可編程序控制器原理PLC講課教程課件

1、可編程序控制器問世于1969年。是美國汽車制造工業(yè)激烈競爭的結果。更新汽車型號必然要求加工生產線改變。正是從汽車制造業(yè)開始了對傳統繼電器控制的挑戰(zhàn)。1968年美國General Motors公司，要求制造商為其裝配線提供一種新型的通用程序控制器，并提出10項招標指標。這就是著名的GM 10條。第一章 可編程控制器的基本知識第一節(jié) 可編程控制器的產生和發(fā)展一、可編程控制器的產生2022/7/191編程簡單，可在現場修改程序；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；可將數據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、2

2、A以上，能直接驅動電磁閥等；在擴展時，原系統只需很小變更；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的直接原因：2022/7/192可編程控制器的發(fā)展及定義 1969年，美國數據設備公司(DEC)研制出世界上第一臺可編程控制器，并成功地應用在GM公司的生產線上。這一時期它主要用于順序控制，只能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制器，簡稱PLC(Programmable Logic Controller)。 70年代后期，隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，使PLC從開關量的邏輯控制擴展到數字控制及生產過程控制領域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，

3、簡稱PC(Programmable Controller)。但由于PC容易和個人計算機 (Personal Computer)相混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可編程控制器的縮寫。2022/7/193 1985年1月國際電工委員會的定義： “可編程序控制器是一種數字運算的電子系統，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易于與工業(yè)控制系統聯成一個整體，易于擴充的原則設計”。2022/7/194PLC與傳統的繼電器邏輯

4、相比 可靠性高、邏輯功能強、體積小。在需要大量中間繼電器、時間繼電器及計數繼電器的場合，PLC 無需增加硬設備。 隨著要求的變更PLC對程序修改方便。繼電器線路要想改變控制功能，必須變更硬接線，靈活性差。 具有網絡通訊功能，可附加高性能模塊對模擬量進行處理，實現各種復雜控制功能。 2022/7/195PLC與工業(yè)控制計算機相比 PLC繼承了繼電器系統的基本格式和習慣，對于有繼電器系統方面知識和經驗的人來說，尤其是現場的技術人員，學習起來十分方便。 PLC一般是由電氣控制器的制造廠家研制生產，各廠家的產品不通用。工業(yè)控制機是由通用計算機推廣應用發(fā)展起來的，一般由微機廠、芯片及板卡制造廠開發(fā)生產。

5、它在硬件結構方面的突出優(yōu)點是總線標準化程度高，產品兼容性強。 PLC的運行方式與工業(yè)控制機不同，微機的許多軟件不能直接使用。工業(yè)控制機可使用通用微機的各種編程語言，對要求快速、實時性強、模型復雜的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。但它要求使用者具有一定的計算機專業(yè)知識。 2022/7/196PLC和工業(yè)控制機都是專為工業(yè)現場應用環(huán)境而設計的。 都具有很高的可靠性。PLC一般具有模塊結構，可以針對不同的對象進行組合和擴展。 2022/7/197 第二節(jié) 可編程控制器的基本結構PLC的系統結構2022/7/198PLC各部分的作用 CPU診斷PLC電源、內部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語法錯誤。采集現場的狀

6、態(tài)或數據，并送人PLC的寄存器中。逐條讀取指令，完成各種運算和操作。 將處理結果送至輸出端。 響應各種外部設備的工作請求。 2022/7/199PLC各部分的作用存儲器 系統程序存儲器：用以存放系統管理程序、監(jiān)控程序及系統內部數據。PLC出廠前已將其固化在只讀存儲器ROM或PROM中，用戶不能更改。用戶存儲器：包括用戶程序存儲區(qū)及工作數據存儲區(qū)。這類存儲器一般由低功耗的CMOS-RAM構成，其中的存儲內容可讀出并更改。注意： PLC產品手冊中給出的“存儲器類型”和“程序容量”是針對用戶程序存儲器而言的。2022/7/1910PLC各部分的作用輸入輸出接口電路輸入接口電路：采用光電耦合電路，將限

