PLC基礎(chǔ)原理及編程技巧(共25頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一部分 PLC基礎(chǔ)原理及編程技巧第一章 PLC基本概念可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller) 簡(jiǎn)稱PLC 它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制隨著技術(shù)的發(fā)展這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍因此今天這種裝置稱作可編程控制器簡(jiǎn)稱PC 但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。一. PLC 的由來(lái)在60 年代汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基

2、本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝隨著生產(chǎn)的發(fā)展汽車型號(hào)更新的周期愈來(lái)愈短這樣繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝十分費(fèi)時(shí)費(fèi)工費(fèi)料甚至阻礙了更新周期的縮短為了改變這一現(xiàn)狀美國(guó)通用汽車公司在1969 年公開(kāi)招標(biāo)要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)即。1. 編程方便現(xiàn)場(chǎng)可修改程序2. 維修方便采用模塊化結(jié)構(gòu)3. 可靠性高于繼電器控制裝置4. 體積小于繼電器控制裝置5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)6. 成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)7. 輸入可以是交流115V8. 輸出為交流115V 2A 以上能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥接觸器等9. 在

3、擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)只要很小變更10. 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC) 研制出第一臺(tái)PLC 在美國(guó)通用汽車自動(dòng)裝配線上試用獲得了成功這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂操作方便可靠性高通用靈活體積小使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)很快地在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用.到1971 年已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品飲料冶金造紙等工業(yè)這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)也受到了世界其他國(guó)家的高度重視1971 日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)很快研制出了日本第一臺(tái)PLC 1973 年西歐國(guó)家也研制出它們的第一臺(tái)PLC 我國(guó)從1974 年開(kāi)始研制于1977 年開(kāi)始工業(yè)應(yīng)用。二. PLC 的定義PLC 問(wèn)世以來(lái)

4、盡管時(shí)間不長(zhǎng)但發(fā)展迅速為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)NEMA(National Electrical Manufactory Association) 經(jīng)過(guò)四年的調(diào)查工作于1984 年首先將其正式命名為PC(Programmable Controller),并給PC 作了如下定義。PC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯順序計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)與演算等功能并通過(guò)數(shù)字或類似的輸入/輸出模塊以控制各種機(jī)械或工作程序一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行PC 之功能著亦被視為PC 但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器以后國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)又先后頒布了PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草

5、案第一稿第二稿并在1987 年2 月通過(guò)了對(duì)它的定義?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的它采用一類可編程的存儲(chǔ)器用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序執(zhí)行邏輯運(yùn)算順序控制定時(shí)計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?？傊删幊炭刂破魇且慌_(tái)計(jì)算機(jī)它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)它具有豐富的輸入/輸出接口并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用在實(shí)際應(yīng)用時(shí)其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。三、可

6、編程控制器定義（1987 年 國(guó)際電工委員會(huì)）可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。四、可編程控制器的產(chǎn)生1. 1968 年，美國(guó)最大的汽車制造廠家通用汽車公司（GM 公司）提出設(shè)想。2. 1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了世界上第一臺(tái) PC，型號(hào)為 PDP-14。3. 第一代：從第一臺(tái)可編程控制器誕生到 70 年代初期。其特點(diǎn)是：CPU 由中小規(guī)模集成電路組成，存儲(chǔ)器為磁芯存儲(chǔ)器；4. 第二代：

7、70 年代初期到 70 年代末期。其特點(diǎn)是：CPU 采用微處理器，存儲(chǔ)器采用 EPROM ；5. 第三代：70 年代末期到 80 年代中期。其特點(diǎn)是：CPU 采用 8 位和 16 位微處理器，有些還采用多微處理器結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)器采用 EPROM、EAROM、CMOSRAM 等 ；6. 第四代：80 年代中期到 90 年代中期。PC 全面使用 8 位、16 位微處理芯片的位片式芯片，處理速度也達(dá)到 1us/步 ；7. 第五代：90 年代中期至今。PC 使用 16 位和 32 位的微處理器芯片，有的已使用 RISC 芯片。第二章可編程控制器的基本特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用領(lǐng)域一. PLC 的由來(lái)在60 年代

8、汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝隨著生產(chǎn)的發(fā)展汽車型號(hào)更新的周期愈來(lái)愈短這樣繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝十分費(fèi)時(shí)費(fèi)工費(fèi)料甚至阻礙了更新周期的縮短為了改變這一現(xiàn)狀美國(guó)通用汽車公司在1969 年公開(kāi)招標(biāo)要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)即1. 編程方便現(xiàn)場(chǎng)可修改程序2. 維修方便采用模塊化結(jié)構(gòu)3. 可靠性高于繼電器控制裝置4. 體積小于繼電器控制裝置5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)6. 成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)7. 輸入可以是交流115V8. 輸出為交流115V 2A 以上能直

