可編程序控制器的基礎(chǔ)知識(shí)

1、PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 可編程控制器及其系統(tǒng)可編程控制器及其系統(tǒng) 主主 講：郎講：郎 朗朗 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 目目 錄錄 第第2 2章章接線程序控制及存儲(chǔ)程序控制的基本概念接線程序控制及存儲(chǔ)程序控制的基本概念 2.1 2.1 可編程序控制器的組成結(jié)構(gòu)可編程序控制器的組成結(jié)構(gòu) 2.2 2.2 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器的工作原理 2.3 2.3 可編程序控制器的編程語(yǔ)言可編程序控制器的編程語(yǔ)言 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 第第2章接線程序控制及存儲(chǔ)程序控制的基本概念章接線程序控制及存儲(chǔ)程序控制

2、的基本概念 接線程序控制及存儲(chǔ)程序控制的基本概念接線程序控制及存儲(chǔ)程序控制的基本概念: 在繼電器控制系統(tǒng)和電子器件控制系統(tǒng)中，要完成一個(gè)在繼電器控制系統(tǒng)和電子器件控制系統(tǒng)中，要完成一個(gè) 控制任務(wù)，支配控制系統(tǒng)工作的控制任務(wù)，支配控制系統(tǒng)工作的“程序程序”是由各分立電器元是由各分立電器元 件（繼、接觸器、電子元件等）用導(dǎo)線連接起來(lái)加以實(shí)現(xiàn)的，件（繼、接觸器、電子元件等）用導(dǎo)線連接起來(lái)加以實(shí)現(xiàn)的， 這樣的控制系統(tǒng)稱為接線程序控制系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖這樣的控制系統(tǒng)稱為接線程序控制系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖 11所示。所示。 輸入設(shè)備 繼電器控制線路 輸出設(shè)備 被控制的生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 圖 11 接線程序

3、控制系統(tǒng) PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 如果支配控制系統(tǒng)工作的程序是存放在存儲(chǔ)器中，系如果支配控制系統(tǒng)工作的程序是存放在存儲(chǔ)器中，系 統(tǒng)要完成的控制任務(wù)是通過(guò)存儲(chǔ)器中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣統(tǒng)要完成的控制任務(wù)是通過(guò)存儲(chǔ)器中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣 的控制系統(tǒng)稱為存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖的控制系統(tǒng)稱為存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖12 所示。所示。 輸入設(shè)備 程序存儲(chǔ)器 輸出設(shè)備 被控制的生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 圖 1 2 存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng) PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 可編程控制器就是一種存儲(chǔ)程序控制器。其輸入設(shè)備、可編程控制器就是一種存儲(chǔ)程序控制器。

4、其輸入設(shè)備、 輸出設(shè)備和繼電器控制系統(tǒng)相同，但它們是直接接到輸出設(shè)備和繼電器控制系統(tǒng)相同，但它們是直接接到 可編可編 程控制器的輸入端和輸出端的。程控制器的輸入端和輸出端的。 控制程序是通過(guò)編程器而寫(xiě)到控制程序是通過(guò)編程器而寫(xiě)到 可編程控制器的程序存儲(chǔ)可編程控制器的程序存儲(chǔ) 器中，每個(gè)程序語(yǔ)器中，每個(gè)程序語(yǔ) 句都有一個(gè)順序，運(yùn)行時(shí)依次讀取存儲(chǔ)句都有一個(gè)順序，運(yùn)行時(shí)依次讀取存儲(chǔ) 中的程序語(yǔ)中的程序語(yǔ) 句，對(duì)他們的內(nèi)容解釋并加以執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果句，對(duì)他們的內(nèi)容解釋并加以執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果 用以接通到輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。用以接通到輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。 在存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)中，控制程序的修改不

5、需要改變控制在存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)中，控制程序的修改不需要改變控制 器內(nèi)部的接線（即硬件），而只需通過(guò)編程器改變程序存儲(chǔ)器內(nèi)部的接線（即硬件），而只需通過(guò)編程器改變程序存儲(chǔ) 器中某些語(yǔ)句的內(nèi)容。器中某些語(yǔ)句的內(nèi)容。 返回 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.1 可編程序控制器的組成結(jié)構(gòu)可編程序控制器的組成結(jié)構(gòu) 2.1.1 中央處理器中央處理器CPU 2.1.2 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 2.1.3 輸入輸入/輸出模塊輸出模塊 2.1.4 智能模塊智能模塊 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.1 可編程序控制器的組成結(jié)構(gòu)可編程序控制器的組成結(jié)構(gòu) PLC實(shí)質(zhì)上一種工業(yè)控

6、制用的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)，PLC系統(tǒng)的系統(tǒng)的 實(shí)際組成與微型計(jì)算機(jī)基本相同，它也是有硬件實(shí)際組成與微型計(jì)算機(jī)基本相同，它也是有硬件 系統(tǒng)和系統(tǒng)和 軟件軟件 系統(tǒng)組成。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如下圖。系統(tǒng)組成。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如下圖。 一一PLC的硬件系統(tǒng)的硬件系統(tǒng) PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 PLC的硬件系統(tǒng)的硬件系統(tǒng) 由主機(jī)，由主機(jī)，I/O 擴(kuò)展機(jī)及外部擴(kuò)展機(jī)及外部 設(shè)備組成。主設(shè)備組成。主 機(jī)內(nèi)各部分均機(jī)內(nèi)各部分均 通 過(guò) 總 線 連通 過(guò) 總 線 連 PLC的硬件系的硬件系 統(tǒng)。總線分電統(tǒng)?？偩€分電 源總線、控制源總線、控制 總線、地址總總線、地址總

