機(jī)床電氣控制(第2章)

PLC基礎(chǔ)知識基本內(nèi)容：

PLC簡介、基本功能、特點、應(yīng)用范圍、工作方式。難點：

工作方式、掃描時間。

重點：

定義、基本功能、工作方式。第一節(jié)PLC基礎(chǔ)知識一、PLC的產(chǎn)生與歷史二、可編程控制器的定義三、PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢四、PLC的特點五、PLC的基本功能六、PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較一、PLC的產(chǎn)生與歷史世界上第一臺PLC

1969年由美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公司（GE）的要求研制成功。

背景：

1968年美國通用汽車公司（GE），為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，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(shè)計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。設(shè)計思想：

吸取繼電器和計算機(jī)兩者的優(yōu)點☆繼電器控制系統(tǒng)體積大、可靠性低、接線復(fù)雜、不易更改、查找和排除故障困難，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差，但簡單易懂、價格便宜；☆計算機(jī)功能強大、靈活（可編程）、通用性好，但編程困難；☆采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進(jìn)行編程，使不熟悉計算機(jī)的人也能很快掌握使用。（梯形圖）◆70年代初期：

僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）◆70年代中期：

微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能◆80年代以后：隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能。近年來PLC發(fā)展迅速

PLC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，已成為自動化工程的核心設(shè)備。

PLC成為具備計算機(jī)功能的一種通用工業(yè)控制裝置，其使用量高居首位。

PLC成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大技術(shù)支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。定義：

國際電工委員會（IEC）于1987年頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿。在草案中對可編程控制器定義如下：

“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計”。二、可編程控制器的定義三、PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1969年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制了第一臺PLC，從此PLC發(fā)展迅猛。

我國改革開放后，美國AB、GE、MODICON、TI，日本OMRON、三菱、富士，德國西門子等廠家的產(chǎn)品不斷進(jìn)入我國，并在各行各業(yè)的工控系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。PLC三大流派歐洲：德國的西門子(SIEMENS)、AEG及法國的TI公司美國：A-B（Allen-Bradly）(其產(chǎn)品約占美國PLC市場50％的份額。)、GE（GeneralElectric）、莫迪康(MODICON)公司、德州儀器(T1)公司、歌德(Gould)公司、西屋公司日本：三菱電機(jī)（MitsubishiElectric）、歐姆龍（OMRON）、FUJI（日本主要發(fā)展中小型PLC，在世界小型PLC市場上，日本產(chǎn)品約占有70％的份額。在中國，OMRON產(chǎn)品的銷量居首位。）目前國內(nèi)市場還有韓國、臺灣等PLC產(chǎn)品；現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了系列化的國產(chǎn)PLC，其價格相對低廉，性價比較高。西門子PLC外形圖2006-3-310

S7-200系列PLCS7-300系列PLCS7-400系列PLC

三菱PLC外形圖2006-3-311

Q系列PLCFX2N系列PLCFX1N系列PLCFX1S系列PLC歐姆龍PLC外形圖C200H系列PLCCPM1A、CPM2A系列PLCPLC的國內(nèi)外狀況

1974年我國開始仿制美國的第二代PLC產(chǎn)品，但因元器件質(zhì)量和技術(shù)問題等原因未能推廣。直到1977年，我國才研制出第一臺具有實用價值的PLC，并開始批量生產(chǎn)和應(yīng)用于工業(yè)過程的控制。主要廠家有：北京和利時，科迪納，張前蘇。洛陽易達(dá)，無錫信捷，南京嘉華，蘭州全志，廣州科賽恩，中山智達(dá)，恒日等。（1）向高速度、大存儲容量方向發(fā)展（內(nèi)存2M字節(jié)）（2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性（超大型和超小型）（3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化（硬件、軟件兼容的PLC）（4）分散型、智能型、與現(xiàn)場總線兼容的I／0（5）加強聯(lián)網(wǎng)和通信的能力（6）控制的開放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)OMAC（openModularArchitectureforControl）PLC的發(fā)展趨勢

就全世界自動化市場的過去、現(xiàn)在和可以預(yù)見的未來而言，PLC仍然處于一種核心地位。在最近出現(xiàn)在美國、歐洲和國內(nèi)有關(guān)探討PLC發(fā)展的論文中，這個結(jié)論是眾口一詞的，盡管對PLC的未來發(fā)展有著許多不同的意見。

近年來PLC的市場銷售一直堅挺；PC控制有了引人注目的進(jìn)展，但畢竟只能對高端的PLC產(chǎn)品形成競爭；小型、超小型PLC的發(fā)展勢頭令人刮目相看；PLC和PC控制在今后可能相互融合。

通用性強，使用方便功能強，適應(yīng)面廣可靠性高，抗干擾能力強控制程序可變具有很好的柔性編程方法簡單，容易掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試和維修工作少.極為方便?？刂瞥绦蜃兓奖?具有很好的柔性。體積小、重量輕、功耗低四、PLC的特點五、PLC的基本功能1邏輯控制功能2定時控制功能3計數(shù)控制功能4步進(jìn)控制功能5數(shù)據(jù)處理功能6回路控制功能7通訊聯(lián)網(wǎng)功能8監(jiān)控功能9停電記憶功能10故障診斷功能PLC應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)控制1邏輯控制功能邏輯控制功能是PLC最基本功能之一,是PLC最基本的應(yīng)用領(lǐng)域，可取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。在單機(jī)控制、多機(jī)群控和自動生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應(yīng)用實例。

例如：機(jī)床電氣控制、起重機(jī)、皮帶運輸機(jī)和包裝機(jī)械的控制、注塑機(jī)控制、電梯控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器(電視機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)等)自動裝配線控制、汽車、化工、造紙、軋鋼自動生產(chǎn)線控制等。

2定時控制功能

定時控制功能是PLC的最基本功能之一。

PLC中有許多可供用戶使用的定時器，功能類似于繼電器線路中的時間繼電器。定時器的設(shè)定值(定時時間)可以在編程時設(shè)定，也可以在運動過程中根據(jù)需要進(jìn)行修改，使用方便靈活。同時PLC還提供了高精度的時鐘脈沖，用于準(zhǔn)確實時控制。

3計數(shù)控制功能計數(shù)控制功能是PLC的最基本功能之一。

PLC為用戶提供許多計數(shù)器，計數(shù)器計數(shù)到某一數(shù)值時，產(chǎn)生一個狀態(tài)信號(計數(shù)值到)，利用該狀態(tài)信號實現(xiàn)對某個操作的計數(shù)控制。計數(shù)器的設(shè)定值可以在編程時設(shè)定，也可以在運行過程中根據(jù)需要進(jìn)行修改。傳感器旋轉(zhuǎn)編碼器變頻器等計數(shù)輸入輸入復(fù)位0000000001000025數(shù)據(jù)處理功能PLC大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能，可以實現(xiàn)算術(shù)運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換譯碼編碼等操作。中、大型PLC數(shù)據(jù)處理功能更加齊全，可完成開方、PID運算、浮點運算等操作，還可以和CRT、打印機(jī)相聯(lián)，實現(xiàn)程序、數(shù)據(jù)的顯示和打印。8監(jiān)控功能

