項(xiàng)目一初識(shí)PLC控制系統(tǒng)

1、目 錄 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436295 緒論 1 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436296 項(xiàng)目一 初識(shí)PLC控制系統(tǒng) 4 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436297 任務(wù)一 彩燈控制 4 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436298

2、任務(wù)二 搶答器的控制 14 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436299 任務(wù)三 自動(dòng)門(mén)的控制 20 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436300 任務(wù)四 學(xué)習(xí)PLC編程語(yǔ)言 26 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436301 項(xiàng)目二 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制 33 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?

3、action=new l _Toc312436302 任務(wù)一 三相異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制 33 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436303 任務(wù)二 三相異步電動(dòng)機(jī)的單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制 39 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436304 任務(wù)三 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 45 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436305 任務(wù)四 學(xué)習(xí)編程軟件 5

4、3 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436306 項(xiàng)目三 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器 64 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436307 任務(wù)一 電動(dòng)機(jī)的Y-減壓?jiǎn)?dòng)控制 64 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436308 任務(wù)二 利用PLC實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易交通燈控制 72 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?acti

5、on=new l _Toc312436309 任務(wù)三 庫(kù)房計(jì)料系統(tǒng) 80 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436310 任務(wù)四 全自動(dòng)洗衣機(jī) 90 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436311 項(xiàng)目四 PLC程序應(yīng)用 97 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436312 任務(wù)一 油循環(huán)控制 97 HYPERLINK /course/jdgc_

6、plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436313 任務(wù)二 彩燈循環(huán)控制 107 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436314 任務(wù)三 多臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制 112 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436315 任務(wù)四 計(jì)算器功能的實(shí)現(xiàn) 118 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436316 項(xiàng)目五 順序控制繼

7、電器（SCR）指令 128 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436317 任務(wù)一 送料小車控制 128 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436318 任務(wù)二 三相異步電動(dòng)機(jī)啟/停順序控制 136 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436319 任務(wù)三 液壓動(dòng)力滑臺(tái)控制 141 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbo

8、x.asp?action=new l _Toc312436320 項(xiàng)目六 PLC 通信實(shí)例 146 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436321 任務(wù)一 自由端口通信 146 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436322 任務(wù)二 PPI協(xié)議 153 HYPERLINK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436323 任務(wù)三 Modbus協(xié)議 161 HYPERL

9、INK /course/jdgc_plc/textbox.asp?action=new l _Toc312436324 任務(wù)四 USS協(xié)議 168緒論可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC，是20世紀(jì)60年代以來(lái)發(fā)展極為迅速，應(yīng)用面極為廣泛的工業(yè)控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之首。當(dāng)今PLC吸取了微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新成果，以單機(jī)自動(dòng)化到整條生產(chǎn)線的自動(dòng)化乃至整個(gè)工廠的生產(chǎn)自動(dòng)化；從柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人到大型分散控制系統(tǒng)，PLC均承擔(dān)著重要角色。下面就部分PLC外形圖作一簡(jiǎn)單介紹。一、 常用PLC型號(hào)及外形圖目前國(guó)際上各PLC生產(chǎn)廠商均推出了各自的產(chǎn)品，主要有三菱公司的FX系列、西門(mén)子 S7系

10、列、松下的 HYPERLINK /panasonic/chinese/fp1.htm FP系列、以及歐姆龍、富士、施耐德等各系列的 三菱FX1S/FX1N系列PLC 三菱FX2N系列PLC 西門(mén)子 S7-200系列PLC 西門(mén)子新一代 S7400系列PLC 歐姆龍C200H型機(jī)系列PLC 歐姆龍CP1H系列PLC 松下 HYPERLINK /panasonic/chinese/fp1.htm FP1系列PLC 松下 HYPERLINK /panasonic/chinese/FPz.htm FP系列PLC HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/jpg/201

11、3-12/20131225115657240.jpg o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 富士PLC 施耐德PLC 二、PLC的功能簡(jiǎn)介由上面的各PLC外形圖可見(jiàn)，PLC基本上是一個(gè)長(zhǎng)方型箱體，其上有與外界連接導(dǎo)線的各種端子。事實(shí)上，PLC是一個(gè)電信號(hào)的信息處理系統(tǒng)，任何系統(tǒng)都要有輸入和輸出，箱體上的各種端子，一部分屬于輸入端子，另一部分屬于輸出端子。通過(guò)輸入端子，PLC可以接收來(lái)自于各種工況的電信號(hào)，然后被PLC所處理，最后PLC將處理后的結(jié)果，通過(guò)輸出端子輸送到工況環(huán)境，控制各種設(shè)備或儀器工作，達(dá)到自動(dòng)控制的效果。三、PLC在工業(yè)上的部分應(yīng)用PLC在工業(yè)

12、上的部分應(yīng)用如圖0-2所示。 PLC在雙表顯示中的應(yīng)用 PLC在水汽集中取樣自控系統(tǒng)中的應(yīng)用 PLC在電池清洗設(shè)備中的應(yīng)用 PLC在可編程數(shù)控底孔加工機(jī)中的應(yīng)用 PLC在電廠輸煤程控系統(tǒng)改造中的應(yīng)用 圖0-2 PLC在工業(yè)上的部分應(yīng)用項(xiàng)目一 初識(shí)PLC控制系統(tǒng) 可編程控制器（PLC）制造廠家較多，目前市場(chǎng)上品種、規(guī)格繁多，各廠家均獨(dú)具特色，但一般來(lái)說(shuō)，PLC控制系統(tǒng)包括兩部分，一部分是硬件系統(tǒng)，另一部分是軟件系統(tǒng)。PLC的硬件基本組成主要由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、I/O單元、電源單元和編程器等五大部分組成。軟件系統(tǒng)主要是編制的各種程序。PLC的工作方式均采用“循環(huán)掃描，周而復(fù)始”。其工作過(guò)

