PLC的基本结构和工作原理

3.3.1开关量输入接口模块3.3.2开关量输出接口模块3.3PLC的输入输出接口电路3.2.1PLC的等效电路3.2.2PLC的工作过程3.2.3PLC的接线图和梯形图的绘制方法3.2.4串行工作方式对梯形图控制结果的影响3.2PLC的基本工作原理3.1PLC的概述3.1.1概述3.1.2初步认识可编程控制器（PLC）第章PLC的基本结构和工作原理1PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.1可编程序控制器概述

一、可编程控制器的定义二、可编程控制器的产生三、可编程控制器的特点四、可编程控制器的应用五、可编程控制器的发展六、可编程控制器的类型2PLC的基本结构和工作原理5/9/2024什么是PLC？一、可编程控制器的定义是一种工业控制装置是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。通用叫法中文名称为可编程控制器；英文名称为ProgrammableLogicController，简称PLC。3PLC的基本结构和工作原理5/9/2024一、可编程控制器的定义1987年，国际电工委员会（IEC）定义：

“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。4PLC的基本结构和工作原理5/9/2024二、可编程控制器的产生因为继电器逻辑电路配线复杂5PLC的基本结构和工作原理5/9/2024二、可编程控制器的产生背景：1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。

6PLC的基本结构和工作原理5/9/20241968年，GM公司提出十项设计标准：编程简单，可在现场修改程序；维护方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；成本可与继电器控制柜竞争；可将数据直接送入计算机；可直接使用115V交流输入电压；输出采用115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；通用性强，扩展方便;能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。二、可编程控制器的产生7PLC的基本结构和工作原理5/9/20241969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。二、可编程控制器的产生DickMorley之所以被称为“PLC之父”，1968年，莫利先生发明了第一台PLC，开启了工业自动化的新时代。从此，Modicon（莫迪康）成为了工业自动化的先驱2019年被施耐德电气收购以后，Modicon系列产品更是进行了全方位的扩展升级，性能也得到了进一步的提高。8PLC的基本结构和工作原理5/9/2024“PLC之父”DirkMorley创新---来源于无限好奇心和无数的问题！从1968年到2019年期间，从第一台自动化控制器Modicon084,到第一个工业现场总线-Modbus、第一套热备PLC-Modicon584，再到第一次将以太网引入工业自动化方案，40年来，Morley先生率领的团队从未间断对技术革新和产品创新的渴求及探寻。9PLC的基本结构和工作原理5/9/2024除了PLC外，他还同时拥有二十多个美国和外国专利，包括并行推理机，手持终端，软驱、汽车ABS和磁性薄膜；获得美国富兰克林研究所的霍华德波茨奖，并入选自动化名人堂；他同时担任美国国家生产科学研究所(NCMS)委员会主席，制造工程师协会（SME）理事；DickMorley成立的高科技公司在其行业内取得了持续领先三十年的革命性创新成果；DickMorley已成为计算机设计、人工智能、自动化和技术趋势预测等领域国际公认的先驱。10PLC的基本结构和工作原理5/9/2024三、可编程控制器的特点无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强通用性强，控制程序可变，使用方便硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强编程简单，容易掌握系统的设计、安装、调试工作量少维修工作量小，维护方便体积小，能耗低.11PLC的基本结构和工作原理5/9/20242、可编程序控制器的发展过程及趋势2.1可编程序控制器的发展过程

第一代：从第一台可编程序控制器诞生到70年代初期

第二代：70年代初期到70年代末期

第三代：70年代末期到80年代中期

第四代：80年代中期到90年代中期

第五代：90年代中期至今

12PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC发展主要历程时间表：1968：提出PLC概念；1969：基于硬件的CPU（HardwareBasedCPU）；1972：源码编辑（SourceCodeEdit）；1974：多处理功能的PLC（MultiprocessingPLC）：逻辑运算、定时器/计数器、数据驱动、算术运算、8K存储器、1024点I/O；1975：远程输入/输出系统；1977：带逻辑协处理器的基于微处理器的PLC；1977：位片CPU，中速数据公路；1980：高性能分布式I/O，带智能I/O模块和块传输的系统；1981：热后备（HotBack-up）；13PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC发展主要历程时间表：1982：多处理器；1983：“Basic”语言协处理器，海量存储器；1985：1MHz窄带LAN；1986：并行处理；1987：容错系统；1988：小型独立系统；1989：控制网络（ControlNetworking）；1990：分布式处理（DistributedProcessing）；14PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC发展主要历程时间表：1990年以后：IEC在全世界出版并发行有关PLC的一些标准；全局（Global）PLC编程和文件系统；高速通讯；通用多语种PLC；分布式控制结构；人机界面设计的工作环境改造语言（ErgonomicLanguages）;专家相同和人工智能的广泛应用；模糊逻辑协处理器；人工神经网络等。15PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域16PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域17PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域18PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域19PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域20PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域21PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域22PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域23PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域24PLC的基本结构和工作原理5/9/2024四、可编程控制器的应用领域25PLC的基本结构和工作原理5/9/2024三、PLC的现状及发展趋势

1969年美国数据设备公司（DEC）研制了第一台PLC，从此PLC发展迅猛。

我国改革开放后，美国AB、GE、MODICON、TI，日本OMRON、三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进入我国，并在各行各业的工控系统中占据重要地位。26PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC三大流派欧洲：德国的西门子(SIEMENS)、AEG及法国的施耐德公司美国：A-B（Allen-Bradly）(其产品约占美国PLC市场50％的份额)、GE（GeneralElectric）、德州仪器(T1)公司、

莫迪康(MODICON)公司(已被施耐德收购)、歌德(Gould)公司、

西屋公司(Westinghouse)