9、接驅(qū)動(dòng)電磁閥接觸器等9. 在擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)只要很小變更10. 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K一、可編程控制器的基本特點(diǎn)1、靈活、實(shí)用2、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)3、編程簡(jiǎn)單、使用方便4、接線簡(jiǎn)單5、功能強(qiáng)6、體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化二、可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)1向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展 CPU 處理速度進(jìn)一步加快，存儲(chǔ)容量進(jìn)一步擴(kuò)大2控制系統(tǒng)將分散化 分散控制、集中管理的原則。3可靠性進(jìn)一步提高 隨著 PC 進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，對(duì)可靠性的要求進(jìn)一步提高。硬件冗余的容錯(cuò)技術(shù)將進(jìn)一步應(yīng)用。4控制與管理功能一體化 PC 將廣泛采用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，使 PC 系統(tǒng)的

10、生產(chǎn)控制功能和信息管理功能融為一體。三、PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域1、開(kāi)關(guān)量邏輯控制2、模擬量閉環(huán)控制3、數(shù)據(jù)量的職能控制4、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控5、通訊聯(lián)網(wǎng)與集算散控制第三章 可編程控制器的組成（一）硬件構(gòu)成1、中央處理單元（CPU）(1)診斷 PLC 電源、內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。(2)采集現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并送入 PLC 的寄存器中。(3)逐條讀取指令，完成各種運(yùn)算和操作。(4)將處理結(jié)果送至輸出端。(5)響應(yīng)各種外部設(shè)備的工作請(qǐng)求。2、存儲(chǔ)器 （ROM/RAM）（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器（ROM） 用以存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，PLC 出廠前已將其固化在只讀存儲(chǔ)器ROM

11、或 PROM 中，用戶不能更改。（2）用戶存儲(chǔ)器（RAM） 包括用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。這類存儲(chǔ)器一般由低功耗的 CMOS-RAM 構(gòu)成，其中的存儲(chǔ)內(nèi)容可讀出并更改。掉電會(huì)丟失存儲(chǔ)的內(nèi)容，一般用鋰電池來(lái)保持。注意： PLC 產(chǎn)品手冊(cè)中給出的“存儲(chǔ)器類型”和“程序容量”是針對(duì)用戶程序存儲(chǔ)器而言的3、可編程控制器輸入端口電路開(kāi)關(guān)量輸入接口電路：采用光電耦合電路，將限位開(kāi)關(guān)、手動(dòng)開(kāi)關(guān)、編碼器等現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成 CPU 所能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。PLC 的輸入接口電路（直流輸入型）4、可編程控制器輸出接口電路開(kāi)關(guān)量輸出接口電路：采用光電耦合電路，將 CPU 處理過(guò)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需

12、要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等外部設(shè)備的通斷電。有三種類型：第一：繼電器輸出型：為有觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較低的直流負(fù)載或交流負(fù)載回路。第二：晶閘管輸出型： 為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較高的交流電源負(fù)載。第三：晶體管輸出型：為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較高的直流電源負(fù)載。第四章 可編程控制器的工作原理一、常見(jiàn)控制方式比較繼電器控制系統(tǒng)：硬邏輯并行運(yùn)行的方式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)：采用等待命令的工作方式，如鍵盤(pán)掃描方式或 I/O 掃描方式可編程控制器控制系統(tǒng)：循環(huán)掃描工作方式，即系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是按循環(huán)掃描方式完成的二、可編程控制器工作原

13、理1、可編程控制器在開(kāi)機(jī)后，完成內(nèi)部處理、通信處理、輸入刷新、程序執(zhí)行、輸出刷新五個(gè)工作階段，稱為一個(gè)掃描周期。完成一次掃描后，又重新執(zhí)行上述過(guò)程，可編程控制器這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。信號(hào)傳遞過(guò)程(從輸入到輸出)最終輸出刷新：將輸出映像寄存器的狀態(tài)寫(xiě)入輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路傳遞輸出端子，從而控制外接器件動(dòng)作。2、掃描周期和 I/O 滯后時(shí)間可編程控制器在運(yùn)行工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次掃描操作所需要的時(shí)間稱為掃描周期。其典型值為 1100ms。I/O 滯后時(shí)間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指可編程控制器外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的間隔。I/