13、程實(shí)質(zhì)上就是CPU掃描程序的執(zhí)行過(guò)程。為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)PLC控制系統(tǒng)，下面分四個(gè)任務(wù)來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。任務(wù)一 彩燈控制 一、任務(wù)目標(biāo) 一、任務(wù)分析 節(jié)日彩燈的亮暗變化，給節(jié)日帶來(lái)無(wú)窮樂(lè)趣，現(xiàn)有一彩燈，通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)它的亮暗控制。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/ o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 控制電路如圖1-1所示?？刂埔螅?.按下按鈕SB，彩燈HL亮。2.松開(kāi)按鈕SB，彩燈HL滅。 如何用PLC實(shí)現(xiàn)本任務(wù)呢？PLC是什么？其結(jié)構(gòu)如何？通過(guò)本任務(wù)學(xué)習(xí)來(lái)解決這些問(wèn)題。 三、背景知識(shí) 可編程控制器（PLC）是計(jì)算機(jī)家族中的一員，專為在工業(yè)環(huán)

14、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。傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)通常由輸入設(shè)備、控制線路和輸出設(shè)備三大部分組成，如圖1-2所示。顯然這是一種由許多“硬”的元器件連接起來(lái)組成的控制系統(tǒng)，PLC及其控制系統(tǒng)是從繼電接觸控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，PLC的輸入/輸出部分與繼電接觸控制系統(tǒng)大致相同，PLC控制部分用微處理器和存儲(chǔ)器取代了繼電器控制線路，其控制作用是通過(guò)用戶軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。PLC的基本組成部分包括微處理器（CPU

15、）、存儲(chǔ)器、I/O單元、電源單元和編程器等。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/ o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413165453919.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413165453919.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 圖1-

16、2 繼電接觸控制系統(tǒng)圖1-3 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/20141316567360.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/20141316567360.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 圖1-3 PLC的基本結(jié)構(gòu)（一）常用低壓電器低壓電器：用于交流1200V、直流1500V以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。1熔斷器用途：

17、主要用作短路保護(hù)。 結(jié)構(gòu)：熔斷器主要由熔體（俗稱保險(xiǎn)絲）和安裝熔體的熔管兩部分組成。熔體由易熔金屬材料鉛、錫、鋅、銀、銅及其合金制成，通常做成絲狀或片狀。熔管是裝熔體的外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙或玻璃纖維制成，在熔體熔斷時(shí)兼有滅弧作用。 工作原理：熔斷器的熔體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時(shí)，熔體允許通過(guò)一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，熔體中流過(guò)很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量達(dá)到熔體的熔點(diǎn)時(shí)，熔體熔斷切斷電路，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)目的。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/jpg/2014-1/201413165850443.jpg o 點(diǎn)

18、擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 1-動(dòng)觸頭 2-熔絲 3-瓷蓋 4-靜觸頭 5-瓷座 1-瓷帽 2-熔管 3-瓷套 4-上接線端 5-下接線端 6-底座 圖1-4 插入式熔斷器 圖1-5 螺旋式熔斷器 1-夾座 2-底座 3-熔管圖1-6 密閉管式熔斷器 圖1-7 熔斷器圖形文字符號(hào)2交流接觸器工作原理：交流接觸器有兩種工作狀態(tài)：得電狀態(tài)（動(dòng)作狀態(tài)）和失電狀態(tài)（釋放狀態(tài)）。接觸器主觸點(diǎn)的動(dòng)觸頭裝在與銜鐵相連的絕緣連桿上，其靜觸點(diǎn)則固定在殼體上。當(dāng)線圈得電后，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵吸合。銜鐵帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，分?jǐn)嗷?/p>

19、接通相關(guān)電路。當(dāng)線圈失電時(shí) 1-主觸頭2-常閉輔助頭 3-常開(kāi)輔助頭 4-動(dòng)鐵心 5-電磁線圈 6-靜鐵心 7-滅弧罩 8-彈簧圖1-8 交流接觸器的結(jié)構(gòu)圖與實(shí)物圖 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413182216678.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank a)接觸器線圈 b)主觸頭 c)常開(kāi)輔助觸頭 d)常閉輔助觸頭圖1-9 交流接觸器-各部件圖形文字符號(hào)3繼電器繼電器是一種根據(jù)電量（電流、電壓）或非電量（時(shí)間、速度、溫度、壓力等）的變化自動(dòng)接通和斷開(kāi)控制電路，以完成控制或保