日本：三菱电机（MitsubishiElectric）、欧姆龙（OMRON）、富士FUJI、松下（日本主要发展中小型PLC，在世界小型PLC市场上，日本产品约占有70％的份额。）目前国内市场还有韩国、台湾等PLC产品；现在市场上出现了系列化的国产PLC，其价格相对低廉，性价比较高。27PLC的基本结构和工作原理5/9/2024西门子PLC外形图2019-3-328

S7-200系列PLCS7-300系列PLCS7-400系列PLC28PLC的基本结构和工作原理5/9/2024

三菱PLC外形图2019-3-329

Q系列PLCFX2N系列PLCFX1N系列PLCFX1S系列PLC29PLC的基本结构和工作原理5/9/2024施耐德PLC系统构成30PLC的基本结构和工作原理5/9/2024Unity单机型分散型集中型ZelioLogicTwido

机床设备离散控制批量处理过程控制PremiumQuantumMicroM340M238M258LMC058M21831PLC的基本结构和工作原理5/9/2024ModiconM340可编程控制器外观32PLC的基本结构和工作原理5/9/2024FX-PLC33PLC的基本结构和工作原理5/9/2024FX0S34PLC的基本结构和工作原理5/9/2024FX0N35PLC的基本结构和工作原理5/9/2024FX1S/FX1N36PLC的基本结构和工作原理5/9/2024FX2N37PLC的基本结构和工作原理5/9/2024AnS38PLC的基本结构和工作原理5/9/2024QnA/AnA39PLC的基本结构和工作原理5/9/2024QnS40PLC的基本结构和工作原理5/9/2024CC-LINK41PLC的基本结构和工作原理5/9/2024欧姆龙PLC外形图C200H系列PLCCPM1A、CPM2A系列PLC42PLC的基本结构和工作原理5/9/202443PLC的基本结构和工作原理5/9/2024应用案例某客户开发一套立式间歇式包装机，现选用SchneiderElectric的OEMSolution方案来集成系统，其具体硬件配置要求如下:1)人机接口：选用XBTGT2330；2)PLC:选用TM238LFDC24DT;3)变频器:选用ATV303;4)伺服驱动器:选用Lexium23C;5)编码器:选用XCC1510PS11Y；44PLC的基本结构和工作原理5/9/2024系统架构拓扑图45PLC的基本结构和工作原理5/9/2024元器件清单1>主开关NSC1002>断路器3>开关电源4>断路器5>接触器6>HMIXBTGT7>PLCM2188>PC9>伺服驱动器Lexium23C10>变频器ATV30311>增量编码器46PLC的基本结构和工作原理5/9/2024元器件清单列表型号

序号型号

描述

数量备注1TM218LDA40DR4PHM218控制器

22XBTGT2330HMI触摸屏

13LXM23CU02M3XLexium23C伺服驱动器

14BCH0601O01A1C伺服电机

15VW3M5111R30Lexium23C电源线16VW3M8111R30Lexium23C编码器反馈线

17ATV303H075N4ATV303变频器28XCC1510PS11Y增量编码器

19NCS100N主开关110ABL8RPS24030开关电源，3A111GV2L08断路器

312LC1D18BL接触器

313OSMC32N2C16断路器

114XBTZ9008HMI与M218通讯连接线

115XBTZ935HMIUSB编程电缆

116TCSXCNAMUM3PM218USB编程电缆

147PLC的基本结构和工作原理5/9/2024现场总线的由来计算机控制系统检测输入设备中央计算机控制输出设备生产过程检测变量操作变量48PLC的基本结构和工作原理5/9/2024现场总线的由来集中式控制系统检测输入设备中央计算机控制输出设备生产过程检测变量操作变量CRT操作台49PLC的基本结构和工作原理5/9/2024现场总线的由来分布式控制系统（DCS）50PLC的基本结构和工作原理5/9/2024现场总线的由来分布式控制系统（DCS）I/O4-20mAAnalyzerPLC4-20mA控制站操作站LAN51PLC的基本结构和工作原理5/9/2024现场总线的由来基于现场总线的分布式控制系统（FCS）52PLC的基本结构和工作原理5/9/2024系统架构拓扑图53PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计1-水处理介绍54PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计1-水处理140CPU31110UNITY

透明就绪55PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)介绍工艺顺序为：理胚－>上胚－>加热－>送胚前进－>电动合模－>吹瓶－>送胚返回56PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)方案57PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)高速连续织带染色机具上色、固色、漂洗、烘干为一体的新型染色机，主要适用于背包带、吊装带、拉力带及花边带的染色、漂洗及烘干,织带染色后要求色泽均匀.58PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)方案59PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计4-能源(定日镜)介绍定日镜:将太阳光线集中反射到固定方向的光学装置，可作赤,纬方向的移动。60PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计追日系统61PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计5-新能源(多线切割)介绍多线锯切方机是多线切割的一种，它通过金属丝的高速往复运动，把硅锭切成方形的四方块，供后续工序应用。是太阳能行业重要的、不可缺少的、理想的工作母机62PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-应用设计5-新能源(多线切割)方案63PLC的基本结构和工作原理5/9/2024五、可编程控制器的发展高性能、高速度、大容量发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节。64PLC的基本结构和工作原理5/9/2024向小型化和大型化两个方向发展小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I/O点数为8～16点，以适应单机及小型自动控制的需要。大型化是指大中型PLC向大容量、智能化和网络化发展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。五、可编程控制器的发展65PLC的基本结构和工作原理5/9/2024大力开发智能模块，加强联网与通信能力为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。PLC的联网与通信有两类：①PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；②PLC与计算机之间的联网通信。为了加强联网与和通信能力，PLC生产厂家也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。

