PLC基礎知識培訓

1、Page: Page: 1 1/70/70 PLCPLC基礎知識基礎知識1.1.基本內容：基本內容：PLCPLC簡介、基本功能、特點、簡介、基本功能、特點、應用范圍、工作方式。應用范圍、工作方式。3.3.難點：難點：工作方式、掃描工作方式、掃描時間。時間。 2.2.重點：重點：定義、基本功能、工作方式。定義、基本功能、工作方式。Page: Page: 2 2/70/70 第一節(jié)第一節(jié) PLCPLC基礎知識基礎知識一、一、 PLCPLC的產生與歷史的產生與歷史二、二、 可編程控制器的定義可編程控制器的定義三、三、 PLCPLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢四、四、 PLCPLC的特點的特點五五

2、 、PLCPLC的基本功能的基本功能六、六、PLCPLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較Page: Page: 3 3/70/70 n 世界上第一臺世界上第一臺PLCPLC 1969 1969年由美國數(shù)字設備公司（年由美國數(shù)字設備公司（DECDEC）根據(jù)美國通用汽車）根據(jù)美國通用汽車公司（公司（GEGE）的要求研制成功）的要求研制成功。 n 背景：背景： 19681968年美國通用汽車公司（年美國通用汽車公司（GEGE），為了適應汽車型號），為了適應汽車型號的不斷更新，生產工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多的不斷更新，生產工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產，希望能有一種

3、新型工業(yè)控制器，它能做到盡可品種生產，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，能減少重新設計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期?？s短周期。 Page: Page: 4 4/70/70 n 近年來近年來PLCPLC發(fā)展迅速發(fā)展迅速 PLCPLC集三電（電控、電儀、電傳）為一體、性能價格集三電（電控、電儀、電傳）為一體、性能價格比高、高可靠性的特點，比高、高可靠性的特點，已成為自動化工程的核心設備。已成為自動化工程的核心設備。 PLCPLC成為具備計算機功能的一種通用工業(yè)控制裝置，其使成為具備計算機功能的一種通用工業(yè)控制裝置，其使用量

4、高居首位。用量高居首位。 PLCPLC成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大技術支柱（成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大技術支柱（PLCPLC、機器、機器人、人、CAD/CAMCAD/CAM）之一。）之一。Page: Page: 5 5/70/70 n PLCPLC三大流派三大流派 歐洲：歐洲：德國的西門子德國的西門子(SIEMENS)(SIEMENS)、AEGAEG及法國的及法國的TITI公司公司 美國：美國：A-BA-B（Allen-BradlyAllen-Bradly）( (其產品約占美國其產品約占美國PLCPLC市場市場5050的份額。的份額。 ) )、GEGE（General ElectricGeneral

5、 Electric）、莫迪康、莫迪康(MODICON)(MODICON)公司、德州儀器公司、德州儀器(T1)(T1)公司、公司、 歌德歌德(Gould)(Gould)公司、西屋公司公司、西屋公司 日本：日本：三菱電機（三菱電機（Mitsubishi ElectricMitsubishi Electric）、）、 歐姆龍（歐姆龍（OMRONOMRON）、）、 FUJIFUJI（日本主要發(fā)展中小型（日本主要發(fā)展中小型PLCPLC，在世界小型在世界小型PLCPLC市場上，日本產市場上，日本產品約占有品約占有7070的份額。在中國，的份額。在中國，OMRONOMRON產品的銷量居首位。）產品的銷量居首

6、位。） 目前國內市場還有目前國內市場還有韓國、臺灣韓國、臺灣等等PLCPLC產品產品；現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了；現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了系列系列化的國產化的國產PLCPLC，其價格相對低廉，性價比較高。，其價格相對低廉，性價比較高。Page: Page: 6 6/70/70 西門子西門子PLCPLC外形圖外形圖S7-200系列系列PLCS7-300系列系列PLCS7-400系列系列PLCPage: Page: 7 7/70/70 Q系列系列PLCFX2N系列系列PLCFX1N系列系列PLCFX1S系列系列PLCPage: Page: 8 8/70/70 歐姆龍歐姆龍PLCPLC外形圖外形圖C200H系列系列P

7、LCCPM1A、CPM2A系列系列PLCPage: Page: 9 9/70/70 PLCPLC的國內外狀況的國內外狀況 19741974年我國開始仿制美國的第二代年我國開始仿制美國的第二代PLCPLC產品，但因元器件產品，但因元器件質量和技術問題等原因未能推廣。直到質量和技術問題等原因未能推廣。直到19771977年，我國才研制年，我國才研制出第一臺具有實用價值的出第一臺具有實用價值的PLCPLC，并開始批量生產和應用于工業(yè)，并開始批量生產和應用于工業(yè)過程的控制。過程的控制。 主要廠家有：主要廠家有：北京和利時，科迪納，張前蘇。洛陽易達，北京和利時，科迪納，張前蘇。洛陽易達，無錫信捷，南京嘉

8、華，蘭州全志，廣州科賽恩，中山智達，無錫信捷，南京嘉華，蘭州全志，廣州科賽恩，中山智達，恒日等。恒日等。Page: Page: 1010/70/70 Page: Page: 1111/70/70 （1 1）向高速度、大存儲容量方向發(fā)展（）向高速度、大存儲容量方向發(fā)展（CPUCPU處理速度處理速度nSnS級；內級；內 存存2 2M M字節(jié)）字節(jié)） （2 2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性（超大型和超小型）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性（超大型和超小型） （3 3）產品更加規(guī)范化、標準化（硬件、軟件兼容的）產品更加規(guī)范化、標準化（硬件、軟件兼容的PLCPLC） （4 4）分散型、智能型、與現(xiàn)場總線兼容

