天津大學(xué) 松下 LC 課程 第一章

2023/6/301天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院李一博2009年8月可編程控制器（PLC)基礎(chǔ)2023/6/302可編程控制器又叫PLC（ProgrammableLogicController），即可編程邏輯控制器。早期的PLC主要應(yīng)用于邏輯控制，以后隨著PLC功能的增強，尤其是PID、中斷、模擬量采集、遠程通訊等高功能模塊的出現(xiàn)，使得PLC從針對開關(guān)量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域，故改稱可編程控制器（ProgrammableController）。但由于PC容易和個人計算機混淆，所以仍習(xí)慣性地簡稱PLC。第一章可編程控制器的基本知識第一節(jié)可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展一、什么是可編程控制器2023/6/303二、什么是邏輯控制以工廠生產(chǎn)控制中經(jīng)常會遇到的液位控制問題為例1：2023/6/304CBAMSML00011001010111011100邏輯控制真值表2023/6/305例2：水罐的高低液位控制2023/6/306邏輯控制真值表R0R1Y000101?110邏輯表達式怎么寫？*注意用什么保持什么復(fù)雜邏輯表達式的簡化問題：卡諾圖2023/6/307邏輯控制如何實現(xiàn)？1.繼電器實現(xiàn)需要理解的概念：繼電器、動作線圈、常開觸點、常閉觸點、單刀單擲、單刀雙擲、雙刀雙擲。需要思考的問題：是否容易實現(xiàn)、是否容易修改、是否易于維修以及功耗等。2023/6/308編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；可靠性高于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜；維護方便，最好是插件式；可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；在成本上可與繼電器控制柜競爭；輸入可以是交流115V；輸出為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥等；在擴展時，原系統(tǒng)只需很小變更；用戶程序存貯器容量至少能擴展到4K。GM10條是可編程序控制器出現(xiàn)的直接原因：2023/6/3092.PLC實現(xiàn)20瞧23造/6轎/2喊610三、苗可編速程控雕制器慨的發(fā)沸展及膝定義19造69年，睜美國虛數(shù)據(jù)寫設(shè)備團公司(D侄EC諸)研制急出世讀界上船第一貼臺可樣編程跑控制贊器，尺并成苗功地高應(yīng)用規(guī)在GM公司熟的生擾產(chǎn)線講上。赴這一隸時期島它主要宰用于始順序編控制來，只禽能進蓮行邏荒輯運陽算，慘故稱襖為可眼編程填邏輯膏控制罵器，閥簡稱PL金C(猴Pr離og當(dāng)ra狼mm族ab圍le冤Lo脫gi裙c歷C井on嶼tr嫩ol恩le畢r)。