五、可编程控制器的发展66PLC的基本结构和工作原理5/9/2024增强外部故障的检测与处理能力据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理。而其余80%的故障属于PLC的外部故障。PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。

五、可编程控制器的发展67PLC的基本结构和工作原理5/9/2024编程语言多样化在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图、语句表语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。五、可编程控制器的发展68PLC的基本结构和工作原理5/9/2024按功能分低档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。中档PLC

具有低档PLC功能外，增加模拟量输入/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。有些还增设中断、PID控制等功能。高档PLC

具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档PLC机具有更强的通信联网功能。六、可编程控制器的类型69PLC的基本结构和工作原理5/9/2024按I/O点数分小型PLCI/O点数为256点以下的为小型PLC

（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）中型PLCI/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC大型PLCI/O点数为2048以上的为大型PLC

（其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC）六、可编程控制器的类型70PLC的基本结构和工作原理5/9/2024六、可编程控制器的类型71PLC的基本结构和工作原理5/9/2024按结构形式分类

整体式PLC：整体式是将PLC的CPU、存储器、I/O单元、电源等安装在同一机体内，构成主机，另外还有I/O扩展单元配合主机使用，用以扩展I/O点数。整体式PLC的特点是结构紧凑、体积小、成本低、安装方便，但输入输出点数固定，灵活性较低，小型PLC多采用这种结构。六、可编程控制器的类型72PLC的基本结构和工作原理5/9/202473PLC的基本结构和工作原理5/9/202474PLC的基本结构和工作原理5/9/2024

组合式（模块式）PLC：组合式PLC是由一些标准模块单元组成，采用总线结构，不同功能的模块（如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等）通过总线连接起来。

组合式PLC的特点是可以根据功能需要灵活配置，构成具有不同功能和不同控制规模的PLC，多用于大型和中型PLC。75PLC的基本结构和工作原理5/9/202476PLC的基本结构和工作原理5/9/2024模块式PLC77PLC的基本结构和工作原理5/9/202478PLC的基本结构和工作原理5/9/2024模块式施耐德公司Modican34079PLC的基本结构和工作原理5/9/2024模块式结构PLC的结构80PLC的基本结构和工作原理5/9/2024

3）叠装式（紧凑式）PLC

还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。

81PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-背板式结构类型展示M340-2动力强劲——海量存储空间！超大内存!4Mb,最大70Kinst256K数据8M用于应用程序备份包含SD存储卡可使用任何IEC语言可采用范型编程增加重要注释数据记录处方维护指南16M以上空间用于文件!标准文件系统易于通过FTP传输到PCFTP82PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-背板式结构类型展示M340-3基于M340的整体解决方案HMI远程I/O运动控制其他产品……CANopenMFBsCANopen,ModbusCANopen,Modbus,EthernetEthernetModbusUSB83PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-一体式结构类型展示M218M218本体TM2模块转接附件TM2扩展模块M218扩展模块可自由扩展的模块40点本体扩展最多7个模块24点本体扩展最多4个模块可扩展新软连接模块或TM2模块84PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-一体式结构类型展示M258-1USBA用于上传/下载应用程序和固件内置CANopen主站1RJ45串口&1RJ45Ethernet端口USBB编程口LED状态指示灯IO包括10快速输入&4快速输出,可插拔端子块24VDC电源模块用于给CPU和IO供电TM5扩展模块,本地或者远程IO++紧凑IO单片IO高性能:

双核CPU,64MbRAM,128Mbflash

存储2PCI插槽,用于扩展可选的通讯模块(ProfibusDP,SL)IO总线12Mb/s85PLC的基本结构和工作原理5/9/2024可编程控制器-一体式结构类型展示M258-2扩展电缆发送器接受器CPDMPDMPDM123456最大模块数: 250块最大距离(两个站点间): 100米最小循环时间: 100µs12Mbits/s超快运算速度：22ns/布尔指令超大容量内存：64MRAM超大存储空间：128MFlash86PLC的基本结构和工作原理5/9/2024七、PLC与其他工业控制系统的比较PLC与继电器控制系统比较继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所取代。

与工业计算机比较工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。PLC采用了采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用，便于推广应用。PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。87PLC的基本结构和工作原理5/9/2024七、

可编程控制器与其它工业控制装置的比较1、PLC与继电器控制系统的比较

比较方面继电器控制系统PLC控制系统控制逻辑采用硬接线、连线多且复杂、体积大、功耗大、不利于修改采用存储逻辑、使用“软接线”、连线少、体积小、可扩展性好、功耗小工作方式通电时所有继电器处于受约束状态循环工作，受约束接通的时间短暂控制速度依靠机械触点，工作频率低。触点的通断时间需几十毫秒指令执行，速度达微秒级限时控制使用时间继电器实现，有空气阻尼型、电磁式、半导体式等，精度不高，且受环境湿度和温度影响使用半导体集成电路作定时器，依靠晶振器产生的时基脉冲进行定时精度高，不受环境影响计数控制不具备该功能可以方便实现设计施工设计、施工、调试要按顺序进行，周期长、修改困难设计、施工、调试可以并行进行，周期短、调试修改方便可靠性与可维护性连线多、触点易损坏、机械磨损大，寿命短可靠性和可维护性差采用微电子技术，大量的开关由无触点的半导体电路和中间软元件实现，体积小、寿命长、可靠性高。且PLC具有自诊断功能，为维护和调试提供方便价