9、的）分散型、智能型、與現(xiàn)場總線兼容的I I0 0 （5 5）加強聯(lián)網(wǎng)和通信的能力）加強聯(lián)網(wǎng)和通信的能力 （6 6）控制的開放和模塊化的體系結構）控制的開放和模塊化的體系結構OMACOMAC（open Modular open Modular Architecture for ControlArchitecture for Control）PLCPLC的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢Page: Page: 1212/70/70 通用性強，使用方便通用性強，使用方便 功能強，適應面廣功能強，適應面廣 可靠性高，抗干擾能力強可靠性高，抗干擾能力強控制程序可變具有很好的柔性控制程序可變具有很好的柔性編程方法簡單，

10、容易掌握編程方法簡單，容易掌握 PLCPLC控制系統(tǒng)的設計、安裝、調試和維修工作少控制系統(tǒng)的設計、安裝、調試和維修工作少. .極為方極為方便?？刂瞥绦蜃兓奖惚恪？刂瞥绦蜃兓奖? .具有很好的柔性。具有很好的柔性。體積小、重量輕、功耗低體積小、重量輕、功耗低 四、四、PLCPLC的特點的特點Page: Page: 1313/70/70 五五、PLCPLC的基本功能的基本功能1 1 邏輯控制功能邏輯控制功能2 2 定時控制功能定時控制功能3 3 計數(shù)控制功能計數(shù)控制功能4 4 步進控制功能步進控制功能5 5 數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能6 6 回路控制功能回路控制功能7 7 通訊聯(lián)網(wǎng)功能通訊聯(lián)網(wǎng)功

11、能8 8 監(jiān)控功能監(jiān)控功能9 9 停電記憶功能停電記憶功能10 10 故障診斷功能故障診斷功能Page: Page: 1414/70/70 六、六、PLCPLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較與繼電器控制系統(tǒng)比較 繼電器控制采用硬接線方式裝配而繼電器控制采用硬接線方式裝配而成，只能完成既定的功能。成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改變程序并改動少量控制只要改變程序并改動少量的接線端子，就可適應生產工藝的的接線端子，就可適應生產工藝的改變。改變。從適應性、可靠性及設計、安裝、從適應性、可靠性及設計、安裝、維護等各方面進行比較。傳統(tǒng)的繼維護等各方面進

12、行比較。傳統(tǒng)的繼電器控制大多數(shù)將被電器控制大多數(shù)將被PLC所取代。所取代。 PLC與工業(yè)計算機比較與工業(yè)計算機比較工業(yè)控制機控制要求開發(fā)人員具有工業(yè)控制機控制要求開發(fā)人員具有較高的計算機專業(yè)知識和微機軟件較高的計算機專業(yè)知識和微機軟件編程的能力。編程的能力。PLC采用了采用面向控制過程、面采用了采用面向控制過程、面向問題的向問題的“自然語言自然語言”進行編程，進行編程，使不熟悉計算機的人也能很快掌握使不熟悉計算機的人也能很快掌握使用使用 ，便于推廣應用。，便于推廣應用。PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場應用而設計的，是專為工業(yè)現(xiàn)場應用而設計的，具有更高的可靠性。具有更高的可靠性。在模型復雜、計算量大且較難、

13、實在模型復雜、計算量大且較難、實時性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制時性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制機則更能發(fā)揮其專長。機則更能發(fā)揮其專長。Page: Page: 1515/70/70 第二節(jié)第二節(jié) PLCPLC基本原理基本原理2.1 2.1 PLCPLC內部硬件框圖及各部分作用內部硬件框圖及各部分作用2.2 2.2 PLCPLC工作過程特點及主要性能指標工作過程特點及主要性能指標2.42.4 PLCPLC分類分類Page: Page: 1616/70/70 2.1 PLC2.1 PLC內部硬件框圖及各部分作用內部硬件框圖及各部分作用2.1.1 PLC2.1.1 PLC的組成的組成 PLCPLC由四部

14、分組成由四部分組成 ：中央處理單元（：中央處理單元（CPUCPU板）、板）、存儲部件、輸入存儲部件、輸入輸出（輸出（I/OI/O）部件和電源部件）部件和電源部件。Page: Page: 1717/70/70 PLCPLC的基本組成與一般的微機系統(tǒng)類似：的基本組成與一般的微機系統(tǒng)類似：是一種是一種特殊計算機特殊計算機 PLCPLC的基本組成的基本組成包括包括兩部分兩部分中央處理器（中央處理器（CPUCPU）、存儲器、輸入）、存儲器、輸入接口、輸出接口、通信接口、電源等接口、輸出接口、通信接口、電源等系統(tǒng)程序和用戶程序系統(tǒng)程序和用戶程序Page: Page: 1818/70/70 2.1.2 PL

