F系列可編程控制器

1、F系列可編程控制器F系列可編程控制器2.可編程控制器的產(chǎn)生可編程控制器的產(chǎn)生v 因?yàn)槔^電器邏輯電路配線復(fù)雜因?yàn)槔^電器邏輯電路配線復(fù)雜2.可編程控制器的產(chǎn)生可編程控制器的產(chǎn)生v背景：背景： 1 9 6 81 9 6 8 年 美 國(guó) 通 用 汽 車 公 司年 美 國(guó) 通 用 汽 車 公 司（GMGM），為了適應(yīng)汽車型號(hào)的），為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)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控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系

2、統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。周期。 功能完備功能完備靈活性高靈活性高通用性好通用性好計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)繼電器接觸繼電器接觸器控制系統(tǒng)器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂簡(jiǎn)單易懂操作方便操作方便價(jià)格便宜價(jià)格便宜 編程簡(jiǎn)單編程簡(jiǎn)單掌握快掌握快 附加要求附加要求新新型型控控制制器器對(duì)新型的控制器的具體設(shè)想對(duì)新型的控制器的具體設(shè)想新型控制器應(yīng)具備的具體條件新型控制器應(yīng)具備的具體條件 ：1) 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序。2) 維護(hù)方便，最好是插件式結(jié)構(gòu)。3) 可靠性高于繼電器控制。4) 體積小于繼電器控制柜。5) 可將數(shù)據(jù)直接送人管理計(jì)算機(jī)。6) 在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)。7) 輸入可以是交流

3、115V。8) 輸出可以為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥。9) 擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變化。10) 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4KB。 其后，日本、德國(guó)等其后，日本、德國(guó)等相繼相繼引入或開發(fā)這項(xiàng)新技術(shù)，引入或開發(fā)這項(xiàng)新技術(shù)，可編程序控制器由此而迅速發(fā)展起來?？删幊绦蚩刂破饔纱硕杆侔l(fā)展起來。 美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)）根據(jù)GM公司招標(biāo)的技術(shù)要求，公司招標(biāo)的技術(shù)要求，于于1969年研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在年研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在GM公公司汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得成功。司汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得成功。v 19691969年，

4、美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制第一臺(tái)可編程控制器，并應(yīng)年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制第一臺(tái)可編程控制器，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。可編程控制器的產(chǎn)生可編程控制器的產(chǎn)生PLC已有五代產(chǎn)品。PLC， CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)控）， ROBOT（工業(yè)機(jī)器人）， CAD/CAE/CAM已成為現(xiàn)代工業(yè)革命的四大支柱。二二PLC的結(jié)構(gòu)原理與工作原理的結(jié)構(gòu)原理與工作原理 1PLC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 繼電器系統(tǒng)：繼電器系統(tǒng)：輸入部分、邏輯部分和輸出部分。PLC系統(tǒng)：系統(tǒng)： 可編程序控制器構(gòu)成的存儲(chǔ)程序控制系可編程序控制器構(gòu)成的存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)的組成部分：統(tǒng)的組成部分： 輸入部分：它們直接接受來自操作臺(tái)上的操輸入部分：它們直接

5、接受來自操作臺(tái)上的操作命令，或來自被控對(duì)象上的各種狀態(tài)信息，作命令，或來自被控對(duì)象上的各種狀態(tài)信息，如按鈕、開關(guān)、傳感器等。如按鈕、開關(guān)、傳感器等。 輸出部分：它們用來接受程序執(zhí)行結(jié)果的狀輸出部分：它們用來接受程序執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)，以操作各種被控對(duì)象，如電動(dòng)機(jī)、電磁態(tài)，以操作各種被控對(duì)象，如電動(dòng)機(jī)、電磁閥、狀態(tài)指示部件等。閥、狀態(tài)指示部件等。 邏輯部分：采用微處理器和存儲(chǔ)器，執(zhí)行按邏輯部分：采用微處理器和存儲(chǔ)器，執(zhí)行按照被控對(duì)象的實(shí)際要求編制并存入程序存儲(chǔ)照被控對(duì)象的實(shí)際要求編制并存入程序存儲(chǔ)器的程序，來完成控制任務(wù)。器的程序，來完成控制任務(wù)。輸入：光電耦合器輸光電耦合器輸入接口，輸入狀態(tài)寄存入