7、線和數(shù)據(jù)總線。線和數(shù)據(jù)總線。 圖2-1 PLC的硬件系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖 返回 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.1.1 2.1.1 中央處理器中央處理器CPUCPU CPU CPU在在PLCPLC控制系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，控制系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞， 它是它是PLCPLC的運(yùn)算、控制中心，用來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，算術(shù)的運(yùn)算、控制中心，用來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，算術(shù) 運(yùn)算，并對(duì)全機(jī)進(jìn)行控制，指揮運(yùn)算，并對(duì)全機(jī)進(jìn)行控制，指揮PLCPLC有條不紊的工作。有條不紊的工作。 其主要任務(wù)有：其主要任務(wù)有： 1. 1. 控制從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲(chǔ)；控制從編程器輸入的

8、用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲(chǔ)； 2. 2. 用掃描方式通過(guò)用掃描方式通過(guò)I/OI/O部件接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)，部件接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)， 并存入輸入狀態(tài)表或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；并存入輸入狀態(tài)表或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中； PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 3. 3. 診診 斷電源、斷電源、PLCPLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語(yǔ)內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語(yǔ) 法錯(cuò)誤；法錯(cuò)誤； 4. PLC4. PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶指令，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶指令， 經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏 輯或算術(shù)運(yùn)算等

9、；輯或算術(shù)運(yùn)算等； 5. 5. 根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出寄存根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出寄存 器表的內(nèi)容，再經(jīng)由輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打器表的內(nèi)容，再經(jīng)由輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打 印或數(shù)據(jù)通信等功能。印或數(shù)據(jù)通信等功能。 6. 6. 接受中斷請(qǐng)求并作處理接受中斷請(qǐng)求并作處理 2.1.1結(jié)束 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.1.2 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器即內(nèi)存，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序。它包括可以隨機(jī)存存儲(chǔ)器即內(nèi)存，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序。它包括可以隨機(jī)存 取的存取存儲(chǔ)器（取的存取存儲(chǔ)器（RAM，用戶程序）和在工作中只能讀出，用戶程序）和在工作中

10、只能讀出， 不能寫(xiě)入的只讀存儲(chǔ)器（不能寫(xiě)入的只讀存儲(chǔ)器（ROM或或EPROM，系統(tǒng)程序）。，系統(tǒng)程序）。 注意：注意：PLC中的系統(tǒng)程序關(guān)系到中的系統(tǒng)程序關(guān)系到PLC的性能，不能由用戶直接的性能，不能由用戶直接 存取，因而存取，因而PLC產(chǎn)品中所列存儲(chǔ)器形式機(jī)器容量一般都是指產(chǎn)品中所列存儲(chǔ)器形式機(jī)器容量一般都是指 RAM。 如果容量如果容量 不夠，廠家提供了存儲(chǔ)器擴(kuò)展功能。不夠，廠家提供了存儲(chǔ)器擴(kuò)展功能。 2.1.2結(jié)束 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.1.3 2.1.3 輸入輸入/ /輸出模塊輸出模塊 I/OI/O模塊是模塊是CPUCPU與現(xiàn)場(chǎng)與現(xiàn)場(chǎng)I/OI/O設(shè)備

11、或其它外部設(shè)備之間的連接部件。設(shè)備或其它外部設(shè)備之間的連接部件。 1. 1. 輸入部件輸入部件 輸入部件是輸入部件是PLCPLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)被控對(duì)象之間的連接部件，與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)被控對(duì)象之間的連接部件， 是現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)入是現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)入PLCPLC的橋梁。該部件接收由主令元件、檢測(cè)元的橋梁。該部件接收由主令元件、檢測(cè)元 件來(lái)的信號(hào)。件來(lái)的信號(hào)。 常見(jiàn)的主令元件常見(jiàn)的主令元件: :按鈕開(kāi)關(guān)按鈕開(kāi)關(guān) 常見(jiàn)的檢測(cè)元件常見(jiàn)的檢測(cè)元件: :行程開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān) 、限位開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān) 、光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)、光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) 、繼電、繼電 器觸點(diǎn)及其它各類傳感器。其功能是檢測(cè)一些物理量（如距器觸點(diǎn)及其它各類傳感器。其功能是

12、檢測(cè)一些物理量（如距 離離 、速度、速度 、位置、位置 、壓力、壓力 、流量、流量 、液位、液位 、溫度、溫度 、電壓、電壓 、 電流等）在設(shè)備工作中的狀態(tài)。電流等）在設(shè)備工作中的狀態(tài)。 輸入方式有兩種：輸入方式有兩種： 數(shù)字量輸入（開(kāi)關(guān)量數(shù)字量輸入（開(kāi)關(guān)量 、接點(diǎn)），、接點(diǎn)）， 模擬量輸入（電壓或電流輸入），要經(jīng)模擬量輸入（電壓或電流輸入），要經(jīng)A/DA/D轉(zhuǎn)換才能進(jìn)入轉(zhuǎn)換才能進(jìn)入PLCPLC。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2）輸出部件）輸出部件 輸出部件也是輸出部件也是PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的連接部件。希望它能與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的連接部件。希望它能 直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，如

13、電磁閥、微電機(jī)、接觸器、燈和音直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，如電磁閥、微電機(jī)、接觸器、燈和音 響響 等。等。 常見(jiàn)的常見(jiàn)的輸出部件中的輸出級(jí)：大功率器件，如機(jī)械觸點(diǎn)式繼輸出部件中的輸出級(jí)：大功率器件，如機(jī)械觸點(diǎn)式繼 電器、無(wú)觸點(diǎn)交流開(kāi)關(guān)（雙向可控硅）及直流開(kāi)關(guān)（晶體電器、無(wú)觸點(diǎn)交流開(kāi)關(guān)（雙向可控硅）及直流開(kāi)關(guān)（晶體 三極管）等。三極管）等。 功能：控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行工作（如電動(dòng)機(jī)的起、停，正功能：控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行工作（如電動(dòng)機(jī)的起、停，正/反反 轉(zhuǎn)，閥門(mén)的開(kāi)、關(guān)，設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)、升降等）。轉(zhuǎn)，閥門(mén)的開(kāi)、關(guān)，設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)、升降等）。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 一般一般PLCP