70年代脆后期吼，隨分著微移電子畫技術(shù)錫和計題算機環(huán)技術(shù)貿(mào)的迅勵猛發(fā)欠展，懸使PL叛C從開惕關(guān)量幼的邏沿輯控椅制擴罪展到誼數(shù)字?？刂蒲讣吧援a(chǎn)過剝程控柔制領(lǐng)編域，真正床成為袖一種慕電子沒計算翅機工唇業(yè)控掘制裝吼置，故稱捷為可故編程把控制禮器，碧簡稱PC椒(P霞ro此gr瘡am相ma舌bl家e判Co索nt拉ro集ll友er輪)。但嫁由于PC容易棋和個斥人計艱算機(P箭er屠so愚na屈l倘C津om滅pu突te殿r)相混茂淆，般故人是們?nèi)粤?xí)慣思地用PL低C作為縣可編剃程控塑制器牧的縮扁寫。20買23談/6疼/2油61119款85年1月國際氣電工皂委員疼會的救定義：“可戚編程綁序控頑制器置是一條種數(shù)耗字運底算的閘電子方系統(tǒng)晝，專為詠工業(yè)屬環(huán)境記下應(yīng)樂用而設(shè)設(shè)計。它采漂用可欄編程勁序的柱存儲柔器，丑用來恨在內(nèi)曬部存可儲執(zhí)耽行邏董輯運漠算、陸順序站控制摧、定做時、沒計數(shù)妙和算蓬術(shù)運澡算等晚操作賀的指蹈令，陣并通目過數(shù)膠字式屈、?；陻M式魯?shù)妮攨捜牒蛠磔敵鼍殻仞堉聘靼畏N類尿型的濫機械恨或生濤產(chǎn)過恒程。奪可編友程序肅控制良器及削其有棉關(guān)設(shè)閉備，就都應(yīng)旬按易于窗與工童業(yè)控規(guī)制系省統(tǒng)聯(lián)岸成一市個整粱體，技易于醉擴充吉的原霉則設(shè)襲計”。20援23龜/6糧/2此612四、PL箱C與傳惠統(tǒng)的胸繼電議器邏無輯相逝比可靠辟性高寸、邏澤輯功抵能強竹、體芬積小仿。在需岡要大邪量中嫩間繼貴電器濾、時秀間繼偵電器紹及計昆數(shù)繼衡電器仍的場媽合，PL爬C無需技增加慚硬設(shè)你備。隨著譯要求蠢的變損更PL蔥C對程向序修液改方柳便。全繼電速器線繼路要方想改鏡變控崇制功餅?zāi)埽当仨氉庾兏步訕憔€，反靈活居性差惑。具有尋網(wǎng)絡(luò)盜通訊姻功能禮，可絨附加離高性舊能模鎮(zhèn)塊對否模擬兩量進枝行處彎理，芳實現(xiàn)嘉各種切復(fù)雜擠控制掛功能叼。20債23燈/6懶/2輛613五、PL竄C與工圾業(yè)控迎制計嚴(yán)算機國相比PL謊C繼承四了繼搭電器引系統(tǒng)鞠的基下本格盟式和澤習(xí)慣，對于負有繼道電器寸系統(tǒng)燦方面胸知識是和經(jīng)安驗的磚人來春說，刺尤其肝是現(xiàn)蝦場的苗技術(shù)繩人員欲，學(xué)削習(xí)起勁來十絞分方池便。PL蠻C一般甩是由另電氣殖控制阻器的同制造備廠家房誠研制釘生產(chǎn)蜘，各廠堂家的嘉產(chǎn)品霸不通完用。工業(yè)斧控制捕機是由毫通用追計算幟機推路廣應(yīng)族用發(fā)戶展起撲來的新，一榮般由匪微機干廠、早芯片禾及板飾卡制吊造廠蘭開發(fā)講生產(chǎn)氧。它仇在硬頭件結(jié)略構(gòu)方閣面的樂突出竭優(yōu)點扭是總線壞標(biāo)準(zhǔn)油化程姐度高潤，產(chǎn)泰品兼太容性碗強。PL沙C的運烏行方盜式與今工業(yè)欺控制遵機不白同，微機僵的許興多軟椒件不勝能直范接使縮慧用。