14、O 滯后現(xiàn)象的原因（1）輸入濾波器有時(shí)間常數(shù)（2）輸出繼電器有機(jī)械滯后（3）PC 循環(huán)操作時(shí)，進(jìn)行公共處理、I/O 刷新和執(zhí)行用戶程序等產(chǎn)生掃描周期（4）程序語(yǔ)句的安排，也影響響應(yīng)時(shí)間第五章 FX2N 系列 PLC 編程元件分類和編號(hào)一、PLC 編程元件的物理實(shí)質(zhì)：電子電路及存儲(chǔ)器。稱“軟繼電器”二、輸入繼電器 X可編程控制器輸入接口的一個(gè)接線點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)輸入繼電器。輸入繼電器的線圈只能由機(jī)外信號(hào)驅(qū)動(dòng)，它可提供無(wú)數(shù)個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)供編程時(shí)使用。如圖 3.1。FX2N 系列的輸入繼電器采用八進(jìn)制地址編號(hào)，X0X267 最多可達(dá) 184 點(diǎn)。三、輸出繼電器 YPLC 輸出接口的一個(gè)接線點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)

15、輸出繼電器。輸出繼電器的線圈只能由程序驅(qū)動(dòng)，每個(gè)輸出繼電器除了為內(nèi)部控制電路提供編程用的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)外，還為輸出電路提供一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)與輸出接線端連接。驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載的電源由用戶提供。四、輔助繼電器 MPLC 內(nèi)部有很多輔助繼電器，和輸出繼電器一樣，只能由程序驅(qū)動(dòng)，每個(gè)輔助繼電器也有無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)、常閉接點(diǎn)供編程使用。其作用相當(dāng)于繼電器控制線路中的中間繼電器。輔助繼電器的接點(diǎn)在 PLC 內(nèi)部編程時(shí)可以任意使用，但它不能直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，外部負(fù)載必須由輸出繼電器的輸出接點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器 M 分類輔助繼電器分以下三種類型：通用輔助繼電器M0-M499，共 500 個(gè)點(diǎn)斷電保持輔助繼電器M500-M102

16、3 及 M1024-M3071 共 2572 點(diǎn)。特殊輔助繼電器M8000-M8255，共 256 個(gè)點(diǎn)。特殊輔助繼電器： 只能利用其接點(diǎn)的特殊輔助繼電器。線圈由 PLC 自動(dòng)驅(qū)動(dòng)，用戶只可以利用其接點(diǎn)。例如：M8000 為運(yùn)行監(jiān)控用，PLC 運(yùn)行時(shí) M8000 接通。M8002 為僅在運(yùn)行開(kāi)始瞬間接通的初始脈沖特殊輔助繼電器。 可驅(qū)動(dòng)線圈型特殊輔助繼電器。用戶激勵(lì)線圈后，PLC 作特定動(dòng)作。例如：M8033 為 PLC 停止時(shí)輸出保持特殊輔助繼電器。M8034 為禁止全部輸出特殊輔助繼電器。M8039 為定時(shí)掃描特殊輔助繼電器。五、狀態(tài)器 S狀態(tài)器 S 是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的重要軟元件，它與后續(xù)

17、的步進(jìn)梯形指令配合使用。通常狀態(tài)繼電器軟元件有下面五種類型1、初始狀態(tài)繼電器 S0S9 共 10 點(diǎn)。2、回零狀態(tài)繼電器 S10S19 共 10 點(diǎn)。3、通用狀態(tài)繼電器 S20S499 共 480 點(diǎn)。4、停電保持狀態(tài)器 S500S899 共 400 點(diǎn)。5、報(bào)警用狀態(tài)繼電器 S900S999 共 100 點(diǎn)。六、定時(shí)器 T定時(shí)器作為時(shí)間元件相當(dāng)于時(shí)間繼電器，由設(shè)定值寄存器、當(dāng)前值寄存器和定時(shí)器觸點(diǎn)組成。在其當(dāng)前值寄存器的值等于設(shè)定值寄存器的值時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作。故設(shè)定值、當(dāng)前值和定時(shí)器觸點(diǎn)是定時(shí)器的三要素。定時(shí)器累計(jì) PLC 內(nèi)的 1ms，10ms，100ms 等的時(shí)鐘脈沖，當(dāng)達(dá)到所定的設(shè)定

18、值時(shí)，輸出接點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器可以使用用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù) K 作為設(shè)定值，也可以用后述的數(shù)據(jù)寄存器 D 的內(nèi)容作為設(shè)定值。這里的數(shù)據(jù)寄存器應(yīng)有斷電保持功能。定時(shí)器可以分為：常規(guī)定時(shí)器 T0T245積算定時(shí)器 T246T2551、常規(guī)定時(shí)器的動(dòng)作過(guò)程2、積算定時(shí)器 T246T2551ms 積算定時(shí)器 T246T249 共四點(diǎn)，每點(diǎn)設(shè)定值范圍 0.001s32.767s；100ms 積算定時(shí)器 T250T255 共 6 點(diǎn)，每點(diǎn)設(shè)定值范圍 0.1s3276.7s。如圖所示，當(dāng)定時(shí)器線圈 T250 的驅(qū)動(dòng)輸入 X1 接通時(shí) T250 用當(dāng)前值計(jì)數(shù)器累計(jì) 100ms 的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)，當(dāng)該值與設(shè)定值 K