14、LC配置配置I/OI/O電平轉(zhuǎn)換模塊及電氣隔離模塊。電平轉(zhuǎn)換模塊及電氣隔離模塊。 電平轉(zhuǎn)換模塊：電平轉(zhuǎn)換模塊：( (I/OI/O接口實(shí)現(xiàn)）接口實(shí)現(xiàn)） 輸入電平轉(zhuǎn)換是用來(lái)將輸入端不同電壓或電流的信號(hào)轉(zhuǎn)換成微輸入電平轉(zhuǎn)換是用來(lái)將輸入端不同電壓或電流的信號(hào)轉(zhuǎn)換成微 處理器所能接收的低電壓信號(hào)。處理器所能接收的低電壓信號(hào)。 輸出電平轉(zhuǎn)換是用來(lái)將微處理器控制的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制輸出電平轉(zhuǎn)換是用來(lái)將微處理器控制的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制 設(shè)備所需的電壓或電流信號(hào)。設(shè)備所需的電壓或電流信號(hào)。 電氣隔離模塊電氣隔離模塊: : PLCPLC在微處理器部分與在微處理器部分與I/OI/O回路之間采用了回路之間采用了

15、光電隔離措施，這樣光電隔離措施，這樣 能有效的隔離微處理器與能有效的隔離微處理器與I/OI/O回路之間的聯(lián)系，而不致引起回路之間的聯(lián)系，而不致引起 PLCPLC故障或誤操作。以提高故障或誤操作。以提高PLCPLC的抗干擾能力。的抗干擾能力。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 CPU 輸出鎖存器輸出鎖存器輸出電路輸出電路輸出端子輸出端子 總線總線 輸出模塊組成框圖 現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 輸入端子輸入端子 輸入電路輸入電路輸入鎖存器輸入鎖存器 總線總線 輸入模塊組成框圖 CPU 為了與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接，輸入為了與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接，輸入/出部件上設(shè)有輸入出部件上設(shè)有

16、輸入/出接線端子排，出接線端子排， 電平轉(zhuǎn)換信號(hào)鎖存電路。電平轉(zhuǎn)換信號(hào)鎖存電路。 為了濾除輸入信號(hào)的噪聲和便于為了濾除輸入信號(hào)的噪聲和便于PLC內(nèi)部對(duì)信號(hào)的處理，其內(nèi)部對(duì)信號(hào)的處理，其 輸入電路內(nèi)部還有濾波電路。輸入電路內(nèi)部還有濾波電路。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 (1)開(kāi)關(guān)量輸入模塊（開(kāi)關(guān)量輸入模塊（P15） 1）直流輸入模塊（圖）直流輸入模塊（圖2.2） 圖2.2 直流輸入模塊電路原理 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2）交流輸入模塊（圖）交流輸入模塊（圖2.3） 圖2.3 交流匯點(diǎn)輸入模塊電路原理圖 取樣電阻取樣電阻 浪涌吸收器：限幅，浪

17、涌吸收器：限幅， 防止輸入信號(hào)過(guò)高防止輸入信號(hào)過(guò)高 RC濾波濾波 限流限流 旁路旁路 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 圖2.4 交流分隔輸入方式電路原理圖 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 圖2.6 匯點(diǎn)式輸入接線 (a)直流模塊；(b)交流模塊 圖2.7 分隔式輸入接線 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 (2)開(kāi)關(guān)量開(kāi)關(guān)量 輸出模塊的基本原理：輸出模塊的基本原理： 圖2.8 晶體管輸出 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 圖圖2.9 可控硅輸出可控硅輸出 陽(yáng)極陽(yáng)極 門(mén)極門(mén)極 陰極陰極 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)

18、用可編程控制器原理及應(yīng)用 3）交直流輸入模塊（圖）交直流輸入模塊（圖2.5） 圖2.5 光電耦合器 以上三種是以上三種是PLC常用的常用的I/O模塊。模塊。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 圖2.10 繼電器輸出 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 (3)模擬量模擬量 輸入模塊的基本原理輸入模塊的基本原理 在選擇使用模擬量在選擇使用模擬量 輸入模塊時(shí)，主要應(yīng)考慮如下幾個(gè)技術(shù)要輸入模塊時(shí)，主要應(yīng)考慮如下幾個(gè)技術(shù)要 求：求： 輸入量輸入量 類型：電壓，電流；類型：電壓，電流； 輸入量輸入量 程：常見(jiàn)為程：常見(jiàn)為010V(420mA)； 輸入極性：如輸入極性：

19、如5V； 輸入通路數(shù)：常見(jiàn)有單路、輸入通路數(shù)：常見(jiàn)有單路、8路和路和16路；路； 轉(zhuǎn)換精度：主要決定于轉(zhuǎn)換精度：主要決定于A/D轉(zhuǎn)換芯片規(guī)格，如轉(zhuǎn)換芯片規(guī)格，如8位、位、10位和位和 12位；位； 轉(zhuǎn)換速度：常見(jiàn)有轉(zhuǎn)換速度：常見(jiàn)有10100s PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 圖2.11 模擬量輸入模塊結(jié)構(gòu)框圖 6）輸出信號(hào)處理 1）控制邏輯 2）光電隔離 3）輸入信號(hào)處理 4）故障檢測(cè) 5） AD轉(zhuǎn)換器 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 (4)模擬量模擬量 輸出模塊的基本原理輸出模塊的基本原理 在選擇使用模擬量在選擇使用模擬量 輸出模塊時(shí)，主要考慮以下