PLC設(shè)置了較強的監(jiān)控功能。利用編程器或監(jiān)視器，操作人員可以對PLC有關(guān)部分的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。利用編程器，可以調(diào)整定時器、計數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值，并可以根據(jù)需要改變PLC內(nèi)部邏輯信號的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為調(diào)整和維護(hù)提供了極大的方便。9停電記憶功能

PLC內(nèi)部的部分存儲器所使用的RAM設(shè)置了停電保持器件（備用電池等），以保證斷電后這部分存儲器中的信息能夠長期保存。利用某些記憶指令，可以對工作狀態(tài)進(jìn)行記憶，以保持PLC斷電后的數(shù)據(jù)內(nèi)容不變。

PLC電源恢復(fù)后，可以在原工作基礎(chǔ)上繼續(xù)工作。10故障診斷功能PLC可以對系統(tǒng)構(gòu)成、某些硬件狀態(tài)、指令的合法性等進(jìn)行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出報警并顯示錯誤類型，如屬嚴(yán)重錯誤則自動中止運行。

PLC的故障自診斷功能，大大提高了PLC控制系統(tǒng)的安全和可維護(hù)性。六、PLC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。PLC控制只要改變程序并改動少量的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變。從適應(yīng)性、可靠性及設(shè)計、安裝、維護(hù)等各方面進(jìn)行比較。傳統(tǒng)的繼電器控制大多數(shù)將被PLC所取代。與工業(yè)計算機(jī)比較工業(yè)控制機(jī)控制要求開發(fā)人員具有較高的計算機(jī)專業(yè)知識和微機(jī)軟件編程的能力。PLC采用了采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進(jìn)行編程，使不熟悉計算機(jī)的人也能很快掌握使用，便于推廣應(yīng)用。PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計的，具有更高的可靠性。在模型復(fù)雜、計算量大且較難、實時性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制機(jī)則更能發(fā)揮其專長。第二節(jié)PLC基本原理2.1PLC內(nèi)部硬件框圖及各部分作用2.2PLC工作過程特點及主要性能指標(biāo)2.4

PLC分類2.1PLC內(nèi)部硬件框圖及各部分作用2.1.1PLC的組成

PLC的組成：中央處理單元（CPU板）、輸入輸出（I/O）部件和電源部件。PLC的基本組成

PLC的基本組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)類似：是一種以微處理器為核心的、用于控制的特殊計算機(jī)PLC的基本組成包括硬件與軟件兩部分PLC的硬件：中央處理器（CPU）、存儲器、輸入接口、輸出接口、通信接口、電源等PLC的軟件：系統(tǒng)程序和用戶程序2.1.2PLC內(nèi)部主要部件功能1.PLC中的CPU作用及分類CPU的作用：按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作。歸納起來主要有以下五個方面：1）接收并存儲編程器或其它外設(shè)輸入的用戶程序或數(shù)據(jù)2）診斷電源、PLC內(nèi)部電路故障和編程中的語法錯誤等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)4）逐條讀取并執(zhí)行存儲器中的用戶程序，將運算結(jié)果存入存儲器5）根據(jù)運算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位和輸出內(nèi)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PLC中常采用的CPU有三類：

1)通用微處理器（如Z80、8086、80286等）2)單片微處理器（如8031、8096等）3)位片式微處理器(如AMD29W等)小型PLC：大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；中型PLC：大多采用16位通用微處理器或單片微處理器；

大型PLC：大多采用高速位片式微處理器（32位）；

小型PLC為單CPU系統(tǒng)；中、大型PLC則大多為雙CPU或多CPU系統(tǒng)；對于雙CPU系統(tǒng)，一個為字處理器，一般采用8位、16位或32位處理器；另一個為位處理器，采用由各廠家設(shè)計制造的專用芯片。存儲器的作用：

PLC中，存儲器主要用于系統(tǒng)程序、用戶程序、數(shù)據(jù)存儲器的類型：①可讀/寫操作的隨機(jī)存儲器RAM②只讀存儲器ROM、PROM、EPROM、E2PROM2.系統(tǒng)程序存貯器類型(1)隨機(jī)存取存儲器(RAM)用戶可以用編程裝置讀出RAM中的內(nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭隦AM，它是易失性的存儲器，它的電源中斷后，儲存的信息將會丟失。

(2)只讀存儲器(ROM)

ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。它是非易失的，它的電源消失后，仍能保存儲存的內(nèi)容。ROM一般用來存放可編程序控制器的系統(tǒng)程序。

(3)可電擦除可編程的只讀存儲器(EEPROM)

它是非易失性的，但是可以用編程裝置對它編程．兼有ROM的非易失性和RAM的隨機(jī)存取優(yōu)點，但是將信息寫入它所需的時間比RAM長得多。EEPROM用來存放用戶程序和需長期保存的重要數(shù)據(jù)。4.輸入/輸出接口（I/O模塊）輸入/輸出接口通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接通道。PLC輸入接口-----用戶設(shè)備需輸入PLC的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其它一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量(要通過模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi))等，通過輸入接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成中央處理單元能夠接收和處理的信號，用這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)。PLC輸出接口-----路將中央處理單元送出的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。（1）輸入接口電路：采用光電耦合器，防止強電干擾。COM光電三極管發(fā)光二極管直流電源輸入端子+–PLCXn+24V–發(fā)光二極管繼電器輸出（2）輸出接口電路：以繼電器形式為例：PLC內(nèi)部電路內(nèi)部電路J+交流電源或直流電源YCOM-◆

I/O接口的作用：電平轉(zhuǎn)換功能：由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信號是標(biāo)準(zhǔn)電平信號。光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗干擾能力，通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于維護(hù)。

I/O接口的類型：開關(guān)量輸入/輸出接口模擬量輸入/輸出接口◆輸入/輸出（I/O）點數(shù)：PLC的I/O點數(shù)是指PLC的I/O接口所能接受的輸入信號個數(shù)和輸出信號個數(shù)的總和。I/O點數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)之一。當(dāng)I/O點數(shù)不夠時，可通過PLC的I/O擴(kuò)展接口對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。5.PLC編程器及作用

編程器的作用：是編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行人機(jī)對話。

它是開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)PLC不可缺少的設(shè)備。6.PLC中的電源及作用PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，以提供內(nèi)部電路使用。與普通電源相比，PLC電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強。因此，對于電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值±15%的范圍內(nèi)波動。許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對外部傳感器供電。把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。有的電源單元還向外提供24v隔離直流電源，可供開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場無源開關(guān)等使用?？删幊绦蚩刂破魇褂?20V交流電源或24V直流電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供DC5V、±12V、24V等直流電源。可編程序控制器的電源一般采用開關(guān)式電源，其特點是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。◆PLC配有各種通信接口與外部設(shè)備連接