格初期投资较小，但后期扩展维护费用较高，在大系统中尤其突出初期投资较大，但后期扩展维护费用低88PLC的基本结构和工作原理5/9/20242、PLC与工业控制计算机的比较比较方面微型计算机系统PLC控制系统应用范围范围广主要应用于工业控制使用环境环境要求高，需要专门的机房适应于工业环境输入输出需要专门的扩展板卡，不需要电气隔离需要电气隔离，输入输出均采用“光—电耦合”，输出还要采用继电器、可控硅、大功率晶体管等进行功率放大程序设计专门的计算机语言，要求专门训练语句少、逻辑简单、易学、易掌握的编程语言系统功能有完备的大型系统软件，操作复杂简单的监控程序、操作简单运算速度和存储容量运算速度快，存储容量大，但接口响应速度慢接口响应速度快，存储容量小价

格价格高低89PLC的基本结构和工作原理5/9/20242、PLC与工业控制计算机的比较比较方面单板机系统PLC控制系统易于使用性不易于使用。要求受过专门训练的专业人员进行开发、调试、维护本质是一个高度集成的、功能完备的专门的工业控制用微型计算机系统，为易于使用做了大量工作，所有易于使用可靠性相对较低，特别是新开发的系统可靠性因没有经过大量、长期的使用而进行不断的修改而可能存在可靠性隐患经过大量的各行业的使用考验，可靠性高专用性针对性强，专用性强通用性强，专用性较弱90PLC的基本结构和工作原理5/9/20243、PLC与集散控制(DCS)系统的比较继电器逻辑控制

PLC系统单回路仪表控制

DCS系统FCS系统目前技术条件下，两者的差异代表产品的类别91PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.2PLC的基本原理及组成3.2.1PLC的等效电路3.2.3PLC的组成3.2.2PLC的工作过程3.2.4PLC的接线图和梯形图的绘制方法3.2.5串行工作方式对梯形图控制结果的影响92PLC的基本结构和工作原理5/9/2024在PLC中有大量的、各种各样的继电器，如输入继电器(X)、输出继电器(Y)、辅助继电器(M)、定时器(T)、计数器(C)等。不过这些继电器不是真正的继电器，而是用计算机中的存储器来模拟的，我们把它叫作软继电器。存储器中的某一位就可以表示一个继电器，这种继电器也叫位继电器。存储器中的一位有两种状态：“0”和“1”。我们用0表示继电器失电，用1表示继电器得电。把“0”或“1”写入存储器中的某一位就表示对应的继电器线圈失电或得电。读出该存储器某位的值为0时，表示对应继电器的常开接点断开；为1时，表示对应继电器的常开接点闭合。而常闭接点的值是对存储器位的取反。读存储器的次数是不受限制的，所以一个位继电器的接点从理论上讲是无穷多的。3.2.1PLC的等效电路93PLC的基本结构和工作原理5/9/2024为了区别常规控制电路和PLC控制电路(通常叫梯形图)，PLC一般用专用图形符号来表示，如表3-1所示，其中可编程序控制器的继电器线圈可有多种画法。可编程序控制器图形符号表3-1常规电器和可编程序控制器的图形符号对照94PLC的基本结构和工作原理5/9/2024输入部分元件热继电器FR、停止按钮SB1、起动按钮SB2；中间逻辑部分元件中间继电器KA、时间继电器KT；输出执行部分元件接触器KM1、KM2。电动机降压起动控制图3-3图2-16自耦变压器降压起动控制电路95PLC的基本结构和工作原理5/9/2024用PLC控制电动机降压起动控制用PLC控制电动机降压起动控制等效电路图图3-4PLC等效控制电路96PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC的工作过程示意图3.2.2ＰLC的工作过程97PLC的基本结构和工作原理5/9/2024图3-5PLC等效电路工作过程示意图98PLC的基本结构和工作原理5/9/202499PLC的基本结构和工作原理5/9/2024梯形图的过程可分为以下三个阶段：输入采样阶段程序处理阶段输出刷新结果输出阶段PLC完成上述3个阶段称为一个扫描周期。PLC反复不断地执行上述过程。扫描周期的长短和PLC的运算速度和工作方式有关，但主要和梯形图的长度及指令的种类有关，一个扫描周期的时间大约在几毫秒到几百毫秒之间。

PLC执行梯形图(读程序)是一步一步进行的，所以它的逻辑结果也是由前到后逐步产生的，为串行工作方式。常规电器的控制电路中所有的控制电器都是同时工作的，在通电和得电顺序上不存在先后的问题，为并行工作方式。100PLC的基本结构和工作原理5/9/2024检查CPU等内部硬件，对监视定时器（WDT）复位以及其它工作与其它智能装置（如编程器、计算机等）实现通信

按顺序对所有输入端的状态进行采样，并存入相应寄存器对用户程序扫描执行，并将结果存入相应的寄存器将寄存器中与输出有关状态，转到输出锁存器，输出驱动外部负载

PLC的工作过程分自诊断、与编程器或计算机等通信、输入采样、程序执行和输出刷新五个阶段。101PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC执行用户程序的特点①按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序②

执行程序时所需数据取自于：输入映像寄存器元件映像寄存器③

输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变④

每个扫描周期I/O刷新阶段集中读入/读出数据102PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC扫描工作方式的特点★集中采样：

在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。★集中输出：

在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。103PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC扫描工作方式的特点(集中采样、集中输出的优点)

★提高了抗干扰能力，增强了系统可靠性

PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。

104PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC扫描工作方式的特点(集中采样、集中输出的缺点)★降低了系统的响应速度

PLC输入／输出响应滞后：当PLC输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间。对一般的工业控制，这种滞后是完全允许的。

注意：这种响应滞后不仅是由于PLC扫描工作方式造成，更主要是PLC输入接口滤波环节带来的输入延迟和输出接口中驱动器件动作时间带来输出延迟，还与程序设计有关。

105PLC的基本结构和工作原理5/9/2024★

对于小型PLC:

