PLC技术及应用（欧姆龙机型）第3版 课件全套 戴一平 第1-8章 可编程序控制器基础-可编程序控制器网络

第一章可编程序控制器基础

可编程序控制器可编程序（ProgrammableLogicController）简称为PLC。是一种集微电子技术、计算机技术和通信技术于一体的新型的自动控制装置，具有功能强、可靠性高、操作灵活、编程简单等一系列优点，广泛应用于机械制造、汽车、电力、轻工、环保、电梯等工农业生产和日常生活，受到广大用户的欢迎和重视。内容提要

本章在介绍PLC的发展、流派、特点、基本构成等概况的同时，着重介绍PLC的等效电路、工作原理以及技术规格与类别。第一节PLC概述第二节PLC的基本构成及工作原理第三节PLC的技术规格与分类一、PLC的发展简史1968年，美国通用汽车公司提出招标要求。第一节PLC概述

1）编程简单，可在现场修改程序；

2）维护方便，最好是插件式；

3）可靠性高于继电器控制柜；

4）体积小于继电器控制柜；

5）可将数据直接送入管理计算机；

6）在成本上可与继电器控制竞争；

7）输入可以是交流115V（美国电网电压为110V）；

8）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀；

9）在扩展时，原系统只需作很小变更；

10）用户程序至少能扩展到4K以上。GM10条

20世纪70年代初开始的近四十年里，PLC

已发展成一个巨大的产业。

1969年，美国数字设备公司按招标要求完

成了研制工作。二、PLC的定义（1982年11月、1985年1月和1987年2月国际电工委员会（IEC）可编程控制器标准草案第一、二、三稿）1.是一种数字运算操作的电子系统2.为工业环境应用而设计3.采用计算机的软硬件结构4.达到各类机械或生产过程的控制目的三、PLC的流派

按地域分为三种流派：1.美国的PLC：如罗克韦尔(Rockwell)公司（包括AB公司）产品，通用电气（GE）产品。2.欧洲的PLC：如西门子（Siemens)公司产品，施耐德(Schneider)公司的产品。如欧姆龙（OMRON）公司的产品，三菱（Mitsubishi)公司的产品。3.日本的PLC：四、PLC控制与继电器控制的区别继电器控制电路KMKMSB1SB2PLC梯形图0.000.0110.0010.00控制电路比较(3)输入、输出逻辑关系基本一致(1)图形符号基本类似(2)结构形式基本相同相同点(1)组成器件不同(2)触点情况不同(3)工作电流不同(4)接线方式不同(5)工作方式不同继电器控制：I/O逻辑关系是由实际的布线实现；PLC控制：I/O逻辑关系是由存储在PLC内的用户程序（梯形图）实现。不同点五、PLC的主要优点1.编程简单2.可靠性高3.通用性好4.功能强5.易于远程监控6.设计、施工和调试周期短六、PLC的应用

水处理交通能源等领域（1）逻辑控制（2）位置控制和运动控制（3）过程控制（4）监控系统（5）集散控制七、PLC的发展趋势

向控制与管理功能一体化方向发展向小型化、低成本、简单易用方向发展向网络化、高可靠性、多功能方向发展向编程语言标准化方向发展第二节PLC的基本构成及工作原理一、PLC的基本构成

系统程序用户程序编程器存储器输入口CPU输出口通信口系统总线电源软件系统基本单元硬件系统CPU存储器总线I/O口通信接口编程器电源扩展设备……系统软件用户软件硬件系统软件系统FRKMKMAFU2SB2SB1BSB1SB2FR24VCOM0.000.02PLCCOM10.000.01输入模块输出模块LNBAQSFU1KMFRM3~L3L2L1NFU2KMFU3拆除原控制回路安装PLC接入输入元件接入输出元件对PLC供电编写程序（梯形图）写入PLCPLC控制实例

二、PLC控制的等效电路输入元件负载SB1SB2FRKM负载电源PLC内部控制电路（用户程序）等效输出继电器0.00PLCCOMDC24V0.000.010.020.010.0210.0010.0010.00COM等效输入继电器END三、PLC的工作原理（一）PLC的工作方式

*PLC的扫描周期与用户程序的长短和该PLC的扫描速度紧密相关。PLC一次扫描的过程，包括公共处理、执行程序、扫描周期计算处理、I/O刷新、外设端口服务共五个阶段，其所需时间称为一个工作周期（或扫描周期）。初始化（1）公共处理（2）执行程序（3）扫描周期计算处理（4）I/O刷新（5）外设端口服务异常正常警告异常否是无有（二）I/O信号传递的滞后现象(1)I/O信号的传递过程读写读写20000010000100000000输入映像寄存器元件映像寄存器输出锁存器输出端子输入端子输入电路输出电路从PLC的输入端有一个输入信号发生变化，到PLC输出端对该变化做出响应，需要一段响应时间。最小I/O响应时间=输入ON延时+扫描时间+输出ON延时I/O刷新I/O刷新执行指令/其他处理扫描时间PLC输入触点输入滤波输出锁存器输出触点执行指令/其他处理扫描时间输入ON延时输出ON延时I/O响应时间响应现象一：PLC输入／输出响应的滞后现象：最大I/O响应时间=输入ON延时+扫描时间×2+输出ON延时I/O响应时间I/O刷新I/O刷新执行指令/其他处理扫描时间PLC输入触点输入滤波输出锁存器输出触点执行指令/其他处理扫描时间输入ON延时输出ON延时I/O刷新执行指令/其他处理扫描时间响应现象二：

输入滤波器有时间常数

输出电路存在滞后

循环扫描工作方式(2)I/O信号传递滞后的原因四、PLC的工作模式1）程序模式（PROGRAM）程序模式是程序的停止状态，PLC的初始设定、程序传送、程序检查、强制置位／复位等程序执行前的准备，要在该模式下进行。2）监视模式（MONITOR）