6、接口，輸入狀態(tài)寄存器和輸入數(shù)據(jù)寄存器。器和輸入數(shù)據(jù)寄存器。輸出：輸出狀態(tài)（映象）輸出：輸出狀態(tài)（映象）寄存器，輸出鎖存器，寄存器，輸出鎖存器，光電耦合器和功率放大器。光電耦合器和功率放大器。 繼電器式：繼電器式：一對(duì)動(dòng)合（常開）觸頭動(dòng)合（常開）觸頭晶閘管式晶閘管式晶體管式。晶體管式。 2PLC內(nèi)部的內(nèi)部的等效繼電器系統(tǒng)等效繼電器系統(tǒng) PLC內(nèi)部的內(nèi)部的 “軟繼電器軟繼電器”： “軟繼電器軟繼電器”的線圈、常開接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)的線圈、常開接點(diǎn)、常閉接點(diǎn) 軟繼電器可以提供無限多對(duì)常開常閉軟繼電器可以提供無限多對(duì)常開常閉“觸點(diǎn)觸點(diǎn)”供供內(nèi)部使用內(nèi)部使用 PLC為用戶提供的繼電器一般是：輸入繼電器、為用

7、戶提供的繼電器一般是：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、特殊功能繼電器、移輸出繼電器、輔助繼電器、特殊功能繼電器、移位寄存器、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器等。其中輸入輸出繼電位寄存器、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器等。其中輸入輸出繼電器一般與外部輸入、輸出設(shè)備相連接，而其他繼器一般與外部輸入、輸出設(shè)備相連接，而其他繼電器與外部設(shè)備沒有直接聯(lián)系，因此可統(tǒng)稱為內(nèi)電器與外部設(shè)備沒有直接聯(lián)系，因此可統(tǒng)稱為內(nèi)部繼電器。部繼電器。 線圈線圈 常開接點(diǎn)常開接點(diǎn) 常閉接點(diǎn)常閉接點(diǎn) PLC控制系統(tǒng)的組成控制系統(tǒng)的組成 內(nèi)部?jī)?nèi)部“軟接線軟接線”（用程序?qū)崿F(xiàn)）（用程序?qū)崿F(xiàn)）輸入輸入繼電器線圈繼電器線圈繼電器接點(diǎn)繼電器接點(diǎn)內(nèi)部?jī)?nèi)部繼電器線圈繼電器線圈負(fù)

8、載電源負(fù)載電源輸出公共端輸出公共端輸出接點(diǎn)輸出接點(diǎn)COMCOM輸入公共端輸入公共端輸入端輸入端用戶輸出設(shè)備用戶輸出設(shè)備（接觸器、電磁閥等）（接觸器、電磁閥等）用戶輸入設(shè)備用戶輸入設(shè)備（按鈕、限位開關(guān)等）（按鈕、限位開關(guān)等）可編程序控制器的基本組成可編程序控制器的基本組成 PLC的硬件組成的硬件組成 1主機(jī)（主機(jī)（CPU模塊）模塊） 在主機(jī)內(nèi)部，由微處理器（在主機(jī)內(nèi)部，由微處理器（MPU）通過數(shù)）通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線以及輔助電路據(jù)總線、地址總線、控制總線以及輔助電路連接存儲(chǔ)器、接口及連接存儲(chǔ)器、接口及I/O單元，診斷單元，診斷PLC的硬的硬件狀態(tài)；借助編程器接收用戶鍵入的程序和件狀態(tài)

9、；借助編程器接收用戶鍵入的程序和數(shù)據(jù)；讀取、解釋并執(zhí)行用戶程序；按規(guī)定數(shù)據(jù)；讀取、解釋并執(zhí)行用戶程序；按規(guī)定的時(shí)序接收輸入狀態(tài)、刷新輸出狀態(tài)，與外的時(shí)序接收輸入狀態(tài)、刷新輸出狀態(tài)，與外部設(shè)備交換信息等。總之，由主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)整部設(shè)備交換信息等?？傊?，由主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)個(gè)PLC的控制和管理。的控制和管理。 （1）微處理器（）微處理器（MPU）：）：PLC 中常用的中常用的MPU主要采用通用微處理器、單片機(jī)等。主要采用通用微處理器、單片機(jī)等。 （2）存儲(chǔ)器：）存儲(chǔ)器：PLC的存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序的存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序，和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序，一般采用一般

10、采用ROM或或EPROM；用戶程序存儲(chǔ)器；用戶程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)用戶的應(yīng)用程序。用于存儲(chǔ)用戶的應(yīng)用程序。 （3）I/O接口：接口：I/O接口是接口是MPU與外部設(shè)備、與外部設(shè)備、I/O模塊等的連接部件，用于擴(kuò)充模塊等的連接部件，用于擴(kuò)充PLC總線總線的驅(qū)動(dòng)能力和輸入輸出點(diǎn)數(shù)。的驅(qū)動(dòng)能力和輸入輸出點(diǎn)數(shù)。2電源電源 PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，電源的交流輸配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，電源的交流輸入端一般接有尖峰脈沖吸收電路，以提高抗入端一般接有尖峰脈沖吸收電路，以提高抗干擾能力。小型干擾能力。小型PLC電源的交流輸入電壓范電源的交流輸入電壓范圍一般較寬，如有的小型圍一般較寬，如有的小型PLC可在可在l60V