19、10 相等時(shí)，定時(shí)器的輸出接點(diǎn)輸出，當(dāng)計(jì)數(shù)中間驅(qū)動(dòng)輸入 X0 斷開(kāi)或停電時(shí)，當(dāng)前值可保持。輸入 X1 再接通或復(fù)電時(shí)，計(jì)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)累計(jì)時(shí)間為 10×0.1s1s 時(shí)，輸出接點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)復(fù)位輸入 X1 接通時(shí)，計(jì)數(shù)器就復(fù)位，輸出接點(diǎn)也復(fù)位。3、接點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)序接點(diǎn)動(dòng)作時(shí)序如圖所示。定時(shí)器在其線圈被驅(qū)動(dòng)后開(kāi)始計(jì)時(shí)，到達(dá)設(shè)定值后，在執(zhí)行第一個(gè)線圈指令時(shí)，其輸出接點(diǎn)動(dòng)作。從驅(qū)動(dòng)定時(shí)器線圈到其接點(diǎn)動(dòng)作稱為定時(shí)器接點(diǎn)動(dòng)作精度時(shí)間 t，tT+T0-。七、計(jì)數(shù)器 C可編程控制器的計(jì)數(shù)器共有兩種：內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器。內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)器有分為兩種：16 位遞加計(jì)數(shù)器和 32位增減計(jì)數(shù)器。1、16 位

20、遞加計(jì)數(shù)器設(shè)定值位 132767。其中，C0C99 共 100 點(diǎn)是通用型，C100C199 共 100 點(diǎn)是斷電保持型。下圖表示了遞加計(jì)數(shù)器的動(dòng)作過(guò)程。八、數(shù)據(jù)寄存器 D在進(jìn)行輸入輸出處理、模擬量控制、位置控制時(shí)，需要許多數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)。數(shù)據(jù)寄存器為 16 位，最高位為符號(hào)位，可用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來(lái)存放 32 位數(shù)據(jù)，最高位仍為符號(hào)位。數(shù)據(jù)寄存器分成下面幾類：通用數(shù)據(jù)寄存器 D0D199 共 200 點(diǎn)斷電保持/鎖存寄存器 D200D7999 共 7800 點(diǎn)特殊數(shù)據(jù)寄存器 D8000D8255 共 256 點(diǎn)文件數(shù)據(jù)寄存器 D1000D7999 共 7000 點(diǎn)1、通用數(shù)據(jù)寄

21、存器 D0D199 共 200 點(diǎn)一旦在數(shù)據(jù)寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)，只有不再寫(xiě)入其他數(shù)據(jù)，就不會(huì)變化。但是當(dāng) PLC 由運(yùn)行到停止或斷電時(shí)，該類數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)被清除為 0。但是當(dāng)特殊輔助繼電器 M8033 置 1，PLC 由運(yùn)行轉(zhuǎn)向停止時(shí)，數(shù)據(jù)可以保持。2、斷電保持/鎖存寄存器 D200D7999 共 7800 點(diǎn)斷電保持/鎖存寄存器有斷電保持功能，PLC 從 RUN 狀態(tài)進(jìn)入 STOP 狀態(tài)時(shí)，斷電保持寄存器的值保持不變。利用參數(shù)設(shè)定，可改變斷電保持的數(shù)據(jù)寄存器的范圍。3、特殊數(shù)據(jù)寄存器 D8000D8255 共 256 點(diǎn)這些數(shù)據(jù)寄存器供監(jiān)視 PLC 中器件運(yùn)行方式用。其內(nèi)容在電源接通時(shí)，寫(xiě)入初

22、始值（先全部清 0，然后由系統(tǒng) ROM 安排寫(xiě)入初始值）。例如，D8000 所存的警戒監(jiān)視時(shí)鐘的時(shí)間由系統(tǒng) ROM 設(shè)定。若有改變時(shí)，用傳送指令將目的時(shí)間送入 D8000。該值在 PLC 由 RUN 狀態(tài)到 STOP 狀態(tài)保持不變。未定義的特殊數(shù)據(jù)寄存器，用戶不能用。4、文件數(shù)據(jù)寄存器 D1000D7999 共 7000 點(diǎn)文件寄存器是以 500 點(diǎn)為一個(gè)單位，可被外部設(shè)備存取。文件寄存器實(shí)際上被設(shè)置為 PLC 的參數(shù)區(qū)。文件寄存器與鎖存寄存器是重疊的，可保證數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。FX2N 系列的文件寄存器可通過(guò) BMOV（塊傳送）指令改寫(xiě)九、變址寄存器（V/Z）變址寄存器除了和普通的數(shù)據(jù)寄存器有相同