监视模式是程序的执行状态，可进行联机编辑、强制置位／复位、I/O存储器的当前值变更等操作。试运行时的调整等可在该模式下进行。3）运行模式（RUN）

运行模式为程序的执行状态。第三节PLC的技术规格与分类一、PLC的一般技术规格

电源电压允许电压范围消耗功率冲击电流绝缘电阻耐压抗干扰性

抗振动耐冲击环境温度环境湿度环境气体状况保存温度电源保持时间

二、PLC的基本技术性能

输入/输出控制方式

编程语言

指令长度

指令种类

扫描速度

程序容量

中断处理

模拟量

特殊功能模块

内部继电器种类及数量

最大I/O点数三、PLC的分类1．按I/O总点数分

256、2048、小型、中型、大型2．按组成结构分

整体式、模块式3．按功能分

低档、中档、高档本章小结1.PLC发展于汽车制造业，以计算机和电子技术的发展为基础2.PLC相对于继电器控制最大不同是：I/O逻辑关系是存储在PLC内的用户程序（梯形图）实现3.PLC的基本构成：硬件和软件4.PLC的等效电路5.PLC的工作原理：循环扫描6.PLC的应用领域精品课程——《可编程序控制器技术》第二章可编程序控制器的硬件系统内容提要

本章以OMRON公司的CPM1A、CP1H为例讲解PLC的硬件结构、基本功能和型号规格，剖析基本I/O单元，介绍模拟量I/O单元和特殊扩展设备。通过对典型机型的学习，熟悉PLC的硬件配置，为进一步学习指令系统和设计PLC控制系统打好基础。第一节CP系列PLC简介第二节输入/输出单元第三节特殊扩展单设备第一节CP系列PLC简介CP系列：CPM1A、CPM2A、CPM2AH、CPM2AH-S、CPM2C、CP1H、CP1L和CP1E等。除CPM2C外，都是整体式小型PLC。由电源、CPU、输入/输出口和程序存储器组成，称为CPU单元（或称基本单元）。能方便的加装扩展单元。8123456791011121．CPU单元结构一、CPM1A简介1—功能接地端子2—电源输入端子3—保护接地端子4—状态显示LED5—输入LED6—输入端子7—扩展连接器8—输出端子9—输出LED10—直流输出电源端子11—外设端口12—模拟设定电位器I/O配置40点I/O型有24个输入点，16个输出点，I/O点按3∶2配置。24个输入点共用一个COM端子。16个输出点分为六组，共有六个COM端，其中10.00、10.01各占有一个，10.02、10.03合用一个，10.04、10.05、10.06、10.07和11.00、11.01、11.02、11.03和11.04、11.05、11.06、11.07分别各四点合用一个COM端。状态显示PWR（绿）电源指示，接通时亮，断开时灭。RUN（绿）工作状态指示，处在运行或监控状态时亮，处在编程状态或运行异常时灭。ERR/ALM（红）错误/警告指示，正常时灭，出现致命性错误时，指示灯亮；出现警告性错误时，指示灯闪烁时。COMM（橙）通信指示，PLC通过外设端口与外部设备通信时闪烁，不通信时灭。2．功能简介高速计数器脉冲输出通信指令系统存储器后备模拟设定电位器输入时间常数设定外部中断快速响应输入间隔定时中断3．编程工具使用编程器使用计算机4．型号规格例：CPM1A-40CDR-ACPM1A

系列40

输入/输出总点数CCPU单元DDC输入R

继电器输出；T

晶体管输出A

交流电源供电；D

直流电源供电1．CPU单元结构二、CP1H简介1）电池盖2）工作指示LED3）外围设备USB端口4）7段LED显示5）模拟电位器6）外部模拟设定输入8）内置模拟输入输出9）内置模拟输入切换开关10）存储盒槽位11）供给电源/输出端子台12）输出指示LED13）扩展I/O单元连接器14）选件板槽位15）电源、接地、输入端16）输入指示LED状态显示PWR（绿）电源指示，接通时亮，断开时灭。RUN（绿）工作状态指示，处在运行或监控状态时亮，处在编程状态或运行异常时灭。ERR/ALM（红）错误/警告指示，正常时灭，出现致命性错误时，指示灯亮；出现警告性错误时，指示灯闪烁时。INH（黄）负载切断（A500.15）为ON时亮；BKUP（黄）程序、参数、数据内存向内置闪存（备份存储器）写入、访问和复位时亮；PRPHL（黄）在USB端口通信时闪烁，平时灭。串行通信功能模拟电位器7段LED显示无电池运行存储盒程序保护故障诊断时钟2.功能简介中断高速计数器50kHz，100kHz脉冲输出1~100kHz，1~1MHz快速响应输入30μs模拟输入输出1/6000，1/12000串行通信功能3．编程工具也可通过RS-232C选件板CP1W-CIF01编程4．型号规格例：CP1H–XA40DR-ACP1HCP1H系列X

基本型，XA

内置模拟量，Y带脉冲输入/输出专用端子型40

内置输入/输出点数DDC输入R

继电器输出，T晶体管输出A

交流电源，D直流电源。1.RS-232C、RS-422A/485选件板三、CP1H选件板

简介RS-232C选件板RS-422A/485选件板用于上位链接、NT链接(1:N模式)、无协议、串行PLC链接从站、串行PLC链接主站、串行网关和外设总线，RS-232C和RS-422A/485选件板的应用2.LCD选件板LCD选件板选件板的安装无需连接CX-Programmer即可监控各种数据及变更当前值、设定值，并可使用PLC未配备的特殊定时器，从而拓展SYSMACCP系列的用途范围，3.Ethernet选件板Ethernet选件板选件板的应用Ethernet上最多可连接254台CP1H/CP1LPLC、CS/CJ系列PLC或上位计算机Ver.2.0以上版本在CP1HCPU单元中可安装2块选件板第二节输入/输出单元

一、开关量基本I/O单元I/O单元分类:按信号的流向

输入单元和输出单元按信号的形式

开关量I/O单元和模拟量I/O单元按电源形式

直流型和交流型、电压型和电流型按功能

基本I/O单元和特殊I/O单元

（一）开关量输入单元

输入模块组成框图

现场输入信号输入端子输入电路输入映像寄存器CPU按信号电源的不同分：直流输入交流输入交直流输入直流输入模块电原理图R1、R2、C作用：分压、限流、滤波。双向光耦合器作用:整流、隔离和电平转换。隔离——抗干扰，将电信号转换为光信号进行传输；电平转换——将DC24V输入信号转换成TTL（5V）标准信号。