I/O点数较少、用户程序较短一般采用集中采样、集中输出的工作方式

★而对于大中型PLC:

I/O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为提高系统响应速度，采用定期采样、定期输出方式或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式PLC扫描工作方式的特点106PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.2.3PLC的接线图和梯形图的绘制方法梯形图采用水平布置画法，梯形图最左边的竖线叫作左母线，右边的竖线叫作右母线，右母线可以省略不画，左右母线相当于电源线。画梯形图时应注意：1梯形图中的连接线(相当于导线)不能相互交叉，并且只能水平或垂直绘制；2梯形图中的接点一般只能水平绘制，不能垂直绘制；3各种继电器线圈只能与右母线连接，不能与左母线连接；4接点不能与右母线连接；5接点中的“电流”只的从左向右单方向流动，不能出现反向流动的现象。107PLC的基本结构和工作原理5/9/2024图3-6PLC的接线图和梯形图图2-16自耦变压器降压起动控制电路

采用PLC控制的接线图和梯形图

108PLC的基本结构和工作原理5/9/2024动画演示PLC控制电动机启动停止109PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC控制电动机正反转动画演示110PLC的基本结构和工作原理5/9/2024动画演示PLC控制三台电动机顺序启动停止111PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.2.4串行工作方式对梯形图控制结果的影响梯形图中继电器线圈的接点在线圈之前和在线圈之后，对它的控制结果可能是有影响的。图3-7接点前后顺序对梯形图控制的影响112PLC的基本结构和工作原理5/9/2024扫描周期和I/O滞后时间

I/O滞后时间又称为系统响应时间，是指PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的间隔。

PLC在运行工作状态时，执行一次扫描操作所需要的时间称为扫描周期。其典型值为1-100ms。113PLC的基本结构和工作原理5/9/20241.产生I/O滞后现象的原因（1）由于PLC采用循环扫描的工作方式。

PLC只在每个扫描周期的I/O刷新阶段集中输入/输出，导致输出信号相对输入信号滞后。（2）输入滤波器对信号的延迟作用。滤波器时间常数越大，对输入信号的延迟作用越强。有的PLC其输入电路滤波器的时间常数可以调整。114PLC的基本结构和工作原理5/9/2024（3）输出继电器的动作延迟（继电器输出型PLC）。从输出锁存器ON、到输出触点ON经历一定时间——输出ON延时。（4）用户程序的长短及语句编排。要求有较快响应的场合最好不要使用继电器输出型PLC。I/O滞后现象，对慢速控制系统影响不大。要求快速响应的场合，需要解决I/O速度问题。115PLC的基本结构和工作原理5/9/2024点动控制的电路图和梯形图图3-8点动控制的电路图和梯形图图3-9接点顺序的调整116PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.3PLC硬件系统组成外部设备现场用户输出设备微处理器（CPU）运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器～110V/220V市电PLC基本单元PLC系统结构示意图117PLC的基本结构和工作原理5/9/2024微处理器（CPU）接收并存储用户程序和数据；诊断电源、PLC工作状态及编程的语法错误；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。

118PLC的基本结构和工作原理5/9/2024系统存储器——系统程序存储器+系统数据存储器存放系统工作程序（监控程序）；存放模块化应用功能子程序；存放命令解释程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储系统参数。119PLC的基本结构和工作原理5/9/2024用户存储器——RAM/EPROM/EEPROM存放用户工作程序；存放工作数据。120PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC的输入输出接口电路PLC的输入输出接口电路是与外部控制电路联络的主要通道。输入输出接口模块在设计时采取了光电隔离、滤波等抗干扰措施，以提高PLC工作的可靠性，对各种型号的输入输出接口模块，我们可以把它们以不同形式进行归类。按照信号的种类归类有直流信号输入、输出，交流信号的输入、输出；按照信号的输入、输出形式分有数字量输入、输出，开关量输入、输出，模拟量输入／输出。下面通过开关量输入、输出模块来说明外部设备与CPU的连接方式。121PLC的基本结构和工作原理5/9/2024开关量输入接口模块输入形式有两种：源型(公共端COM接＋极)和漏型(公共端COM接－极)。我国一般采用漏型输入形式。开关量输入设备也有两种型式：一种是无源开关，如各种按钮、继电器接点、控制开关等；一种是有源开关，如各种接近开关、传感器、编码器、光电开关等。图3-10PLC的开关量输入接口电路122PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC漏型输入的外部接线图3-11PLC漏型输入的外部接线123PLC的基本结构和工作原理5/9/2024开关量输出接口模块开关量输出模块通常有三种形式：继电器输出可驱动直流30V或交流250V负载，驱动负载大，但响应时间慢。常用于各种电动机、电磁阀、信号灯等负载的控制。晶体管输出属直流输出，能驱动5～30V直流负载，驱动负载较小，但响应时间快。多用于电子线路的控制。双向晶闸管输出为交流输出。能驱动85～240V交流负载。驱动负载较大，响应时间较慢。继电器输出晶体管输出双向晶闸管输出124PLC的基本结构和工作原理5/9/2024图3-12PLC的开关量继电器输出接口电路125PLC的基本结构和工作原理5/9/2024通讯及编程接口——采用RS-485或RS-422串行总线连接专用编程器（FX-20P、FX-10P）；连接个人电脑（PC），实现编程及在线监控；连接工控机，实现编程及在线监控；连接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；连接打印机等计算机外设。126PLC的基本结构和工作原理5/9/2024127PLC的基本结构和工作原理5/9/2024I/O扩展接口——采用并行通讯方式扩展I/O模块；扩展位置控制模块（如F2-30GM）；扩展通讯模块（如FX-232AW等）；扩展模拟量控制模块（如FX-2DA、FX-4AD等）。128PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.4FX2N型PLC的配置3.4.1FX2N型PLC的主要种类及型号1、FX2N型PLC的主要种类FX2N型PLC按品种可分为：1