工業(yè)細控制稈機可休使用賺通用噸微機綁的各陷種編因程語嶺言，潑對要己求快袋速、揚實時途性強著、模秀型復(fù)溝雜的躲工業(yè)爭對象紗的控愉制占償有優(yōu)暫勢。卵但它樹要求買使用幅者具咐有一難定的浸計算脆機專恩業(yè)知御識。20雖23懼/6估/2獎614PL始C和工郵業(yè)控他制機黎都是者專為刮工業(yè)圓現(xiàn)場哈應(yīng)用秧環(huán)境咐而設(shè)賀計的甚。都具而有很介高的刑可靠閉性。PL筑C一般月具有巖模塊借結(jié)構(gòu)矛，可以貨針對潮不同麥的對悟象進脅行組般合和御擴展教。20沉23液/6榜/2耐615第二吳節(jié)編可編夏程控牢制器市的基遣本結(jié)粱構(gòu)PL改C的系描統(tǒng)結(jié)卡構(gòu)20碗23搞/6瞧/2永616PL渴C各部享分的患作用CP寸U診斷PL蒙C電源漿、內(nèi)葉部電悔路的斃工作妹狀態(tài)趴及編揀制程妖序中孕的語臥法錯津誤。采集陶現(xiàn)場積的狀富態(tài)或剪數(shù)據(jù)狡，并味送人PL乖C的寄倒存器驚中。逐條程讀取壁指令太，完眉成各需種運火算和憲操作永。將處雙理結(jié)各果送訴至輸鞠出端巧。響應(yīng)缺各種匙外部夸設(shè)備延的工濫作請灑求。20偷23藍/6國/2售617PL享C各部仁分的像作用存儲閥器系統(tǒng)述程序胡存儲衣器：用頁以存糞放系余統(tǒng)管紐奉理程沈序、除監(jiān)控或程序因及系疲統(tǒng)內(nèi)紡部數(shù)杜據(jù)。PL貝C出廠敏前已慌將其芝固化卸在只戲讀存綠儲器RO跪M或PR葡OM中，旨用戶懼不能她更改綠。用戶燙存儲緒器：包括臨用戶以程序梳存儲循區(qū)及慕工作沸數(shù)據(jù)遇存儲驕區(qū)。棗這類弱存儲絹器一掙般由煉低功袋耗的CM峽OS事-R籌AM構(gòu)成嗚，其窮中的臣存儲斤內(nèi)容僻可讀忌出并君更改裹。注意瘡：PL夏C產(chǎn)品村手冊出中給棒出的“存儲拼器類梯型”和“程序單容量”是針刪對用距戶程掠序存洽儲器界而言秩的。20倉23甲/6達/2劉618PL企C各部秤分的芽作用輸入重輸出鳳接口孫電路輸入吹接口萬電路：采用蕩光電誦耦合稱電路頓，將晝限位仆開關(guān)絲式、手抱動開熱關(guān)、它編碼宴器等刑現(xiàn)場筍輸入皺設(shè)備均的控制要信號勝轉(zhuǎn)換成CP疫U所能嶺接受已和處綁理的數(shù)字愁信號。PL晴C的輸剛?cè)虢酉目陔娭舐罚êＶ绷鬟\輸入大型）20寧23樓/6演/2講619PL笛C各部蓮分的穴作用輸出梨接口錢電路穗：采用課光電持耦合割電路縮慧，將CP梯U處理萬過的荒信號濾轉(zhuǎn)換孤成現(xiàn)偷場需糧要的這強電善信號玩輸出結(jié)，以驅(qū)惡動接利觸器哭、電銳磁閥舞等外括部設(shè)青備的皮通斷灣電。有三結(jié)種類橡型：繼電器輸出型繼電牌器輸處出型：為有請觸點考輸出懼方式黃，用抱于接躁通或狡斷開開關(guān)吉頻率燦較低卡的直流皮負載或交流應(yīng)負載回路。20浮23給/6咐/2騰620（b）晶閘管輸出型（c）晶體管輸出型（NPN集電極開路）（d）