23、的使用方法外，還常用于修改器件的地址編號(hào)。V、Z 都是 16 位的寄存器，第六章 PLC 的編程語(yǔ)言和基本指令一、可編程控制器的編程語(yǔ)言不同廠家，不同型號(hào)的 PLC 的編程語(yǔ)言只能適應(yīng)自己的產(chǎn)品。IEC 中的 PLC 編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)中有五種編程語(yǔ)言：順序功能圖編程語(yǔ)言、梯形圖編程語(yǔ)言、功能塊圖編程語(yǔ)言、指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言、結(jié)構(gòu)文本編程語(yǔ)言。 最常用的就是梯形圖編程語(yǔ)言和指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言。1、梯形圖編程語(yǔ)言梯形圖是在原繼電器接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來(lái)的一種圖形語(yǔ)言。它是目前用得最多的 PLC 編程語(yǔ)言。注意：梯形圖表示的并不是一個(gè)實(shí)際電路而只是一個(gè)控制程序，其間的連線表示的是它們

24、之間的邏輯關(guān)系，即所謂“軟接線”。常開(kāi)觸點(diǎn) ：常閉觸點(diǎn)：線圈：注意：它們并非是物理實(shí)體，而是“軟繼電器”。每個(gè)“軟繼電器”僅對(duì)應(yīng) PLC 存儲(chǔ)單元中的一位。該位狀態(tài)為“1”時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電器線圈接通，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)；狀態(tài)為“0”時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電器線圈不通，其常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)保持原態(tài)。2、梯形圖編程格式（1）梯形圖按行從上至下編寫(xiě)，每一行從左往右順序編寫(xiě)。PLC 程序執(zhí)行順序與梯形圖的編寫(xiě)順序一致。（2）圖左、右邊垂直線稱為起始母線、終止母線。每一邏輯行必須從起始母線開(kāi)始畫(huà)起，終止于繼電器線圈或終止母線（有些 PLC 終止母線可以省略）。（3）梯形圖的起始母線與線圈之間一定要有觸點(diǎn)，而線

25、圈與終止母線之間則不能有任何觸點(diǎn)。3、指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言助記符語(yǔ)言類似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言，用一些簡(jiǎn)潔易記的文字符號(hào)表達(dá) PLC 的各種指令。同一廠家的 PLC 產(chǎn)品，其助記符語(yǔ)言與梯形圖語(yǔ)言是相互對(duì)應(yīng)的，可互相轉(zhuǎn)換。助記符語(yǔ)言常用于手持編程器中，梯形圖語(yǔ)言則多用于計(jì)算機(jī)編程環(huán)境中。案例在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，某些生產(chǎn)機(jī)械常要求既能正常起動(dòng)，又能實(shí)現(xiàn)調(diào)整位置的點(diǎn)動(dòng)工作。 試用可編程控制器的基本邏輯指令來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)及連續(xù)運(yùn)行。1、異步電動(dòng)機(jī)控制線路圖圖（a）為主電路。工作時(shí)，合上刀開(kāi)關(guān) QS ，三相交流電經(jīng)過(guò) QS ，熔斷起 FU ，接觸器 KM 主觸點(diǎn)，熱繼電器 FR至三相交流電動(dòng)機(jī)。圖（b）為最

26、簡(jiǎn)單的點(diǎn)動(dòng)控制線路。起動(dòng)按鈕 SB 沒(méi)有并聯(lián)接觸器 KM 的自鎖觸點(diǎn)，按下 SB ， KM 線圈通電，松開(kāi)按鈕 SB 時(shí)，接觸器 KM 線圈又失電，其主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。圖（c）是帶手動(dòng)開(kāi)關(guān) SA 的點(diǎn)動(dòng)控制線路。當(dāng)需要點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，只要把開(kāi)關(guān) SA 斷開(kāi)，由按鈕 SB 2 來(lái)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。當(dāng)需要正常運(yùn)行時(shí)，只要把開(kāi)關(guān) SA 合上，將 KM 的自鎖觸點(diǎn)接入，即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。圖（d）中增加了一個(gè)復(fù)合按鈕 SB 3 來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。需要點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí)，按下 SB 3 點(diǎn)動(dòng)按鈕，其常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)自鎖電路，常開(kāi)觸發(fā)后閉合接通起動(dòng)控制電路， KM 接觸器線圈得電，主觸點(diǎn)閉合，接通三相電源，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)