7、位開關、手動開關、編碼器等現場輸入設備的控制信號轉換成CPU所能接受和處理的數字信號。 PLC的輸入接口電路（直流輸入型） 2022/7/1911PLC各部分的作用輸出接口電路：采用光電耦合電路，將CPU處理過的信號轉換成現場需要的強電信號輸出，以驅動接觸器、電磁閥等外部設備的通斷電。有三種類型： 繼電器輸出型繼電器輸出型：為有觸點輸出方式，用于接通或斷開開關頻率較低的直流負載或交流負載回路。2022/7/1912（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）晶體管輸出型：為無觸點輸出方式，用于接通或斷開開關頻率較高的直流電源負載。晶閘管輸

8、出型：為無觸點輸出方式，用于接通或斷開開關頻率較高的交流電源負載。2022/7/1913電源 PLC的電源是指將外部輸入的交流電處理后轉換成滿足PLC的CPU、存儲器、輸人輸出接口等內部電路工作需要的直流電源電路或電源模塊。許多PLC的直流電源采用直流開關穩(wěn)壓電源，不僅可提供多路獨立的電壓供內部電路使用，而且還可為輸入設備提供標準電源。 2022/7/1914手持編程器 手持編程器采用助記符語言編程，具有編輯、檢索、修改程序、進行系統設置、內存監(jiān)控等功能?？梢粰C多用，具有使用方便、價格低廉的特點。缺點：不夠直觀 可通過PLC的RS232外設通訊口(或RS422口配以適配器)與計算機聯機，利用專

9、用工具軟件（NPSTGR、FPSOFT、FPWINGR）對PLC進行編程和監(jiān)控。利用計算機進行編程和監(jiān)控比手持編程工具更加直觀和方便。2022/7/1915輸入輸出I0擴展接口 若主機單元的IO點數不能滿足需要時，可通過此接口用扁平電纜線將IO擴展單元與主機相連，以增加IO點數。PLC的最大擴展能力主要受CPU尋址能力和主機驅動能力的限制。 2022/7/1916 第三節(jié) 可編程控制器的原理及 技術性能PLC的基本工作原理 微機：等待命令的工作方式 PLC：循環(huán)掃描的工作方式 CPU從第一條指令開始按指令步序號作周期性的循環(huán)掃描，如果無跳轉指令,則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到

10、結束符后又返回第一條指令，周而復始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。2022/7/1917 一個掃描周期主要分為三個階段： 輸入刷新階段 程序執(zhí)行階段 輸出刷新階段 輸入刷新 程序執(zhí)行輸出刷新一個掃描周期輸入刷新 PLC的掃描工作過程用戶輸出設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)行用戶輸入設備寫讀讀2022/7/1918PLC的基本工作原理 由于輸入刷新階段是緊接輸出刷新階段后馬上進行的，所以亦將這兩個階段統稱為IO刷新階段。實際上，除了執(zhí)行程序和IO刷新外，PLC還要進行各種錯誤檢測(自診斷功能)并與編程工具通訊，這些操作統稱為“監(jiān)視服務”。一般在程序

11、執(zhí)行后進行。 掃描周期的長短主要取決于程序的長短。 由于每一個掃描周期只進行一次I0刷新，故使系統存在輸入、輸出滯后現象。這對于一般的開關量控制系統不但不會造成影響，反而可以增強系統的抗干擾能力。但對于控制時間要求較嚴格、響應速度要求較快的系統，就需要精心編制程序，必要時采用一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應滯后。2022/7/1919PLC的主要技術指標輸入輸出點數（I/O點數）內存容量 注意： “內存容量”實際是指用戶程序容量，不包括系統程序存儲器的容量。 掃描速度 (單位：msk或s/步。 )指令條數 內部繼電器和寄存器數目 編程語言及編程手段 高級模塊 主控模塊可實現基本控制功能

12、，高級模塊可實現一些特殊的專門功能。如AD和DA轉換模塊等 。 2022/7/1920PLC的內存分配及IO點數I0繼電器區(qū)： I0區(qū)的寄存器可直接與PLC外部的輸入、輸出端子傳遞信息，具有“繼電器”的功能，有自己的“線圈”和“觸點”。故常稱為“I0繼電器區(qū)”。內部通用繼電器區(qū)：只能在PLC內部使用，其作用與中間繼電器相似，在程序控制中可存放中間變量。 數據寄存器區(qū) ：只能按字使用，不能按位使用。一般只用來存放各種數據。 特殊繼電器、寄存器區(qū) ：被系統內部占用，專門用于某些特殊目的，一般不能由用戶任意占用。 系統寄存器區(qū)：用來存放各種重要信息和參數。通過用戶程序，不能讀取和修改系統寄存器的內容