AC/DC外部电源COM光耦合器输入端PLCLED输入开关CR2内部电路R1内部电路输入模板（二）开关量输出单元

输出模块组成框图

现场执行元件CPU输出锁存器输出电路输出端子元件映像寄存器输出形式：继电器输出晶闸管输出晶体管输出1.继电器输出（交直流）模块

R1内部电路R2ACCOMLED输出端负载DCKA继电器PLCKAC内部电路输出模板继电器既是输出开关器件，又是隔离器件R1和LED组成输出状态显示器R2和C组成RC灭弧电路继电器触点动作的响应时间约为10ms继电器输出模块的负载回路，可选用直流电源，也可选用交流电源在电阻性负载时，输出的最大负载电流为2A/点2.晶闸管输出（交流）模块

ACCR1LEDR2负载输出端COMFUU固态继电器内部电路双向晶闸管为输出开关器件，由它组成的固态继电器（ACSSR）具有光电隔离作用R2与C组成高频滤波电路压敏电阻作为消除尖峰电压的浪涌吸收器双向晶闸管开通响应时间≤1ms，关断响应时间≤10ms在输出负载回路中的电源只能选用交流电源3.晶体管输出（直流）模块内部电路R2R3PLC输出端COMLED光耦合器V1VSVDFU负载DCR1V1为输出开关器件，光耦合器为隔离器件VS和FU分别用于输出端的过压保护和过流保护二极管VD可禁止负载电源反向接入晶体管输出模块所带负载只能使用直流电源在电阻性负载时，最大负载电流为0.5A/点，通断响应时间均＜0.2ms（三）I/O单元规格

1．输入单元规格（1）继电器输出规格（2）晶体管输出规格2．输出单元规格123456有40点I/O、20点I/O、8点I、8点O等几种，型号在CPM1A后分别后缀40EDR、40EDT、20EDR、20EDT、8ED、8ER、8ED，其中E表示为扩展单元。1-输入端子2-输入LED3-扩展连接器4-输出LED5-输出端子6-扩展I/O连接电缆（一）扩展I/O单元简介二、开关量扩展I/O单元CPM1A型（二）扩展I/O单元的使用CP1H型连接限制1）最大可连接7个单元。2）占用通道数，输入、输出都必须在15CH以下。3）合计消耗功率在30W以下。4）高功能单元合计不超过2台。5）环境温度的限制。（一）扩展I/O单元的使用现场模拟信号变送器V/VI/VA/D光电隔离输入暂存CPU三、模拟量I/O单元1.模拟量输入单元

作用：连续变化的电压、电流信号转换成CPU能处理的若干位数字信号。

组成：2.模拟量输出单元CPUV/VV/ID/A光电隔离输出锁存电压输出电流输出作用：把CPU处理后的若干位数字信号，转换成相应的模拟量信号输出。组成：

A/D、D/A模块的主要参数：

分辨率精度转换速度输入阻抗输出阻抗最大允许输入范围模拟通道数内部电流消耗……

3.外置模拟量I/O单元模拟量输出单元DA003模拟量输入单元AD003CPM1A-MAD01

4.内置模拟量I/O单元XA型CP1HCPU单元内置具有4路输入、2路输出的拟量I/O单元。模拟量范围可设置成DC-10V~10V、0~10V、1~5V、0~5V、0~20mA和4~20mA6种，分辨率有1/6000和1/12000两种。第三节特殊扩展设备

特殊I/O功能单元作为智能单元，有自己的CPU、存储器和控制逻辑，与I/O接口电路及总线接口电路组成一个完整的微型计算机系统。作用：1）在自己的CPU和控制程序的控制下，通过I/O接口完成相应的输出、输入和控制功能；

2）通过总线接口与PLC单元的主CPU进行数据交换，接受主CPU发来的命令和参数，并将执行结果和运行状态返回主CPU。效果：既实现了特殊I/O单元的独立运行，减轻了主CPU的负担，又实现了主CPU单元对整个系统的控制与协调，从而大幅度地增强了系统的处理能力和运行速度。一、高速计数单元

用途：

用于脉冲或方波计数器、实时时钟、脉冲发生器、数字码盘等输出信号的检测和处理，及快速变化过程中的测量或精确定位控制。主要技术参数：计数脉冲频率、计数范围、计数方式、输入信号规格、独立计数器个数……

二、位置控制单元

作用：

用于位置控制的智能I/O单元，能改变被控点的位移速度和位置，适用于步进电动机或脉冲输入的伺服电动机驱动器。主要参数：

占用I/O点数、控制轴数、输出控制脉冲数、脉冲速率、脉冲速率变化、间隙补偿、定位点数、位置控制范围、最大速度、加/减速时间……

三、PID控制单元作用：多用于执行闭环控制的系统中。技术指标：

PID算法和参数、操作方式、PID回路数、控制速度……四、温度传感器单元

温度传感器单元TS102作用：

通过单元内的变送器和A/D转换器，将温度值转换为BCD码传送给PLC。传感器配置：热电偶或热电阻。主要技术参数：

输入点数、温度检测元件、测温范围、数据转换范围及误差、数据转换时间、温度控制模式、显示精度、控制周期……五、通信单元以太网单元ETN22CONTROLLERLINK单元CLK23DEVICENET主单元DRM21上位链接（以太网）单元

PLC与计算机的互联和通信远程I/O（CONTROLLERLINK）单元主站PLC与从站PLC远程互联和通信PLC链接（DEVICENET）单元

PLC和PLC之间的互联和通信主要技术参数：

数据通信的协议格式、通信接口传输距离、数据传输长度、数据传输速率、传输数据校验……特殊功能单元和I/O链接单元。DEVICENET从单元DRT21A/D、D/A单元MAD01温度传感器单元TS102本章小结1.学习PLC，首先要熟悉其硬件结构。2.接线时要分清电源接入端子、输入端子、输出端子，特别是输出公共端。3.三种输出单元对应了不同负载的要求。4.扩展单元的地址分配及对单元的限制。第三章

简单逻辑控制与基本指令内容提要PLC各种指令的集合称为PLC的指令系统。PLC的指令可概括成基本指令、应用指令和高功能指令等几大类。其中CPM1A的基本指令有时序输入、时序输出、时序控制、定时器/计数器等几类指令，CP1H除包含CPM1A的所有基本指令外，各种类型都有所增加和扩展。本章以CP系列可编程序控制器为例，介绍PLC的基本指令及其相关的简单逻辑控制实例。作为初学者使用这些指令设计逻辑控制系统是我们学习的初步目标。第一节编程基础知识第二节时序输入/输出指令及应用第三节微分指令及应用第四节定时器/计数器指令及应用第五节时序控制指令及应用一、编程基础知识5种语言：