20、護(hù)任務(wù)的電器。繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同，與接觸器的主要區(qū)別在于： 接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，一般只能在一定的電壓作用下動(dòng)作。繼電器：用于控制電路，電流?。ɡ^電器觸頭容頭量較小，不大于5A ），無(wú)滅弧裝置，可在各種電量或非電量的作用下動(dòng)作。4熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電器，在電路中用作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)和斷相保護(hù)。長(zhǎng)期過(guò)載、頻繁啟動(dòng)、欠電壓、斷相運(yùn)行均會(huì)引起過(guò)電流。熱繼電器種類很多，應(yīng)用最廣泛的是基于雙金屬片的熱繼電器，其結(jié)構(gòu)原理如圖1-10所示：主要由熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成。工作原理：發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，熱元件產(chǎn)生

21、的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使繼電器動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，流過(guò)元件的電流加大，產(chǎn)生的熱量增加，使雙金屬片產(chǎn)生的彎曲位移增大，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，通過(guò)導(dǎo)板推動(dòng)熱繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷電動(dòng)機(jī)控制電路，使電動(dòng)機(jī)主電路失電，電動(dòng)機(jī)得到保護(hù)。當(dāng)故障排除后，按下手動(dòng)復(fù)位按鈕，使常閉觸點(diǎn)重新閉合(復(fù)位)，可以重新啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。 由于熱繼電器主雙金屬片收熱膨脹的熱慣性及動(dòng)作機(jī)構(gòu)傳遞信號(hào)的惰性原因，熱繼電器從電動(dòng)機(jī)過(guò)載到觸點(diǎn)動(dòng)作需要一定時(shí)間，也就是說(shuō)，即使電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過(guò)載甚至短路，熱繼電器也不會(huì)瞬間動(dòng)作，因?yàn)闊崂^電器不能用于短路，熱繼電器也不會(huì)瞬間動(dòng)作，因此熱繼電器不能用于短路保護(hù)。但也正是這個(gè)

22、熱惰性和機(jī)械惰性，保證了熱繼電器在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或短時(shí)過(guò)載時(shí)不會(huì)動(dòng)作。從而滿足了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行要求。熱繼電器的文字符號(hào)為FR，圖形符號(hào)如圖1-11所示。 1-雙金屬片固定柱 2-雙金屬片 3-加熱元件 4-導(dǎo)板 5-補(bǔ)償雙金屬片 6、7-靜觸頭 8-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘 9-動(dòng)觸頭 10-復(fù)位按鈕 11-調(diào)節(jié)旋鈕 12-支撐件 13-彈簧 14-推桿 圖1-10 熱繼電器的結(jié)構(gòu)圖及實(shí)物圖 a)加熱元件 b)熱繼電器觸頭 圖1-11 熱繼電器圖形文字符號(hào)5按鈕用途：按鈕常用于接通和斷開(kāi)控制電路。它只能短時(shí)接通或分?jǐn)?A以下的小電流電路，向其它電器發(fā)出指令性的電信號(hào)，控制其它電器動(dòng)作。由于按鈕載流量小，不能直接

23、用于控制主電路的通斷。按鈕是由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸點(diǎn)和外殼組成。器結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖如圖1-12所示，圖形符號(hào)及文字符號(hào)如圖1-13所示。按鈕按用途和結(jié)構(gòu)不同，分為啟動(dòng)按鈕、停止按鈕和復(fù)合按鈕等。 圖1-12 按鈕的實(shí)物圖及結(jié)構(gòu)圖 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413184223913.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413184223913.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t

24、 /course/jdgc_plc/_blank a）動(dòng)合觸點(diǎn) b）動(dòng)斷觸點(diǎn) c）復(fù)式觸點(diǎn)圖1-13 按鈕的圖形文字符號(hào) HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413184422443.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413184422443.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 選擇使用時(shí)應(yīng)從使用場(chǎng)合、所需觸頭數(shù)及按鈕帽的顏色等因素考慮

25、。一般“綠色”表示啟動(dòng)，“紅色”表示停止， “黑色”表示點(diǎn)動(dòng)，“藍(lán)色”表示復(fù)位，“啟動(dòng)”與“停止”交替用黑白、白色或灰色。（二）PLC的組成1微處理器（CPU）CPU一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個(gè)芯片上。與一般計(jì)算機(jī)一樣， CPU 是可編程控制器的核心，它按系統(tǒng)程序賦予的功能指揮可編程控制器有條不紊地進(jìn)行工作。 不同型號(hào)可編程控制器的CPU芯片是不同的，有的采用通用 CPU 芯片，如 8031、 8051、8086、80826 等，也有采用廠家自行設(shè)計(jì)的專用 CPU 芯片（如西門(mén)子公司的 S7-200 系列可編程控制器均采用其自行研制的專用芯片如下圖1-14所示），隨著

26、CPU芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程控制器所用的CPU芯片也越來(lái)越高檔。 S7-200 CPU有CPU 21X和CPU 22X 兩個(gè)系列。CPU 21X包括CPU 212、CPU 214、CPU 215和CPU 216，是第一代產(chǎn)品，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，本書(shū)不作介紹。CPU 22X包括CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 226和CPU 226XM，CPU 22X是第二代產(chǎn)品，具有速度快，具有通訊能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 圖1-14 S7-200 系列CPU種類CPU的主要功能：（1）接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)；（2）診斷電源、PLC工作狀態(tài)及編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤；（3）接收輸入信號(hào)，送入數(shù)據(jù)寄存器

27、并保存；（4）運(yùn)行時(shí)順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，完成用戶程序的各種操作；（5）將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。 S7-200 系列CPU的特性表如表1-1所示：表1-1 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/png/2014-1/20141318519828.png o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/png/2014-1/20141318519828.png o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank CPU 芯片