13、。 2022/7/1921 第四節(jié) PLC的分類及功能PLC的分類按結構形式分類整體式模塊式 按功能分類低檔機中檔機 高檔機 分 類I0點數程序容量超小型機64點以內2561000字節(jié)小型機6425613.6K字節(jié)中型機25620483.613K字節(jié)大型機2048以上13K字節(jié)以上 3. 按IO點數和程序容量分類2022/7/1922PLC的主要功能條件控制功能定時計數控制功能 數據處理功能 步進控制功能 AD與DA轉換功能 運動控制功能 過程控制功能 擴展功能 遠程I0功能 通信聯網功能 監(jiān)控功能 2022/7/1923 第五節(jié) PLC的特點、應用場合和發(fā)展趨勢PLC的主要特點可靠性高、抗干

14、擾能力強。主要有以下幾個方面： 隔離(采用光電耦合器 )濾波 對PLC的內部電源采取了屏蔽、穩(wěn)壓、保護等措施。 設置了連鎖、環(huán)境檢測與診斷、Watchdog等電路。 利用系統軟件定期進行系統狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障檢測。對用戶程序及動態(tài)工作數據進行電池備份。 采用密封、防塵、抗振的外殼封裝結構。 以集成電路為基本元件，內部處理過程不依賴于機械觸點。采用循環(huán)掃描的工作方式，也提高了抗干擾能力。 2022/7/1924可實現三電一體化 將電控(邏輯控制)、電儀(過程控制)和電結(運動控制)集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統。 編程簡單、使用方便、柔性好體積小、重量輕

15、、功耗低2022/7/1925PLC的應用場合邏輯控制 ：可取代傳統繼電器系統和順序控制器。如各種機床、自動電梯、裝配生產線、電鍍流水線、運輸和檢測等的控制。 運動控制 ：可用于精密金屬切削機床、機械手、機器人等設備的控制。 過程控制 ：通過配用AD、DA轉換模塊及智能PID模塊實現對生產過程中的溫度、壓力、流量、速度等連續(xù)變化的模擬量進行閉環(huán)調節(jié)控制。數據處理 多級控制 ：利用PLC的網絡通信功能模塊及遠程IO控制模塊實現多臺PLC之間、PLC與上位計算機的鏈接，以完成較大規(guī)模的復雜控制。 2022/7/1926可編程控制器的發(fā)展趨勢在系統構成規(guī)模上向大、小兩個方向發(fā)展；功能不斷增強，各種應

16、用模塊不斷推出 ；產品更加規(guī)范化、標準化 。2022/7/1927 第六節(jié) PLC的幾種編程語言 不采用微機的編程語言，采用梯形圖語言、指令助記符語言、控制系統流程圖語言、布爾代數語言等。其中梯形圖、指令助記符語言最為常用。 PLC的設計和生產至今尚無國際統一標準，不同廠家所用語言和符號也不盡相同。但它們的梯形圖語言的基本結構和功能是大同小異的。 2022/7/1928梯形圖語言 梯形圖是在原繼電器接觸器控制系統的繼電器梯形圖基礎上演變而來的一種圖形語言。它是目前用得最多的PLC編程語言。 注意：梯形圖表示的并不是一個實際電路而只是一個控制程序，其間的連線表示的是它們之間的邏輯關系，即所謂“軟

17、接線”。 常開觸點 ： 常閉觸點： 線圈： 注意：它們并非是物理實體，而是“軟繼電器”。每個“軟繼電器”僅對應PLC存儲單元中的一位。該位狀態(tài)為“1”時，對應的繼電器線圈接通，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開；狀態(tài)為“0”時，對應的繼電器線圈不通，其常開、常閉觸點保持原態(tài)。 2022/7/1929指令助記符語言助記符語言類似于計算機匯編語言，用一些簡潔易記的文字符號表達PLC的各種指令。同一廠家的PLC產品，其助記符語言與梯形圖語言是相互對應的，可互相轉換。助記符語言常用于手持編程器中，梯形圖語言則多用于計算機編程環(huán)境中。 2022/7/1930 FP1是一種功能很強的小型機，它的某些技術性能是一