梯形图（LD）指令表（IL）结构化文本（ST）功能块图（FBD）顺序功能图（SFC）

常用：梯形图和指令表第一节编程基础知识LD0.00OUT10.00

0.0010.00梯形图图例指令表图例1.梯形图编程触点符号继电器线圈符号操作数2.指令表编程指令步（一般由编程器自动依次给出）操作码操作数梯形图和指令表1.软元件地址编号规则

位（bit）：二进制数的一位(l/0)，分别对应继电器线圈得/失电（ON/OFF）或触点的通/断（ON/OFF）。数字（digit）：由4位二进制数构成，可以是十进制0～9，也可是十六进制0～F。字节(byte)：由8位二进制数构成。字（word）：又称为通道（channel），由2个字节构成。*存储器是字元件，按字使用，每个字16位。*继电器是位元件，按位使用，地址按通道进行管理。二、PLC软元件地址分配及功能概要位地址通道（字）地址例：100.00例：100例：W200.15例：W200位地址=通道（CH）号+通道内序号通道（CH）号高位的0可省略位地址和通道（字）地址的表示方法软元件类型通道号通道内序号输入继电器000~00900~15输出继电器010~01900~15辅助继电器200~25500~15特殊辅助继电器232~25500~15保持继电器HR00~HR1900~15辅助记忆继电器AR00~AR1500~15链接继电器LR00~LR1500~15暂存继电器TR0~7定时器/计数器TIM/CNT000～127数据存储器DM0000~DM66552．CPM1A中的软元件3．CP1H中的软元件（常用）CPM1A、CP1H常用地址对照

类型CPM1ACP1H输入继电器0.00~9.150.00~16.15输出继电器10.00~19.15100.00~116.15内置模拟输入继电器

200CH~203CH内置模拟输出继电器

210CH~211CH内部辅助继电器200.00~231.151200.00~1499.153800.00~6143.15W0.00~W511.15暂存继电器TR0~TR7TR0~TR15保持继电器HR0.00~HR19.15H0.00~H511.15定时器T/C0~T/C127T0~T4095计数器C0~C4095数据内存DM0~DM1023D0~D32767输入继电器接收输入信号；只能由外部信号所驱动；不能用程序内部的指令来驱动；触点无限多个。输入模块则可等效成输入继电器的线圈输入模块SCOM0.000.000.000.00输入端子梯形图DC24V（1）输入/输出继电器软触点硬触点10.0010.0110.0010.01输出模块10.00COM10.0110.00负载2梯形图输出端子负载1输出继电器由内部程序驱动；具有:由软件构成的内部触点（软触点，用于逻辑运算）由输出模块构成的外部触点（硬触点，能和负载连接）。（2）内部辅助继电器

不能读取外部输入，也不能直接驱动外部负载，只起到中间继电器的作用。（3）特殊辅助继电器主要用于动作状态标志、动作起动标志、时钟脉冲输出、模拟电位器、高速计数器、计数模式、中断等各种功能的设定值/现在值的存储单元。符号名称地址/值注释CPM1ACP1HP_On253.13CF113常通标志(常ON位)P_First_Cycle253.15A200.11首次循环标志（第一次循环为ON）

P_1min254.00CF104周期为1min的时钟脉冲位P_0_1s255.00CF100周期为0.1s的脉冲位P_0_2s255.01CF101周期为0.2s的脉冲位P_1s255.02CF102周期为1s的脉冲P_CY255.04CF004进位标志（执行结果有进位时为ON）P_GT255.05CF005GT（>）标志（比较结果大于时为ON）P_EQ255.06CF006EQ（=）标志（比较结果等于时为ON）P_LT255.07CF007LE（<）标志（比较结果小于时为ON）常用的特殊辅助继电器（4）暂存继电器TR

在复杂的梯形图中，用来对回路的分支点的ON/OFF作状态暂存。（5）保持继电器HR

具有断电保持功能，当断电时也能保持断电前的ON/OFF状态，在程序内可以自由使用。（6）辅助记忆继电器AR

具有PLC各种动作标志功能，用于存放PLC的动作异常标志、高速计数、脉冲输出动作状态标志、扫描周期最大值和当前值、扩展单元连接台数、断电发生次数、通信出错码等。（7）链接继电器LR

用于CPM1A同系列、CPM1A和CQM1、CPM1、SRM1或者C200HX/HE/HG的1∶1链接通信时，与对方PLC交换数据。（8）定时器Ｔ和计数器C

定时器：当条件成立时，当前值从设定值开始，按10ms或100ms的时钟速率减计数，当达到0时，定时器的输出接点动作。

常用定时器：普通定时器和高速定时器，定时范围分别为0~999.9s和0~99.99s。

计数器：减法计数器和可逆计数器，计数范围均为0～9999。

（9）数据存储器DM

用于存贮数值、数据，以字为单位，其内容在PLC断电、运行开始或停止时能保持不变。

利用DM区还能实行间接寻址，其符号为*DM。一、时序输入/输出指令介绍

LD（读）／LDNOT（读非）AND（与）／ANDNOT（与非）OR（或）／ORNOT（或非）ANDLD（块与）/ORLD（块或）OUT（输出）SET（置位）、RSET（复位）KEEP（保持）

第二节时序输入/输出指令及应用

助记符名称功能梯形图LD读输入母线和常开触点连接LDNOT读非输入母线和常闭触点连接OUT输出将逻辑运算结果输出，驱动线圈OUTNOT反相输出将逻辑运算结果反相后输出，驱动线圈说明：操作不影响标志位；OUT、OUTNOT指令对输出继电器、辅助继电器、暂存继电器TR、保持继电器HR、等继电器线圈的驱动指令，但对输入继电器不能使用；OUT、OUTNOT指令可多次并联使用。

