扰能力强、可靠性很高、功耗低。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。二、PLC的优点综上所述，PLC是实现机电一体化的重要手段第3页/共48页(5-5)中央处理单元存储器数据存储器输出接口地址总线控制总线数据总线编程单元照明电磁装置执行机构。。。。电源单元输入接口模拟量输入行程开关继电器接点各种按钮§11-2

PLC的组成和工作原理一、PLC的结构第4页/共48页(5-6)二、各组成部分的作用2、存储器：

RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。

ROM：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。(2)编译、执行指令。

(3)把结果送到输出端。

(4)响应各种外部设备的请求。第5页/共48页(5-7)4、各种接口、高功能模块：便于扩展。

小型机：一体机。有接口可扩展。

中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。3、编程器：是PLC的人机对话工具，它由键盘、显示器和工作方式选择开关等组成。5、输入形式：直流、交流

输出三种形式：继电器--低速大功率 可控硅--高速大功率 晶体管--高速小功率第6页/共48页(5-8)PLC输入电路（直流输入型）LED1LED2光电隔离措施6、输入、输出接口（I/O）：采用光电隔离，减小了电磁干扰。第7页/共48页(5-9)CPUPOWERPCFP1-C16小型机：中、大型机：第8页/共48页(5-10)西门子S7-200系列CPU224外形外接输入设备外接输出设备通信接口方式选择开关第9页/共48页(5-11)三、工作方式PLC：循环扫描。

CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又返回第一条，不断循环。这种工作方式有什么好处？答：对慢速响应系统，增强了抗干扰能力。一个扫描周期

O刷新

I刷新执行程序输入采样输出刷新第10页/共48页(5-12)1.输入/输出点数(I/O点数)。2.扫描速度。单位：ms

/1000步或s

/步3.内存容量。4.指令条数。5.内部寄存器数目。6.高功能模块。四、主要技术性能五、应用1.用于开关逻辑控制。2.用于机加工数字控制。3.用于闭环过程控制。4.用于组成多级控制系统。第11页/共48页(5-13)六、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：逻辑部分：输出部分：第12页/共48页(5-14)输入部分输出部分逻辑部分第13页/共48页(5-15)七、PLC的主要逻辑部件

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继电器，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。1、继电器逻辑软继电器有两类触点，即：常开触点和常闭触点，符号分别为：第14页/共48页(5-16)西门子S7-200系列CPU224PLC中提供的继电器逻辑有：输入寄存器I0.0-I0.7，I1.0-I1.5

共14点接受外部输入设备信号输出寄存器Q0.0-Q0.7，Q1.0-1.1

共10点输出程序执行结果驱动外部设备辅助继电器M0.0-M31.7

共256个程序内部使用，不提供输出第15页/共48页(5-17)定时器T0，T64

共2个通电延时，保持型，1msT1~T4，T65~T68

共8个通电延时，保持型，10msT5~T31，T69~T95

共54个通电延时，保持型，100msT32，T96

共2个通电/断电延时，1msT33~T36，T97~T100

共8个通电/断电延时，10msT37~T63，T101~T255

共182个通电/断电延时，100ms计数器C0~C255

共256个累加计数2、定时器/计数器西门子S7-200系列CPU224PLC中提供的有：第16页/共48页(5-18)3、其他寄存器高速计数器HC0~HC5共6个用来累计比CPU速率更快的脉冲顺序控制器S0.0~31.7共256个提供控制程序的逻辑分段变量存储器VB0.0~VB5119.7共40960个数据处理用的数值存储元件局部存储器LB0.0~LB63.7共512个暂时寄存器特殊存储器SM0.0~SM549.7共4400个用于CPU与用户交换信息（只读）特殊存储器SM0.0~SM29.7共240个CPU执行时标志位的状态累加器AC0~AC3共4个用来存放计算中间值西门子S7-200系列CPU224PLC中提供的有：第17页/共48页(5-19)

指令表（助记符）语言 梯形图语言 流程图语言 布尔代数语言常用助记符语言：类似于微机中的汇编语言。梯形图语言：沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。PLC

的编程语言有：§11-3PLC指令及编程方法第18页/共48页(5-20)一、编程指令介绍

S7-200系列PLC的基本指令共有42条，其中逻辑指令27条、控制指令15条。

指令代码（指令名称）图形符号含义LD（取指令）表示某个继电器的常开触点，并且对应的逻辑行从这个指令开始。LDN（取非指令）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。=（输出指令）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。第19页/共48页(5-21)梯形图Q0.7=0003I0.1LDN0002Q0.0=0001I0.0LD0000数据指令地址指令语句表例I0.0Q0.0I0.1Q0.7()()第20页/共48页(5-22)指令代码（指令名称）图形符号含义A（与指令）串联一个常开触点。AN（与非指令）串联一个常闭触点。第21页/共48页(5-23)梯形图I0.4AN0004I0.2A0001Q0.1=0005I0.3LD0003Q0.0=0002I0.0LD0000数据指令地址