基本单元由内部电源、内部输入输出、内部CPU和内部存储器组成，只有基本单元可以单独使用，当输入输出点数不足时可以进行扩展。2

扩展单元由内部电源、内部输入输出组成，需要和基本单元一起使用。3扩展模块由内部输入输出组成，自身不带电源，由基本单元、扩展单元供电，需要和基本单元一起使用。4特殊扩展设备可分为三类：特殊功能板用于通信、连接和模拟量设定等，特殊模块主要有模拟量输入输出、高速计数、脉冲输出、接口等模块，特殊单元用于定位脉冲输出。129PLC的基本结构和工作原理5/9/2024产品简介-物理描述串行口1串行口2供电电源接入数字量输出以太网通讯口运行/停止拨码开关Mini-BUSB编程口24V供电输出数字量输入2路模拟量输入/输出模块扩展口130PLC的基本结构和工作原理5/9/20242、FX2N型PLC的型号FX2N型PLC的型号可表示如下：FX2N－128

M

R－001

①

②

③

④

⑤①PLC系列名称，②输入和输出点数总和，128为64点输入和64点输出，③单元种类：

M－基本单元，

E－输入输出混合扩展模块及扩展单元，

EX－输入专用扩展模块，

EY－输出专用扩展模块，④输出型式：

R－继电器输出，

S－晶闸管输出，

T－晶体管输出，⑤其它区分：001－专为中国推出的产品。131PLC的基本结构和工作原理5/9/2024特殊品种输出形式单元类型I/O总点数系列序号D—DC电源A1—AC电源H—大电流输出扩展模块V—立式端子排的扩展模块C—接插口输入输出方式F—输入滤波器1ms扩展模块L—TTL输入扩展模块S—独立端子（无公共端）扩展模块R—继电器输出T—晶体管输出S—晶闸管输出M—基本单元E—输入输出混合扩展单元及扩展模块EX—输入专用扩展模块EY—输出专用扩展模块16~256点0、2、ON、2C、2N型号的命名方式132PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.4.2FX2N型PLC的产品规格表3-4基本单元一览表输入输出点数输入点数输出点数FX2N型PLCAC电源，DC输入继电器输出晶闸管输出晶体管输出1688FX2N－16MR－001FX2N－16MS－001FX2N－16MT－001321616FX2N－32MR－001FX2N－32MS－001FX2N－32MT－001482424FX2N－48MR－001FX2N－48MS－001FX2N－48MT－001643232FX2N－64MR－001FX2N－64MS－001FX2N－64MT－001804040FX2N－80MR－001FX2N－80MS－001FX2N－80MT－0011286464FX2N－128MR－001－FX2N－128MT－001133PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.4.2FX2N型PLC的产品规格表3-5扩展单元一览表输入输出点数输入点数输出点数AC电源，DC输入继电器输出晶闸管输出晶体管输出321616FX2N－32ERFX2N－32ESFX2N－32ET482424FX2N－48ERFX2N－48ET134PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.4.2FX2N型PLC的产品规格表3-6扩展模块一览表输入输出点数输入点数输出点数输入继电器输出晶闸管输出晶体管输出输入信号电压连接形式8(16)4(8)4(8)FX0N-8ERDC24V横端子台880FX0N-8EXDC24V横端子台808FX0N-8EYRFX0N-8EYT横端子台16160FX0N-16EXDC24V横端子台16016FX0N-16EYRFX0N-16EYT横端子台16160FX2N-16EXDC24V横端子台16016FX2N-16EYRFX2N-16EYTFX2N-16EYS横端子台注：()中的数字为扩展设备占用点数，控制电源(DC5V)由由基本单元或扩展单元供电。135PLC的基本结构和工作原理5/9/2024PLC的硬件外型结构：mitsubishielectric-automation/136PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.5PLC中的软元件在PLC中软元件有三种类型。第一种为位元件，PLC中的输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M和状态继电器S为位元件。存储单元中的一位表示一个继电器，其值为“0”或“1”，“0”表示继电器失电，“1”表示继电器得电。