1.读指令和输出指令对应指令表：CPM1A梯形图CP1H梯形图LDOUTLDNOTOUTLDOUTNOT

0.0010.000.01201.00201.0010.01LDOUTLDNOTOUTLDOUTNOT

I:0.00Q:100.00I:0.01W201.00W201.00Q:100.01例：读指令和输出指令的应用CPM1A梯形图CP1H梯形图例：CPM1A和CP1H梯形图的不同点1）CP1H的梯形图和指令表在输入地址前会自动生成一个“I”，表示输入元件，在输出地址前会自动生成一个“Q”，表示输出元件，CPM1A则没有。2）CP1H的输出地址通道号为4位，高位的“0”不写有3位，CPM1A输出地址的通道号为3位，高位的“0”不写只有2位。3）CP1H的200~203通道被模拟量占用了，不能同CPM1A一样能作为内部辅助继电器使用，所以选用W开头的内部辅助继电器通道。说明：AND、ANDNOT用于LD或LDNOT后一个常开或常闭触点的串联；OR、ORNOT用于LD或LDNOT后一个常开或常闭触点的并联。(串并联的数量不限制)AND、ANDNOT、OR、ORNOT的操作不影响标志位。

常闭触点并联连接或非ORNOT常开触点并联连接或OR常闭触点串联连接与非ANDNOT常开触点串联连接与AND梯形图功能名称助记符2.串联和并联指令*在指令OUT100.01后，对100.02使用OUT指令，称为纵接输出，可多次重复使用。

对应指令表：对应指令表：LDANDOUTLDANDNOTOUTOUTI:0.00I:0.01Q:100.00I:0.02I:0.03Q:100.01Q100.02LDORORNOTOUTLDNOTANDOROUT

I:0.00I:0.01I:0.02Q:100.00Q:100.00I:0.03I:0.04Q:100.01例：串联和并联指令的应用说明：两个或两个以上触点并联的电路称为并联电路块两个或两个以上触点串联的电路称串联电路块建立电路块用LD或LDNOT开始当一个并联电路块和前面的触点或电路块串联时，需要用块与ANDLD指令当一个串联电路块和前面的触点或电路块并联时，需要用块或ORLD指令成批使用ANDLD、ORLD指令，使用次数限制在8次以下助记符名称功能梯形图ANDLD块与并联电路块的串联ORLD块或串联电路块的并联3.块与和块或指令对应指令表：(成批使用ORLD)LDI:0.00ANDI:0.01LDNOTI:0.02ANDI:0.03LDNOTI:0.04ANDNOTI:0.05ORLDORLDOUTQ:100.00对应指令表：(分别使用ORLD)LDI:0.00ANDI:0.01LDNOTI;0.02ANDI:0.03ORLDLDNOTI:0.04ANDNOTI:0.05ORLDOUTQ:100.00例：块或指令的应用对应指令表：(并联电路块在后)LDI:0.00LDI:0.01ORI:0.02ANDLDOUTQ:100.00

对应指令表：(并联电路块在前)LDI:0.01ORI:0.02ANDI:0.00OUTQ:100.00例：块与指令的应用LDI:0.00ORI:0.01LDI:0.02ANDI:0.03LDNOTI:0.04ANDI:0.05ORLDORI:0.06ANDLDORI:0.07OUTQ:100.00块与串联电路块并联电路块串联电路块块或例：ANDLD、ORLD指令的混合使用4.置位、复位和保持指令

说明：置位SET、复位RSET指令可单独使用保持指令是置位和复位指令的组合，置位S在先，复位R在后，不能交换次序，S和R也不能单独使用操作码名称功能梯形图SET置位使指定的继电器ONRSET复位使指定的继电器OFFKEEP保持保持继电器动作例：置位、复位和保持指令的应用

0.01100.000.00100.01对应指令表：LDI:0.00SETQ:100.00LDI:0.01RSETQ:100.00LDI:0.00LDI:0.01KEEPQ:100.01说明：触点0.00一旦闭合，线圈100.00得电；触点0.00断开后，线圈100.00仍得电。触点0.01一旦闭合，则无论触点0.00闭合还是断开，线圈100.00都不得电。对同一软元件，SET、RSET可多次使用，先后顺序也可任意，但以最后执行的一行有效。对于使用KEEP指令的线圈100.01，当触点00.00闭合时，线圈100.01得电；触点0.00断开后，线圈100.01仍得电；触点0.01一旦闭合，则无论触点0.00闭合还是断开，线圈100.01都不得电。时序图：SET和RSET在梯形图中顺序颠倒后的时序图比较

0.01100.000.00100.01时序图：时序图：0.01100.000.00100.011．起动、停止控制（1）控制要求1）启动：SB1→KM得电，电动机M进入正常运转。2）停止：SB2→KM失电，电动机M停止。3）过载保护：过载时，FR常开触点闭合→KM失电，电动机M停止，报警灯H闪烁。QSFU1KMFRL3L2L1M3~N

二、时序输入/输出指令的应用

输入元件符号输入地址输出元件符号输出地址启动按钮SB10.00接触器线圈KM100.00停止按钮SB20.01报警灯H100.01热继常开动合FR0.02（2）I/O地址分配表

梯形图最后的END指令，编程软件会自动填入，以后不写了(3)利用接点组合编写的控制梯形图(4)利用置位、复位指令编写的控制梯形图(5)利用保持指令编写的控制梯形图QSFU1KMFRL3L2L1M3~N1）启动：SB1或SB3→KM得电，启动，电动机M进入正常运转。2）停止：SB2或SB4→KM失电，电动机M停止。3）过载保护：过载时，FR常开触点闭合→KM失电，电动机M停止。（1）控制要求控制梯形图不变2．两地起动和停止控制为什么？因为PLC的输入点没有变！问题：如果输入按钮这样接呢？控制梯形图要变了！！换一个接法问题：为什么是怎样？有规律吗？

两个开关中的任一开关动作（闭合或断开）一次，都能改变输出点100.00的状态（1）控制要求3．用单联开关实现两地起动和停止控制如果四地、五地呢？？三地控制（2）控制梯形图按下SB2，电动机正转；按下SB3，电动机反转；按下SB1，或过载FR闭合时，电动机停转；为了提高控制电路的可靠性，在输出电路中设置电路互锁，同时要求在梯形图中也要实现软件互锁。控制要求4．电动机正反转控制（1）使用接点组合的控制梯形图（2）用置位、复位指令的控制梯形图当停止按钮SB2和热继电器保护触点FR是以常闭形式接入时；梯形图中的对应触点要写成常开的形式。（1）关于输入元件的动断触点