11、AC 260VAC范圍內(nèi)正常工作。范圍內(nèi)正常工作。3輸入輸出模塊輸入輸出模塊 輸入輸入/輸出模塊是輸出模塊是PLC與現(xiàn)場(chǎng)與現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備或其設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。他外部設(shè)備之間的連接部件。 輸入模塊用于調(diào)理輸入信號(hào)，對(duì)輸入信號(hào)輸入模塊用于調(diào)理輸入信號(hào)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波、隔離、電平轉(zhuǎn)換等，把輸入信號(hào)進(jìn)行濾波、隔離、電平轉(zhuǎn)換等，把輸入信號(hào)的邏輯值安全可靠地傳遞到的邏輯值安全可靠地傳遞到PLC內(nèi)部。內(nèi)部。 輸出模塊用于把用戶程序的邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出模塊用于把用戶程序的邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出到輸出到PLC外部，輸出模塊具有隔離外部，輸出模塊具有隔離PLC內(nèi)內(nèi)部電路和外部執(zhí)行元件的作用，還具有功率

12、部電路和外部執(zhí)行元件的作用，還具有功率放大的作用。放大的作用。 （1）直流開關(guān)量輸入模塊：）直流開關(guān)量輸入模塊： （2）交流開關(guān)量輸入模塊：）交流開關(guān)量輸入模塊： （3）直流開關(guān)量輸出模塊）直流開關(guān)量輸出模塊 （4）交流開關(guān)量輸出模塊）交流開關(guān)量輸出模塊 （5）繼電器輸出模塊）繼電器輸出模塊 （6）開關(guān)量輸入輸出模塊等效電路：）開關(guān)量輸入輸出模塊等效電路： 可編程序控制器的工作方式可編程序控制器的工作方式 工作方式工作方式 掃描工作方式掃描工作方式 各種各種PLC均采用循環(huán)掃描方式工作，但其掃描時(shí)均采用循環(huán)掃描方式工作，但其掃描時(shí)間上有所不同。所謂掃描時(shí)間，是指間上有所不同。所謂掃描時(shí)間，是指

13、PLC兩次執(zhí)行用兩次執(zhí)行用戶程序之間的時(shí)間間隔，又稱為掃描周期或循環(huán)周期。戶程序之間的時(shí)間間隔，又稱為掃描周期或循環(huán)周期。 CPU的操作可以分為如下的操作可以分為如下6部分：上電后初始處部分：上電后初始處理、共同處理、上位鏈接服務(wù)、外設(shè)服務(wù)、運(yùn)算處理、共同處理、上位鏈接服務(wù)、外設(shè)服務(wù)、運(yùn)算處理、理、I/O刷新。其中，共同處理、上位鏈接服務(wù)、外刷新。其中，共同處理、上位鏈接服務(wù)、外設(shè)服務(wù)、運(yùn)算處理、設(shè)服務(wù)、運(yùn)算處理、I/O刷新所占用的時(shí)間構(gòu)成了刷新所占用的時(shí)間構(gòu)成了PLC的掃描時(shí)間的掃描時(shí)間TS。 1上電后初始處理上電后初始處理 PLC剛加上電源后，進(jìn)行一次上電后初始處理，為剛加上電源后，進(jìn)行一

14、次上電后初始處理，為PLC工作做好準(zhǔn)備。上電后初始處理，用于清除內(nèi)部工作做好準(zhǔn)備。上電后初始處理，用于清除內(nèi)部繼電器區(qū)，并復(fù)位所有計(jì)時(shí)器，檢查繼電器區(qū)，并復(fù)位所有計(jì)時(shí)器，檢查I/O單元的連接等。單元的連接等。2共同處理共同處理 用于復(fù)位監(jiān)視計(jì)時(shí)器，檢查用于復(fù)位監(jiān)視計(jì)時(shí)器，檢查I/O總線是否正常，總線是否正常，檢查掃描時(shí)間是否過長(zhǎng)，檢查程序存儲(chǔ)器有無異檢查掃描時(shí)間是否過長(zhǎng)，檢查程序存儲(chǔ)器有無異常。檢查正常后，方可進(jìn)行下面的操作。如果有常。檢查正常后，方可進(jìn)行下面的操作。如果有異常情況，可根據(jù)錯(cuò)誤的嚴(yán)重程度發(fā)出報(bào)警或停異常情況，可根據(jù)錯(cuò)誤的嚴(yán)重程度發(fā)出報(bào)警或停止止PLC運(yùn)行。共同處理時(shí)間記為運(yùn)行。