與打印機(jī)連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印與監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來與PLC連接，組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更大規(guī)?？刂婆c計算機(jī)連接，組成多級分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結(jié)合與人機(jī)界面（觸摸屏）連接與智能接口模塊連接。智能接口模塊是一獨立的計算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊等。與編程器連接PLC主機(jī)1號擴(kuò)展機(jī)主機(jī)PLCA）近程擴(kuò)展方式2號擴(kuò)展機(jī)1號近程擴(kuò)展機(jī)遠(yuǎn)程從站擴(kuò)展機(jī)遠(yuǎn)程從站PLCPLCPLCPLCPLCB）遠(yuǎn)程擴(kuò)展方式C）連網(wǎng)方式PLC的擴(kuò)展構(gòu)成A）近程擴(kuò)展方式B）遠(yuǎn)程擴(kuò)展方式C）連網(wǎng)方式編程器編程器是PLC最常用的外設(shè)，也是PLC中唯一不需要通過功能模塊而直接與總線相聯(lián)接的外設(shè)。它通過主機(jī)上的編程器接口直接與主機(jī)相連。

編程器上有一個方式選擇開關(guān)，用于控制PLC主機(jī)的工作方式。掌上電腦編程器可編程終端高檔可編程終端8、其它功能模塊功能模塊模擬量輸入模塊（即A/D模塊）模擬量→數(shù)字量模擬量輸出模塊（即D/A模塊）數(shù)字量→模擬量動態(tài)輸入/輸出模塊自帶動態(tài)掃描功能溫度傳感器模塊溫度→模擬量→數(shù)字量高速計數(shù)模塊高頻脈沖信號

PID模塊遠(yuǎn)程I/O模塊擴(kuò)展I/O點的距離通訊模塊與其它PLC、微機(jī)、互連網(wǎng)通訊系統(tǒng)程序:

系統(tǒng)程序，完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用、管理、邏輯運算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能。

系統(tǒng)程序，由PLC的制造廠家編寫的，在PLC使用過程中不會變動，它和PLC的硬件組成有關(guān)，它關(guān)系到PLC的性能。

系統(tǒng)程序，由制造廠家直接固化在只讀存儲器ROM、PROM或EPROM中，用戶不能訪問和修改。2.1.4PLC的軟件系統(tǒng)1系統(tǒng)程序；2用戶程序；3編程語言◆用戶程序:用戶程序是用戶根據(jù)控制對象生產(chǎn)工藝及控制的要求而編制的應(yīng)用程序。它是由PLC控制對象的要求而定的。為便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時不會丟失信息。為防止干擾對RAM中程序的破壞，當(dāng)用戶程序經(jīng)過運行正常，不需要改變，可將其固化在EPROM中?，F(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲器。PLC的編程語言在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。

程序的表達(dá)方式基本有四種：梯形圖、指令表、邏輯功能圖和高級語言。梯形圖是當(dāng)前使用最廣泛的一種編程方法。

除了的梯形圖語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機(jī)兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。

多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢。

1.梯形圖編程語言兩種梯形圖的繼電器符號圖對照

梯形圖（Ladderdiagram）編程語言是一種圖形語言

,類似于繼電器控制線路圖的一種編程語言，它面向控制過程，直觀易懂，是PLC編程語言中應(yīng)用最多的一種語言。

物理繼電器PLC繼電器常開常閉觸點線圈(1)名詞解釋——軟繼電器

PC的繼電器不是物理的電器，它是PC內(nèi)部的寄存器位，因為它具有與物理繼電器相似的功能，常稱之為“軟繼電器”。

PLC每一個繼電器都對應(yīng)著內(nèi)部的一個寄存器位，該位為“1”態(tài)時，相當(dāng)于繼電器接通；為“0”態(tài)時，則相當(dāng)于繼電器斷開。常閉觸點線圈常開觸點說明：000000100001000PLC控制00001SB2KMKM繼電器控制SB1線圈線圈常開觸點常開觸點常閉觸點常閉觸點(2)兩種控制的梯形圖比較物理繼電器繼電器需硬接線連接觸點個數(shù)有限PLC繼電器繼電器用程序軟連接觸點個數(shù)無限繼電器的接線改變——控制功能改變PLC的用戶程序改變——控制功能改變

(3)兩種控制中繼電器的區(qū)別用PLC控制——外部接線不變，改變用戶程序。用繼電器控制——要改變控制電路的實際接線。KMQFUKR

M3~SB1SB2KMKHKM繼電器控制接線

PLC控制外部接線輸入設(shè)備PLC~SB1SB2KRKM輸出設(shè)備欲改變控制功能：主電路相同例如2、語句表編程語言用助記符表示指令的功能多條指令語句的組合構(gòu)成了語句表程序指令語句是PLC用戶程序的基礎(chǔ)元素LD

00000，表示邏輯操作開始OR

01000；表示常開觸點01000與前面的觸點并聯(lián)

ANDNOT00001；

表示常閉觸點00101與前面的觸點串聯(lián)OUT01000；表示前面的邏輯運算結(jié)果輸出給01000END;表示程序結(jié)束梯形圖程序語句表程序00000010000100000001END（3）順序功能圖順序功能圖常用來編制順序控制程序，它包括步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能圖法可以將一個復(fù)雜的控制過程分解為一些小的工作狀態(tài)。對于這些小狀態(tài)的功能依次處理后再把這些小狀態(tài)依一定順序控制要求連接成組合整體的控制程序。步1步2步3動作1動作2轉(zhuǎn)換1轉(zhuǎn)換2圖順序功能圖ORANDSRS1Q1RI1I2I3I4I5Q1圖功能塊圖（4）功能塊圖功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系，方塊左側(cè)為邏輯運算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓點表示“非”運算，信號自左向右流動。類似于電路一樣，方框被“導(dǎo)線”連接在一起。2.2可編程控制器工作過程特點及主要性能指標(biāo)當(dāng)PLC運行時，需要進(jìn)行眾多的操作，而PLC的CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，每一刻只能執(zhí)行一個操作。解決的辦法：采用分時操作原理掃描工作方式：由于CPU的運算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時完成的，這種分時操作的方法稱為掃描工作方式。

2.2.1循環(huán)掃描工作方式

PLC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”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，整個過程掃描并執(zhí)行一次所需的時間稱為掃描周期。輸入端子輸入鎖存器輸入狀態(tài)寄存器輸出鎖存器輸出狀態(tài)寄存器輸出端子程序執(zhí)行讀讀寫輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新檢查CPU等內(nèi)部硬件，對監(jiān)視定時器（WDT）復(fù)位以及其它工作與其它智能裝置（如編程器、計算機(jī)等）實現(xiàn)通信

按順序?qū)λ休斎攵说臓顟B(tài)進(jìn)行采樣，并存入相應(yīng)寄存器對用戶程序掃描執(zhí)行，并將結(jié)果存入相應(yīng)的寄存器將寄存器中與輸出有關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)到輸出鎖存器，輸出驅(qū)動外部負(fù)載