晶體管輸出型（PNP集電極開路）晶體偶管輸檔出型：為無里觸點鞏輸出熊方式辨，用怨于接掙通或西斷開開關(guān)洗頻率獨較高衣的直流電源彼負載密。晶閘農(nóng)管輸課出型冒：為無船觸點涉輸出停方式倍，用戚于接合通或卷斷開開關(guān)怪頻率洽較高烏的交流電源議負載診。20習(xí)23險/6違/2列621電源PL紫C的電發(fā)源是指膊將外隱部輸涼入的改交流鋤電處纖理后月轉(zhuǎn)換藍成滿且足PL微C的CP跑U、存奴儲器刪、輸衣人輸欣出接財口等肢內(nèi)部躬電路笛工作釣需要跟的直流寨電源冰電路萌或電堅源模所塊。許多PL還C的直川流電爐源采紋用直壇流開饅關(guān)穩(wěn)界壓電霜源，更不僅斑可提洪供多怕路獨碑立的附電壓供內(nèi)旁部電苦路使液用，而且還可饞為輸練入設(shè)果備提喂供標(biāo)受準(zhǔn)電敲源。20踏23感/6衫/2蠢622手持股編程昨器手持秀編程恒器采猴用助記并符語醉言編線程，具撓有編資輯、升檢索籃、修姐改程房誠序、徑進行到系統(tǒng)羽設(shè)置晶、內(nèi)稻存監(jiān)糟控等在功能歉。可殲一機潑多用治，具塘有使驢用方筋便、含價格俊低廉廁的特刻點。缺點疲：不夠巷直觀可通拴過PL淹C的RS按23偷2外設(shè)長通訊胳口(或RS橋42球2口配跳以適姓配器)與計吹算機足聯(lián)機和，利用甩專用潛工具睬軟件（NP侍ST－GR、FP刑SO若FT、FP扒WI嚷N－GR）對PL嶺C進行槽編程賽和監(jiān)使控。利用泰計算隸機進拿行編妥程和舌監(jiān)控免比手洽持編有程工葉具更氣加直效觀和劣方便升。20領(lǐng)23接/6漠/2弦623輸入潛輸出I／0擴展穿接口若主棍機單烏元的I／O點數(shù)妙不能浸滿足變需要簡時，可通謀過此駱接口搜用扁賊平電垂纜線勾將I／O擴展提單元茫與主百機相爸連，哄以增加I／O點數(shù)。PL負C的最役大擴仇展能校力主羨要受CP濕U尋址仰能力楚和主敞機驅(qū)抹動能末力的限購制。20死23回/6雀/2角624第三啊節(jié)隸可疾編程販控制培器的應(yīng)原理旅及技術(shù)矩性能PL勒C的基派本工臥作原千理微機灘：“事件評處理”的瘦工作墊方式PL粥C：“循環(huán)礙掃描”的暖工作濫方式CP案U從第則一條糟指令呢開始崇按指伯令步制序號吉作周竟期性染的循布環(huán)掃淘描，五如果無跳叨轉(zhuǎn)指永令,則從形第一虎條指抽令開閉始逐筑條順壩序執(zhí)罷行用花戶程塊序，絨直至組遇到雜結(jié)束舌符后益又返銳回第宅一條弦指令，周而攻復(fù)始坐不斷載循環(huán)截，每欲一個帶循環(huán)揀稱為一個賢掃描廚周期價。20后23察/6蔬/2贊625一個緩掃描削周期后主要弄分為攪三個牙階段奔：輸入倉刷新逝階段程序兩執(zhí)行伙階段輸出煉刷新類階段輸入刷新

程序執(zhí)行輸出刷新一個掃描周期輸入刷新PL壓C的掃駝描工翻作過絞程用戶輸出設(shè)備輸入端子輸入鎖存器輸入映象寄存器輸出映象寄存器輸出鎖存器輸出端子程序執(zhí)行用戶輸入設(shè)備寫讀讀20川23胞/6濱/2議626PL極C的基運本工渣作原榴理由于照輸入蹲刷新新階段壁是緊明接輸獨出刷肥新階從段后顯馬上掩進行訴的，恨所以較亦將夏這兩個準(zhǔn)階段返統(tǒng)稱磁為I／O刷新兩階段充。實際幸上，匯除了拖執(zhí)行仔程序廚和I／O刷新尸外，PL帆C還要丟進行討各種酷錯誤稻檢測(自診繡斷功嫌能)并與友編程希工具丟通訊鍛，這荷些操晌作統(tǒng)柏稱為附“監(jiān)呀視服座務(wù)”晝。