18、些同檔次機型的小型機所不具備的。具有通常只在大型PLC中才具備的功能。 通過主機上配有的RS422或RS232接口，可實現PLC與PC機之間的通信，將PC機上的梯形圖程序直接傳送到可編程控制器中去。 有近200條的指令。數據處理功能比一般小型機強。第二章 松下電工可編程控制器產品FP1介紹 2022/7/1931 第一節(jié) FP1系列產品及技術性能FP1系列產品類型及構成 在FP系列產品中，FP1屬于小型PLC產品。該產品系列有C14、C16、C24、C40、C56和C72型等多種規(guī)格。擴展單元有E8E40四種規(guī)格。 以C字母開頭代表主控單元(或稱主機)，以E字母開頭代表擴展單元(或稱擴展機)。

19、后面跟的數字代表I/O點數。例如C24表示輸入和輸出點數之和為24。 2022/7/1932 表2-1 FP1系列PLC主要產品規(guī)格簡表品名類型IO點數內部寄存器工作電壓輸出形式C14標準型86EEPROMDC24V或AC100240V繼電器、晶體管（NPN、PNP）C16標準型88C24C24C標準型帶RS232口和時鐘日歷168RAMC40C40C標準型帶RS232口和時鐘日歷2416C56C56C標準型帶RS232口和時鐘日歷3224C72C72C標準型帶RS232口和時鐘日歷4032E8804408繼電器、晶體管（NPN、PNP）E1616088016E24168DC24V或AC100

20、240VE4024162022/7/1933RS232口電池座電源輸入端子 輸出端子直流電源輸出端子輸入端子I/O狀態(tài)指示燈擴展插座 方式選擇開關 運行監(jiān)視指示燈電位器（V0、V1）波特率選擇開關編程工具連接插座 FP1系列C24型PLC控制單元的外形圖2022/7/1934RS232口 只有C24、C40、C56和C72的C型機才配有。該口能與PC機通訊編程，也可連接其它外圍設備。運行監(jiān)視指示燈 當運行程序時，“RUN”指示燈亮；當控制單元中止執(zhí)行程序時，“PROG” 指示燈亮； 當發(fā)生自診斷錯誤時，“ERR” 指示燈亮； 當檢測到異常的情況時或出現“Watchdog”定時故障時，“ALAR

21、M” 指示燈亮。 電池座電源輸入端子 FP1型主機有交、直流電源兩種類型，交流型接100240V交流電源，直流型接24V直流電源。 2022/7/1935工作方式選擇開關 有三個工作方式檔位，即“RUN”、“REMOTE”和“PROG”。輸出端子 該端子板為兩頭帶螺絲可拆卸的板。帶“”標記的端子不能作為輸出端子使用。 直流電源輸出端子 在FP1系列主機內部均配有一個供輸入端使用的24V直流電源。 輸人端子 該端子板為兩頭帶螺絲可拆卸的板。輸入電壓范圍為直流 1224V。帶“”標記的端子不能作為輸入端子使用。 2022/7/1936編程工具連接插座(RS422口) 可用此插座經專用外設電纜連接編

22、程工具。波特率選擇開關電位器(V0、V1) 這兩個電位器可用螺絲刀進行手動調節(jié)，實現外部設定。當調節(jié)該電位器時，PLC內部對應的特殊數據寄存器DT9040和DT9041的內容在0255之間變化，相當于輸入外部可調的模擬量。 IO狀態(tài)指示燈 用來指示輸人/輸出的通斷狀態(tài)。 IO擴展單元接口插座 用于連接FP1擴展單元及AD、DA轉換單元、鏈接單元。 2022/7/1937FP1系列可編程控制器的技術性能可編程控制器的功能是否強大，很大程度上取決于它的技術性能。 表2-2 FP1系列PLC控制單元技術性能一覽表項 目C14C16C24C40C56C72主機IO點數86881682416322440

23、32最大IO點數5456104120136152運行速度1.6s步程序容量900步2720步5000步程序存儲器類型EEPROM(無電池)RAM（備用電池）和EPROM指令數基本41808l高級85111111內部繼電器(R)256點1008點特殊內部繼電器(R)64點64點2022/7/1938項 目C14C16C24C40C56C72定時器計數器(TC)128點144點數據寄存器(DT)256字1660字6144字特殊數據寄存器(DT)70字70字索引寄存器(、IY)2字2字主控指令（MCMCE）點數16點32點跳轉標記數(LBL)個數（用于JMP、LOOP指令）32點64點微分點數(DF