第二种为字元件，最典型的字元件为数据寄存器D，一个数据寄存器可以存放16位二进制数，两个数据寄存器可以存放32位二进制数，在PLC控制中用于数据处理。定时器T和计数器C也可以作为数据寄存器来使用。第三种为位与字混合元件，如定时器T和计数器C，它们的线圈和接点是位元件，它们的设定值寄存器和当前值寄存器为字元件。137PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.5.1输入、输出继电器(X、Y)表3-9输入继电器和输出继电器元件分配表型号FX2N－16MFX2N－32MFX2N－48MFX2N－64MFX2N－80MFX2N－128M扩展时输入继电器X0～X78点X0～X1716点X0～X2724点X0～X3732点X0～X4740点X0～X7764点X0～X267184点输出继电器Y0～Y78点Y0～Y1716点Y0～Y2724点Y0～Y3732点Y0～Y4740点Y0～Y7764点Y0～Y267184点输入继电器(X)和输出继电器(Y)在PLC中各有184点，采用八进制编号。输入继电器编号为：X0～X7、X10～X17、X20～X27……X267。输出继电器编号为：Y0～Y7、Y10～Y17、Y20～Y27……Y267。但输入继电器和输出继电器点数之和不得超过256，如接入特殊单元、特殊模块时，每个占8点，应从256点中扣除。138PLC的基本结构和工作原理5/9/2024输入继电器（X）在PLC内部，与输入端子相连的输入继电器是光电隔离的电子继电器，采用八进制编号，用无数个常开和常闭触点。输入继电器不能用程序驱动。139PLC的基本结构和工作原理5/9/2024输出继电器（Y）输出继电器采用八进制编号，有内部触点和外部输出触点（继电器触点、双向可控硅、晶体管等输出元件）之分，由程序驱动。在PLC内部，外部输出触点与输出端子相连，向外部负载输出信号，且一个输出继电器只有一个常开型外部输出触点。输出继电器有无数个内部常开和常闭触点，编程时可随意使用。140PLC的基本结构和工作原理5/9/2024例3-1用PLC控制一个电热水箱，如图3-13所示，电热水箱用3KW电加热器烧水，用2个水位开关检测水位。控制要求：首先进水电磁阀得电打开，进水，当水位高于水位开关1时，加热器得电开始加热，当水位高于水位开关2时，进水电磁阀失电关闭，当加热器加热到100度时停止，放水电磁阀得电将放水阀打开，水龙头可以放水。当水位低于水位开关1时，加热器不得加热，进水电磁阀重新得电开始进水。进水时放水电磁阀关闭。图3-13电热水箱示意图141PLC的基本结构和工作原理5/9/2024电热水箱PLC的控制图3-14电热水箱的控制142PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.5.2辅助继电器(M)辅助继电器(M)相当于中间继电器，它只能在内部程序(梯形图)中使用，不能对外驱动外部负载，在梯形图用于逻辑变换和逻辑记忆作用。辅助继电器有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器。1、通用辅助继电器通用辅助继电器的元件编号为M0～M499，共500点。它和普通的中间继电器功能一样，运行时如果通用辅助继电器线圈得电，当电源突然中断时线圈失电，若电源再次接通时，线圈仍失电。可通过参数设定将其改为断电保持辅助继电器。2、断电保持辅助继电器断电保持辅助继电器的元件编号为M500～M3071其中M500～M1023共524点，可通过参数设定将其改为通用辅助继电器。M1024～M3071共2048点，为专用断电保持辅助继电器。其中M2800～M3071用于上升沿，下降沿指令的接点时，有一种特殊性。143PLC的基本结构和工作原理5/9/2024辅助继电器（M）由内部软元件的触点驱动,常开和常闭触点使用次数不限，但不能直接驱动外部负载,采用十进制编号。通用辅助继电器M0～M499（500点）掉电保持辅助继电器M500～M1023（524点）特殊辅助继电器M8000～M8255（256点）只能利用其触点的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器通用辅助继电器与掉电保持用辅助继电器的比例，可通过外设设定参数进行调整。144PLC的基本结构和工作原理5/9/2024例3-2用传送带运送产品。传送带由三相鼠笼型电动机控制，在传送带末端安装一个限位开关SQ，工人在传送带首端放好产品，按下起动按钮，传送带开始运行。当产品到达传送带末端并超过限位开关（即产品全部离开传送带）时，皮带停止。动画演示图3-15传送带示意图145PLC的基本结构和工作原理5/9/2024传送带PLC控制接线图和梯形图图3-16传送带PLC控制接线图和梯形图例3-3