15、C2.1.2 PLC內部主要部件功能內部主要部件功能1. PLC1. PLC中的中的CPUCPU作用及分類作用及分類CPUCPU的作用：的作用：按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLCPLC有條不紊地進有條不紊地進行工作。歸納起來主要有以下五個方面：行工作。歸納起來主要有以下五個方面：1 1）接收并存儲編程器或其它外設輸入的用戶程序或數(shù)據(jù)）接收并存儲編程器或其它外設輸入的用戶程序或數(shù)據(jù)2 2）診斷電源、）診斷電源、PLCPLC內部電路故障和編程中的語法錯誤等內部電路故障和編程中的語法錯誤等3 3）接收并存儲從輸入單元（接口）得到現(xiàn)場輸入狀態(tài)或數(shù)據(jù)）接收并存儲從輸入單元（接口）

16、得到現(xiàn)場輸入狀態(tài)或數(shù)據(jù)4 4）逐條讀取并執(zhí)行存儲器中的用戶程序，將運算結果存入存儲器）逐條讀取并執(zhí)行存儲器中的用戶程序，將運算結果存入存儲器5 5）根據(jù)運算結果，更新有關標志位和輸出內容，通過輸出接口實）根據(jù)運算結果，更新有關標志位和輸出內容，通過輸出接口實現(xiàn)控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功能現(xiàn)控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功能Page: Page: 1919/70/70 PLCPLC中常采用的中常采用的CPUCPU有三類：有三類： 1) 1) 通用微處理器（如通用微處理器（如Z80Z80、80868086、8028680286等）等） 2) 2) 單片微處理器（如單片微處理器（如80318031、8

17、0968096等）等） 3) 3) 位片式微處理器位片式微處理器( (如如AMD29WAMD29W等等) ) 小型小型PLCPLC：大多采用大多采用8 8位通用微處理器和單片微處理器位通用微處理器和單片微處理器； 中型中型PLCPLC：大多采用大多采用1616位通用微處理器或單片微處理器位通用微處理器或單片微處理器； 大型大型PLCPLC：大多采用高速位片式微處理器（大多采用高速位片式微處理器（3232位）位）； 小型小型PLCPLC為單為單CPUCPU系統(tǒng)系統(tǒng)； 中、大型中、大型PLCPLC則則大多為雙大多為雙CPUCPU或多或多CPUCPU系統(tǒng)系統(tǒng)； 對于雙對于雙CPUCPU系統(tǒng)，一個為系

18、統(tǒng)，一個為字處理字處理器，一般采用器，一般采用8 8位、位、1616位或位或3232位處位處理器理器；另一個為；另一個為位處理器，采用由各廠家設計制造的專用芯片。位處理器，采用由各廠家設計制造的專用芯片。Page: Page: 2020/70/70 u存儲器的作用：存儲器的作用： PLCPLC中，存儲器主要用于中，存儲器主要用于系統(tǒng)程序、用戶程序、數(shù)據(jù)系統(tǒng)程序、用戶程序、數(shù)據(jù)u存儲器的類型：存儲器的類型： 可讀可讀/ /寫操作的隨機存儲器寫操作的隨機存儲器RAMRAM 只讀存儲器只讀存儲器ROMROM、PROMPROM、EPROMEPROM、E E2 2PROMPROM2.2.系統(tǒng)程序存貯器系

19、統(tǒng)程序存貯器Page: Page: 2121/70/70 4. 4. 輸入輸入/ /輸出接口（輸出接口（I/OI/O模塊）模塊） 輸入輸入/ /輸出接口通常也稱輸出接口通常也稱I / O I / O 單元或單元或I / O I / O 模塊，是模塊，是PLCPLC與工業(yè)與工業(yè)生產現(xiàn)場之間的連接通道。生產現(xiàn)場之間的連接通道。 PLCPLC輸入接口輸入接口-用戶設備需用戶設備需輸入輸入PLCPLC的各種控制信號，如的各種控制信號，如限位限位開關、操作按鈕、選擇開關、行程開關以及其它一些傳感器輸出開關、操作按鈕、選擇開關、行程開關以及其它一些傳感器輸出的的開關量或模擬量開關量或模擬量( (要通過模數(shù)

20、變換進入機內要通過模數(shù)變換進入機內) )等，通過輸入接口等，通過輸入接口電路將電路將這些信號這些信號轉換成轉換成中央處理單元中央處理單元能夠能夠接收和處理接收和處理的的信號信號，用用這些這些數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)作為作為PLCPLC對被對被控制對象進行控制控制對象進行控制的的依據(jù)。依據(jù)。 PLCPLC輸出接口輸出接口-路將路將中央處理單元送出中央處理單元送出的的弱電控制信號弱電控制信號轉換成轉換成現(xiàn)場需要現(xiàn)場需要的的強電信號輸出強電信號輸出，以，以驅動電磁閥、接觸器、電機驅動電磁閥、接觸器、電機等被控等被控設備的執(zhí)行元件。設備的執(zhí)行元件。Page: Page: 2222/70/70 電平轉換功能：電平轉換功

21、能：由于由于外部輸入設備外部輸入設備和和輸出設備輸出設備所需的所需的信號信號電平電平是是多種多樣的，多種多樣的，而而PLCPLC內部內部CPUCPU的的處理的信號處理的信號是是標準電標準電平信號。平信號。 光電隔離和濾波功能光電隔離和濾波功能，以，以提高提高PLCPLC的的抗干擾能力抗干擾能力，通常還，通常還有有狀態(tài)指示狀態(tài)指示，工作狀況直工作狀況直觀觀，便于維護便于維護。 I / O I / O 接口的類型：接口的類型： 開關量輸入開關量輸入/ /輸出接口輸出接口 模擬量輸入模擬量輸入/ /輸出接口輸出接口Page: Page: 2323/70/70 輸入輸入/ /輸出（輸出（I/OI/O）