27、運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)松開(kāi)點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB 3 時(shí)， KM 線圈失電， KM 主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。若需要電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，由停止按鈕 SB 1 及起動(dòng)按鈕 SB 2 控制，接觸器 KM 的輔助觸點(diǎn)起自鎖作用。2、可編程控制器的硬件連接實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)及連續(xù)運(yùn)行所需的器件有：起點(diǎn)按鈕 SB1 ，停止按鈕 SB2 ，交流接觸器 KM ，熱繼電器 JR 及刀開(kāi)關(guān) QS 等。主電路的連接如圖所示。3、梯形圖的設(shè)計(jì)梯形圖便是是以圖形符號(hào)及圖形符號(hào)在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語(yǔ)言，是從繼電器電路圖演變而來(lái)。兩者部分符號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。根據(jù)輸入輸出接線圈可設(shè)計(jì)出異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行的梯形圖如圖 （a）所示。工作

28、過(guò)程分析如下：當(dāng)按下 SB1 時(shí)，輸入繼電器 X0 得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)未過(guò)熱，熱繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)不閉合，輸入繼電器 X2 不接通，其常閉觸點(diǎn)保持閉合，則此時(shí)輸出繼電器 Y0 接通，進(jìn)而接觸器 KM 得電，其主觸點(diǎn)接通電動(dòng)機(jī)的電源，則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)松開(kāi)按鈕 SB1 時(shí)， X0 失電，其觸點(diǎn)斷開(kāi)， Y0 失電，接觸點(diǎn) KM 斷電，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，即本梯形圖可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制功能。大家可能發(fā)現(xiàn)，在梯形圖中使用的熱繼電器的觸點(diǎn)為常開(kāi)觸點(diǎn)，如果要使用常閉觸點(diǎn)，梯形圖應(yīng)如何設(shè)計(jì)？圖（b）為電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行的梯形圖，其工作過(guò)程分析如下：當(dāng)按 SB1 被按下時(shí) X0 接通，Y0 置 1，這時(shí)電動(dòng)

29、機(jī)連續(xù)運(yùn)行。需要停車時(shí)，按下停車按鈕 SB2，串聯(lián)于 Y0 線圈回路中的 X1 的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， Y0 置 1，電機(jī)失電停車。起-保-停電路梯形圖（b）稱為啟-保-停電路。這個(gè)名稱主要來(lái)源于圖中的自保持觸點(diǎn) Y0 。并聯(lián)在 X0 常開(kāi)觸點(diǎn)上的 Y0 常開(kāi)觸點(diǎn)的作用是當(dāng)鈕 SB 1 松開(kāi)，輸入繼電器 X0 斷開(kāi)時(shí)，線圈 Y0 仍然能保持接通狀態(tài)。工程中把這個(gè)觸點(diǎn)叫做“自保持觸點(diǎn)“。啟-保-停電路是梯形圖中最典型的單元，它包含了梯形圖程序的全部要素。它們是：a 、事件 每一個(gè)梯形圖支路都針對(duì)一個(gè)事件。事件輸出線圈（或功能框）表示，本例中為 Y0 。b 、事件發(fā)生的條件 梯形圖支路中除了線圈外還有觸

30、點(diǎn)的組合，使線圈置 1 的條件既是事件發(fā)生的條件，本例中為起動(dòng)按鈕 X0 置 1。c 、事件得以延續(xù)的條件 觸點(diǎn)組合中使線圈置 1 得以持久的條件。本例中為與 X0 并聯(lián)的 Y0 的自保持觸點(diǎn)。d 、使事件終止的條件 觸點(diǎn)組合中使線圈置 1 中斷的條件。本例中為 X1 的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。4、語(yǔ)句表點(diǎn)動(dòng)控制即圖（a）所使用到的基本指令有：從母線取用常開(kāi)觸點(diǎn)指令 LD ；常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)指令 ANI ；輸出繼電器的線圈驅(qū)動(dòng)指令 OUT 。而每條指令占用一個(gè)程序步，語(yǔ)句表如下連續(xù)運(yùn)行控制即圖（b）所使用到的基本指令有：從母線取用常開(kāi)觸點(diǎn)指令 LD ；常開(kāi)觸點(diǎn)的并聯(lián)指令 OR ；常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)指令 ANI