28、的性能關(guān)系到可編程控制器處理控制信號(hào)的能力與速度，CPU 位數(shù)越高，系統(tǒng)處理的信息量越大，運(yùn)算速度也越快。2存儲(chǔ)器可編程控制器的存儲(chǔ)器可以分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等三種。 （1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放由可編程控制器生產(chǎn)廠家編寫(xiě)的系統(tǒng)程序，并固化在 ROM 內(nèi)，用戶不能直接更改。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞，很大程度上決定了 PLC 的性能，其內(nèi)容主要包括三部分：第一部分為系統(tǒng)管理程序，它主要控制可編程控制器的運(yùn)行，使整個(gè)可編程控制器按部就班地工作；第二部分為用戶指令解釋程序，通過(guò)用戶指令解釋程序，將可編程控制器的編程語(yǔ)言變?yōu)闄C(jī)器語(yǔ)言指令，再由 CPU 執(zhí)行這些指

29、令；第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序，它包括許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序，如完成輸入、輸出及特殊運(yùn)算等的子程序，可編程控制器的具體工作都是由這部分程序來(lái)完成的，這部分程序的多少?zèng)Q定了可編程控制器性能的強(qiáng)弱。 （2）用戶程序存儲(chǔ)器 根據(jù)控制要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序。用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)，用規(guī)定的可編程控制器編程語(yǔ)言編寫(xiě)的各種用戶程序。目前較先進(jìn)的可編程控制器采用可隨時(shí)讀寫(xiě)的快閃存儲(chǔ)器作為用戶程序存儲(chǔ)器?？扉W存儲(chǔ)器不需后備電池，掉電時(shí)數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。 （3）工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)，即用戶程序中使用的 ON/OFF 狀態(tài)、數(shù)值數(shù)據(jù)等。

30、 在工作數(shù)據(jù)區(qū)中開(kāi)辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。其中元件映像寄存器用來(lái)存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)量、 輸出狀態(tài)以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部器件的 ON/OFF 狀態(tài)。數(shù)據(jù)表用來(lái)存放各種數(shù)據(jù)，它存儲(chǔ)用戶程序執(zhí)行時(shí)的某些可變參數(shù)值及 A/D 轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量和數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果等。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413185212910.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 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輸入/輸出（I/O）單元輸入/輸出接口是PLC

31、 與外界連接的接口。是CPU與現(xiàn)場(chǎng)I/O裝置或其他外部設(shè)備之間的連接部件。輸入接口用來(lái)接收和采集兩種類型的輸入信號(hào)，一類是由按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)等的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)。另一類是由電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器等來(lái)的模擬量輸入信號(hào)。 輸出接口用來(lái)連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。 注意：I/O的能力可按用戶的需要進(jìn)行擴(kuò)展和組合4編程器編程器有簡(jiǎn)易編程器和智能圖形編程器兩種，主要用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可

32、缺少的器件。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413201936242.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413201936242.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 注意： 編程器不直接加入現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。一臺(tái)編程器可開(kāi)發(fā)、監(jiān)護(hù)許多臺(tái)PLC的工作。5電源電源部件用來(lái)將外部供電電源轉(zhuǎn)換成供PLC的CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等電子電路工

33、作所需要的直流電源，使PLC能正常工作。 PLC的電源部件有很好的穩(wěn)壓措施，因此對(duì)外部電源的要求不高。直流24V供電的機(jī)型，允許電壓為1632V；交流220V供電的機(jī)型，允許電壓為85264V，頻率為4753Hz。 一般情況下，PLC還為用戶提供24V直流電源作為輸入電源或負(fù)載電源。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413201215362.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201

34、413201215362.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 注意：為防止因外部電源發(fā)生故障，造成PLC內(nèi)部重要數(shù)據(jù)丟失，故一般備有后備電源。四、任務(wù)實(shí)施根據(jù)圖1-1硬件電路圖所示，繪制PLC控制程序如下所示 圖1-15 形圖及指令表五、知識(shí)鏈接1.可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展20世紀(jì)60年代，在世界工業(yè)技術(shù)改革浪潮的沖擊下，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都在尋找一種比繼電器更可靠、功能更齊全、響應(yīng)速度更快捷的新型工業(yè)控制裝置。直到1968年，美國(guó)通用汽車（GE）公司為適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷翻新，盡量避免重建流水線和更換繼電器控制系統(tǒng)，以降低成本，縮短生產(chǎn)周期。為此，美國(guó)通

35、用汽車公司公開(kāi)招標(biāo)，研制一種工業(yè)控制器，提出了“使用、編程方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改和調(diào)試程序，維護(hù)方便，可靠性高，體積小，易于擴(kuò)充”等要求。根據(jù)招標(biāo)要求，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）在1969年研制出了第一臺(tái)可編程控制器PDP-14，并在通用汽車公司的自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上試用，獲得成功，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，產(chǎn)品性能日臻完善，概括起來(lái)，其發(fā)展過(guò)程可歸納如下，見(jiàn)表1-2所示。表1-2 發(fā)展時(shí)期特點(diǎn)典型產(chǎn)品舉例初創(chuàng)時(shí)期（1969年1977年）由數(shù)字集成電路構(gòu)成，功能簡(jiǎn)單，僅具備邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)功能。機(jī)種單一，沒(méi)有形成系列DEC公司的PDP-14、日本富士電機(jī)公司的USC-4000