22、點數(shù)：）點數(shù)：是指是指PLCPLC的的I/OI/O接口接口所能接受所能接受的的輸入信號個數(shù)輸入信號個數(shù)和和輸出信號個數(shù)輸出信號個數(shù)的的總和?？偤?。是是選擇選擇PLCPLC的的重要依據(jù)之一。重要依據(jù)之一。 當當I/OI/O點數(shù)不夠點數(shù)不夠時，可通時，可通過過PLCPLC的的I/OI/O擴展接口擴展接口對對系統(tǒng)進行系統(tǒng)進行擴展。擴展。Page: Page: 2424/70/70 5.PLC5.PLC編程器及作用編程器及作用 編程器的作用：編程器的作用：是編輯、調試、輸入用戶程序，也可在是編輯、調試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控線監(jiān)控PLCPLC內部狀態(tài)和參數(shù)，與內部狀態(tài)和參數(shù)，與PLCPLC進行人機

23、對話。進行人機對話。 它是開發(fā)、應用、維護它是開發(fā)、應用、維護PLCPLC不可缺少的設備。不可缺少的設備。Page: Page: 2525/70/70 6. PLC6. PLC中的電源及作用中的電源及作用 PLCPLC配有配有開關式開關式穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源，以，以提供內部電路提供內部電路使用。使用。 與與普通電源普通電源相比，相比，PLCPLC電源的電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力穩(wěn)定性好、抗干擾能力強。強。因此，對于因此，對于電網(wǎng)提供電網(wǎng)提供的的電源穩(wěn)定度要求不高電源穩(wěn)定度要求不高，一，一般般允許電源電壓允許電源電壓在其在其額定值額定值15%15%的的范圍內波動。范圍內波動。 許多許多PLCPLC還

24、還向外提供直流向外提供直流2424V V穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源，用于對，用于對外部傳外部傳感感 器供電。器供電。 電源的容量。電源的容量。Page: Page: 2626/70/70 與與打印機打印機連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印 與與監(jiān)視器監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來連接，可將控制過程圖像顯示出來 與與PLCPLC連接，組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡，實現(xiàn)更大規(guī)模控制連接，組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡，實現(xiàn)更大規(guī)模控制 與與計算機計算機連接，組成多級分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結合連接，組成多級分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結合 與與人機界面（觸摸屏）人機界面

25、（觸摸屏）連接連接 與與智能接口模塊智能接口模塊連接。連接。智能接口模塊智能接口模塊是一是一獨立獨立的計算機系統(tǒng)，它的計算機系統(tǒng)，它有自己的有自己的CPUCPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及與、系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLCPLC系統(tǒng)系統(tǒng)總線相連的接口?？偩€相連的接口。PLCPLC的智能接口模塊種類很多的智能接口模塊種類很多，如：，如：高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊運動控制模塊、中斷控制模塊等。等。 與與編程器編程器連接連接Page: Page: 2727/70/70 編編 程程 器器 編程器是編程器是PLCPLC最常用的外設，也是最常用的外設，也是P

26、LCPLC中中唯一不唯一不需要需要通過功能模塊通過功能模塊而而直直接與總線相聯(lián)接接與總線相聯(lián)接的的外設。外設。 它通過它通過主機上主機上的的編程器接口直接編程器接口直接與主機相連。與主機相連。 編程器編程器上有上有一個方式選擇開關，一個方式選擇開關，用于用于控制控制PLCPLC主機主機的的工作方式。工作方式。Page: Page: 2828/70/70 掌上電腦編程器掌上電腦編程器 可編程終端可編程終端 Page: Page: 2929/70/70 8 8、其它功能模塊功能模塊、其它功能模塊功能模塊 模擬量輸入模塊（即模擬量輸入模塊（即A/DA/D模塊）模擬量模塊）模擬量數(shù)字量數(shù)字量 模擬量輸

27、出模塊（即模擬量輸出模塊（即D/AD/A模塊）數(shù)字量模塊）數(shù)字量模擬量模擬量 溫度傳感器模塊溫度傳感器模塊 溫度溫度模擬量模擬量數(shù)字量數(shù)字量 高速計數(shù)模塊高速計數(shù)模塊 高頻脈沖信號高頻脈沖信號 PIDPID模塊（比例、積分、微分）模塊（比例、積分、微分） 遠程遠程I/OI/O模塊模塊 擴展擴展I/OI/O點的距離點的距離 通訊模塊通訊模塊 與其它與其它PLCPLC、微機、互連網(wǎng)通訊、微機、互連網(wǎng)通訊Page: Page: 3030/70/70 u系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序: : 系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序，完成完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調用、管理、邏輯運算、通信及各種參數(shù)