15、共同處理時(shí)間記為TC。 3上位鏈接服務(wù)上位鏈接服務(wù) 在構(gòu)成計(jì)算機(jī)在構(gòu)成計(jì)算機(jī)PLC網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用于處理網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用于處理與計(jì)算機(jī)間的通訊、上位鏈接服務(wù)時(shí)間與計(jì)算機(jī)間的通訊、上位鏈接服務(wù)時(shí)間TL 。4外設(shè)服務(wù)外設(shè)服務(wù) 用于處理來自外部設(shè)備的信息。外設(shè)服用于處理來自外部設(shè)備的信息。外設(shè)服務(wù)時(shí)間務(wù)時(shí)間TO取決于共同處理時(shí)間取決于共同處理時(shí)間TC、上位鏈、上位鏈接服務(wù)時(shí)間接服務(wù)時(shí)間TL、運(yùn)算處理時(shí)間、運(yùn)算處理時(shí)間TP和和I/O刷新刷新時(shí)間時(shí)間TR。5運(yùn)算處理運(yùn)算處理 用于執(zhí)行用戶程序。每條指令均有其執(zhí)用于執(zhí)行用戶程序。每條指令均有其執(zhí)行時(shí)間，并且同行時(shí)間，并且同條指令執(zhí)行時(shí)與不執(zhí)行時(shí)條指令執(zhí)行時(shí)與不執(zhí)行時(shí)所

16、占用的時(shí)間也不相同。運(yùn)算處理時(shí)間就是所占用的時(shí)間也不相同。運(yùn)算處理時(shí)間就是CPU執(zhí)行一遍用戶程序所用的時(shí)間。受此因執(zhí)行一遍用戶程序所用的時(shí)間。受此因素影響，運(yùn)算處理時(shí)間素影響，運(yùn)算處理時(shí)間TP不是常數(shù)，而是受不是常數(shù)，而是受程序狀態(tài)的影響，每次執(zhí)行程序都不盡相同。程序狀態(tài)的影響，每次執(zhí)行程序都不盡相同。 6I/O刷新刷新 在每次程序執(zhí)行完后，通過在每次程序執(zhí)行完后，通過I/O刷新，刷新，從輸入部分讀取輸入信號(hào)的狀態(tài)并送入輸入從輸入部分讀取輸入信號(hào)的狀態(tài)并送入輸入映像區(qū)，從輸出映像區(qū)中將程序執(zhí)行結(jié)果輸映像區(qū)，從輸出映像區(qū)中將程序執(zhí)行結(jié)果輸出到出到PLC外部。外部。I/O刷新時(shí)間刷新時(shí)間TR與與P

17、LC硬件硬件系統(tǒng)的構(gòu)成有關(guān)，取決于系統(tǒng)的構(gòu)成有關(guān)，取決于PLC中中I/O模塊的模塊的數(shù)量以及是否具有遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)。數(shù)量以及是否具有遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)。PLC的的I/O刷新時(shí)間為主機(jī)和近程擴(kuò)展機(jī)刷新時(shí)間為主機(jī)和近程擴(kuò)展機(jī)I/O刷新時(shí)間刷新時(shí)間加上遠(yuǎn)程部分加上遠(yuǎn)程部分I/O刷新時(shí)間。刷新時(shí)間。 7PLC掃描時(shí)間掃描時(shí)間TS PLC的掃描時(shí)間的掃描時(shí)間TSTC十十TL+TO+TP+TR。由于。由于TP不是定值，構(gòu)成計(jì)算機(jī)不是定值，構(gòu)成計(jì)算機(jī)PLC網(wǎng)絡(luò)時(shí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)TL也不是定值，也不是定值，所以在一個(gè)所以在一個(gè)PLC系統(tǒng)用戶程序不變的情況下，系統(tǒng)用戶程序不變的情況下，TS也不是也不是定值。掃描時(shí)間定值。掃描時(shí)間TS