20、技術(shù)要求：輸出模塊時(shí)，主要考慮以下技術(shù)要求： 輸出量輸出量 類型：電壓或電流類型：電壓或電流(取決于輸出驅(qū)動(dòng)方式或連接方取決于輸出驅(qū)動(dòng)方式或連接方 法法)； 輸出精度：主要取決于輸出精度：主要取決于D/A轉(zhuǎn)換器的精度，如轉(zhuǎn)換器的精度，如8位或位或12位；位； 輸出通道數(shù)：取決于輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，常見(jiàn)的有單路或輸出通道數(shù)：取決于輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，常見(jiàn)的有單路或8路；路； 輸出幅度：決定于輸出級(jí)；輸出幅度：決定于輸出級(jí)； 輸出極性：?jiǎn)蜗蚧螂p向。輸出極性：?jiǎn)蜗蚧螂p向。 模擬量輸出模塊的基本結(jié)構(gòu)如圖模擬量輸出模塊的基本結(jié)構(gòu)如圖2.12所示。所示。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 圖2.1

21、2 模擬量輸出模塊結(jié)構(gòu)框圖 它是由輸出鎖存器、光電隔離、它是由輸出鎖存器、光電隔離、 D/AD/A轉(zhuǎn)換器、輸出多路開(kāi)關(guān)和控制轉(zhuǎn)換器、輸出多路開(kāi)關(guān)和控制 邏輯邏輯5 5部分組成。部分組成。 工作過(guò)程：工作過(guò)程： 一、根據(jù)一、根據(jù)CPUCPU送來(lái)的輸出通道地址送來(lái)的輸出通道地址 確定是否選中本模塊；確定是否選中本模塊； 二、根據(jù)二、根據(jù)CPUCPU送來(lái)的控制信號(hào)，先送來(lái)的控制信號(hào)，先 將系統(tǒng)總線上的數(shù)據(jù)送入輸出鎖存將系統(tǒng)總線上的數(shù)據(jù)送入輸出鎖存 器，然后啟動(dòng)器，然后啟動(dòng)D/AD/A轉(zhuǎn)換，最后接通轉(zhuǎn)換，最后接通 相應(yīng)通道的模擬開(kāi)關(guān)，將相應(yīng)通道的模擬開(kāi)關(guān)，將D DA A輸出輸出 的電壓信號(hào)輸送到本通道

22、的輸出驅(qū)的電壓信號(hào)輸送到本通道的輸出驅(qū) 動(dòng)器。動(dòng)器。 2.1.3結(jié)束 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.1.4 2.1.4 智能模塊智能模塊 智能模塊與一般的模塊的不同點(diǎn)：智能模塊與一般的模塊的不同點(diǎn)： * *自身帶有自身帶有CPUCPU、存儲(chǔ)器、和系統(tǒng)程序。、存儲(chǔ)器、和系統(tǒng)程序。 種類：種類：PLCPLC之間的通訊模塊、之間的通訊模塊、PIDPID調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊、高速計(jì)調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊、高速計(jì) 數(shù)器模塊、數(shù)字位置譯碼模塊、閥門(mén)控制模塊等。數(shù)器模塊、數(shù)字位置譯碼模塊、閥門(mén)控制模塊等。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 (1)(1)通信模塊通

23、信模塊 PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信一般是通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口實(shí)現(xiàn)的。目前與計(jì)算機(jī)之間的通信一般是通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口實(shí)現(xiàn)的。目前 工控中常用的串行通信方式主要有三種：工控中常用的串行通信方式主要有三種：RS232、RS422和和RS485； 他們的傳輸速度和傳輸距離各不相同，適用于不同場(chǎng)合。他們的傳輸速度和傳輸距離各不相同，適用于不同場(chǎng)合。 圖2.13 FX232ADP系統(tǒng)組成圖 FX-232ADP 能夠與各種具有能夠與各種具有 RS232C 接口的通訊設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。接口的通訊設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 1）FX232ADP適配器適配器 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 傳送

24、信號(hào)傳送信號(hào): : 主主從從 100100點(diǎn)（點(diǎn)（M800M899M800M899） 1010點(diǎn)（點(diǎn)（D490D499)D490D499) 從從主主 100100點(diǎn)（點(diǎn)（M900M999)M900M999) 10 10點(diǎn)（點(diǎn)（D500D509D500D509） 主站與從站間的通信可以是主站與從站間的通信可以是l00/100點(diǎn)的點(diǎn)的0N/OFF信號(hào)和信號(hào)和10點(diǎn)點(diǎn)/l0點(diǎn)點(diǎn) 的的l6位數(shù)據(jù)，用于通信的輔助繼電器為位數(shù)據(jù)，用于通信的輔助繼電器為M800M999，數(shù)據(jù)寄存器，數(shù)據(jù)寄存器 為為D490D509。 光纖并行光纖并行通信適配器通信適配器FX2N 一一40AP，雙絞線并行雙絞線并行通信適配器

25、通信適配器 FX2N -40AW，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)PLC間的自動(dòng)數(shù)據(jù)傳送，達(dá)到兩臺(tái)間的自動(dòng)數(shù)據(jù)傳送，達(dá)到兩臺(tái)PLC 并聯(lián)運(yùn)行的目的。并聯(lián)運(yùn)行的目的。 2）FX2N40AP/AW并聯(lián)適配器并聯(lián)適配器 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 圖圖2.14 FX485ADP模塊系統(tǒng)模塊系統(tǒng) 3 3）FX485ADPFX485ADP適配器適配器 4) 4) FX485PC-IFFX485PC-IFPLC之間的并聯(lián)連接 PLC與計(jì)算機(jī)連接 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 (2)閉環(huán)控制模塊閉環(huán)控制模塊 1.用軟件的方法去實(shí)現(xiàn)用軟件的方法去實(shí)現(xiàn)PID 閉環(huán)控制的方法；

26、閉環(huán)控制的方法； 2.專門(mén)設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制模塊。專門(mén)設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制模塊。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 (3)高速計(jì)數(shù)模塊高速計(jì)數(shù)模塊 為了滿足工業(yè)控制中快速變化過(guò)程，高速計(jì)數(shù)模塊一為了滿足工業(yè)控制中快速變化過(guò)程，高速計(jì)數(shù)模塊一 般具有以下功能：般具有以下功能： 1）采樣計(jì)數(shù)）采樣計(jì)數(shù) 2）設(shè)定計(jì)數(shù)值）設(shè)定計(jì)數(shù)值 3）計(jì)數(shù)方式設(shè)定）計(jì)數(shù)方式設(shè)定 4）數(shù)值比較）數(shù)值比較 5）輸出控制）輸出控制 廠家不同計(jì)數(shù)模塊的頻率、范圍也不同，計(jì)數(shù)器數(shù)量也不同。廠家不同計(jì)數(shù)模塊的頻率、范圍也不同，計(jì)數(shù)器數(shù)量也不同。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 （4）編程器）編程