28、設定用、管理、邏輯運算、通信及各種參數(shù)設定等功能。等功能。 系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序，由由PLCPLC的制造廠家編寫的，在的制造廠家編寫的，在PLCPLC使用過程使用過程中不會變動，中不會變動，它和它和PLCPLC的硬件組成有關的硬件組成有關，它關系到，它關系到PLCPLC的性的性能。能。 系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序，由由制造廠家直接固化在只讀存儲器制造廠家直接固化在只讀存儲器ROMROM、PROMPROM或或EPROMEPROM中，中，用戶不能訪問和修改。用戶不能訪問和修改。2.1.4 PLC2.1.4 PLC的軟件系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)1 1 系統(tǒng)程序；系統(tǒng)程序；2 2 用戶程序；用戶程序；3 3 編程語言編程

29、語言Page: Page: 3131/70/70 用戶程序用戶程序: : 用戶程序用戶程序是用戶根據(jù)是用戶根據(jù)控制對象生產工藝控制對象生產工藝及及控制的要求控制的要求而而編制編制的應用程序的應用程序。它是由。它是由PLCPLC控制對象控制對象的的要求而定的。要求而定的。 為為便于讀出、檢查和修改便于讀出、檢查和修改，用，用戶程序戶程序一般一般存于存于CMOSCMOS靜態(tài)靜態(tài)RAMRAM中中，用，用鋰電池鋰電池作為作為后備電源后備電源，以，以保證掉電保證掉電時時不會丟失信息。不會丟失信息。 為為防止干擾對防止干擾對RAMRAM中中程序程序的的破壞破壞，當，當用戶程序用戶程序經過經過運行正常運行正

30、常，不需要改變，不需要改變，可將其固化在可將其固化在EPROMEPROM中。中。 現(xiàn)在有許多現(xiàn)在有許多PLCPLC直接采用直接采用EEPROMEEPROM作為作為用戶存儲器。用戶存儲器。Page: Page: 3232/70/70 PLCPLC的編程語言的編程語言 在在PLCPLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時，的同時，PLCPLC的編程語言的編程語言也也越來越豐越來越豐富富，功能也不斷提高。功能也不斷提高。 程序的表達方式基本有四種：程序的表達方式基本有四種：梯形圖（梯形圖（Ladder diagram） 、指令表指令表（STLSTatement List）、邏輯功能塊、邏輯功能塊（

31、FBDFunction Block Diagram）和高級語言。和高級語言。梯形圖是當前使用最廣泛梯形圖是當前使用最廣泛的一種編程方法。的一種編程方法。 除了的除了的梯形圖語言外梯形圖語言外，為了，為了適應各種控制要求適應各種控制要求，出現(xiàn)了，出現(xiàn)了面向面向順序控制順序控制的的步進編程語言步進編程語言、面向過程控制面向過程控制的的流程圖語言流程圖語言、與計、與計算機兼容的算機兼容的高級語言（高級語言（BASICBASIC、C C語言等）語言等）等。等。 多種編程語言多種編程語言的的并存、互補與發(fā)展并存、互補與發(fā)展是是PLCPLC進步的一種趨勢。進步的一種趨勢。 Page: Page: 3333

32、/70/70 1. 1. 梯形圖編程語言梯形圖編程語言兩種梯形圖的繼電器符號圖對照兩種梯形圖的繼電器符號圖對照 梯形圖梯形圖（Ladder diagram）編程語言編程語言是一種是一種圖形語言圖形語言 , ,類似于類似于繼繼電器控制線路圖電器控制線路圖的的一種編程語言一種編程語言，它，它面向面向控制過程，控制過程，直觀易懂直觀易懂，是是PLCPLC編程語言中應用編程語言中應用最多的一種語言。最多的一種語言。 物理繼電器物理繼電器 PLC繼電器繼電器常開常開常閉常閉 觸觸 點點線線 圈圈Page: Page: 3434/70/70 (1)(1)名詞解釋名詞解釋軟繼電器軟繼電器 PCPC的繼電器的

33、繼電器不是不是物理物理的的電器電器，它是，它是PCPC內部的內部的寄存器位寄存器位，因，因為它具有與物理繼電器為它具有與物理繼電器相似的功能相似的功能，常稱之為，常稱之為“軟繼電器軟繼電器”。 PLCPLC每一個繼電器每一個繼電器都對應著內部的都對應著內部的一個寄存器位一個寄存器位，該位為，該位為“1”1”態(tài)態(tài)時，相當于時，相當于繼電器接通繼電器接通；為為“0”0”態(tài)時態(tài)時，則相當于，則相當于繼繼電器斷開。電器斷開。常閉觸點線圈常開觸點說明：說明：Page: Page: 3535/70/70 000000100001000PLC控制控制00001SB2KMKM繼電器繼電器 控控 制制SB1線圈

34、線圈線圈線圈常開觸點常開觸點常開觸點常開觸點常閉觸點常閉觸點常閉觸點常閉觸點(2)(2)兩種控制的梯形圖比較兩種控制的梯形圖比較Page: Page: 3636/70/70 物理繼電器物理繼電器繼電器需硬接線連接繼電器需硬接線連接觸點個數(shù)有限觸點個數(shù)有限PLCPLC繼電器繼電器繼電器用程序軟連接繼電器用程序軟連接觸點個數(shù)無限觸點個數(shù)無限繼電器的接線改變繼電器的接線改變控制功能改變控制功能改變PLCPLC的用戶程序改變的用戶程序改變 控制功能改變控制功能改變 ( (3 3) ) 兩種控制中繼電器的區(qū)別兩種控制中繼電器的區(qū)別Page: Page: 3737/70/70 用用PLCPLC控制控制外部