18、的大小，對(duì)的大小，對(duì)PLC的工作有著重要影響。的工作有著重要影響。掃描時(shí)間越長(zhǎng)。掃描時(shí)間越長(zhǎng)。PLC系統(tǒng)反應(yīng)越慢，輸入信號(hào)的允許頻系統(tǒng)反應(yīng)越慢，輸入信號(hào)的允許頻率越低，用于定位控制時(shí)產(chǎn)生的誤差越大。因此，在進(jìn)率越低，用于定位控制時(shí)產(chǎn)生的誤差越大。因此，在進(jìn)行行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除硬件選擇得當(dāng)、結(jié)構(gòu)合理外，軟系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除硬件選擇得當(dāng)、結(jié)構(gòu)合理外，軟件上應(yīng)盡可能地減小運(yùn)算處理時(shí)間件上應(yīng)盡可能地減小運(yùn)算處理時(shí)間TP，從而減小掃描時(shí)，從而減小掃描時(shí)間間TS。 I/O響應(yīng)響應(yīng) I/O響應(yīng)是從輸入狀態(tài)變化到與之相關(guān)的響應(yīng)是從輸入狀態(tài)變化到與之相關(guān)的外部輸出狀態(tài)變化之間的過程。外部輸出狀態(tài)變化之間的過程。

19、 I/O響應(yīng)時(shí)間是表征響應(yīng)時(shí)間是表征PLC反應(yīng)速度的一個(gè)反應(yīng)速度的一個(gè)重要指標(biāo)，它取決于重要指標(biāo)，它取決于PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并與PLC的掃描時(shí)間密切相關(guān)。的掃描時(shí)間密切相關(guān)。最小最小I/O響應(yīng)時(shí)間輸入響應(yīng)時(shí)間輸入ON響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間+掃描時(shí)掃描時(shí)間間+輸出輸出ON響應(yīng)時(shí)間（輸入信號(hào)進(jìn)入響應(yīng)時(shí)間（輸入信號(hào)進(jìn)入PLC內(nèi)內(nèi)部時(shí)，正是部時(shí)，正是I/O刷新時(shí)間）刷新時(shí)間） 最大最大I/O響應(yīng)時(shí)間輸入響應(yīng)時(shí)間輸入ON響應(yīng)時(shí)間十響應(yīng)時(shí)間十2 掃描掃描時(shí)間十輸出時(shí)間十輸出ON響應(yīng)時(shí)間（剛好錯(cuò)過響應(yīng)時(shí)間（剛好錯(cuò)過I/O刷新刷新時(shí)間）時(shí)間） 輸入響應(yīng)時(shí)間和輸出響應(yīng)時(shí)間分別取決于輸入響應(yīng)時(shí)間和輸出響

20、應(yīng)時(shí)間分別取決于輸入模塊、輸出模塊的型號(hào)，與輸入模塊、輸出模塊的型號(hào)，與PLC系統(tǒng)的系統(tǒng)的構(gòu)成和掃描時(shí)間無關(guān)。構(gòu)成和掃描時(shí)間無關(guān)。 由此可以發(fā)現(xiàn)：由此可以發(fā)現(xiàn)： 輸入信號(hào)狀態(tài)改變后，與之相關(guān)的輸出輸入信號(hào)狀態(tài)改變后，與之相關(guān)的輸出狀態(tài)不能立即改變，需經(jīng)過狀態(tài)不能立即改變，需經(jīng)過I/O響應(yīng)時(shí)間后響應(yīng)時(shí)間后輸出狀態(tài)才能改變。輸出狀態(tài)才能改變。 I/O響應(yīng)時(shí)間不是一個(gè)常數(shù)，它介于最響應(yīng)時(shí)間不是一個(gè)常數(shù)，它介于最大大I/O刷新時(shí)間和最小刷新時(shí)間和最小I/O刷新時(shí)間之間。刷新時(shí)間之間。 如果輸入信號(hào)狀態(tài)改變后保持時(shí)間較短，如果輸入信號(hào)狀態(tài)改變后保持時(shí)間較短，小于一個(gè)掃描周期的時(shí)間，則輸出狀態(tài)有小于一個(gè)掃

21、描周期的時(shí)間，則輸出狀態(tài)有可能改變也有可能不改變。因此，為使可能改變也有可能不改變。因此，為使PLC系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，輸入信號(hào)的狀態(tài)系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，輸入信號(hào)的狀態(tài)保持時(shí)間應(yīng)大于掃描時(shí)間。保持時(shí)間應(yīng)大于掃描時(shí)間。 3PLC的周期工作方式：三個(gè)階段的周期工作方式：三個(gè)階段 輸入采樣 程序執(zhí)行 輸出刷新 輸入采樣階段：工作周期開始時(shí)，PLC首先以掃描方式順序地以掃描方式順序地 將所有（注意：不是一個(gè)或幾個(gè)）端子的狀態(tài)：（接通將所有（注意：不是一個(gè)或幾個(gè)）端子的狀態(tài)：（接通1，斷開，斷開0），）， 讀入各輸入端子對(duì)應(yīng)的映象寄存器，刷新并保持不變，直到下一個(gè)讀入各輸入端子對(duì)應(yīng)的映象寄存器，刷新并保持不