一揭般在饅程序灣執(zhí)行續(xù)后進經(jīng)行。掃描浮周期渾的長緊短主隱要取當(dāng)決于污程序搜的長萄短。由于捆每一瞞個掃境描周以期只竟進行苦一次I／0刷新掉，故慈使系趕統(tǒng)存在護輸入貢、輸吃出滯廁后現(xiàn)軌象。這對叔于一寶般的罷開關(guān)縣量控夢制系角統(tǒng)不襯但不丑會造噸成影冷響，反而趕可以增強偽系統(tǒng)養(yǎng)的抗判干擾兵能力廳。但對孤于控失制時停間要擊求較父嚴(yán)格俯、響卷應(yīng)速額度要棚求較幫快的飛系統(tǒng)疊，就共需要籃精心恨編制格程序同，必殲要時耽采用濃一些善特殊城功能肥，以病減少增因掃攏描周帥期造蒙成的遠響應(yīng)容滯后暮。20民23呈/6滑/2揉627PL僑C的主望要技拳術(shù)指格標(biāo)輸入?yún)ⅲ斁幊鳇c紀(jì)數(shù)（I/賤O點數(shù)葉）包糧括基你本點逃數(shù)及警最大捷可擴呀展點窗數(shù)輸出團形式內(nèi)存題容量注意飲：“內(nèi)存仗容量及”實熟際是弊指用拘戶程怪序容紹量，買不包蔬括系娛統(tǒng)程幕序存畢儲器猴的容傷量。4.掃描仙速度(單位位：ms／k或μs零/步。)5.指令軋條數(shù)6.內(nèi)部裕繼電注器和屈寄存盛器數(shù)疤目7.編程剩語言雷及編恥程手雖段8.高級壺模塊主控盟模塊躲可實濤現(xiàn)基復(fù)本控景制功華能，高級病模塊淚可實貧現(xiàn)一景些特妹殊的鎮(zhèn)專門窮功能永。如A／D和D／A轉(zhuǎn)換幕模塊腸等披。20巴23戀/6嗓/2茅628PL賓C的內(nèi)烏存分蘿配及I／O點數(shù)I／0繼電拍器區(qū)樂：I／0區(qū)的摸寄存智器可直英接與PL灑C外部鐵的輸員入、滔輸出秋端子霞傳遞您信息欣，具有眾“繼存電器雁”的魂功能弱，有郊自己直的“禍線圈秋”和猴“觸凝點”蛙。故扣常稱扇為“I／0繼電喊器區(qū)轉(zhuǎn)”。以上漲說法膚不完護全正珠確內(nèi)部沈通用早繼電劣器區(qū)沫：只能爺在PL灑C內(nèi)部閘使用島，其作虧用與飲中間弦繼電潤器相叛似，消在程疤序控我制中犯可存腔放中個間變村量。數(shù)據(jù)撤寄存照器區(qū)：只能律按字件使用，不欺能按眉位使役用。蘆一般尸只用論來存放英各種眉數(shù)據(jù)。特殊視繼電腫器、侄寄存演器區(qū)：被系糖統(tǒng)內(nèi)傭部占蜂用，專門匠用于淋某些劫特殊界目的堡，一燈般不能乒由用遼戶任蹲意占鞠用。系統(tǒng)夢寄存黎器區(qū)畝：用來存放側(cè)各種遞重要方信息秤和參錘數(shù)。通過復(fù)用戶膠程序莫，不盆能讀策取和啟修改槽系統(tǒng)多寄存狼器的直內(nèi)容碎。20編23優(yōu)/6午/2漿629第四停節(jié)PL搜C的分給類及五功能PL奴C的分補類按結(jié)井構(gòu)形姑式分領(lǐng)類整體菜式模塊菠式按功梁能分腎類低檔詳機中檔充機高檔漫機分類I／0點數(shù)程序容量超小型機64點以內(nèi)256～1000字節(jié)小型機64～2561～3.6K字節(jié)中型機256～20483.6～13K字節(jié)大型機2048以上13K字節(jié)以上3.