4．编程注意事项AFBC

线圈位置不对梯形图（3）桥式电路ACBEDFABCAEDDCEBF

错误的梯形图ABCF

转换后的梯形图改正后的梯形图（2）线圈位置不对的梯形图及转换

原梯形图

修改后的梯形图（1）修改后的梯形图（2）BAFCDFABFCDABW0.00CDW0.01W0.00W0.01F（4）同名双线圈输出及其对策（5）注意梯形图的结构

LDALDBANDCORLDOUTFLDBANDCORAOUTFABCFBCAF

原梯形图

改画后的梯形图指令表指令表LDALDBORCANDLDOUTFABFCABCFLDBORCANDAOUTF

原梯形图

改画后的梯形图指令表指令表第三节微分指令及应用微分指令用于专门检测输入信号的上升沿、下降沿的变化，或者根据驱动信号的变化（上升沿或下降沿）输出时间是一个扫描周期的脉冲。CPM1A只有输出微分指令DIFU、DIFD。CP1H还有连接型微分指令UP、DOWN，指令的微分形式@、%等。所有微分功能都能用DIFU、DIFD来实现。一、微分指令介绍助记符名称功能梯形图DIFU上升沿微分在逻辑运算结果上升沿时，继电器在一个扫描周期内ONDIFD下降沿微分在逻辑运算结果下降沿时，继电器在一个扫描周期内ONDIFU操作数DIFD操作数注意：IR区中已用作输入通道的位不能作为脉冲输出指令的输出位1．输出型微分DIFU、DIFD指令助记符名称功能梯形图UP上升沿微分输入信号的上升沿（OFF→ON）时，1周期内为ON，连接到下一段

DOWN下降沿微分输入信号的下升沿（ON

→OFF）时，1周期内为ON，连接到下一段

UPDOWNT0.00100.00T0.00100.012．连接型微分UP、DOWN指令在指令前面加符号@或%，即为指令的微分形式。@上升沿微分，作用时间也是一个扫描周期。%下降沿微分，作用时间也是一个扫描周期。a)b)c)在梯形图中输入上升微分的常开接点3.指令的微分形式二、微分指令应用1．单按钮单地起动、停止控制（1）利用微分指令和接点组合编写的单按钮控制梯形图（2）利用微分指令和保持指令编写的控制梯形图2．用时序输入/输出指令生成脉冲输出没有微分指令时，也可用已学的时序输入/输出指令设计一个简单的梯形图，来生成一个脉冲输出。第四节定时器/计数器指令及应用一、定时器指令及应用（一）定时器指令CPM1A常用定时器指令:有TIM(BCD定时器)和TIMH（BCD高速定时器）。CP1H中:还有:TMHH（超高速定时器）、TTIM（BCD累计定时器）和TIML（BCD长时间定时器）等。在指令后缀X，并在CX-P编程软件的“PLC属性”设定为“以二进制形式执行定时器/计数器”，即成为以二进制BIN计数的定时器。BCD定时器1：基本定时器指令2：高速定时器指令3：累积定时器指令4：长定时器指令助记符功能精度定时器号设定值计数方法定时复位TIMBCD定时0.1秒0~4095#0~9999减计数ONOFFTIMHBCD高速定时0.01秒0~4095#0~9999减计数ONOFFTTIMBCD累计定时0.1秒0~4095#0~9999加计数I=ONR=OFFR=ONTIMLBCD长定时0.1秒#0~99999999减计数ONOFF工作过程TIM、TIMH工作过程TTIM工作过程TIM、TIMH的使用

CPM1A梯形图CP1H梯形图触点T0，CPM1A机型表现为TIM000，CP1H机型表现为T0000TIML的使用一天定时器（二）定时器指令应用1．序列脉冲发生电路周期为5s（忽略了一个扫描周期的时间）的脉冲序列2．单稳态电路延时0.5s的单稳态程序3．无稳态电路周期为3s的无稳态程序4．Y/Δ降压起动控制（1）控制要求按下SB1，主回路电动机M成Y接法，开始起动，同时开始定时；定时时间到，接触器线圈KM2失电，KM3得电，电动机M成Δ接法，进入正常运转。2）按下SB2，接触器线圈均失电，主回路电动机M停止。3）若电动机过载时，FR动合触点闭合，接触器线圈也均失电，电动机M停止。4）KM1和KM2除在输出回路中有电路硬触点互锁外，在梯形图程序中软接点互锁。（2）控制梯形图

Y/Δ降压起动控制梯形图

问题：1）如果停止按钮、热继电器触点是常闭触点，怎么办？2）怎样调整定时时间？怎样调整定时时间？

A642D1（a）利用模拟电位器调整设定值将定时器的设置值改为“A642”。在0～255的范围内调整。（b）利用运算指令调整设定值将定时器的设置值改为“D1”，利用运算指令改变设置值。5．皮带运输机控制YVM3M2M1料斗提问：该控制系统有几个输入点？几个输出点？(1)控制要求1）正常启动M1→M2→M3→YV，（6s、5s、4s）2）正常停止YV→M3→M2→M1，（均为4s）3）紧急停止YV、M3、M2、M1立即停止。4）故障处理

M1过载时：YV、M3、M2、M1立即停止；

M2过载时：YV、M3、M2立即停止，M1延时4s后停止；

M3过载时：YV、M3立即停止；延时4s，M2后停止；再延时4s，M1停止。(2)I/O地址分配（I：6，O：4）输入元件符号输入地址输出元件符号输出地址启动按钮SB10.01电磁阀YV100.00急停按钮SB20.02M1接触器KM1100.01停止按钮SB30.03M2接触器KM2100.02热继1常开触点FR10.04M3接触器KM3100.03热继2常开触点FR20.05热继3常开触点FR30.06YVM3M2M1料斗（3）顺序启动和紧急停止（4）全部功能顺序启动紧急停止正常停止过载保护YVM3M2M1料斗二、计数器指令及应用（一）计数器指令常用计数器指令:CNT(BCD计数器)、CNTR（BCD可逆计数器）在CP1H中，如果在指令后缀X，并在CX-P编程软件的“PLC属性”设定为“以二进制形式执行定时器/计数器”，即成为以二进制BIN计数的计数器。ACPSCPR当前值常开接点0设置值RCP当前值常开接点设置值b)可逆计数器a)普通计数器CNT执行减法计数，CP为计数脉冲输入，每来一个脉冲，计数器的当前值减1，直到0结束，此时，计数器的常开触点闭合，常闭触点断开；R为复位，当复位端有效时，计数器被复位，返回到设定值CNTR执行加法或减法计数，ACP为加计数脉冲输入，SCP为减计数脉冲输入，R为复位。可逆计数器在进位或借位时有输出，即在加计数过程中当加到设定值再加1，或在减计数过程中减到0再减1时，计数器的常开触点闭合，常闭触点断开；当复位端有效时，计数器被复位，返回到0。1．长计数电路（二）计数器指令应用计数长度是1000×20=20000次2．计数器和定时器构成的长定时电路定时长度是600×100=60000s第五节时序控制指令及应用