22、變，直到下一個(gè) 周期的輸入采樣階段。周期的輸入采樣階段。 程序執(zhí)階段：程序執(zhí)階段：輸入映象寄存器狀態(tài)不變；輸出映象寄存器狀態(tài)隨程序執(zhí)行而變。輸入映象寄存器狀態(tài)不變；輸出映象寄存器狀態(tài)隨程序執(zhí)行而變。 輸出刷新階段：在所有指令掃描完畢后，將輸出映象寄存器中輸出刷新階段：在所有指令掃描完畢后，將輸出映象寄存器中所存儲(chǔ)的全部輸出繼電器（所存儲(chǔ)的全部輸出繼電器（“軟繼電器軟繼電器”）的狀態(tài)（接通）的狀態(tài)（接通/斷開），斷開），集中轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中。集中轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中。 4與繼電器工作方式的區(qū)別與繼電器工作方式的區(qū)別 繼電器系統(tǒng)繼電器系統(tǒng)：并行方式。并行方式。 PLC系統(tǒng)：串行工作方式。集中輸入，

23、集中輸出刷新。系統(tǒng)：串行工作方式。集中輸入，集中輸出刷新。 繼電器：繼電器：X1吸合吸合Y31得電得電Y30和和Y32同時(shí)得電同時(shí)得電 PLC: X1吸合吸合Y31得電得電Y32得電得電Y30得電得電. 5. PLC對(duì)輸入對(duì)輸入/輸出的處理原則輸出的處理原則 (1)輸入映象寄存器的數(shù)據(jù)，取決于輸入端子上各輸入點(diǎn)在輸入映象寄存器的數(shù)據(jù)，取決于輸入端子上各輸入點(diǎn)在上一個(gè)刷新期間的接通上一個(gè)刷新期間的接通/斷開狀態(tài)。斷開狀態(tài)。 (2)程序如何執(zhí)行取決于用戶所編程序和輸入程序如何執(zhí)行取決于用戶所編程序和輸入/輸出映象寄存器輸出映象寄存器（注意：不是端子板）的內(nèi)容及其它各元件映象寄存器的內(nèi)容。（注意：不

24、是端子板）的內(nèi)容及其它各元件映象寄存器的內(nèi)容。 (3)輸出映象寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸出指令的執(zhí)行結(jié)果。輸出映象寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸出指令的執(zhí)行結(jié)果。 (4)輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一次輸出刷新期間輸出映象寄存器輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一次輸出刷新期間輸出映象寄存器中數(shù)據(jù)決定。中數(shù)據(jù)決定。 (5)輸出端子的接通輸出端子的接通/斷開狀態(tài)，由輸出鎖存器決定。斷開狀態(tài)，由輸出鎖存器決定。 1 1、梯形圖（、梯形圖（Ladder DiagramLadder Diagram）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號(hào)來描述程序的梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號(hào)來描述程序的一種程

25、序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。是在原繼電器一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。是在原繼電器接觸器控制系統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語(yǔ)言。它是目前用得最多的梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語(yǔ)言。它是目前用得最多的PLCPLC編程語(yǔ)言。編程語(yǔ)言。注意：梯形圖表示的并不是一個(gè)實(shí)際電路而只是一個(gè)控制程序，其注意：梯形圖表示的并不是一個(gè)實(shí)際電路而只是一個(gè)控制程序，其間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系，即所謂間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系，即所謂“軟接線軟接線”。常開觸點(diǎn)常開觸點(diǎn) ：常閉觸點(diǎn)：常閉觸點(diǎn)： 線圈：線圈：注意：它們并非是物理實(shí)體，而是注意：它們并非是物理實(shí)體，而是“軟繼電器軟繼電器”。每個(gè)。每

26、個(gè)“軟繼電器軟繼電器”僅對(duì)應(yīng)僅對(duì)應(yīng)PLCPLC存儲(chǔ)單元中的一位。該位狀態(tài)為存儲(chǔ)單元中的一位。該位狀態(tài)為“1”1”時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電器線圈接通，其時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電器線圈接通，其常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開；狀態(tài)為常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開；狀態(tài)為“0”0”時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電器線圈不通，時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電器線圈不通，其常開、常閉觸點(diǎn)保持原態(tài)。其常開、常閉觸點(diǎn)保持原態(tài)。二、PLC的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言二、PLC的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言2 2、布爾助記符（、布爾助記符（Boolean MnemonicBoolean Mnemonic）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用布爾助記符來描述布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用布爾助