35、接線不變，改變用戶程序。外部接線不變，改變用戶程序。用繼電器控制用繼電器控制要改變控制電路的實際接線。要改變控制電路的實際接線。KMQFUKR M 3 SB1SB2KMKHKM1.1.繼電器控制接線繼電器控制接線 2.PLC2.PLC控制外部接線控制外部接線輸入設輸入設備備PLCSB1SB2KRKM輸出設輸出設備備 欲改變控制功能：欲改變控制功能：主電路主電路 相同相同例如例如Page: Page: 3838/70/70 2 2、語句表編程語言、語句表編程語言 用助記符表示指令的功能用助記符表示指令的功能 多條指令語句的組合構成了語句表多條指令語句的組合構成了語句表 程序程序 指令語句是指令語

36、句是PLCPLC用戶程序的基礎元素用戶程序的基礎元素LD 00000； 表示邏輯操表示邏輯操作開始作開始OR 01000 ； 表示常開觸點表示常開觸點01000與前面的觸與前面的觸 點并聯(lián)點并聯(lián) AND NOT 00001； 表示常閉觸點表示常閉觸點00001與前面與前面 的觸點串聯(lián)的觸點串聯(lián)OUT 01000；表示前面的邏輯運算結果輸出給表示前面的邏輯運算結果輸出給 01000END ; 表示程序結束表示程序結束梯形圖程序梯形圖程序 語句表程序語句表程序 00000010000100000001ENDPage: Page: 3939/70/70 FX2N系列可編程序控制器的基本指令（語句表）

37、 FX2N系列系列PLC有有基本指令基本指令27條；步進梯形指令條；步進梯形指令2條；應用指令條；應用指令128種，種，298條條。本節(jié)介紹其基本順控指令本節(jié)介紹其基本順控指令。LD、LDI、OUT指令指令助 記 符 ， 名 稱功 能回 路 表 示 和 可 用 軟 元 件程 序 步X ,Y ,M ,S,T ,CX ,Y ,M ,S,T ,C11線 圈 驅 動 Y ,M ,S,T ,C L D 取L D I 取 反 O U T 輸 出常 閉 觸 點 邏 輯 運 算開 始常 開 觸 點 邏 輯 運 算開 始Y，M： 1 S， 特 殊M：2T ： 3 C ： 35 LD、LDI指令分別指令分別用于將

38、常開、常閉觸用于將常開、常閉觸點連接到母線上點連接到母線上.OUT指令是對輸出繼電器、指令是對輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)器、輔助繼電器、狀態(tài)器、定時器、計數(shù)器的線定時器、計數(shù)器的線圈驅動指令。圈驅動指令。 LD、LDI、OUT指令的使用指令的使用Page: Page: 4040/70/70 AND、ANI指令指令 助 記 符 ， 名 稱功 能回 路 表 示 和 可 用 軟 元 件程 序 步X ,Y ,M ,S ,T ,CX ,Y ,M ,S ,T ,C11A N D 與A N I 與 非常 開 觸 點 串 聯(lián) 連 接常 閉 觸 點 串 聯(lián) 連 接 AND、ANI指令分指令分別用于單個常開、別

39、用于單個常開、常閉觸點的串聯(lián)，常閉觸點的串聯(lián)，串聯(lián)觸點的數(shù)量不串聯(lián)觸點的數(shù)量不受限制，該指令可受限制，該指令可以連續(xù)多次使用。以連續(xù)多次使用。 AND、ANI指令指令的應用的應用 Page: Page: 4141/70/70 OR、ORI指令指令 OR、ORI指令分別用指令分別用于單個常開、常閉觸點于單個常開、常閉觸點的并聯(lián)，并聯(lián)觸點的數(shù)的并聯(lián)，并聯(lián)觸點的數(shù)量不受限制，該指令可量不受限制，該指令可以連續(xù)多次使用。以連續(xù)多次使用。 功 能回 路 表 示 和 可 用 軟 元 件程 序 步X ,Y ,M ,S ,T ,CX ,Y ,M ,S ,T ,C11助 記 符 ， 名 稱O R 或O R I

40、或 非常 開 觸 點 并 聯(lián) 連 接常 閉 觸 點 并 聯(lián) 連 接OR、ORI指令的指令的應用應用 Page: Page: 4242/70/70 ORB、ANB指令指令 助記符，名稱功能回路表示和可用軟元件程序步軟元件： 無11軟元件： 無O R B 回路塊或A N B 回路塊與串聯(lián)回路塊并聯(lián)連接并聯(lián)回路塊串聯(lián)連接 若有若有多個串聯(lián)回多個串聯(lián)回路塊按順序與前面路塊按順序與前面的回路并聯(lián)時的回路并聯(lián)時，對，對每個回路塊使用每個回路塊使用ORB指令，則對并指令，則對并聯(lián)的回路個數(shù)沒有聯(lián)的回路個數(shù)沒有限制。限制。 若若成批使用成批使用ORB指令并聯(lián)連接多個指令并聯(lián)連接多個串聯(lián)回路塊時，串聯(lián)回路塊時，