2.2.2PLC的工作過程分自診斷、與編程器或計算機(jī)等通信、輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新五個階段。0000201000000010000201000

2.2.2PLC掃描工作各環(huán)節(jié)的功能①PLC上電后，首先檢查硬件是否正常。②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(jìn)行處理，將結(jié)果存入元件映象寄存器。③計算掃描周期。若正常，則進(jìn)行下一步；若不正常，則報警并作處理。母線④I/O刷新階段⑤外設(shè)端口服務(wù)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(jīng)輸出鎖存器、輸出電路送到輸出點。訪問外設(shè)端口連接的外部設(shè)備。4.PLC執(zhí)行用戶程序的特點①按梯形圖自左向右、自上而下逐次執(zhí)行程序②執(zhí)行程序時所需數(shù)據(jù)取自于：輸入映像寄存器元件映像寄存器③輸入映像寄存器和元件映像寄存器中的數(shù)據(jù)元件映像寄存器：在一個掃描周期中可讀可寫輸入映像寄存器：在一個掃描周期中保持不變④每個掃描周期I/O刷新階段集中讀入/讀出數(shù)據(jù)讀讀讀寫寫執(zhí)行用戶程序

I/O刷新I/O刷新

I/O刷新I/O刷新0100101000000000000101000輸入端子輸入電路用戶輸入設(shè)備輸入映像寄存器輸出電路輸出端子元件映像寄存器輸出鎖存器

用戶輸出設(shè)備從輸入端子到輸出端子的信號傳遞過程(3)PC的循環(huán)掃描工作過程（信號傳遞過程）3.PLC控制的原理等效電路圖SB1SB2ST公共端公共端輸入部分輸出端子輸入端子用戶程序輸出部分主電路KMFUKH

M3~Q~KM01000PLCCOM00000000000000100002≈0000001000000010000201000COM0000100002PLC~SB1SB2KMST00000000010000201000COMCOM~KM線圈通電SB1閉合00000閉合接點閉合KMFUKH

M3~QKM通電KM通電觸點閉合電動機(jī)轉(zhuǎn)觸點閉合PLCCOM00000000000000100002≈0000001000000010000201000COM010000000100002SB2STPLC~SB1SB2KMST00000000010000201000COMCOM~KM線圈斷電00001斷開接點斷開KMFUKH

M3~QKM通電KM斷電觸點斷開電動停轉(zhuǎn)觸點斷開PLCCOM00000000000000100002≈0000001000000010000201000COM010000000100002SB2STPLC~SB1SB2KMST00000000010000201000COMCOMSB2閉合2.3掃描周期和I/O滯后時間I/O滯后時間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指PLC外部輸入信號發(fā)生變化的時刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的間隔。

PLC在運行工作狀態(tài)時，執(zhí)行一次掃描操作所需要的時間稱為掃描周期。其典型值為1-100ms。1.產(chǎn)生I/O滯后現(xiàn)象的原因（1）由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式。

PLC只在每個掃描周期的I/O刷新階段集中輸入/輸出，導(dǎo)致輸出信號相對輸入信號滯后。（2）輸入濾波器對信號的延遲作用。濾波器時間常數(shù)越大，對輸入信號的延遲作用越強。有的PLC其輸入電路濾波器的時間常數(shù)可以調(diào)整?！敵鯫N延時。（3）輸出繼電器的動作延遲（繼電器輸出型PLC）。從輸出鎖存器ON、到輸出觸點ON經(jīng)歷一定時間（4）用戶程序的長短及語句編排。要求有較快響應(yīng)的場合最好不要使用繼電器輸出型PLC。I/O滯后現(xiàn)象，對慢速控制系統(tǒng)影響不大。要求快速響應(yīng)的場合，需要解決I/O速度問題。2.I/O響應(yīng)時間的估算以20點的繼電器輸出型CPM1A為例。設(shè)輸入ON延時為8毫秒公共處理和I/O刷新時間為2毫秒執(zhí)行用戶程序時間為14毫秒輸出ON延時為15毫秒輸入狀態(tài)經(jīng)過一個掃描周期后在輸出得到響應(yīng)

——最小I/O響應(yīng)時間輸入狀態(tài)經(jīng)過兩個掃描周期后在輸出得到響應(yīng)——最大I/O響應(yīng)時間最小I/O響應(yīng)時間的計算最小I/O響應(yīng)時間

=輸入ON延時+（公共處理+I/O刷新時間）

+執(zhí)行程序時間

+輸出ON延時=8+2+14+15=39ms輸入觸點輸入濾波輸出鎖存輸出觸點刷新執(zhí)行程序其他刷新執(zhí)行程序其他掃描周期(Ts)掃描周期(Ts)輸入ON延時輸出ON延時I/O響應(yīng)時間輸入ON延時最大I/O響應(yīng)時間

=輸入ON延時+(公共處理+I/O刷新+執(zhí)行程序)×2

+輸出ON延時

=8+（2+14）×2+15=55ms。最大I/O響應(yīng)時間的計算輸入觸點輸入濾波輸出鎖存輸出ON延時輸出觸點I/O響應(yīng)時間刷新執(zhí)行程序其他刷新執(zhí)行程序其他掃描周期(Ts)掃描周期(Ts)刷新執(zhí)行程序其他掃描周期(Ts)3、PLC的掃描時間計算1

上電后初始處理2

共同處理時間：程序自檢。Tc=2.6ms3

上位鏈接服務(wù)（處理微機(jī)與PLC的通訊）Tl

Tl=PLC與微機(jī)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)0—8ms4

運算處理TP:執(zhí)行用戶程序

TP=平均速度X指令條數(shù)

Tl=PLC與微機(jī)不構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)0ms5I/O刷新Tr=主機(jī)與近程擴(kuò)展機(jī)：輸入0.07ms/8個輸出0.04ms/8個遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)：以通道數(shù)計算，1.3ms+nX0.2ms6外設(shè)服務(wù)（裝有外設(shè)時）To

To=0.8ms（T=Tc+Tl+Tp+Tr≤13ms)To=0.06×T（T=Tc+Tl+Tp+Tr>13ms)7、共同處理、上位鏈接服務(wù)、外設(shè)服務(wù)、運算處理、I/O刷新時間構(gòu)成了PLC的掃描時間TsPLC的掃描時間Ts=Tc+Tl+To+Tp+Tr有關(guān)結(jié)論1、PLC的掃描周期和用戶程序的長短與系統(tǒng)構(gòu)成有關(guān)，用戶程序越短、系統(tǒng)構(gòu)成越簡單，掃描周期越短。2、PLC的掃描周期一般在10ms級，這樣普通輸入點的信號頻率應(yīng)不大于50HZ（在使用時一般在10HZ以下）。1.I/O點數(shù)指PLC外部輸入和輸出端子數(shù)。2.用戶程序存儲容量用來衡量PLC所能存儲用戶程序的多少。3.掃描速度指掃描1000步用戶程序所需的時間，以ms/千步為單位。4.指令系統(tǒng)條數(shù)指PLC具有的基本指令和高級指令的種類和數(shù)量。種類數(shù)量越多，軟件功能越強。2.4PLC主要技術(shù)性能指標(biāo)5.內(nèi)部寄存器6.高功能模塊2.5可編程序控制器分類1.按結(jié)構(gòu)形式分類