36、等功能擴(kuò)展時(shí)期（1977年1982年）以微處理器為核心，功能不斷完善，增加了傳送、比較和模擬量運(yùn)算等功能。初步形成系列，可靠性進(jìn)一步提高，存儲(chǔ)器采用EPROM。德國(guó)西門(mén)子公司的SYMATIC S3系列和S4系列、日本富士電機(jī)公司的SC系列等聯(lián)機(jī)通信時(shí)期（1982年1990年）能夠與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)通信，出現(xiàn)了分布式控制，增加了多種特殊功能，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、平方、三角函數(shù)、脈寬調(diào)制等德國(guó)西門(mén)子公司的SYMATIC S5系列、日本三菱公司的MELPLAC-50、日本富士電機(jī)公司的MICREEX等網(wǎng)絡(luò)化時(shí)期（1990年 ）通信協(xié)議走向標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)了和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，出現(xiàn)了工業(yè)控制網(wǎng)?？梢杂酶呒?jí)語(yǔ)言編程德國(guó)西

37、門(mén)子公司的S7系列、日本三菱公司的A系列等從PLC的發(fā)展趨勢(shì)看，PLC控制技術(shù)將成為今后工業(yè)自動(dòng)化的主要手段。在未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)中，PLC技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、CAD/CAM和數(shù)控技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的四大支柱技術(shù)。2.可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。從行業(yè)看，冶金、機(jī)械、化工、輕工、食品、建材等，幾乎沒(méi)有不用到它的。不僅工業(yè)生產(chǎn)用它，一些非工業(yè)過(guò)程，如樓宇自動(dòng)化、電梯控制、農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控、水利灌溉等。PLC應(yīng)用領(lǐng)域主要分為如下幾類：（1）取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線，如注塑機(jī)、印刷機(jī)

38、、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、電鍍流水線等。（2）工業(yè)過(guò)程控制。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量，PLC采用相應(yīng)的A/D、和D/A轉(zhuǎn)換模塊，以及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理，完成閉環(huán)控制。（3）運(yùn)動(dòng)控制。PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。（4）數(shù)據(jù)處理。PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。（5）通信及聯(lián)網(wǎng)。PL

39、C通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。思考與練習(xí)1什么是可編程控制器？它的組成部分有哪些？2PLC的CPU有哪些功能？3簡(jiǎn)述PLC的發(fā)展歷程。4簡(jiǎn)述PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。任務(wù)二 搶答器的控制 一、任務(wù)目標(biāo) 二、任務(wù)分析在各種知識(shí)競(jìng)賽中，經(jīng)常用到搶答器，現(xiàn)有四人搶答器，通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，如圖1-16所示，圖中，輸入I0.1I0.4與4個(gè)搶答按鈕相連，對(duì)應(yīng)4個(gè)輸出Q0.1Q0.4繼電器。只有最早按下按鈕的人才有輸出，后續(xù)者無(wú)論是否有輸入均不會(huì)有輸出。當(dāng)組織人按復(fù)位按鈕后，輸入I0.0接通搶答器復(fù)位，進(jìn)入下一輪競(jìng)賽。

40、 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/png/2014-1/201413202331794.png o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 圖1-16 四人搶答器控制電路圖本任務(wù)涉及到多個(gè)輸入、輸出，在PLC硬件上如何連接？如何理解PLC的輸入/輸出？通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)來(lái)解決這些問(wèn)題。三、背景知識(shí)在PLC系統(tǒng)中，外部設(shè)備信號(hào)均是通過(guò)輸入/輸出端口與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的。所以，無(wú)論是硬件電路設(shè)計(jì)還是軟件電路設(shè)計(jì)，都要清楚地了解PLC的端口結(jié)構(gòu)及使用注意事項(xiàng)，這樣才能保證系統(tǒng)的正確運(yùn)行。 輸入/輸出接口就是將PLC與現(xiàn)場(chǎng)各種輸入

41、/輸出（I/O）設(shè)備連接起來(lái)的部件。PLC應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，要求其輸入能將現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成微處理器能接收的信號(hào)，且最大程度地排除干擾信號(hào)，提高可靠性；輸出能將微處理器送出的弱電信號(hào)放大成強(qiáng)電信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載。因此，PLC采用了專門(mén)設(shè)計(jì)的輸入/輸出端口電路。 輸入輸出接口的任務(wù)是將被控對(duì)象或被控生產(chǎn)過(guò)程的各種變量進(jìn)行采集送入CPU處理，同時(shí)控制器又通過(guò)I/O接口將控制器運(yùn)算處理產(chǎn)生的控制輸出送到被控設(shè)備或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。如圖1-17所示。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413202439

42、698.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413202439698.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 圖1-17 可編程控制器系統(tǒng)構(gòu)成1輸入接口 輸入接口電路是PLC與控制現(xiàn)場(chǎng)的接口界面的輸入通道。輸入信號(hào)可以用來(lái)接收和采集兩種類型的輸入信號(hào)：一種是由按鈕開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等提供的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一種是由傳感器、電位器、熱電偶等提供的連續(xù)變化的模擬信號(hào)。如圖1-18所示。 圖1-18 輸入接口