指令语句表例I0.0I0.3Q0.0Q0.1I0.2I0.4()()第22页/共48页(5-24)指令代码（指令名称）图形符号含义O（或指令）并联一个常开触点。ON（或非指令）并联一个常闭触点。第23页/共48页(5-25)梯形图I0.2ON0004Q0.0O0001Q0.1=0005I0.1LD0003Q0.0=0002I0.0LD0000数据指令地址指令语句表例I0.0Q0.0I0.1Q0.1Q0.0I0.2（）（）第24页/共48页(5-26)电路块：以LD或LD-NOT构成的一个触点组指令代码（指令名称）图形符号含义ALD（电路块串联指令）串联联接一个电路块。OLD（电路块并联指令）并联联接一个电路块。第25页/共48页(5-27)I0.5LD0005Q0.0=0008-ALD0007I0.6O0006指令语句表-ALD0004I0.2ON0001I0.4O0003I0.3LDN0002I0.0LD0000数据指令地址例梯形图I0.0I0.2Q0.0I0.3I0.4I0.5I0.6()第26页/共48页(5-28)例I0.5LD0005Q0.0=0008-OLD0007I0.6A0006指令语句表-OLD0004I0.2AN0001I0.4AN0003I0.3LDN0002I0.1LD0000数据指令地址梯形图I0.1Q0.0I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6（）第27页/共48页(5-29)TON（/F）（通电（/断电）延时指令）实现导通延时操作（相当于通电延时继电器）。当输入端IN接通时，定时器T##开始计时，当定时器当前值大于、等于预置值（PT）时，定时器触点动作，当IN断开时，定时器复位。定时器的定时精度分别为1ms、10ms、100ms。TONR（保持型通电延时指令）保持型通电延时继电器实现导通延时操作（同上述通电延时指令TON）。当输入端IN断开时，定时器暂停计时，但是不复位。第28页/共48页(5-30)注释：定时器的定时精度分别为1ms、10ms、100ms1、1ms定时器由系统每隔1ms刷新一次，与扫描周期及程序无关，即采用中断刷新方式。定时最大值32.767s。2、10ms定时器由系统在每个扫描周期开始时自动刷新。定时最大值327.67s。3、100ms定时器则只有在该指令执行时被刷新。定时最大值3276.7s。第29页/共48页(5-31)梯形图Q0.0=0003T0LD0002T0,+15000TON0001I0.0LD0000数据指令地址指令语句表例时序图I0.0T0T0Q0.0150001ms()15sI0.0Q0.0第30页/共48页(5-32)CTU（加计数指令）进行加法计数操作。计数器的计数范围为-32768～32768。CU端是计数脉冲输入端，每输入一个计数脉冲，计数值加1，PV为设定值，当计数值大于、等于设定值PV时，计数器C##ON。R端是复位输入端，当R端为0时计数、为1时恢复为初始计数值0。如果R端的信号和CU端的信号同时到来，R端的信号优先起作用。第31页/共48页(5-33)CTUD（加、减计数指令）进行加法、减法计数操作。计数器的计数范围为-32768～32768。CU端是加计数脉冲输入端，每输入一个计数脉冲，计数值加1，CD端是减计数脉冲输入端，每输入一个计数脉冲，计数值减1，PV为设定值，当计数值大于设定值PV时，计数器C##ON。R端是复位输入端，当R端为0时计数、为1时恢复为初始计数值。第32页/共48页(5-34)梯形图I0.1LD1Q0.0=4C10LD3C10+3CTU2I0.0LD0数据指令地址指令语句表例时序图Q0.0I0.1I0.0复位允许计数3R端ON(1)，计数器复位。R端OFF(0)，允许计数。C10I0.0C10Q0.0I0.1+3CTUCURPV（）第33页/共48页(5-35)SHRBDATA，S_BIT，N（移位寄存器指令）移位寄存器指令，当EN接通时，将DATA的值移入移位寄存器。S_BIT指定移位寄存器的起始位，N指定移位寄存器的长度和移位方向，当N>0时左移（向高位移位），当N<0时右移（向低位移位）。SRBIN，N（右移指令）字节右移指令。当EN接通时，将字节IN向右移N位。EN每接通一次右移1位，最左边的位用0填充，移位结果存放在OUT中。SLBIN，N（左移指令）字节左移指令。第34页/共48页(5-36)梯形图I0.0I0.2M10.1M10.2M10.3Q0.0I0.2ENS-BITDATANM10.0M10.1+15()I0.0M10.0M10.1Q0.0()M11.7M11.7SHRB第35页/共48页(5-37)梯形图I0.2ENS-BITDATANM10.0M10.1+15()I0.0M10.0M10.1Q0.0()M11.7SHRBM10.0,M10.1,+15SHRBI0.2LDI0.0LD数据指令指令语句表=M10.0LDM10.1ANM11.7=Q0.0第36页/共48页(5-38)EU（上升沿微分指令）EU是上升沿微分指令，用于在左侧接通母线时，对应输入信号脉冲的上升沿，产生一个扫描周期的脉冲。ED（下降沿微分指令）*ED是下降沿微分指令，用于在在左侧接通母线时，对应输入信号脉冲的下降沿，产生一个扫描周期的脉冲。第37页/共48页(5-39)时序图EU输出ED输出()NI0.0梯形图P()Q0.0Q0.1I0.0Q0.0Q0.1I0.0EU0101=ED0102LD0100数据指令地址Q0.001030104=Q0.1第38页/共48页(5-40)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计时器、计数器等为结束。二、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，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。第39页/共48页(5-41)4）表示逻辑结果的线圈可以并联联接。×√I0.0I0.3I0.1I0.4I0.2()Q0.0I0.0Q0.0I0.1I0.0I0.2I0.4I0.3I0.2I0.1I0.3I0.4()I0.0Q0.0Q0.1()()第40页/共48页(5-42)5）触点不能放在表示逻辑结果的线圈的右边。×√I0.2Q0.0I0.4I0.6()I0.2Q0.0I0.4I0.6()第41页/共48页(5-43)三、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。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。这样安排能使所编制的程序简单明了，语句较少。第42页/共48页(5-44)一、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，