31、 ；輸出繼電器的線圈驅(qū)動(dòng)指令 OUT 。語(yǔ)句表如下：第七章 PLC程序設(shè)計(jì)步驟及編程技巧一、PLC程序設(shè)計(jì)基本步驟 （1）根據(jù)控制要求，確定控制的操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)、連續(xù)、單步等），應(yīng)完成的動(dòng)作（動(dòng)作的順序和動(dòng)作條件），以及必須的保護(hù)和聯(lián)鎖；還要確定所有的控制參數(shù)，如轉(zhuǎn)步時(shí)間、計(jì)數(shù)長(zhǎng)度、模擬量的精度等。 （2）根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的需要，把所有的按鈕、限位開(kāi)關(guān)、接觸器、指示燈等配置按照輸入、輸出分類；每一類型設(shè)備按順序分配輸入/輸出地址，列出PLC的I/O地址分配表。每一個(gè)輸入信號(hào)占用一個(gè)輸入地址，每一個(gè)輸出地址驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部負(fù)載。（3）對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，應(yīng)先繪制出控制流程圖，參照流程圖進(jìn)行程

32、序設(shè)計(jì)?？梢杂锰菪螆D語(yǔ)言，也可以用助記符語(yǔ)言。 （4）對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試、修改，直至滿意為止。調(diào)試時(shí)可采用分段調(diào)試，并利用計(jì)算機(jī)或編程器進(jìn)行監(jiān)控。 （5）程序設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。開(kāi)始時(shí)先帶上輸出設(shè)備（如接觸器、信號(hào)指示燈等），不帶負(fù)載進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試正常后，再帶上負(fù)載運(yùn)行。全部調(diào)試完畢，交付試運(yùn)行。如果運(yùn)行正常，可將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。二、程序設(shè)計(jì)技巧 1梯形圖應(yīng)體現(xiàn)“左重右輕”、“上重下輕”的原則 2盡量避免出現(xiàn)分支點(diǎn)梯形圖 3將多層控制轉(zhuǎn)化為多分支控制 4橋式電路無(wú)法進(jìn)行直接編程 5避免輸入對(duì)輸出響應(yīng)的滯后三、常用基本環(huán)節(jié)梯形圖程序1、啟動(dòng)、保持和停止電路實(shí)現(xiàn) Y1

33、0 的啟動(dòng)、保持和停止的四種梯形圖如圖所示。這些梯形圖均能實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、保持和停止的功能。X0 為啟動(dòng)信號(hào)，X1 為停止信號(hào)。圖 a、c 是利用 Y10 常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自鎖保持，而圖 b、d 是利用 SET、RST 指令實(shí)現(xiàn)自鎖保持。2、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制3、常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理如果輸入信號(hào)只能由常開(kāi)觸點(diǎn)提供，梯形圖中的觸點(diǎn)類型與繼電器電路的觸點(diǎn)類型完全一致。如果接入 PLC 的是輸入信號(hào)的常閉觸點(diǎn)，這時(shí)在梯形圖中所用的 X1 的觸點(diǎn)的類型與 PLC 外接 SB2 的常開(kāi)觸點(diǎn)時(shí)剛好相反 ， 與 繼 電 器 電 路 圖 中 的 習(xí) 慣 也 是 相 反 的 。 建 議 盡 可 能 采 用 常 開(kāi)

34、 觸 點(diǎn) 作 為 PLC 的 輸 入 信 號(hào) 。4、多繼電器線圈控制電路下圖是可以自鎖的同時(shí)控制 4 個(gè)繼電器線圈的電路圖。其中 X0 是起動(dòng)按鈕，X1 是停止按鈕。5、多地控制電路下圖是兩個(gè)地方控制一個(gè)繼電器線圈的程序。其中 X0 和 X1 是一個(gè)地方的起動(dòng)和停止控制按鈕，X2 和 X3 是另一個(gè)地方的起動(dòng)和停止控制按鈕。6、互鎖控制電路下圖是 3 個(gè)輸出線圈的互鎖電路。其中 X0、X1 和 X2 是起動(dòng)按鈕，X3 是停止按鈕。由于 Y0、Y1、Y2 每次只能有一個(gè)接通，所以將 Y0、Y1、Y2 的常閉觸點(diǎn)分別串聯(lián)到其它兩個(gè)線圈的控制電路中。7、順序起動(dòng)控制電路如圖所示。Y0 的常開(kāi)觸點(diǎn)串在

35、 Y1 的控制回路中，Y1 的接通是以 Y0 的接通為條件。這樣，只有 Y0 接通才允許 Y1 接通。Y0 關(guān)斷后 Y1 也被關(guān)斷停止，而且 Y0 接通條件下，Y1 可以自行接通和停止。X0、X2 為起動(dòng)按鈕，X1、X3 為停止按鈕。8、集中與分散控制電路在多臺(tái)單機(jī)組成的自動(dòng)線上，有在總操作臺(tái)上的集中控制和在單機(jī)操作臺(tái)上分散控制的聯(lián)鎖。集中與分散控制的梯形圖如圖所示。X2 為選擇開(kāi)關(guān)，以其觸點(diǎn)為集中控制與分散控制的聯(lián)鎖觸點(diǎn)。當(dāng) X2 為 ON 時(shí)，為單機(jī)分散起動(dòng)控制；當(dāng) X2 為 OFF時(shí)，為集中總起動(dòng)控制。在兩種情況下，單機(jī)和總操作臺(tái)都可以發(fā)出停止命令。9、自動(dòng)與手動(dòng)控制電路在自動(dòng)與半自動(dòng)工