43、結(jié)構(gòu)原理圖輸入接口常見(jiàn)有3種接口形式，如圖1-19所示 a) 干接觸式 b) 24V直流輸入式 c) 交流輸入式圖1-19 輸入接口形式 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413203323975.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413203323975.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 注意：采用光電耦合電路與現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)相連接

44、的目的是防止現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干擾進(jìn)入可編程控制器。2輸出接口 輸出接口用來(lái)連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。輸出接口有多種輸出方式，如圖1-20所示。（1）繼電器輸出：接觸電阻小，抗沖擊能力強(qiáng)，但響應(yīng)速度慢，一般為毫秒級(jí)，可驅(qū)動(dòng)交/直流負(fù)載，常用于低速大功率負(fù)載。 （2）晶體管輸出：響應(yīng)速度快，一般為納秒級(jí)，無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)，可頻繁操作，受命長(zhǎng)，可以驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載。 （3）晶閘管輸出：響應(yīng)速度比較快，一般為微秒級(jí)，無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)，可頻繁操作，受命長(zhǎng)，可以驅(qū)動(dòng)交/直流負(fù)載。 (a) 繼電器輸出 (b) 晶體管輸出 (c) 晶閘管輸出 圖1-20 輸出接口

45、的輸出方式 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413204141858.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413204141858.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 注意： 由于可編程控制器在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作，對(duì)輸入輸出接口有兩個(gè)主要的要求： 一 是接口有良好的抗干擾能力；二 是接口能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各類信號(hào)的匹配要求。四、任務(wù)實(shí)施根據(jù)

46、圖1-16硬件電路圖所示，繪制PLC控制程序如圖1-21所示。圖1-21 梯形圖及指令表五、知識(shí)鏈接PLC的分類可編程控制器是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)代化大生產(chǎn)需要的產(chǎn)物，在不同環(huán)境中應(yīng)用的類型不同，一般來(lái)說(shuō)，可以從3個(gè)方面對(duì)PLC進(jìn)行分類，見(jiàn)表1-3所示。表1-3 分類原則種類PLC特點(diǎn)相關(guān)3產(chǎn)品舉例按PLC的控制規(guī)模分類微型PLCI/O點(diǎn)數(shù)一般在64點(diǎn)以下。其特點(diǎn)是體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、以開(kāi)關(guān)量控制為主，有的產(chǎn)品具有少量模擬量信號(hào)處理能力OMRON公司的CPM1A系列PLC、德國(guó)西門(mén)子的LOGO系列PLC小型PLCI/O點(diǎn)數(shù)一般在256點(diǎn)以下。除開(kāi)關(guān)量I/O外，一般都有模擬量控制功能和高速控制功能。

47、有的產(chǎn)品還有多種特殊功能模板或智能模塊。有較強(qiáng)的通信能力日本三菱公司的FX2系列PLC、OMRON公司的C60P系列PLC、西門(mén)子的S7-200 PLC中型PLCI/O點(diǎn)數(shù)一般在1024點(diǎn)以下。指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，一般都有可供選擇的系列化的特殊功能模板，具有較強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)能力OMRON公司的C200H PLC、西門(mén)子的S7-300 PLC大型PLCI/O點(diǎn)數(shù)一般在1024點(diǎn)以上。軟、硬件功能極強(qiáng)，運(yùn)算和控制功能豐富。具有多種自診斷功能。通信聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通信聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化OMRON公司的C1000H PLC、西門(mén)子的S7-400 PLC超大

48、型PLCI/O點(diǎn)數(shù)一般可達(dá)萬(wàn)點(diǎn)，甚至幾萬(wàn)點(diǎn)。功能更加強(qiáng)大美國(guó)GE公司的90-70 PLC、西門(mén)子公司的SS-115U-CPU945 PLC按PLC的控制功能分類低檔機(jī)具有基本的控制功能和一般的運(yùn)算能力，工作速度比較低，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量比較少，輸入和輸出模塊的種類也比較少。這類PLC只適合于小規(guī)模的簡(jiǎn)單控制。在聯(lián)網(wǎng)中一般適合做從站使用OMRON公司的C60P系列PLC中檔機(jī)控制能力和運(yùn)算能力都較強(qiáng)，工作速度比較快，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量較多，輸入和輸出模塊的種類也比較多。可完成中等規(guī)模的控制任務(wù)。聯(lián)網(wǎng)中可做主站或從站西門(mén)子的S7-300 PLC高檔機(jī)控制能力和運(yùn)算能力強(qiáng)大，工作速度

49、快，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量很多，輸入和輸出模塊的種類也很全面?？赏瓿纱笠?guī)模的控制任務(wù)。聯(lián)網(wǎng)中可做主站西門(mén)子的S7-400 PLC、美國(guó)GE公司的90-70 PLC按PLC的結(jié)構(gòu)分類箱體式結(jié)構(gòu)把電源、CPU、內(nèi)存、I/O系統(tǒng)都集成在一個(gè)小箱體內(nèi)。一個(gè)主機(jī)箱體就是一臺(tái)完整的PLC西門(mén)子公司的LOGO系列PLC組合式（模塊式）結(jié)構(gòu)CPU、輸入和輸出單元、電源單元以及各種功能單元自成一體，稱為模塊或模板。各種模塊可根據(jù)需要搭配組合，靈活性強(qiáng)。西門(mén)子公司的S-200、S-300、S-400系列PLC思考與練習(xí)1PLC的輸入輸出口有哪些作用？2輸入接口常見(jiàn)有幾種接口形式？3輸出接口有哪幾種輸出方式？4