整體式PLC：整體式是將PLC的CPU、存儲器、I/O單元、電源等安裝在同一機(jī)體內(nèi)，構(gòu)成主機(jī)，另外還有I/O擴(kuò)展單元配合主機(jī)使用，用以擴(kuò)展I/O點數(shù)。整體式PLC的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、成本低、安裝方便，但輸入輸出點數(shù)固定，靈活性較低，小型PLC多采用這種結(jié)構(gòu)。

組合式PLC：組合式PLC是由一些標(biāo)準(zhǔn)模塊單元組成，采用總線結(jié)構(gòu)，不同功能的模塊（如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等）通過總線連接起來。

組合式PLC的特點是可以根據(jù)功能需要靈活配置，構(gòu)成具有不同功能和不同控制規(guī)模的PLC，多用于大型和中型PLC。組合式PLC電源模塊CPU模塊IO模塊底板模塊式模塊式結(jié)構(gòu)PLC的結(jié)構(gòu)

3）疊裝式PLC

還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。

2.按控制規(guī)模分類輸入輸出的總路數(shù)，又稱為I/O點數(shù)，是表征PLC控制規(guī)模的重要參數(shù)。因此，按控制規(guī)模對PLC分類時，可分為：1.小型PLC：I/O點數(shù)較少，在256點以下的PLC。2.中型PLC：I/O點數(shù)較多，在256點以上、2048點以下的PLC。3.大型PLC：I/O點數(shù)較多，在2048點以上的PLC。但大中小型PLC的劃分并無嚴(yán)格的界限，PLC的I/O點數(shù)可以依據(jù)需要靈活配置。1）微型機(jī)OMRON公司的SP系列2）小型機(jī)OMRON公司的CPM1A、CQM系列松下公司的FP1系列3）中型機(jī)OMRON公司的C200H西門子公司的S7-3004）大型機(jī)OMRON公司的C1000H松下公司的FP3COMRON公司的2000HCOMRON公司的2000H5）超大型機(jī)美國GE公司的90—70機(jī)，其點數(shù)可達(dá)24000點，另外還有8000路的模擬量。1）低檔PLC

具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)系統(tǒng)

2）中檔PLC

具有低檔PLC功能外，具有較強的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設(shè)中斷、PID控制等功能3）高檔PLC

具有中檔機(jī)功能外，增加帶符號算術(shù)運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)運算、制表及表格傳送等。高檔PLC機(jī)具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。3、PLC的分類（按功能分類）CPM1A系列PLC簡介（小型PLC）CPM1A系列PLC的規(guī)格簡介CPM1A系列PLC的系統(tǒng)構(gòu)成CPM1A系列PLC的數(shù)據(jù)區(qū)CPM1A系列PLC的指令系統(tǒng)CPM1APLC的應(yīng)用示例1.CPM1A系列PLC的規(guī)格簡介CPM1A系列PLC是OMRON公司的小型一體化式PLC，性價比很高，應(yīng)用廣泛。CPM1A有：CPU單元、IO擴(kuò)展單元、特殊功能單元和通信單元有16種規(guī)格的CPU

分10、20、30、40點4種按工作電源分AC和DC2種按輸出分繼電器輸出和晶體管輸出2種有7種擴(kuò)展IO單元，分：

8點輸入單元

8點輸出單元

20點輸入輸出單元(其中12點輸入，8點輸出)有3種特殊功能單元：模擬量IO單元溫度傳感器單元溫度傳感器和模擬量輸出單元有3種通信單元：

RS232C通信適配器

RS422通信適配器

CompoBus/SI/O鏈接單元10點輸入6點輸出4點10點輸入6點輸出4點

20點輸入12點輸出8點

10點輸入6點輸出4點類型24VDC晶體管（PNP）CPM1A－??CDT1－D24VDC晶體管（NPN）CPM1A－??CDT－D24VDC繼電器CPM1A－??CDR－D100～240VAC繼電器CPM1A－??CDR－A每一類各有4種型號電源電壓輸出形式型號類型說明：

1.型號中的“??”表示類別，例如10點CPU，即相當(dāng)于10

2.PLC輸出為NPN表示輸出的COM端接DC電源的“－”端

3.PLC輸出為PNP表示輸出的COM端接DC電源的“＋”端類型型號輸出類型8點輸入CPM1A－8ED——8點輸出CMP1A－8ER繼電器CMP1A－8ET晶體管（NPN）CMP1A－8ET1晶體管（PNP）20點輸入輸出12點輸入8點輸出CMP1A－20EDR繼電器CMP1A－20EDT晶體管（NPN）CMP1A－20EDT1晶體管（PNP）類型型號說明模擬量IO單元CPM1A－MAD01

AI：2路/(1～5V、0～10V、4～20mA)/8位/1%精度AO：2路/(－10～10V、0～10V、4～20mA)/8位/1%精度溫度傳感器單元CMP1A－TS001輸入熱電偶信號（型號可設(shè)定）/2路/1%精度CMP1A－TS002輸入熱電偶信號（型號可設(shè)定）/4路/1%精度CMP1A－TS101輸入熱電阻信號（型號可設(shè)定）/2路/1%精度CMP1A－TS102輸入熱電阻信號（型號可設(shè)定）/4路/1%精度溫度傳感器和模擬量輸出CMP1A－TS101－DA2路Pt100、－40～250℃、1%精度AO：1路/(－10～10V、0～10V、4～20mA)/8位/1%精度類型型號說明RS232C通信適配器CPM1A－CIF01在外設(shè)端口和RS232C之間的電平轉(zhuǎn)換RS422通信適配器CMP1A－CIF11在外設(shè)端口和RS422之間的電平轉(zhuǎn)換鏈接適配器B500－AL004用于個人計算機(jī)RS232C到RS422的轉(zhuǎn)換CompoBus/SIO鏈接單元CMP1A－SRT21主從單元設(shè)定：CompoBus/S從單元節(jié)點號：DIP開關(guān)設(shè)定（含8點輸入和8點輸出）