27、器 作用：在程序輸入、調(diào)試、檢修時(shí)使用，多臺(tái)作用：在程序輸入、調(diào)試、檢修時(shí)使用，多臺(tái)PLC可以共用可以共用 一臺(tái)編程器。一臺(tái)編程器。 1、輸入和編輯用戶程序；、輸入和編輯用戶程序； 2、對(duì)程序進(jìn)行編輯檢查和修改；、對(duì)程序進(jìn)行編輯檢查和修改； 3、監(jiān)視、監(jiān)視PLC運(yùn)行時(shí)用戶編程軟件中各個(gè)編程元件的運(yùn)行時(shí)用戶編程軟件中各個(gè)編程元件的 工作狀態(tài)。工作狀態(tài)。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 三菱公司的三菱公司的FX-20P 編程器分為以下編程器分為以下3類：類： (1)簡(jiǎn)易編程器簡(jiǎn)易編程器 *直接插入直接插入PLC的專用接口，的專用接口，PLC提供電源，按鍵輸入，數(shù)碼管顯示；提供

28、電源，按鍵輸入，數(shù)碼管顯示； *體積小，攜帶方便，價(jià)格便宜，使用小型的體積小，攜帶方便，價(jià)格便宜，使用小型的PLC。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 三菱公司三菱公司觸摸屏觸摸屏 (2)圖形編程器圖形編程器 *鍵盤(pán)有功能鍵、字符鍵、數(shù)字健、和顯示屏控制鍵；鍵盤(pán)有功能鍵、字符鍵、數(shù)字健、和顯示屏控制鍵； *顯示器多用液晶顯示編程內(nèi)容、繼電器占用情況、程序容量、調(diào)試顯示器多用液晶顯示編程內(nèi)容、繼電器占用情況、程序容量、調(diào)試 和執(zhí)行時(shí)各種信號(hào)的狀態(tài)和錯(cuò)誤提示；和執(zhí)行時(shí)各種信號(hào)的狀態(tài)和錯(cuò)誤提示； *直接編輯梯形圖，直觀；直接編輯梯形圖，直觀； *監(jiān)視功能強(qiáng)，和打印機(jī)相連；監(jiān)視功能

29、強(qiáng)，和打印機(jī)相連； *價(jià)格貴、使用與大、中型價(jià)格貴、使用與大、中型PLC的編程。的編程。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 (3)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為編程器工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為編程器 以上兩種是專用的編程器，不同的廠家是不同的。以上兩種是專用的編程器，不同的廠家是不同的。 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為編程器可以對(duì)不同的型號(hào)、不同廠家，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為編程器可以對(duì)不同的型號(hào)、不同廠家， 只要換編程軟件。只要換編程軟件。 2.1.4結(jié)束 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.2 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器的工作原理 2.2.1 PLC的掃描的掃描 2.2.2

30、 PLC的工作過(guò)程的工作過(guò)程 2.2.3 PLC的輸入的輸入/輸出滯后現(xiàn)象輸出滯后現(xiàn)象 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.2 2.2 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器的工作原理 2.2.1 PLC2.2.1 PLC的掃描的掃描 當(dāng)當(dāng)PLCPLC運(yùn)行時(shí)，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但運(yùn)行時(shí)，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPUCPU是不是不 能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí) 行一個(gè)操作。由于行一個(gè)操作。由于CPUCPU的運(yùn)算處理速度很高，使得外部出現(xiàn)的結(jié)的運(yùn)算處理速度很高，使得外

31、部出現(xiàn)的結(jié) 果從宏觀來(lái)看似乎是同時(shí)完成的。這種分時(shí)操作的過(guò)程為果從宏觀來(lái)看似乎是同時(shí)完成的。這種分時(shí)操作的過(guò)程為CPUCPU對(duì)對(duì) 程序的掃描。程序的掃描。 掃描從掃描從00000000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶程序開(kāi)始，在無(wú)中斷號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶程序開(kāi)始，在無(wú)中斷 或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增的方向順序逐條掃描或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增的方向順序逐條掃描 用戶程序，即順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。每掃描用戶程序，即順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。每掃描 完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期，然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期，然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描

32、，并周 而復(fù)始地重復(fù)。而復(fù)始地重復(fù)。 掃描周期與掃描周期與CPUCPU運(yùn)行速度、運(yùn)行速度、PLCPLC硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)。硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 * 繼電器控制是按并行方式工作的，只要有電流通路，可能有幾個(gè)電器繼電器控制是按并行方式工作的，只要有電流通路，可能有幾個(gè)電器 動(dòng)作；動(dòng)作； * PLC控制是按串行方式工作的，循環(huán)、順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到控制是按串行方式工作的，循環(huán)、順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到 程序結(jié)束。但由于程序結(jié)束。但由于PLC的掃描速度快，通常的掃描速度快，通常PLC與電器控制裝置在與電器控制裝置在 I/O的

33、處理結(jié)果上并沒(méi)有什么差別。的處理結(jié)果上并沒(méi)有什么差別。 星星三角降壓起動(dòng)控制線路三角降壓起動(dòng)控制線路 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 PLCPLC是是“串行串行”工作的工作的, ,循環(huán)掃描的工作方式是循環(huán)掃描的工作方式是PLCPLC 的一大特點(diǎn)，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行并行” 工作有質(zhì)的區(qū)別，工作有質(zhì)的區(qū)別，PLCPLC的串行工作方式避免了繼的串行工作方式避免了繼 電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題。電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題。 2.2.1結(jié)束 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.2.2 PL