50、簡(jiǎn)述PLC的分類。任務(wù)三 自動(dòng)門(mén)的控制 一、任務(wù)目標(biāo) 二、任務(wù)分析用PLC控制一車庫(kù)大門(mén)自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉，以便讓一個(gè)接近大門(mén)的物體（如車輛）進(jìn)入或離開(kāi)車庫(kù)?？刂埔螅翰捎靡慌_(tái)PLC，把一個(gè)超聲開(kāi)關(guān)和一個(gè)光電開(kāi)關(guān)作為輸入設(shè)備將信號(hào)送入PLC。PLC輸出信號(hào)控制門(mén)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。如圖1-22所示。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/png/2014-1/20141321337473.png o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 圖1-22 PLC在自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)中的應(yīng)用從圖1-22可知，PLC有多種不同類型的輸入控制，那PLC是如何

51、工作的呢？通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。三、相關(guān)知識(shí)PLC運(yùn)行時(shí)，CPU是不能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作，只能按分時(shí)操作原理運(yùn)行，即每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作，完成一個(gè)動(dòng)作，隨著時(shí)間的自然延伸，一個(gè)動(dòng)作接著一個(gè)動(dòng)作地順序執(zhí)行下去。這種分時(shí)操作的過(guò)程稱為CPU的掃描工作方式。在PLC中，用戶程序按先后順序存放在存儲(chǔ)器中，如： HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/png/2014-1/2014132152723.png o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符號(hào)后又返回第一條。如此周而復(fù)始不斷

52、循環(huán)。整個(gè)掃描過(guò)程PLC除了執(zhí)行用戶程序外，還要完成其它工作。圖1-23所示為PLC工作過(guò)程框圖。 圖1-23 PLC工作過(guò)程框圖由圖123工作過(guò)程框圖可以看出，PLC的工作過(guò)程可以分為以下幾個(gè)階段：1初始化可編程控制器每次在電源接通時(shí)，將進(jìn)行初始化工作，主要包括I/O寄存器和內(nèi)部繼電器清零，定時(shí)器復(fù)位等，初始化完成后則進(jìn)入周期掃描工作方式。2公共操作公共操作主要包括以下方面：（1）輸入/輸出部分檢查。（2）清監(jiān)視器。主機(jī)的監(jiān)視器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)定時(shí)器，PLC在每次掃描結(jié)束后使其復(fù)位。當(dāng)PLC在RUN方式下工作時(shí)，此定時(shí)器檢查CPU的執(zhí)行時(shí)間，當(dāng)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)監(jiān)視器設(shè)定時(shí)間時(shí)，表示CPU有故障。若發(fā)

53、現(xiàn)故障，除通過(guò)指示燈顯示出故障外，還自動(dòng)判斷故障性質(zhì)。一般性故障，只報(bào)警不停機(jī)，等待處理；對(duì)于嚴(yán)重故障，則停止用戶程序的運(yùn)行，關(guān)閉PLC的一切輸出信號(hào)及切斷相關(guān)的輸出聯(lián)系。（3）檢查硬件和用戶程序存儲(chǔ)器。3.執(zhí)行程序過(guò)程PLC執(zhí)行程序的過(guò)程分三個(gè)階段，即輸入采樣（輸入處理）階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新（輸出處理）階段，如圖1-24所示。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/20141321100578.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank 圖1-24 PLC執(zhí)行程序的過(guò)程（1）輸入采樣階段

54、在這一階段,PLC以掃描工作方式按順序?qū)⑺休斎攵说妮斎霠顟B(tài)采樣并存入輸入映像寄存器中。在本工作周期內(nèi)，這個(gè)采樣結(jié)果的內(nèi)容不會(huì)改變，而且這個(gè)采樣結(jié)果將在PLC執(zhí)行程序時(shí)被使用。 注意：輸入狀態(tài)表（輸入映像寄存器）采樣時(shí)刷新。 （2）程序執(zhí)行階段 在這一階段，PLC按順序進(jìn)行掃描，即從上倒下、從左到右地掃描每條指令，并分別從輸入映像寄存器和輸出映像寄存器中獲得所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、處理，再將程序執(zhí)行的結(jié)果寫(xiě)入寄存執(zhí)行結(jié)果的輸出映像寄存器中保存。但這個(gè)結(jié)果在全部程序未執(zhí)行完畢之前不會(huì)送到輸出端口上。 注意：輸出狀態(tài)表（輸出映像寄存器）隨時(shí)刷新（中間值和最終結(jié)果）。 （3）輸出處理階段 在所有用戶程序