41、由由于于LD、LDI指令的指令的重復次數(shù)限制在重復次數(shù)限制在8次次以下，因此這種情以下，因此這種情況下并聯(lián)的回路個況下并聯(lián)的回路個數(shù)限制在數(shù)限制在8個以下。個以下。ORB指令的應用指令的應用 Page: Page: 4343/70/70 （3 3）順序功能圖）順序功能圖 順序功能圖常用來編制順序順序功能圖常用來編制順序控制程序，它包括控制程序，它包括步、動作、轉步、動作、轉換換三個要素。順序功能圖法可以三個要素。順序功能圖法可以將一個復雜的控制過程分解為一將一個復雜的控制過程分解為一些小的工作狀態(tài)。對于這些小狀些小的工作狀態(tài)。對于這些小狀態(tài)的功能依次處理后再把這些小態(tài)的功能依次處理后再把這些小

42、狀態(tài)依一定順序控制要求連接成狀態(tài)依一定順序控制要求連接成組合整體的控制程序。組合整體的控制程序。 步步1 1步步2 2步步3 3動作動作1 1動作動作2 2轉換轉換1 1轉換轉換2 2圖圖 順序功能圖順序功能圖Page: Page: 4444/70/70 ORANDSRS1 Q1RI1I2I3I4I5Q1功能塊圖功能塊圖（4 4）功能塊圖）功能塊圖 功能塊圖是一種類似于功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路數(shù)字邏輯電路的編程語言，用類似的編程語言，用類似與門、與門、或門或門的方框來表示邏輯運算關系，方塊左側為邏輯運算的輸入變量，的方框來表示邏輯運算關系，方塊左側為邏輯運算的輸入變量，右側為輸出變量，

43、輸入端、輸出端的小圓點表示右側為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓點表示“非非”運算，信號運算，信號自左向右流動。自左向右流動。 類似于電路一樣，方框被類似于電路一樣，方框被“導線導線”連接在一起。連接在一起。Page: Page: 4545/70/70 PLC基本指令編程舉例振蕩電路振蕩電路 當輸入當輸入X000X000接通時，輸接通時，輸出出Y000Y000閃爍，接通與斷開閃爍，接通與斷開交替運行，接通時間為交替運行，接通時間為1s1s由定時器由定時器T0T0設定，斷開時設定，斷開時間為間為2s2s由定時器由定時器T1T1設定設定。保持電路保持電路 當當X000接通一下接通一下，輔助繼電器，輔

44、助繼電器M500接通并保持，接通并保持，Y000有輸出。有輸出。停電后再通電停電后再通電，Y000仍有輸出，仍有輸出，只有只有X001接通，其常閉觸點斷開，接通，其常閉觸點斷開，才能使才能使M500自保持清除，使自保持清除，使Y000無輸出。無輸出。Page: Page: 4646/70/70 2.2 2.2 可編程控制器工作過程特點及主要性能指標可編程控制器工作過程特點及主要性能指標 當當PLCPLC運行時，需要進行眾多的操作運行時，需要進行眾多的操作，而PLCPLC的的CPUCPU不可不可能同時能同時去執(zhí)行多個操作，去執(zhí)行多個操作， 每一刻每一刻只能只能執(zhí)行一個操作。執(zhí)行一個操作。 解決的

45、辦法：解決的辦法：采用采用分時操作分時操作原理原理 掃描工作方式：掃描工作方式：由于由于CPUCPU的的運算處理速度運算處理速度很快，所以很快，所以從從宏觀上宏觀上來看，來看，PLCPLC外部出現(xiàn)外部出現(xiàn)的的結果似乎結果似乎是是同時完成的同時完成的，這種這種分時操作分時操作的方法稱為的方法稱為 2.2.1 2.2.1 循環(huán)掃描工作方式循環(huán)掃描工作方式Page: Page: 4747/70/70 PLCPLC采用采用“順序掃描、不斷循環(huán)順序掃描、不斷循環(huán)”工作方式，這個過程可分工作方式，這個過程可分輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段，整個過程掃描整個過程掃描

46、并并執(zhí)執(zhí)行一次所需行一次所需的的時間時間稱為稱為掃描周期。掃描周期。Page: Page: 4848/70/70 2.2.2 PLC2.2.2 PLC的工作過程分的工作過程分自診斷、與編程器或計算機等通信、自診斷、與編程器或計算機等通信、輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新五個階段。五個階段。 Page: Page: 4949/70/70 0000201000000010000201000 2.2.22.2.2 PLC PLC掃描工作各環(huán)節(jié)的功能掃描工作各環(huán)節(jié)的功能 PLCPLC上電后，首先檢查硬件是否正常。上電后，首先檢查硬件是否正常。 按自上而下的順序，逐條讀用戶程序并

47、執(zhí)行。按自上而下的順序，逐條讀用戶程序并執(zhí)行。對輸入的數(shù)據(jù)進行處理，對輸入的數(shù)據(jù)進行處理， 將結果存入元件映象寄存器。將結果存入元件映象寄存器。 計算掃描周期。計算掃描周期。若正常，則進行下一步；若不正常，則報警并作處理。若正常，則進行下一步；若不正常，則報警并作處理。母線母線Page: Page: 5050/70/70 I/OI/O刷新階段刷新階段 外設端口服務外設端口服務讀輸入點的狀態(tài)并寫入輸入映像寄存器。讀輸入點的狀態(tài)并寫入輸入映像寄存器。將元件映像寄存器的狀態(tài)經輸出鎖存器、輸出電路送到輸出點。將元件映像寄存器的狀態(tài)經輸出鎖存器、輸出電路送到輸出點。訪問外設端口連接的外部設備。訪問外設端