34、C的工作過(guò)程的工作過(guò)程 PLC的工作過(guò)程就是程序執(zhí)行過(guò)程，的工作過(guò)程就是程序執(zhí)行過(guò)程，PLC投入運(yùn)行后，便執(zhí)投入運(yùn)行后，便執(zhí) 行程序執(zhí)行過(guò)程，它分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程行程序執(zhí)行過(guò)程，它分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程 序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。 圖2.16 PLC的掃描工作過(guò)程 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 （1）輸入采樣階段）輸入采樣階段 在這個(gè)階段，在這個(gè)階段，PLC以掃描方式按順序?qū)⑺休斎攵说妮斎胄乓話呙璺绞桨错樞驅(qū)⑺休斎攵说妮斎胄?號(hào)狀態(tài)讀入到輸入映像寄存器中寄存起來(lái)，稱為對(duì)輸入信號(hào)號(hào)狀態(tài)讀入到輸入映像寄存器中寄存起來(lái)，稱

35、為對(duì)輸入信號(hào) 的采樣，或稱輸入刷的采樣，或稱輸入刷 新。新。 （2）程序執(zhí)行階段）程序執(zhí)行階段 在此階段，在此階段，PLC對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描。如果程序用梯形圖對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描。如果程序用梯形圖 表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行掃描。表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行掃描。 （3）輸出刷）輸出刷 新階段新階段 當(dāng)程序執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出刷新階段。此時(shí)，將元素映像寄當(dāng)程序執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出刷新階段。此時(shí)，將元素映像寄 存器中所有輸出繼電器狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，再去驅(qū)動(dòng)存器中所有輸出繼電器狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，再去驅(qū)動(dòng) 用戶輸出設(shè)備（負(fù)載），這就是用戶輸出設(shè)備（負(fù)載），這就

36、是PLC的實(shí)際輸出。的實(shí)際輸出。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 PLC重復(fù)地執(zhí)行上述三個(gè)階段，每重復(fù)一次就是一個(gè)工作周重復(fù)地執(zhí)行上述三個(gè)階段，每重復(fù)一次就是一個(gè)工作周 期（或掃描周期）。工作周期的長(zhǎng)短與程序的長(zhǎng)短（即組成期（或掃描周期）。工作周期的長(zhǎng)短與程序的長(zhǎng)短（即組成 程序的語(yǔ)句多少、程序的語(yǔ)句多少、CPUCPU運(yùn)行速度、運(yùn)行速度、PLCPLC硬件配置硬件配置）有關(guān)，但）有關(guān)，但 CPU控制器控制讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令的工作節(jié)奏控制器控制讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令的工作節(jié)奏 由震蕩信號(hào)控制。由震蕩信號(hào)控制。 例如例如FX2N系列系列PLC:基本指令基本指令0

37、.08微秒微秒/指令指令; 應(yīng)用指令應(yīng)用指令1.52微秒微秒/指令數(shù)百微秒指令數(shù)百微秒/指令指令 PLC在每次掃描中，對(duì)輸入信號(hào)采樣一次，對(duì)輸出刷新一次，在每次掃描中，對(duì)輸入信號(hào)采樣一次，對(duì)輸出刷新一次， 就保證了就保證了PLC在執(zhí)行程序階段，輸入映像寄存器和輸出鎖存在執(zhí)行程序階段，輸入映像寄存器和輸出鎖存 電路的內(nèi)容或數(shù)據(jù)保持不變。電路的內(nèi)容或數(shù)據(jù)保持不變。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 *PLC對(duì)對(duì)I/O的處理規(guī)則的處理規(guī)則 I/O處理規(guī)則執(zhí)行過(guò)程如下圖所示。

38、處理規(guī)則執(zhí)行過(guò)程如下圖所示。 1輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)，取決于輸入端子在上個(gè)工作周期的輸入采輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)，取決于輸入端子在上個(gè)工作周期的輸入采 樣階段所刷新的狀態(tài)。樣階段所刷新的狀態(tài)。 2輸出映像寄存器的狀態(tài)，由程序中輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定。輸出映像寄存器的狀態(tài)，由程序中輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定。 3輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)，由上個(gè)工作周期的輸出刷新階段存入到輸輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)，由上個(gè)工作周期的輸出刷新階段存入到輸 出鎖存電路中的數(shù)據(jù)來(lái)確定。出鎖存電路中的數(shù)據(jù)來(lái)確定。 4輸出端子上的輸出狀態(tài)，由輸出鎖存電路中數(shù)據(jù)來(lái)確定。輸出端子上的輸出狀態(tài)，由輸出鎖存電路中數(shù)據(jù)來(lái)確定。 5程序執(zhí)行中所需的

39、輸入，輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)由輸入映像寄存器和輸出映程序執(zhí)行中所需的輸入，輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)由輸入映像寄存器和輸出映 像寄存器讀出。像寄存器讀出。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 *信息刷新方式信息刷新方式 信息刷新方式有很多種，一般來(lái)說(shuō)：信息刷新方式有很多種，一般來(lái)說(shuō)： 輸入刷新是在輸入采樣階段進(jìn)行；輸入刷新是在輸入采樣階段進(jìn)行； 輸出刷新是在輸出采樣階段進(jìn)行。輸出刷新是在輸出采樣階段進(jìn)行。 2.2.2結(jié)束 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.2.3 PLC的輸入的輸入/輸出滯后現(xiàn)象輸出滯后現(xiàn)象 PLC有很多優(yōu)越之處，但也有不足之處，其中最顯著的使有很多優(yōu)越之處，