55、執(zhí)行完后，PLC將輸出映像寄存器中的內(nèi)容送入輸出鎖存器中，通過(guò)一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 注意：執(zhí)行用戶程序的結(jié)果送到輸出寄存器，并不立即向PLC的外部輸出。輸出端子的接通或開(kāi)斷由輸出鎖存器決定。 四、任務(wù)實(shí)施 根據(jù)圖1-22畫(huà)出PLC控制接線圖及程序如圖1-25所示。當(dāng)超聲開(kāi)關(guān)檢測(cè)到門(mén)前有車輛時(shí)I0.0動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，升門(mén)信號(hào)Q0.0被置位，升門(mén)動(dòng)作開(kāi)始，當(dāng)升門(mén)到位時(shí)門(mén)頂限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，I0.2動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，升門(mén)信號(hào)Q0.0被復(fù)位，升門(mén)動(dòng)作完成；當(dāng)車輛進(jìn)入到大門(mén)遮斷光電開(kāi)關(guān)的光束時(shí)，光電開(kāi)關(guān)I0.1動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，車輛繼續(xù)行進(jìn)駛?cè)氪箝T(mén)后，接收器重新接收到光束，其動(dòng)斷觸點(diǎn)I0.1恢復(fù)原始狀

56、態(tài)閉合，此時(shí)這一由斷到通的信號(hào)驅(qū)動(dòng)PLS指令使M0.0產(chǎn)生一脈沖信號(hào)，M0.0動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，降門(mén)信號(hào)Q0.1被置位，降門(mén)動(dòng)作開(kāi)始，當(dāng)降門(mén)到位時(shí)門(mén)底限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，I0.3動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，降門(mén)信號(hào)Q0.1被復(fù)位，降門(mén)動(dòng)作完成。 HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/png/2014-1/201413211641233.png o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413211730800.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /co

57、urse/jdgc_plc/_blank HYPERLINK /course/jdgc_plc/uploadfile/gif/2014-1/201413211730800.gif o 點(diǎn)擊圖片看全圖 t /course/jdgc_plc/_blank （a) b)梯形圖 c)指令表 圖1-25 PLC控制接線圖及梯形圖、指令表五、知識(shí)鏈接1.PLC的技術(shù)指標(biāo)PLC的技術(shù)指標(biāo)包括硬件指標(biāo)和軟件指標(biāo)，見(jiàn)表1-4所示。通過(guò)對(duì)PLC的技術(shù)指標(biāo)體系的了解，可根據(jù)具體控制工程的要求，在眾多PLC中選取合適的PLC。表1-4硬件指標(biāo)工作環(huán)境一般都能在下列環(huán)境條件下工作：溫度055，濕度小于85IO點(diǎn)數(shù)PLC

58、外部輸入、輸出端子數(shù)。這是最重要的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)內(nèi)部寄存器PLC內(nèi)部有許多寄存器用以存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果、數(shù)據(jù)等。寄存器的配置情況常是衡量PLC硬件功能的一個(gè)指標(biāo)內(nèi)存容量一般以PLC所能存放用戶程序多少衡量。軟件指標(biāo)編程語(yǔ)言PLC常用的編程語(yǔ)言有梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言及某些高級(jí)語(yǔ)言指令條數(shù)這是衡量PLC軟件功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。PLC具有的指令種類越多，其軟件功能越強(qiáng)掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時(shí)間來(lái)衡量，單位為ms/千步。特種功能自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能、監(jiān)控功能、特殊功能模塊、遠(yuǎn)程I/O能力2.PLC、繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)比較PLC、繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)三者性能、特點(diǎn)

59、相比較，見(jiàn)表1-5所示。表1-5 項(xiàng)目PLC繼電器控制系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)功能通過(guò)執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)各種控制通過(guò)許多硬件繼電器實(shí)現(xiàn)順序控制通過(guò)執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜控制，功能最強(qiáng)修改控制內(nèi)容修改程序較簡(jiǎn)單容易改變硬件接線邏輯、工作量大修改程序，技術(shù)難度較大可靠性平均無(wú)故障工作時(shí)間長(zhǎng)受機(jī)械觸點(diǎn)壽命限制一般比PLC差工作方式順序掃描順序控制中斷控制連接方式直接與生產(chǎn)設(shè)備連接直接與生產(chǎn)設(shè)備連接要設(shè)計(jì)專門(mén)的接口環(huán)境適應(yīng)性適應(yīng)一般工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境環(huán)境差會(huì)影響可靠性和壽命環(huán)境要求高抗干擾性較好能抗一般電磁干擾需專門(mén)設(shè)計(jì)抗干擾措施可維護(hù)性較好維修費(fèi)時(shí)技術(shù)難度較高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)容易、安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試周期短工作量大、調(diào)試周期長(zhǎng)

60、設(shè)計(jì)復(fù)雜、調(diào)試技術(shù)難度較大響應(yīng)速度較快(10-3s數(shù)量級(jí))一般（10-2s數(shù)量級(jí)）很快(10-6s數(shù)量級(jí))思考與練習(xí)1簡(jiǎn)述PLC的工作過(guò)程。2PLC的技術(shù)指標(biāo)有哪些？3PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？任務(wù)四 學(xué)習(xí)PLC編程語(yǔ)言一、任務(wù)目標(biāo) 二、任務(wù)分析PLC是專為工業(yè)自動(dòng)化控制而開(kāi)發(fā)、研制的自動(dòng)控制裝置，與計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言有很大不同，PLC編程語(yǔ)言直接面對(duì)生產(chǎn)一線的電氣技術(shù)人員及操作維修人員，面向用戶，因此簡(jiǎn)單易懂，易于掌握。PLC編程語(yǔ)言有：梯形圖、指令表、功能模塊圖、順序功能流程圖及結(jié)構(gòu)化文本等幾種常用編程語(yǔ)言，如圖1-26所示。 HYPERLINK /course/jd