36、作設(shè)備中，有自動(dòng)控制與手動(dòng)控制的聯(lián)鎖，如圖所示。輸入信號(hào) X1 是選擇開(kāi)關(guān)，選其觸點(diǎn)為聯(lián)鎖型號(hào)。當(dāng) X1 為 ON 時(shí)，執(zhí)行主控指令，系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)控制程序，自動(dòng)控制有效，同時(shí)系統(tǒng)執(zhí)行功能指令 CJ? P63，直接跳過(guò)手動(dòng)控制程序，手動(dòng)調(diào)整控制無(wú)效。當(dāng) X1 為 OFF 時(shí)，主控指令不執(zhí)行，自動(dòng)控制無(wú)效，跳轉(zhuǎn)指令也不執(zhí)行，手動(dòng)控制有效。10、閃爍電路當(dāng)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)將 X0 接通，啟動(dòng)脈沖發(fā)生器。延時(shí) 2s 后 Y0 接通，再延時(shí) 1s 后 Y0 斷開(kāi)。這一過(guò)程周期性地重復(fù)。Y0 輸出一系列脈沖信號(hào)，其周期為 3s，脈寬為 1s。11、延合延分電路如圖所示用 X0 控制 Y0，當(dāng) X0 的常開(kāi)觸點(diǎn)接通

37、后，T0 開(kāi)始定時(shí)，10s 后 T0 的常開(kāi)觸點(diǎn)接通，使 Y0 變?yōu)?ON。X0 為 ON時(shí)其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使 T1 復(fù)位，X0 變?yōu)?OFF 后 T1 開(kāi)始定時(shí)，5s 后 T1 的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使 Y0 變?yōu)?OFF，T1 也被復(fù)位。Y0用起動(dòng)、保持、停止電路來(lái)控制。12、定時(shí)范圍擴(kuò)展電路FX2N 系列 PLC 定時(shí)器的最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為 3276.7s，如果需要更長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間，可以采用以下方法以獲得較長(zhǎng)延時(shí)時(shí)間。時(shí)間。（1）多個(gè)定時(shí)器組合電路如圖所示。當(dāng) X0 接通，T0 線圈得電并開(kāi)始延時(shí)，延時(shí)到 T0 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，又使 T1 線圈得電，并開(kāi)始延時(shí)，當(dāng)定時(shí)器T1 延時(shí)到，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，再

38、使 T2 線圈得電，并開(kāi)始延時(shí)，當(dāng)定時(shí)器 T2 延時(shí)到，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，才使 Y0 接通。因此，從 X0 為 ON 開(kāi)始到 Y0 接通共延時(shí) 9000s。（2）定時(shí)器和計(jì)數(shù)器組合當(dāng) X1 為 ON 時(shí)，T1 開(kāi)始定時(shí)，0.6s 后 T1 定時(shí)時(shí)間到，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使它自己復(fù)位，復(fù)位后 T1 的當(dāng)前值變?yōu)?0，同時(shí)它的常閉觸點(diǎn)接通，使它自己的線圈重新通電，又開(kāi)始定時(shí)。T1 將這樣周而復(fù)始地工作，直至 X1 變?yōu)?OFF。從分析中可看出，最上面一行電路是一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器，脈沖周期等于 T1 的設(shè)定值。產(chǎn)生的脈沖列送給 C0 計(jì)數(shù)，計(jì)滿 3 個(gè)數(shù)后，C0 的當(dāng)前值等于設(shè)定值，它的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y0 開(kāi)始輸出。第八章 PLC 程序設(shè)計(jì)方法：繼電器控制電路移植法一、繼電器控制電路移植法設(shè)計(jì)梯形圖用 PLC 改造繼電器控制系統(tǒng)時(shí)，因?yàn)樵械睦^電器控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用和考驗(yàn)，已被證明能夠完成系統(tǒng)要求的控制功能，而且繼電器電路圖與梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖，即將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為具有相同功能的 PLC 外部硬件接線圖和梯形圖。二、繼電器控制電路移植法設(shè)計(jì)梯形圖設(shè)計(jì)步驟1. 了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過(guò)程和機(jī)械的 動(dòng)作情況。2.確定 PLC 的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載，畫(huà)出 PLC