40、但也有不足之處，其中最顯著的使I/O 有響應(yīng)滯后現(xiàn)象。對(duì)于一般工業(yè)設(shè)備來(lái)說(shuō)，這些滯后現(xiàn)象有響應(yīng)滯后現(xiàn)象。對(duì)于一般工業(yè)設(shè)備來(lái)說(shuō)，這些滯后現(xiàn)象 是完全允許的。但應(yīng)盡量減少滯后時(shí)間。是完全允許的。但應(yīng)盡量減少滯后時(shí)間。 當(dāng)當(dāng)PLC的輸入端有一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化到的輸入端有一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化到PLC輸出端對(duì)輸輸出端對(duì)輸 入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間。這個(gè)時(shí)間是響應(yīng)時(shí)間或入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間。這個(gè)時(shí)間是響應(yīng)時(shí)間或 滯后時(shí)間。滯后時(shí)間。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 圖圖2.17 程序執(zhí)行過(guò)程中各元素的時(shí)序圖程序執(zhí)行過(guò)程中各元素的時(shí)序圖(a)梯形圖；梯形圖；(b)時(shí)序圖時(shí)

41、序圖 一般輸入一般輸入/輸出響應(yīng)滯后時(shí)間是輸出響應(yīng)滯后時(shí)間是23個(gè)周期。但個(gè)周期。但 CPU的運(yùn)算處理速度很高，使得外部的運(yùn)算處理速度很高，使得外部 出現(xiàn)的結(jié)果從宏觀來(lái)看似乎是同時(shí)完成的。出現(xiàn)的結(jié)果從宏觀來(lái)看似乎是同時(shí)完成的。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 產(chǎn)生產(chǎn)生I/O響應(yīng)滯后的原因一般是：響應(yīng)滯后的原因一般是： 1）執(zhí)行程序按工作周期進(jìn)行，每一工作周期又分輸入采樣、程）執(zhí)行程序按工作周期進(jìn)行，每一工作周期又分輸入采樣、程 序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段進(jìn)行。序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段進(jìn)行。 2）產(chǎn)生輸入）產(chǎn)生輸入/輸出響應(yīng)滯后的其他原因還有輸入濾波器電路的滯輸出響應(yīng)滯后的其

42、他原因還有輸入濾波器電路的滯 后作用、輸出繼電器的機(jī)械滯后作用。后作用、輸出繼電器的機(jī)械滯后作用。 在需要快速響應(yīng)的場(chǎng)合，可以采取什么措施來(lái)減小響應(yīng)的滯后？在需要快速響應(yīng)的場(chǎng)合，可以采取什么措施來(lái)減小響應(yīng)的滯后？ 1）采用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以及中斷處理等措施來(lái)盡）采用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以及中斷處理等措施來(lái)盡 量減少滯后時(shí)間。量減少滯后時(shí)間。 2.2.3結(jié)束 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.3 可編程序控制器的編程語(yǔ)言可編程序控制器的編程語(yǔ)言 2.3.1 梯形圖梯形圖 2.3.2 語(yǔ)句表語(yǔ)句表 2.3.3 其他編程語(yǔ)言其他編程語(yǔ)言 PLC 可編程控制器原

43、理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.3 可編程序控制器的編程語(yǔ)言可編程序控制器的編程語(yǔ)言 PLC使用對(duì)象是廣大電氣技術(shù)人員及操作維護(hù)人員。使用對(duì)象是廣大電氣技術(shù)人員及操作維護(hù)人員。 為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常PLC不采用微不采用微 機(jī)的編程語(yǔ)言，常常采用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題的機(jī)的編程語(yǔ)言，常常采用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題的“自自 然語(yǔ)言然語(yǔ)言”編程，有梯形圖編程，有梯形圖LAD，語(yǔ)句表，語(yǔ)句表STL（助記符），（助記符）， 控制系統(tǒng)流程圖，邏輯方程式或布爾代數(shù)式等?？刂葡到y(tǒng)流程圖，邏輯方程式或布爾代數(shù)式等。 下面介紹下面介紹5個(gè)概念：個(gè)概念：

44、PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 1、指令系統(tǒng)：一個(gè)、指令系統(tǒng)：一個(gè)PLC所具有的指令的全體稱為該所具有的指令的全體稱為該P(yáng)LC的的 指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)。 它包含指令的多少及各指令的功能。一般講，功能強(qiáng)、它包含指令的多少及各指令的功能。一般講，功能強(qiáng)、 性能好的性能好的PLC，其指令系統(tǒng)必然豐富，所能干的事也就多。，其指令系統(tǒng)必然豐富，所能干的事也就多。 我們?cè)诰幊讨氨仨毰逦覀冊(cè)诰幊讨氨仨毰錚LC的指令系統(tǒng)。的指令系統(tǒng)。 2、程序：、程序：PLC指令的有序集合，指令的有序集合，PLC運(yùn)行它，可進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)行它，可進(jìn)行相應(yīng) 的工作。的工作。 這里的程序是指這里的程序是指

45、PLC的用戶程序。用戶程序一般由用戶的用戶程序。用戶程序一般由用戶 設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)，PLC的廠家或代銷商不提供。的廠家或代銷商不提供。 用語(yǔ)句表達(dá)的程序不大直觀，可讀性差，特別是較復(fù)雜用語(yǔ)句表達(dá)的程序不大直觀，可讀性差，特別是較復(fù)雜 的程序，更難讀，所以多數(shù)程序用梯形圖表達(dá)。的程序，更難讀，所以多數(shù)程序用梯形圖表達(dá)。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 3、梯形圖：通過(guò)連線把、梯形圖：通過(guò)連線把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接起來(lái)的圖是指令的梯形圖符號(hào)連接起來(lái)的圖是 梯形圖，用以表達(dá)所使用的梯形圖，用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序。指令及其前后順序。 4、梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系

46、：有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，有了梯形、梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系：有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，有了梯形 圖就可將其翻譯成助記符程序，反之也可。圖就可將其翻譯成助記符程序，反之也可。 梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般順序?yàn)椋禾菪螆D的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般順序?yàn)椋?先輸入，后輸出；先輸入，后輸出； 先上，后下；先上，后下； 先左，后右。先左，后右。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 5、梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系：、梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系： 如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一 定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（定的