27、記符來描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。類似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言，用程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。類似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言，用一些簡(jiǎn)潔易記的文字符號(hào)表達(dá)一些簡(jiǎn)潔易記的文字符號(hào)表達(dá)PLCPLC的各種指令。同一廠的各種指令。同一廠家的家的PLCPLC產(chǎn)品，其助記符語(yǔ)言與梯形圖語(yǔ)言是相互對(duì)應(yīng)產(chǎn)品，其助記符語(yǔ)言與梯形圖語(yǔ)言是相互對(duì)應(yīng)的，可互相轉(zhuǎn)換。的，可互相轉(zhuǎn)換。 助記符語(yǔ)言常用于手持編程器中，梯形圖語(yǔ)助記符語(yǔ)言常用于手持編程器中，梯形圖語(yǔ)言則多用于計(jì)算機(jī)編程環(huán)境中。言則多用于計(jì)算機(jī)編程環(huán)境中。 注注:PLC:PLC的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)至今尚無國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家所用語(yǔ)言和符號(hào)也不盡相同。的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)至今尚無國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同

28、廠家所用語(yǔ)言和符號(hào)也不盡相同。但它們的梯形圖語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和功能是大同小異的。但它們的梯形圖語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和功能是大同小異的。 F系列系列PLC的編程語(yǔ)言及指令系統(tǒng)的編程語(yǔ)言及指令系統(tǒng) 一一PLC的程序表達(dá)式的程序表達(dá)式繼電器梯形圖（簡(jiǎn)稱梯形圖）繼電器梯形圖（簡(jiǎn)稱梯形圖）;邏輯功能圖邏輯功能圖;功流程圖等等。功流程圖等等。 繼電器梯形圖繼電器梯形圖 左、右母線：左母線接輸入端子排，左、右母線：左母線接輸入端子排，右母線接電源及物理繼電器線圈；右母線接電源及物理繼電器線圈； 繼電器線圈：邏輯行。每一個(gè)線圈繼電器線圈：邏輯行。每一個(gè)線圈 算一行。算一行。 運(yùn)算、運(yùn)行的順序：從左到右，先上后下按邏輯

29、行逐行運(yùn)行。運(yùn)算、運(yùn)行的順序：從左到右，先上后下按邏輯行逐行運(yùn)行。 二二 PLC的編程元件的編程元件 以三菱公司F系列產(chǎn)品為例 1. 輸入繼電器（輸入繼電器（X）：只能由外部開關(guān)驅(qū)動(dòng)）：只能由外部開關(guān)驅(qū)動(dòng);按按8進(jìn)制編號(hào)進(jìn)制編號(hào)： F-40M: 輸入24點(diǎn)。 X400X407;X500X507;X410X413;X510X513. FX2N-48MR: 輸入24點(diǎn)。 X000X007; X010X017; X020X027.2輸出繼電器（輸出繼電器（Y） F-40M: 輸出輸出16點(diǎn)。點(diǎn)。 Y430X437;Y530X537; FX2N-48MR:輸出輸出24點(diǎn)。點(diǎn)。 Y000Y007;Y01

30、0Y017;Y020Y027. 3輔助繼電器（輔助繼電器（M） 只供內(nèi)部使用。其觸點(diǎn)不能直接輸出驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。只供內(nèi)部使用。其觸點(diǎn)不能直接輸出驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。分為兩種：一種通用型；另一種是掉電保持型。分為兩種：一種通用型；另一種是掉電保持型。 掉電保持型掉電保持型 4移位寄存器移位寄存器 F-40M:FX2N-48MR:多位移位功能多位移位功能 功能：功能：X10 ON一次，以一次，以M0為首址的為首址的16位寄存器（位寄存器（M15M0），），向右移向右移4位。以位。以X0為首址的為首址的4位位(X3X2X1X0)送入寄存器的高送入寄存器的高4位位（M15M12）, 寄存器的低寄存器的低4位（

31、位（M3M0）溢出）溢出5定時(shí)器（定時(shí)器（T） F-40M:FX2N-48MR: T0T55，時(shí)基時(shí)基,定時(shí)范圍： T32T55，當(dāng)，當(dāng)M8028=1時(shí)，時(shí)基為時(shí)，時(shí)基為 T246T249，時(shí)基時(shí)基 延時(shí)接通定時(shí)器：延時(shí)接通定時(shí)器： 應(yīng)用：振蕩器應(yīng)用：振蕩器 Y0:ON2s;OFF1s；Y1:ON1s;OFF2s,周期性通斷。周期性通斷。 延時(shí)斷開定時(shí)器延時(shí)斷開定時(shí)器 Y430線圈在線圈在X400斷開斷開5秒后失電。秒后失電。 6計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（C） F-40M:C460C467,C560C567。計(jì)數(shù)：。計(jì)數(shù)：1-999FX2N-48MR:C0T99。16位位(0215: 32767)。特點(diǎn)