I/O規(guī)格－－輸入規(guī)格項目規(guī)格電路構(gòu)成原理圖輸入電壓20.4～26.4VDC輸入阻抗CPUIN00000～00002：2KΩ其它：4.7KΩ輸入電流CPUIN00000～00002：12mA其它：5mAON最小電壓14.4VDCOFF最大電壓5.0VDCON響應(yīng)時間1～128ms（缺省8ms）OFF響應(yīng)時間1～128ms（缺省8ms）24VDC(1)輸入電路的ON/OFF響應(yīng)時間為l/2/4/8/16/32/64/128ms中的一個，這由PLC設(shè)定區(qū)DM6620～DM6625中的設(shè)置決定。(2)輸入點00000～00002作為高速計數(shù)輸入時，輸入電路的響應(yīng)很快。計數(shù)器輸入端00000(A相)、00001(B相)的響應(yīng)時間足夠快，滿足高速計數(shù)頻率(單相5kHz、兩相2.5kHz)的要求；復(fù)位輸入端00002(Z相)的響應(yīng)時間為ON：100μs、OFF：500μs。(3)輸入點00003～00006作為中斷輸入時，從輸入ON到執(zhí)行中斷子程序的響應(yīng)時間為0.3ms。

I/O規(guī)格－－輸出規(guī)格－－晶體管輸出項目規(guī)格電路構(gòu)成原理圖最大開關(guān)能力DC：20.4～26.4VDC300mANPN、PNP輸出有所不同最小開關(guān)能力10mA漏電流0.1mA以下ON響應(yīng)時間0.1ms以下OFF響應(yīng)時間1ms以下

I/O規(guī)格－－輸出規(guī)格－－繼電器輸出項目規(guī)格電路構(gòu)成原理圖最大開關(guān)能力AC：250V/2ADC：24V/2A公共端COM：4A最小開關(guān)能力DC：5V、10mA繼電器壽命阻性負(fù)載：30萬次感性負(fù)載：10萬次ON響應(yīng)時間≤15msOFF響應(yīng)時間≤15ms內(nèi)部電路～LL2.CPM1A系列PLC的基本構(gòu)成電源輸入接地輸入端6個輸入指示狀態(tài)指示4個輸出指示輸出端24VDC電源輸出（AC型PLC）外設(shè)端口模擬設(shè)定電位器100～240VAC、24VDC電源輸入接地抗噪聲、防電擊，一般系統(tǒng)要求有單獨接地端，接地電阻小于100Ω輸入/輸出端接輸入、輸出信號輸入/出指示顯示輸入、輸出信號的ON、OFF狀態(tài)狀態(tài)指示顯示PLC的工作狀態(tài)，有：

PWR－電源指示

RUN－運行狀態(tài)，當(dāng)處于編程狀態(tài)或者運行異常時“滅”

ERR－錯誤指示，PLC出現(xiàn)錯誤時該指示燈亮，PLC停止運行

ALM－警告指示，出現(xiàn)警告性錯誤時，該燈閃爍，PLC不停止

COMM－通信指示，PLC與外設(shè)通信時燈閃爍，否則燈滅外設(shè)端口可以連接編程器，也可以通過RS－232、422通信適配器連接PLC或者上位機(jī)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。IO擴(kuò)展30點、40點的CPU單元上有擴(kuò)展連接器，用于連接擴(kuò)展單元，如IO擴(kuò)展單元、特殊功能單元可以同時連接不同類型的擴(kuò)展單元，但總數(shù)不能超過3臺。對于特殊功能單元TS002、TS102，只能連接其中1種，且擴(kuò)展單元總數(shù)不能超過2臺；以20點IO擴(kuò)展單元為例：擴(kuò)展IO連接電纜擴(kuò)展連接器10點、20點CPU單元不能連接IO擴(kuò)展單元，30點、40點CPU可以連接不超過3個擴(kuò)展IO單元，因此CPM1A的IO點在10～100之間配置。CPU擴(kuò)展IO單元00000～0000501000～0100310點IO6入，4出00000～0001101000～0100720點IO12入，8出00000～0001100100～0010501000～0100701100～0110330點IO18入，12出00200～0021101200～0120720點擴(kuò)展IO12入，8出00300～0031101300～0130700400～0041101400～0140700000～0001100100～0011101000～0100701100～0110740點IO24入，16出00200～0021101200～0120700300～0031101300～0130700400～0041101400～01407返回3.CPM1A的繼電器區(qū)及數(shù)據(jù)區(qū)CPM1A的繼電器區(qū)及數(shù)據(jù)區(qū)由以下幾部分組成：內(nèi)部繼電器區(qū)IR特殊輔助繼電器區(qū)SR暫存繼電器區(qū)TR保持繼電器區(qū)HR輔助記憶繼電器區(qū)AR鏈接繼電器區(qū)LR定時器/計數(shù)器區(qū)TIM/CNT數(shù)據(jù)存儲區(qū)DM通道的概念CPM1A的通道用3位數(shù)字表示，稱為通道號。一個通道內(nèi)有16位（字）。在指明一個位時用5位數(shù)字，稱為繼電器號前3位數(shù)字為該位所在通道的通道號，后2位數(shù)字為該位在通道中的序號。一個通道中16個位的序號為0～15，因此位號中的后2位數(shù)字為00～15如：20004為200通道中的04位。內(nèi)部繼電器區(qū)（IR）IR區(qū)分為兩部分：一部分供輸入/輸出點用，稱為輸入輸出繼電器區(qū)；另一部分供PLC內(nèi)部程序使用，稱為內(nèi)部輔助繼電器區(qū)。輸入繼電器區(qū)有10個通道000～009：000、001通道用于CPU單元輸入通道