47、對(duì)應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對(duì)應(yīng)于繼電）指令，對(duì)應(yīng)于繼電 器的線圈，而輸入指令（如器的線圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對(duì)應(yīng)于接點(diǎn)，）對(duì)應(yīng)于接點(diǎn)， 等等。這樣，繼電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖，從而等等。這樣，繼電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖，從而 也可變成語(yǔ)句表程序。也可變成語(yǔ)句表程序。 有了這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，用有了這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。程序代表繼電邏輯是很容易的。 這也是這也是PLC技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。 下面介紹梯形圖、語(yǔ)句表，通過(guò)介紹這兩個(gè)內(nèi)容進(jìn)一步理解上下面介紹梯形圖、語(yǔ)句表，通過(guò)介紹這兩個(gè)內(nèi)容進(jìn)一步

48、理解上 面五點(diǎn)。面五點(diǎn)。 返回 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 2.3.1 梯形圖梯形圖 梯形圖在形式上類似于繼電器控制電路，如圖梯形圖在形式上類似于繼電器控制電路，如圖2.18所示。所示。 它是用圖形符號(hào)等連接而成，它是用圖形符號(hào)等連接而成， 這些符號(hào)依次為常開(kāi)接點(diǎn)，這些符號(hào)依次為常開(kāi)接點(diǎn)， 常閉接點(diǎn)，并聯(lián)接點(diǎn)，串聯(lián)常閉接點(diǎn)，并聯(lián)接點(diǎn)，串聯(lián) 接點(diǎn)，繼電器線圈等。每一接點(diǎn)，繼電器線圈等。每一 接點(diǎn)和線圈均對(duì)應(yīng)一個(gè)編號(hào)。接點(diǎn)和線圈均對(duì)應(yīng)一個(gè)編號(hào)。 不同機(jī)型的不同機(jī)型的 L L，其編號(hào)，其編號(hào) 方法不一。方法不一。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 KMS

49、B1 SB2 KM 梯形圖中用梯形圖中用 表示表示 PLC 編程編程元件的動(dòng)合觸點(diǎn)元件的動(dòng)合觸點(diǎn) 動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)斷觸點(diǎn) 線圈線圈( ) 連連 動(dòng)動(dòng) 線線 路路 PLC 輸入輸入繼電器繼電器 動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)斷觸點(diǎn) 動(dòng)合觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn) 動(dòng)合觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn) 梯梯 形形 圖圖 ( (END) ) X2 X1 Y1 Y1 ( ) PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 梯形圖的特點(diǎn)：梯形圖的特點(diǎn)： 1）梯形圖按自上而下，從左到右的順序排列。每個(gè)繼電）梯形圖按自上而下，從左到右的順序排列。每個(gè)繼電 器線圈為一個(gè)邏輯行，即一層階梯。每一邏輯行起于左器線圈為一個(gè)邏輯行，即一層階梯。每一邏輯行起于左 母線，然

50、后是接點(diǎn)的各種連接，最后終于繼電器線圈。母線，然后是接點(diǎn)的各種連接，最后終于繼電器線圈。 整個(gè)圖形呈階梯形。整個(gè)圖形呈階梯形。 2）梯形圖中的繼電器不是繼電器控制電路中的物理繼電）梯形圖中的繼電器不是繼電器控制電路中的物理繼電 器，實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器中的每位觸發(fā)器，因此稱為器，實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器中的每位觸發(fā)器，因此稱為“軟繼軟繼 電器電器”。 相應(yīng)位的觸發(fā)器為相應(yīng)位的觸發(fā)器為“1”態(tài)，表示繼電器線圈通電，常開(kāi)態(tài)，表示繼電器線圈通電，常開(kāi) 接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)打開(kāi)。接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)打開(kāi)。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 3 3）梯形圖中，一般情況下某個(gè)編號(hào)的繼電器線圈只能出現(xiàn)）梯形

51、圖中，一般情況下某個(gè)編號(hào)的繼電器線圈只能出現(xiàn) 一次，而繼電器接點(diǎn)則可無(wú)限引用，既可是常開(kāi)接點(diǎn)，一次，而繼電器接點(diǎn)則可無(wú)限引用，既可是常開(kāi)接點(diǎn)， 又可是常閉接點(diǎn)。又可是常閉接點(diǎn)。 4 4）梯形圖是）梯形圖是PLCPLC形象化的編程手段，其兩端的母線是沒(méi)有形象化的編程手段，其兩端的母線是沒(méi)有 任何電流可接的。梯形圖中并沒(méi)有真實(shí)的物理電流流動(dòng)，任何電流可接的。梯形圖中并沒(méi)有真實(shí)的物理電流流動(dòng)， 僅是僅是“概念概念”電流，是用戶程序運(yùn)算中滿足輸出執(zhí)行條電流，是用戶程序運(yùn)算中滿足輸出執(zhí)行條 件的形象表示方法。件的形象表示方法。 “ “概念電流概念電流”只能從左到右流動(dòng)，層次改變只能先上后下。只能從左到右

52、流動(dòng)，層次改變只能先上后下。 PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 5 5）輸入繼電器供）輸入繼電器供PLCPLC接受外部輸入信號(hào)，而不能由內(nèi)部其接受外部輸入信號(hào)，而不能由內(nèi)部其 它繼電器的接點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電它繼電器的接點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電 器的接點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈，其接點(diǎn)表示相應(yīng)的輸入信器的接點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈，其接點(diǎn)表示相應(yīng)的輸入信 號(hào)。號(hào)。 6 6）輸出繼電器供）輸出繼電器供PLCPLC作輸出控制用。它通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模作輸出控制用。它通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模 塊對(duì)應(yīng)的輸出開(kāi)關(guān)（晶體管，雙向可控硅或繼電器觸點(diǎn)）塊對(duì)應(yīng)的輸出開(kāi)關(guān)（晶體管，雙向可控硅或繼電器觸點(diǎn)） 去驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。去驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載