按I／O點數(shù)概和程綁序容撤量分都類20浴23況/6榜/2蛾630PL棕C的主喝要功抓能邏輯鹽控制凝功能定時蚊／計暮數(shù)控飛制功繁能數(shù)據(jù)族處理銷功能步進具控制演功能A／D與D／A轉(zhuǎn)換肆功能運動樸控制哪功能過程勻控制挪功能擴展井功能遠程I／0功能通信圣聯(lián)網(wǎng)潤功能監(jiān)控猶功能20純23忌/6逃/2臂631第五視節(jié)PL水C的特陶點、峽應(yīng)用須場合螺和發(fā)謊展趨恢勢PL執(zhí)C的主探要特胞點可靠扶性高紹、抗拴干擾料能力專強。主要書有以妄下幾湖個方增面：隔離(采用民光電稈耦合屢器)濾波對PL澤C的內(nèi)疤部電脊源采秘取了恩屏蔽膜、穩(wěn)窗壓、擺保護暫等措傍施。Wa狀tc獵hd斜og電路錦。利用龍系統(tǒng)著軟件昌定期游進行原系統(tǒng)藍狀態(tài)凝、用劑戶程功序、豪工作衣環(huán)境詠和故蓮障檢雙測（樂自診版斷）歡。對用稱戶程晨序及恢動態(tài)彈工作么數(shù)據(jù)兆進行筑電池艷備份械。采用棒密封妨、防貿(mào)塵、械抗振啞的外那殼封慨裝結(jié)濟構(gòu)。以集零成電街路為綱基本眉元件鞋，內(nèi)挽部處踩理過鐵程不引依賴切于機作械觸并點。采用符循環(huán)使掃描瘡的工六作方音式，也提墳高了枕抗干匙擾能概力。20鄰23右/6汗/2駁632可實塞現(xiàn)三圈電一墾體化將電猴控(邏輯準(zhǔn)控制)、電櫻儀(過程誘控制)和電薄結(jié)(運動毅控制)集于汗一體寺，可段以方占便、硬靈活繩地組卵合成示各種敞不同伙規(guī)模呆和要曬求的頑控制扶系統(tǒng)儀。編程蟻簡單省、使丸用方所便、黑柔性監(jiān)好體積徒小、端重量爐輕、煙功耗書低20澇23貫/6昂/2山633PL潔C的應(yīng)占用場閥合邏輯父控制：可號取代完傳統(tǒng)治繼電助器系傭統(tǒng)和葬順序愉控制賴器。鍵如各券種機同床、邁自動顛電梯哥、裝唉配生錢產(chǎn)線魂、電牛鍍流漲水線逝、運爭輸和緊檢測絲式等的撒控制齒。運動級控制：可紗用于湯精密炒金屬德切削女機床折、機翅械手索、機牙器人座等設(shè)帽備的遭控制倉。過程遣控制：通誕過配桂用A／D、D／A轉(zhuǎn)換最模塊韻及智痕能PI初D模塊律實現(xiàn)量對生遵產(chǎn)過不程中通的溫灶度、守壓力縱、流現(xiàn)量、員速度逐等連殘續(xù)變連化的超模擬禿量進垮行閉擔(dān)環(huán)調(diào)廟節(jié)控頭制。數(shù)據(jù)雹處理多級竹控制：利用PL院C的網(wǎng)豆絡(luò)通搬信功誦能?；趬K及沃遠程I／O控制河模塊泰實現(xiàn)材多臺PL軌C之間黑、PL勢C與上丑位計商算機資的鏈皺接，戒以完跡成較央大規(guī)道模的抗復(fù)雜預(yù)控制稿。20各23嬌/6誕/2果634可編粥程控亦制器睬的發(fā)辭展趨捐勢在系滔統(tǒng)構(gòu)渠成規(guī)摘模上向大鋪、小隊兩個研方向響發(fā)展；功能既不斷鞭增強扒，各敲種應(yīng)受用模想塊不撕斷推得出蹄；產(chǎn)品搏更加規(guī)范獅化、豎標(biāo)準(zhǔn)定化涌。20版23殿/6佩/2烏635第六綿節(jié)PL壟C的幾宴種編養(yǎng)程語辭言不采層用微析機的捷編程袋語言擺，采蚊用