常用的时序控制指令有:END（结束）、NOP（空操作）IL（联锁）/ILC（联锁清除）JMP（转移）/JME（转移结束）

CP1H还有:MILH（多重联锁）/MILC（多重联锁清除）CJP（条件转移）/CJPN（条件不转移）JMP0（多重转移）/JME0（多重转移结束）FOR（重复开始）/NEXT（重复结束）BREAK（循环中断）等助记符名称功能梯形图NOP

空操作

无动作

END结束

输入/输出处理，返回到程序开始

NOPEND说明：在将全部程序清除时，全部指令成为空操作。END指令以后的其余程序步不再执行，而直接进行输出处理；若在程序中没有END指令，则要处理到最后的程序步，并且编程软件在进行语法检查时，还会显示语法错误的提示；在调试中，可在各程序段插入END指令，依次检查各程序段的动作执行END指令时，ER、CY、GR、EQ、LE标志被置为OFF1.END和NOP指令ILILC┇操作码名称功能梯形图IL联锁公共串联触点的连接ILC解锁公共串联触点的复位说明：联锁和解锁指令是专为处理分支电路而设计的。IL指令前的串联触点相当于分支电路分支点前的总开关，IL和ILC间的梯形图相当于各条分支电路联锁IL指令有效，相当于总开关接通，在IL和ILC之间的梯形图被驱动。但不论联锁指令有效与否，IL和ILC之间的指令均参与运算，都要占用扫描时间在IL内再采用IL指令，就成为联锁指令的嵌套，相当于在总开关后接分路开关。但ILC指令只能用一条2、IL/ILC指令IL、ILC指令的应用说明：当触点0.00闭合时，IL有效，若此时触点0.01、0.02闭合，则线圈10.00得电，定时器线圈T0得电，10s后触点T0闭合，线圈10.02得电。当触点00.0断开时，IL无效，若此时触点0.01、0.02闭合，则线圈10.00、T0均不得电，输出继电器10.00无输出，定时器T0不计时。线圈10.01在ILC指令之后，不受联锁指令的影响含有嵌套的IL、ILC指令应用说明：和接点0.03相连的IL是联锁的第二层，因为多了一层联锁，所以只有当接点0.00、0.03和0.02同时闭合时，才会驱动定时器T0。JMPNJMEN操作码名称功能梯形图操作数JMP跳转开始当驱动触点断开时，跳转到JMEN：CPM1A：#00～49CP1H:#00～

#FF&000～255。JME跳转结束解除跳转指令说明：1）JMP/JME指令用于控制程序流向，当JMP的驱动触点为OFF时，跳过JMP到JME之间的程序，转去执行JME后面的程序，JMP到JME之间的程序不参与运算。2）JMP的执行条件为OFF时，所有输出、计数器的状态保持不变。3）跳转开始和跳转结束的编号要一致。4）向程序地址较小的一方转移时，JMP的驱动条件为OFF时，在JMP-JME间重复执行。在这种情况下，就不执行END指令，有可能出现周期超时现象。5）多个JMPN可以共用一个JMEN，这样使用后，在进行程序编译时会出现警告信息，但程序能正常执行。3、JMP/JME指令例：JMP、JME指令的应用说明：当触点0.00闭合时，输出线圈10.00、定时器T0、计数器C1都分别受到触点0.01、0.02、0.03、0.04的控制。当触点0.00断开时，JMP00到JME00间的梯形图都不参与运算。具体表现为：

输出线圈100.00不论触点0.01的闭合与否，都保持触点0.00断开前的状态；

定时器T0继续进行当前值的更新，但当前值为0时，其常开触点不闭合，触点0.02断开，定时器也不复位；（CP1H型）计数器C1停止计数，保持当前值，触点0.04闭合不能复位计数器。思考与练习控制要求：按下启动按钮SB1（0.00），电动机（100.00）旋转，传送带带动工件向右移动；当工件经过传感器S（0.02）时，传感器输出信号为ON；若在10秒钟内有6个工件通过，指示灯H常亮，若在10秒钟内通过的工件少于6个或多余6个，指示灯H（100.01）闪烁。显示要求，上一个10秒钟检测的结果，在下一个10秒显示，以此类推。当停止按钮SB2（0.01）按下时，电动机停止旋转，指示灯灭。工件检测MHS本章小结1.熟悉地址分配。2.掌握指令的应用规则。3.学会典型的单元程序。4.能用基本指令，结合单元程序，解决简单的控制要求。第四章

顺序控制与步进指令

所谓顺序控制，就是在生产过程中，各执行机构按照生产工艺规定的顺序，在各输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，自动地有次序的操作。是工业控制系统中最为常用的控制之一。本章首先介绍在顺序控制设计和分析中经常要遇到的几个基本概念，然后介绍典型的控制功能模块和相应的PLC控制程序设计方法。内容提要第一节顺序控制基础知识第二节步进指令与顺序控制第三节基本指令与顺序控制第四节

顺序控制程序的综合设计通常由PLC输出量状态的变化来划分状态划分：被控对象工作状态的变化。1.工步及划分状态定义：工作循环中，特定的机械动作。第一节顺序控制基本知识转换条件：导致状态转换的原因。转换条件可以单个信号，也可是若干个信号的逻辑组合。状态转换：从一个状态进入一个新的状态。2.状态转换及转换条件3.顺序功能图的组成n-1nn+1abc第n-1步执行的动作第n步执行的动作第n+1步执行的动作n+2第n+2步执行的动作de②步进方向④动作（输出）③转换和转换条件①工步（状态）转换条件d和d，分别表示转换信号“ON”或“OFF”时条件成立；转换条件d↑和d↓分别表示转换信号从“OFF”变成“ON”和从“ON”变成“OFF”时条件成立。