48、口連接的外部設備。Page: Page: 5151/70/70 讀讀讀讀讀讀寫寫寫寫 執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新010010100000000 00001 01000輸輸入入端端子子輸輸入入電電路路用戶輸入設備用戶輸入設備輸入映像寄存器輸入映像寄存器輸輸出出電電路路輸輸出出端端子子元件映像寄存器元件映像寄存器輸出鎖存器輸出鎖存器 用戶輸出設備用戶輸出設備從輸入端子到輸出端子的信號傳遞過程從輸入端子到輸出端子的信號傳遞過程(3)PC(3)PC的循環(huán)掃描工作過程（信號傳遞過程）的循環(huán)掃描工作過程（信號傳遞過程）Page: Page: 5

49、252/70/70 v輸入繼電器（輸入繼電器（X）（西門子用）（西門子用I）類似于按鈕）類似于按鈕 在在PLCPLC內部，與輸入端子相連的輸入繼電器是光電隔離的電子繼內部，與輸入端子相連的輸入繼電器是光電隔離的電子繼電器，采用電器，采用八進制八進制編號，用無數(shù)個常開和常閉觸點。編號，用無數(shù)個常開和常閉觸點。輸入繼電器不能用程序驅動輸入繼電器不能用程序驅動。三菱三菱PLC 軟元件（邏輯元件）軟元件（邏輯元件）Y0COMX0X0COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常開觸點常開觸點常閉觸點常閉觸點輸入信號輸入信號輸入端子輸入端子梯形圖梯形圖電源電源公共端公共端輸入繼電器輸入繼電器輸出繼電器輸出繼

50、電器公共端公共端輸出端子輸出端子輸出負載輸出負載Y0COMX0X0COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常開觸點常開觸點常閉觸點常閉觸點輸入信號輸入信號輸入端子輸入端子梯形圖梯形圖電源電源公共端公共端輸入繼電器輸入繼電器輸出繼電器輸出繼電器公共端公共端輸出端子輸出端子輸出負載輸出負載Page: Page: 5353/70/70 v輸出繼電器（輸出繼電器（Y）（西門子用）（西門子用Q）類似于）類似于 線圈線圈輸出繼電器采用輸出繼電器采用八進制八進制編號，有內部觸點和外編號，有內部觸點和外部輸出觸點（部輸出觸點（繼電器觸點、繼電器觸點、雙向可控硅、晶體雙向可控硅、晶體管管等輸出元件）之分，由程序

51、驅動。等輸出元件）之分，由程序驅動。在在PLCPLC內部，外部輸出觸點與輸出端子相連，向內部，外部輸出觸點與輸出端子相連，向外部負載輸出信號，且一個輸出繼電器只有一外部負載輸出信號，且一個輸出繼電器只有一個常開型外部輸出觸點。個常開型外部輸出觸點。輸出繼電器有無數(shù)個內部常開和常閉觸點，編輸出繼電器有無數(shù)個內部常開和常閉觸點，編程時可隨意使用。程時可隨意使用。Page: Page: 5454/70/70 v輔助繼電器（輔助繼電器（M）（類似于中間繼電器）（類似于中間繼電器）由內部軟元件的觸點驅動由內部軟元件的觸點驅動, ,常開和常閉觸點使用常開和常閉觸點使用次數(shù)不限，但不能直接驅動外部負載次數(shù)不

52、限，但不能直接驅動外部負載, ,采用采用十進十進制制編號。編號。1.1.通用輔助繼電器通用輔助繼電器M0M0M499M499（500500點）點）2.2.掉電保持輔助繼電器掉電保持輔助繼電器M500M500M1023M1023（524524點）點）3.3.特殊輔助繼電器特殊輔助繼電器M8000M8000M8255M8255（256256點）點） 只能利用其觸點的特殊輔助繼電器只能利用其觸點的特殊輔助繼電器可驅動線圈的特殊輔助繼電器可驅動線圈的特殊輔助繼電器1.通用輔助繼電器與2.掉電保持用輔助繼電器的比例，可通過外設設定參數(shù)進行調整。Page: Page: 5555/70/70 &只能

53、利用其觸點的特殊輔助繼電器只能利用其觸點的特殊輔助繼電器1M8000M8000：運行監(jiān)控用，：運行監(jiān)控用，PLCPLC運行時運行時M8000M8000接通。接通。1M8002M8002：僅在運行開始瞬間接通的初始脈沖特殊輔助繼：僅在運行開始瞬間接通的初始脈沖特殊輔助繼電器。電器。1M8012M8012：產生：產生100ms100ms時鐘脈沖的特殊輔助繼電器。時鐘脈沖的特殊輔助繼電器。&可驅動線圈的特殊輔助繼電器可驅動線圈的特殊輔助繼電器1M8030M8030：鋰電池電壓指示燈特殊繼電器。：鋰電池電壓指示燈特殊繼電器。1M8033M8033：PLCPLC停止時輸出保持特殊輔助繼電器。停止時輸出保持特殊輔助繼電器。1M8034M8034：止全部輸出特殊輔助繼電器。：止全部輸出特殊輔助繼電器。1M8039M8039：時掃描特殊輔助繼電器。：時掃描特殊輔助繼電器。Page: Page: 5656/70/70 v定