32、：斷電保持功能特點(diǎn)：斷電保持功能。 電源中斷時(shí)，將保持?jǐn)嚯娗暗漠?dāng)前計(jì)數(shù)值，電源中斷時(shí)，將保持?jǐn)嚯娗暗漠?dāng)前計(jì)數(shù)值， 恢復(fù)供電后，累計(jì)計(jì)數(shù)?；謴?fù)供電后，累計(jì)計(jì)數(shù)。 應(yīng)用應(yīng)用 （1）減法計(jì)數(shù)器）減法計(jì)數(shù)器 特殊繼電器特殊繼電器M71：（FX2N-48MR: M8012） 初始化脈沖：初始化脈沖： 復(fù)位：復(fù)位：X400 ON(或第一次掃描或第一次掃描)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器C460復(fù)位，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值等于設(shè)定值復(fù)位，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值等于設(shè)定值19. 計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)：X400斷開，計(jì)數(shù)輸入斷開，計(jì)數(shù)輸入X401 ON一次計(jì)數(shù)器減一次計(jì)數(shù)器減1，當(dāng)減至，當(dāng)減至0時(shí)，時(shí)， 計(jì)數(shù)器常開觸頭計(jì)數(shù)器常開觸頭C460動(dòng)合，動(dòng)合，Y4

33、30得電。得電。 當(dāng)計(jì)滿當(dāng)計(jì)滿K值（值（19），若再來計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器不再響應(yīng)，），若再來計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器不再響應(yīng)，仍保持當(dāng)前值，即仍保持當(dāng)前值，即Y430仍接通。仍接通。 斷電后再通電時(shí)，計(jì)數(shù)器從當(dāng)前值開始倒計(jì)數(shù)。斷電后再通電時(shí)，計(jì)數(shù)器從當(dāng)前值開始倒計(jì)數(shù)。 (2)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)器 時(shí)基時(shí)基 計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)個(gè)數(shù) 例例 60s計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)器(F-40M).特殊繼電器特殊繼電器 M72:產(chǎn)生時(shí)鐘方波 M73：產(chǎn)生的方波。 FX2N-48MR:時(shí)基時(shí)基 (0215:32767)。三三PLC的指令系統(tǒng)的指令系統(tǒng) F系列的基本指令 1 LD, LDI, OUT指令指令 2. AND,ANI指令指令單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)指

34、令單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)指令 注意：注意：(1)觸點(diǎn)的串聯(lián)，且不與母線相接觸點(diǎn)的串聯(lián)，且不與母線相接;(2)不能用于串聯(lián)線圈不能用于串聯(lián)線圈;(3)單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)可連續(xù)使用。單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)可連續(xù)使用。3. OR,ORI指令指令 觸點(diǎn)并聯(lián)指令。將單個(gè)觸點(diǎn)并聯(lián)到電路中去。觸點(diǎn)并聯(lián)指令。將單個(gè)觸點(diǎn)并聯(lián)到電路中去。不適用于已經(jīng)串聯(lián)的觸點(diǎn)再與電路并聯(lián)。不適用于已經(jīng)串聯(lián)的觸點(diǎn)再與電路并聯(lián)。 4. ORB指令指令 ORB:或塊指令。兩個(gè)以上觸點(diǎn)或塊指令。兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)后再與前面支路并聯(lián)。在串聯(lián)后再與前面支路并聯(lián)。在該支路內(nèi)，屬于單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)，該支路內(nèi)，屬于單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)，使用使用AND或或ANI，各支路起點(diǎn)，各支路起點(diǎn)應(yīng)使用應(yīng)使用LD或或LDI指令。指令。 LD X400AND X401LD X402AND X403ORB LD X404AND X405ORBOUT Y4365. ANB指令指令A(yù)NB:與塊指令與塊指令. 將并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)將并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)（特別是塊與塊串聯(lián)）（特別是塊與塊串聯(lián)） 注意：注意：(1)先組塊，后串聯(lián);(2)每一電路塊開始時(shí)，須使用LD， LDI指令;(3)多個(gè)并聯(lián)電路塊串聯(lián)，順次以 ANB指令與前面支路串聯(lián), 串聯(lián)