顺序功能图实例123abcd单列结构1．单列结构二、顺序功能图的基本结构2.选择结构00a1112131b1c1122232选择开始40a413243541选择结束c6b53）并列结构并联开始00112131a12223240132435c41并联结束4.循环结构a1b2c3f4d条件循环单循环a123dbc助记符名称功能梯形图说明STEP步进控制领域定义步进控制结束，指令以后执行的是常规梯形图程序1）S为工步编号，可用辅助继电器号表示。2）步进区内的编号和步进区外的编号不能重复。3）在步进区内不能使用互锁、转移、结束、子程序指令。STEP步进控制的开始SNXT步进控制前一步复位、后一步开始第二节步进指令与顺序控制一、步进指令STEPSTEPSSNXTS步进指令示例由W200.01控制的步由W200.00控制的步STEPW200.00STEP0.00SNXTW200.00001SNXTW200.01STEPW200.01第二步第一步步结束步开始……0.02SNXTW200.021）步的开始，由SNXT引导，一直持续到没有控制位的STEP结束。2）由一个带控制位S的STEP来定义一个步的起始。3）使用相同控制位的SNXT指令来起动这个控制位步的执行。4）一步完成时，该步中所有的继电器都为OFF，所有定时器都复位，计数器、移位寄存器及KEEP中使用的继电器都保持其状态。5）在步进区域中，不会出现同名双线圈输出引起的问题。6）步程序内不能使用联锁、跳转、SBN和END指令。二、步进指令的应用1．用步进指令设计单列结构控制程序2．用步进指令设计选择结构控制程序3．用步进指令设计并行结构控制程序或4．用步进指令设计循环结构控制程序第三节基本指令与顺序控制一、用基本指令设计单列顺序控制程序1．基本指令设计模板状态转换模板组合输出模板

n-1bn+1nnn输出n+2n:本状态标志n-1:上一状态标志n+1:下一状态标志

b:状态转换条件状态转换模板组合输出模板

n-1nn+1abc第n-1步执行的动作第n步执行的动作第n+1步执行的动作n+2第n+2步执行的动作den-1bn+1nnn输出n+2具有相同输出要求的输出状态的组合2．状态转换模板的缺点和改进

缺点：在状态转换过程中，有一个扫描周期，两个相邻状态会同时有效。

改进：使用SET、RSET指令工步标志上一工步转入条件下一工步输出W0.00无0.06W210.00W210.00W0.000.08W210.01\W210.03100.01、T1W210.040.06W210.01W210.00T1·0.00W210.02\W210.03100.01、100.02、T2W210.02W210.01T2·0.00W210.03100.03W210.03W210.020.00W210.04100.04、T3W210.010.00W210.000.00W210.04W210.03T3·0.01W210.00二、用基本指令设计较复杂顺序控制程序1．顺序功能图分析2．梯形图编写1）将本步的每个“上一工步节点”（常开）和相应转换条件接点串联，形成一个驱动块，有几个入口，就将几个驱动块并联，最下面是本步的常开接点自锁；2）将本步的每个“下一工步接点”（常闭）串联，目的是为了进入到下一步时，“下一工步接点”(常闭)会断开，使本工步复位。实例组合输出讨论：为什么要组合输出？为了防止同名双线圈输出。3．用步进指令编写梯形图第二步第三步第四步第五步第一步初始步第四节顺序控制程序的综合设计分拣杆左右移动电磁铁上下运动吸引大、小铁球，有选择地放到相应的容器中以大小球分拣系统为例介绍一、工作过程和控制要求1．工作过程原点：SQ1、SQ4压合。初始状态:原点*电磁铁没有吸引铁球。1）电磁铁下降，2s后吸引或释放铁球；吸引或释放1s后电磁铁上升。2）大、小球由SQ5判别。3）分拣杆的左右移动由电动机M的正反转控制。4）电磁铁的上下移动由电磁阀YV控制气缸的运动来完成。5）电磁铁YA得电吸引铁球，失电释放。2．常见的控制要求（1）运行方式

手动和自动两种方式1）自动部分执行正常的分拣工作。2）手动部分用于位置调整和手动复位。（2）循环方式

多循环和单循环两种选择1）单循环，执行一次分拣循环后，回到原点停止。2）多循环，执行多次循环，直到按下停止按钮才结束。（3）停止方式

循环停止、紧急停止（急停）和紧急返回（急返）1）循环停止，完成本轮的分拣任务，停止。2）紧急停止，立即停止（注意安全问题）。3）紧急返回，按原路返回原点（也要考虑安全问题）。（4）停止后的再启动

1）急返后的启动，应考虑返回时有没有吸引铁球。2）急停后的再启动，①手动复位；②设计一段初始化程序；③按下启动按钮直接从急停点继续运行。第一步，自动循环顺序控制；第二步，完成综合设计二、操作面板设计和I/O分配1．操作面板二、操作面板设计和I/O分配2．I/O分配表二、操作面板设计和I/O分配3．I/O接线图二、控制程序设计1．控制程序结构图1）自动程序段当常闭触点0.11闭合、常开触点0.11断开，进入自动程序段。2）手动程序段当常闭触点0.11断开，常开触点0.11闭合时，进入手动程序段。3）组合输出程序段将自动程序段和手动程序段中的状态标志在这里进行组合，然后输出。4）其它设置2．自动循环段程序设计（1）顺序功能图（2）梯形图设计（不含输出）2．自动循环段程序设计（3）多循环和单循环设计加入触点0.05，常闭触点0.05闭合，进入多循环方式；反之，进入单循环方式。单循环时，不能回到第1步，最后一步（W0.06左移）要依靠左限位（0.06），左移到位后，停止这一步。第1步第8步3．手动操作段程序设计1）设置了三个按钮SB3、SB4、SB5来实现手动的左移、右移和下降操作。2）设计了手动操作的条件，互锁和限位。

如第1条，当左移按钮按下、右移按钮未按下，且电磁铁上升到位时，才能手动左移，当左移到左侧触碰左限位行程开关时，左移停止。3）每一步也不直接输出到输出点，通过辅助继电器作为状态标志过渡。4．组合输出程序设计1）加入互锁，确保安全2