在例3-2用传送带传运送产品控制中，在停电之后再来电时传送带不会自行起动。现要求停电之后再来电时传送带能够继续工作，试画出对应的梯形图。图3-17传送带PLC控制梯形图146PLC的基本结构和工作原理5/9/2024例3-4一辆小车在一条线路上运行，如图3-18所示。线路上有1＃~5＃共5个站点，每个站点各设一个行程开关和一个呼叫按钮。要求无论小车在哪个站点，当某一个站点按下按钮后，小车将自动行进到呼叫点。试用PLC对小车进行控制。图3-18小车行走示意图147PLC的基本结构和工作原理5/9/2024小车行走PLC控制图图3-19小车行走PLC控制图148PLC的基本结构和工作原理5/9/2024小车行走PLC控制图图3-19小车行走PLC控制图149PLC的基本结构和工作原理5/9/20243、特殊辅助继电器特殊辅助继电器的元件编号为M8000—M8255，共有256点。特殊辅助继电器通常分为两大类。

(1)接点型(只读型)特殊辅助继电器此类辅助继电器的接点由PLC定义，在用户程序中只可直接使用其触点。下面介绍几种常用的接点型特殊辅助继电器的定义和应用实例。M8000：运行监控。常开接点，PLC在运行(RUN)时接点闭合。M8002：初始化脉冲。常开接点，仅在PLC运行开始时接通一个扫描周期。M8005：锂电池电压降低。锂电池电压下降至规定值时接点闭合，可以用它的触点和输出继电器驱动外部指示灯，以提醒工作人员更换锂电池。M8011～M8014分别为10mS、100mS、1S、1min时钟脉冲。占空比均为0.5。例M8013为1秒钟时钟脉冲，该接点为0.5秒接通，0.5秒断开。图3-20接点型特殊辅助继电器应用举例150PLC的基本结构和工作原理5/9/2024(2)线圈型(可读可写型)特殊辅助继电器这类特殊辅助继电器由用户程序控制其线圈，当其线圈得电时能执行某种特定的操作。如：M8033、M8034的线圈等。M8030：M8030的线圈得电时，PLC面板上的锂电池电压降低指示灯熄灭。M8033：M8033的线圈得电时，在PLC停止(STOP)时，元件映象寄存器中(Y、M、C、T、D等)的数据仍保持。M8034：线圈得电时．全部输出继电器失电不输出。M8035：强制运行(RUN)模式。M8036：强制运行(RUN)指令。M8037：强制停止(STOP)指令。M8039：线圈得电时，PLC以D8039中指定的扫描时间工作。这类继电器不仅可以用其线圈，也可以用其接点。图3-21线圈型特殊辅助继电器应用举例151PLC的基本结构和工作原理5/9/2024用特殊辅助继电器控制PLC的运行和停止图3-22用特殊辅助继电器控制PLC的运行和停止152PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.5.3状态继电器(S)状态继电器(S)主要用于步进顺序控制。状态继电器有3种类型。元件编号范围为S0～S999。1、通用型状态继电器：S0～S499共500点，其中S0～S9共10点用于初始状态，S10～S19共10点用于回零状态。通用型状态继电器没有失电保持功能。2、失电保持型状态继电器：S500～S899共400点，在失电时能保持原来的状态不变。3、报警型状态继电器：S900～S999共100点，失电保持型，它和功能指令ANS、ANR等配合可以组成各种故障诊断电路，并发出报警信号。利用外部设备（如编程软件或编程器）进行参数设定，可改变其状态继电器的失电保持的范围。状态继电器如果不用于步进指令编程，也可以当作辅助继电器使用，使用方法和辅助继电器一样。153PLC的基本结构和工作原理5/9/2024状态（S）状态是对工序步进型控制进行简易编程的内部软元件，采用十进制编号。与步进指令STL配合使用；状态有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；状态不用于步进阶梯指令时，可作辅助继电器使用。状态同样有通用状态和掉电保持用状态，其比例分配可由外设设定。154PLC的基本结构和工作原理5/9/2024状态（S）状态有五种类型：初始状态S0～S9共10点回零状态S10～S19共10点通用状态S20～S499共480点保持状态S500～S899共400点报警用状态S900～S999共100点

155PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.5.4定时器(T)定时器相当于通电延时型时间继电器，在梯形图中起时间控制作用。

FX2N系列PLC给用户提供了256个定时器，其编号为T0～T255。定时器按时钟脉冲分有1ms、10ms、100ms三挡。表3-10定时器的类型16位定时器（设定值K0～K32767）（共256点）通用定时器T0～T199（共200点）100ms时钟脉冲（Tl92—T199中断用）T200～T245（共46点）10ms时钟脉冲，积算定时器T246～T249(共4点)1ms时钟脉冲(执行中断电池备用)T250～T255(共6点)100ms时钟脉冲(电池备用)156PLC的基本结构和工作原理5/9/2024加法计数器设定值K、H或D触点动作TxTx时钟脉冲驱动T10K123X0T10Y1相等比较器普通定时器的工作原理T10157PLC的基本结构和工作原理5/9/2024T250设定值K计数器1100ms时钟脉冲X2X1触点动作Tx相等比较器积算定时器的工作原理RSTT250K345X1X2T250Y1T250158PLC的基本结构和工作原理5/9/20241、定时器的基本用法图3-23通用定时器图3-24积算定时器159PLC的基本结构和工作原理5/9/20242、定时器设定值的设定方法(1)常数设定方法：用于固定延时的定时器，如图3-23和图3-24的设定值均为十进制常数设定。(2)间接设定方法：一般用数据寄存器D存放设定值，数据寄存器D中的值可以是常数，也可以是用外部输入开关或数字开关输入的变量，间接设定方法灵活方便，但是一般需要占用一定数量的输入量。。(3)机能扩充板设定方法：用FX2N-8AV-D型机能扩充板，安装在PLC基本单元上，扩充板上有8个可变电阻旋钮可以输入8点模拟量，并把模拟量转换成8位二进制数(0～255)。当设定值大于255时，可以用乘法指令(MUL)乘以一个常数使之变大作为定时器的设定值。编程方法详见功能指令VRRD。160PLC的基本结构和工作原理5/9/2024定时器设定方式图3-25定时器设定方式161PLC的基本结构和工作原理5/9/20244、典型定时器应用梯形图(1)断电延时型定时器(2)通断电均延时型定时器图3-27断电延时型定时器图3-28通断电均延时型定时器162PLC的基本结构和工作原理5/9/20244、典型定时器应用梯形图(3)定时脉冲电路(4)震荡电路图3-29定时脉冲电路图3-30震荡电路163PLC的基本结构和工作原理5/9/20244、典型定时器应用梯形图(5)占空比可调震荡电路(6)上升沿单稳态电路图3-31占空比可调震荡电路图3-32上升沿单稳态电路164PLC的基本结构和工作原理5/9/20244、典型定时器应用梯形图(7)下降沿单稳态电路图3-33下降沿单稳态电路165PLC的基本结构和工作原理5/9/2024例3-5

为了保证运行安全，许多大型生产机械在运行起动之前需用电铃或蜂鸣器发出报警信号，预示机器即将起动，警告人们迅速退出危险地段。试设计PLC控制接线图和梯形图。图3-34起动报警控制电路166PLC的基本结构和工作原理5/9/2024例3-6

用按钮控制三台电动机，为了避免三台电动机同时起动，起动电流过大，要求每隔5秒起动一台，试设计PLC控制梯形图。图3-35三台电动机顺序起动控制167PLC的基本结构和工作原理5/9/20243.5.5计数器(C)计数器用于对各种软元件接点的闭合次数进行计数。计数器可分为两大类：内部信号计数器和外部信号计数器(即高速计数器)。

1.内部信号计数器内部信号计数器用于对PLC中的内部软元件(如X、Y、M、S、T、C)的信号进行计数。可分为16位加计数器（共200点）和32位加／减计数器（共35点）。表3-11内部信号计数器通用型断电保持型16位加计数器（共200点）设定值1～