002～009通道用于擴(kuò)展IO單元的輸入通道輸出繼電器區(qū)有10個通道010～019：010、011通道用于CPU單元輸出通道

012～019通道用于擴(kuò)展IO單元的輸出通道。參照CPU的擴(kuò)展示例。內(nèi)部輔助繼電器區(qū)有32個通道200～231，共計32×16＝512點。另外，輸入輸出繼電器區(qū)中未被使用的通道也可作為內(nèi)部輔助繼電器使用特殊輔助繼電器區(qū)（SR）SR區(qū)和IR區(qū)實際上是PLC的同一數(shù)據(jù)區(qū)，SR區(qū)的通道在IR區(qū)之后順序編號IR和SR的區(qū)別在于前者供用戶使用，而后者由系統(tǒng)使用。特殊輔助繼電器區(qū)共有24個通道232－255暫存繼電器區(qū)（TR）CPM1APLC由8個暫存繼電器，記為TR0～TR7用于暫時存儲復(fù)雜梯形圖中的分支點的ON/OFF狀態(tài)暫存繼電器在同一程序段內(nèi)不能重復(fù)使用在不同程序段內(nèi)可重復(fù)使用保持繼電器區(qū)（HR）保持繼電器具有斷電保持功能，即當(dāng)電源掉電時，它們能夠保持掉電前的ON／OFF狀態(tài)HR有20個通道HR0～HR19。每個通道有16個繼電器，編號為00～15共有20×16＝320個繼電器。HR的使用方法同內(nèi)部輔助繼電器一樣。保持繼電器既能以“位”為單位使用，又能以“通道”為單位使用。斷電保持功能通常有2種用法：①以通道為單位使用，用作數(shù)據(jù)通道，此時斷電后數(shù)據(jù)不會丟失，恢復(fù)供電時，數(shù)據(jù)可恢復(fù)。②以位為單位使用，與KEEP指令配合使用，或者用于本身帶有自保電路。輔助記憶繼電器區(qū)（AR）輔助記憶繼電器區(qū)共有16個通道：AR00－AR15。AR區(qū)用來存儲PLC的工作狀態(tài)信息，包括：擴(kuò)展單元連接的臺數(shù)斷電發(fā)生的次數(shù)掃描周期最大值及當(dāng)前值高速計數(shù)、脈沖輸出的工作狀態(tài)標(biāo)志通信出錯碼系統(tǒng)設(shè)定區(qū)域異常標(biāo)志等。用戶可根據(jù)其狀態(tài)了解系統(tǒng)的運行狀況。AR區(qū)具有斷電保持功能。鏈接繼電器區(qū)（LR）鏈接繼電器區(qū)共有16個通道：LR00～LR15當(dāng)CPM1A之間，或者CPM1A與PLC之間進(jìn)行1：1鏈接時，用鏈接繼電器與對方交換數(shù)據(jù)。不進(jìn)行1:1鏈接時，鏈接繼電器可作內(nèi)部輔助繼電器使用。定時器/計數(shù)器區(qū)（TIM/CNT）CPM1A的定時器和計數(shù)器統(tǒng)一編號，編號又稱TC號。CPM1A共有128個定時器和計數(shù)器，其TC號為TC000～TC127。它有2種定時器和2種計數(shù)器，分別為：普通定時器TIM高速定時器TIMH普通計數(shù)器CNT可逆計數(shù)器CNTR一個TC號既可用作定時器，又可用作計數(shù)器，但所有的定時器或計數(shù)器的TC號不能重復(fù)。例如，TC000號用作普通定時器，則其它的普通定時器、高速走時器、普通計數(shù)器、可逆計數(shù)器就不能再使用TC000。當(dāng)電源斷電時，定時器復(fù)位，計數(shù)器保持?jǐn)嚯娗暗臓顟B(tài)數(shù)據(jù)存儲區(qū)（DM）數(shù)據(jù)存儲區(qū)用來存儲數(shù)據(jù)，共有1536個字(通道)，范圍為：DM0000～DM1023（1024個字）DM6144－DM6655（512個字）DM區(qū)只能以字為單位使用，不能以“位”為單位使用。有斷電保持功能?？砷g接尋址DM0000－DM999、DM1022－1023為程序可讀寫區(qū)，用戶程序可自由讀寫DM1000－DM1021主要用來作故障履歷存儲器，記錄有關(guān)故障信息，如果不用作故障履歷存儲區(qū)，可作普通數(shù)據(jù)存儲器使用。是否作為故障履歷存儲器，由DM6655的00～03位來設(shè)定；DM6144－DM6599為只讀存儲區(qū)，用戶程序可以讀出但不能改寫其內(nèi)容，利用編程器可預(yù)先寫入數(shù)據(jù)內(nèi)容。DM6600－DM6655為系統(tǒng)設(shè)定區(qū)，原來設(shè)定各種系統(tǒng)參數(shù)，通常都是在編程模式中設(shè)定，部分內(nèi)容還可以在監(jiān)控模式中設(shè)定。4.CPM1A的指令系統(tǒng)簡介⑴專用編程器一般用于LAD的編程⑵簡易編程器一般用STL語言⑶PC＋專業(yè)軟件二者均可PLC的特點之一，就是編程簡單。LAD梯形圖是各種PLC第一編程語言，它接近于電氣控制原理圖，直觀易懂，但其缺點是對編程器的要求很高，需使用圖形編程器才能將梯形圖程序輸入PLC。因此，人們又設(shè)計一種語句表編程方法，將梯形圖轉(zhuǎn)化為語句表后，用簡易編程器就可將其輸入到PLC內(nèi)存中。語句表和匯編語言形式類似，是由一條條指令組成的，但PLC的指令系統(tǒng)比匯編語言簡單得多。各廠家生產(chǎn)的PC不同，指令系統(tǒng)也不同。CPM1A系列PLC的指令根據(jù)功能分為基本指令和應(yīng)用指令兩大類：基本指令－－直接對輸入輸出點進(jìn)行操作包括輸入、輸出和“與”、“或”、“非”基本運算等應(yīng)用指令包括定時計數(shù)指令、聯(lián)鎖指令、跳轉(zhuǎn)指令、數(shù)據(jù)比較指令、數(shù)據(jù)移位指令、數(shù)據(jù)傳送指令、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令、十進(jìn)制運算指令、二進(jìn)制運算指令、邏輯運算指令、子程序控制指令、高速計數(shù)器控制指令、脈沖輸出控制指令、中斷控制指令、步進(jìn)指令及一些特殊指令等(1)基本指令LD指令：常開觸點與左側(cè)母線相連N·LD、LDNOT指令LDNOT指令：常閉觸點與左側(cè)母線相連NN：繼電器編號IRSRHRARLRTCTR內(nèi)部繼電器區(qū)特殊輔助繼電器區(qū)保持繼電器區(qū)輔助記憶繼電器區(qū)連接繼電器區(qū)定時計數(shù)器區(qū)暫存繼電器區(qū)

OUT、OUTNOT指令OUT指令：輸出邏輯運算結(jié)果OUTNOT指令：將邏輯運算結(jié)果取反后輸出NNN：繼電器編號IRSRHRARLRTCTR如果輸出位為PLC的輸出點，則輸出結(jié)果到PLC的外部；否則，輸出到PLC的內(nèi)部繼電器Example：0000001000010010000101002LADSTLLD 00000OUT 01000OUTNOT 01001LDNOT 00001OUT 01002

AND、ANDNOT指令N：繼電器編號IRSRHRARLRTCTRExample：LADSTLLD 00000AND 00001OUT 01000LD 00002ANDNOT 01000OUT 01001AND指令：常開觸點與前面的觸點相串連，即AND前后的位進(jìn)行“與”運算ANDNOT指令：常閉觸點與前面的觸點相串連NN000000100000001000020100101000

OR、ORNOT指令N：繼電器編號IRSRHRARLRTCTRExample：LADSTLLD 00000OR 00001OUT 01000LD 01000ORNOT 00002OUT 01001OR指令：常開觸點與前面的觸點相并連，即OR前后的位進(jìn)行“或”運算ANDNOT指令：常閉觸點與前面的觸點相并連NN000000100000001010000100100002

ANDLD指令Example：LADSTLLD 00000ORNOT 00001LDNOT 00002OR 00003ANDLDLD 00004ANDNOT 00005OR 00006ANDLDOUT 03000ANDLD指令：邏輯塊的串連操作ANDLD指令沒有操作數(shù)0000003000000010000200003000040000600005

ORLD指令Example：LD 00000ANDNOT 00002LDNOT 00001AND 00004ORLDLDNOT 00003ANDNOT 00005ORLDOUT 03000ORLD指令：邏輯塊的并連操作ORLD指令沒有操作數(shù)00000030000000100002000040000300005思考題－500000030000000100002000030000500006000070010000101020010200202003把下列梯形圖轉(zhuǎn)換成STL語言

SET、RESET指令Example：SET指令：當(dāng)執(zhí)行條件為ON時，操作數(shù)N置ON

當(dāng)執(zhí)行條件為OFF時，操作數(shù)N不變RESET指令：當(dāng)執(zhí)行條件為ON時，操作數(shù)N置OFF

當(dāng)執(zhí)行條件為OFF時，操作數(shù)N不變LD 00000SET 00600LD 00001RESET 00600SETNRESETN0000000001SET00600RESET00600N：繼電器編號IRSRHRARLR000000000100600SET、RESET指令間可以插入其它指令

NOP（00）、END（01）指令NOP（00）：空操作指令（某程序若要刪除一行，在刪除行的位置上加上NOP指令，可以不改變程序的步序）END（01）：程序結(jié)束指令（要求程序中有至少一個END指令，但PLC執(zhí)行到第一個END指令，即認(rèn)為程序到此結(jié)束，后面的程序一概不執(zhí)行。如果沒有END指令，PLC將報告出錯）暫存繼電器（TR）處理復(fù)雜的梯形圖分支還有另一種方法就是把中間變量保存起來。00000030000000100002000030000403001030020000003000000010000200003000040300103002TR0TR0TR0在同一程序段中，同一TR號不能重復(fù)使用（賦值）當(dāng)然可以被多次引用在不同程序段中，同一TR號可以重復(fù)使用（賦值）一個TR號只是代表一個繼電器的位。LD 00000OUT TR0ANDNOT 00001AND 00002OUT 03000LD TR0AND 00003OUT 03001LD TR0AND 00004OUT 03002思考題－8寫出以下邏輯塊對應(yīng)的STL語句（用暫存繼電器）0000020000200012000200002000040000300001提示：需要用到兩個TR，如TR0和TR1

參照上一頁，先對梯形圖進(jìn)行修改。定時器、計數(shù)器指令1.定時器指令TIMTIMNSVN：定時器號000～127SV：定時設(shè)定值（字）IR、SR、HR、AR、LR、DM、*DM、#SV的取值范圍為0～9999，最小定時單位為0.1s，因此實際定時設(shè)定值＝SV×0.1（秒）功能：定時器為通電延時，當(dāng)定時器的輸入為OFF時，定時器的輸出為OFF。當(dāng)定時器的輸入變?yōu)镺N時，開始定時，定時時間到，定時器的輸出變?yōu)镺N。若輸入繼續(xù)為ON，則定時器的輸出保持為ON。當(dāng)定時器的輸入變?yōu)镺FF時，定時器的輸出隨之變?yōu)镺FF。1.定時器指令TIMTIM000#020000000TIM00001000TIM00020000000TIM00001000LD 00000TIM 000 #0200LD TIM000OUT 01000LD 00000TIM 000 200LD TIM000OUT 01000定時器000，設(shè)定值為常數(shù)200，表示定時時間為20.0秒。當(dāng)00000為OFF時，TIM000處于復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)前值PV＝SV；當(dāng)00000為ON時，TIM000開始定時，定時器的當(dāng)前值PV從設(shè)定值200開始，每隔0.1秒減去l，20秒后，當(dāng)前值PV減為0，此時定時器000輸出為ON，TIM000的常開觸點閉合，使01000為ON。此后，若00000一直為ON，則TIM000狀態(tài)不變，若00000變?yōu)镺FF，則定時器復(fù)位，當(dāng)前值PV恢復(fù)為設(shè)定值SV。只是表示通道IR200中的數(shù)據(jù)作為定時器的設(shè)定值。2.計數(shù)器指令CNTN：定時器號000～127SV：定時設(shè)定值（字）

IR、SR、HR、AR、LR、DM、*DM、#功能：計數(shù)器為遞減計數(shù)，CNT001的設(shè)定值為200。當(dāng)R端00001為ON時，處于復(fù)位狀態(tài)(不計數(shù))，當(dāng)前值PV＝SV。當(dāng)R端由ON變?yōu)镺FF后，計數(shù)器開始計數(shù)，PV從200開始，每當(dāng)00000由OFF變?yōu)镺N時減1。在PV減到0時，即計滿200個脈沖，不再接收計數(shù)脈沖，停止計數(shù)，CNT001輸出變?yōu)镺N，其常開觸點閉合，使01000輸出為ON。若在計數(shù)過程中或者在計數(shù)結(jié)束以后，R端00001由OFF變?yōu)镺N，則計數(shù)器立即復(fù)位，停止計數(shù)，PV恢復(fù)到設(shè)定值SV。計數(shù)器CNT001復(fù)位后，輸出為OFF。CNTNSVCPRCP：計數(shù)輸入端，脈沖輸入R：復(fù)位輸入端CNT001#020000000CNT0010100000001CPRLD 00000LD 00001CNT 001 #0200LD CNT001OUT 01000注意：定時器號和計數(shù)器號不能重復(fù)思考題－9寫出下列梯形圖的STL語言TIM00001000000010100000100001010100101001TIM000#00500100200000跳轉(zhuǎn)/跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令JMP(04)/JME(05)JMP/JME指令用于控制程序的流向當(dāng)JMPN的執(zhí)行條件為ON，則JMP和JME之間的程序被執(zhí)行，如同沒有跳轉(zhuǎn)指令當(dāng)JMPN的執(zhí)行條件為OFF，則JMP和JME之間的程序跳過，如同沒有這段程序JMP(04)NJME(05)N跳轉(zhuǎn)號N：00～4900000JMP(04)00自控程序JME(05)0000000JMP(04)01手動程序JME(05)01有兩種類型的跳轉(zhuǎn)號：N＝00和N＝01～49N＝00，JMP00－JME00可以在程序中多次使用，因為需要花費時間尋找下一個JME00，因此它的執(zhí)行時間更長N＝01～49，JMPN－JMEN在程序中只能使用一次跳轉(zhuǎn)指令可以嵌套，但必須是不同跳轉(zhuǎn)號的嵌套，例如：

JMP00－－JMP01－－JME01－－JME00左圖中加上一段即成為“手自動”可以切換的控制程序

KEEP(11)指令Example：該指令有兩個操作條件：S－置位條件R－復(fù)位條件（原理見書本83頁）LD 00000LD 00001KEEP(11) 00600N：繼電器編號IRSRHRARLR000000000100600置位輸入S復(fù)位輸入RKEEP(11)N0000000001KEEP(11)00600該指令有兩個操作條件：S－置位條件R－復(fù)位條件思考題－6比較以下3組邏輯塊的含義。0000000001SET00600RESET006000000000001KEEP(11)0060000000006000060000001DIFU(13)、DIFD(14)指令（見書本84頁）DIFU(13)：上升沿微分指令，當(dāng)執(zhí)行條件從OFF變?yōu)镺N時，