24、或DF)點數不限制步進數64級128級子程序個數8個16個中斷個數9個程序輸入濾波時間1128ms自診斷功能看門狗定時器，電池檢測，程序檢測特殊功能高速計數X0,X1為計數輸入，可加減計數。單相輸入時計數最高頻率為10KHZ，兩路兩相輸入時最高頻率為5KHZ。X2為復位輸入手動撥盤寄存器1點2點4點脈沖捕捉輸入4點共8點中斷輸入共8點定時中斷10ms30s間隔脈沖輸出1點(Y7)2點(Y6、Y7)脈沖輸出頻率：45HZ4.9KHZ固定掃描2.5ms 設定值(160ms或更小)2022/7/1939 第二節(jié) FP1的內部寄存器及IO配置 在使用FP1的PLC之前，了解PLC的IO分配 以及內部寄

25、存器的功能和配置是十分重要的。 X、WX為IO區(qū)的輸入繼電器，可直接與輸入端子傳遞信息。Y、WY為I0區(qū)的輸出繼電器，可向輸出端子傳遞信息。2022/7/1940 表2-3 FP1系列PLC內部寄存器配置表 名 稱符號(位宇)編 號C14、C16C24、C40C56、C72輸入繼電器X(bit)208點：X0X12FWX(word)13字：WX0WXl2輸出繼電器Y(bit)208點：Y0Y12FWY(word)13字：WY0WYl2內部繼電器R(bit)256點：R0R15F1008點：R0R62FWR(word)16字：WR0WRl563字：WR0WR62特殊內部繼電器R(bit)64點：

26、R9000R903FWR(word)4字：WR900WR903定時器T(bit)100點：T0T99計數器C(bit)28點：C100C12744點：C100C143定時器計數器設定值寄存器SV(word)128字：SV0SVl27144字：SV0SVl43定時器計數器經過值寄存器EV(word)128字：EV0EVl27144字：EV0EVl43通用數據寄存器DT(word)256字：DT0DT2551660字：DT0DTl6596144宇：DT0DT6143特殊數據寄存器DT(word)70字：DT9000DT9069系統寄存器(word)No.0No.418索引寄存器IX(word)IX

27、、IY各一個IY(word)十進制常數寄存器K16位常數(字)：K32768K3276732位常數(雙字)：K2147483648K2147483647十六進制常數寄存器H16位常數(字)：H0HFFFF32位常數（雙字）：H0HFFFFFFFF2022/7/1941 X和Y是按位尋址的，而WX和WY只能按“字”尋址。X與的地址編號規(guī)則完全相同，下面以X為例說明如下： 如：X110表示寄存器WXl1中的第0位，X11F表示寄存器WXl1中的第F號位。圖示如下： WX11： X11F X110注意：字地址為0時可省略字地址數字，只給位地址 即可。例：若X4為“ON”，則WX0的第四位為“1”。

28、若WY1=5，則表明Y10和Y12兩個觸點“ON”。表中R和WR的編號規(guī)則與X、WX和Y、WY相同。 FEDCBA9876543210位址（用十六進制表示）寄存器地址（用十進制表示）X2022/7/1942輸入繼電器輸入繼電器的作用是將外部開關信號或傳感器的信號輸入到PLC。注意：輸入繼電器只能由外部信號來驅動，而不能由內部指令來驅動，其觸點也不能直接輸出去驅動執(zhí)行元件。輸出繼電器輸出繼電器的作用是將PLC的執(zhí)行結果向外輸出，驅動外設(如接觸器、電磁閥)動作。注意：輸出繼電器必須是由PLC控制程序執(zhí)行的結果來驅動。 內部繼電器PLC的內部寄存器供用戶存放中間變量，其作用與繼電器接觸器控制系統中

29、的中間繼電器相似，因此稱為內部繼電器(軟繼電器)。 2022/7/1943特殊內部繼電器 R9000R903F為特殊內部繼電器，均有專門的用途，用戶不能占用。這些繼電器不能用于輸出，只能做內部觸點用。其主要功能是：標志繼電器 特殊控制繼電器：例如，初始閉合繼電器R9013，它的功能是只在運行中第一次掃描時閉合，從第二次掃描開始斷開并保持打開狀態(tài)。信號源繼電器 定時器計數器（TC） 定時器(T)觸點的通斷由定時器指令(TM)的輸出決定。如果定時器指令定時時間到，則與其同號的觸點動作。 計數器(C)的觸點是計數器指令(CT)的輸出。如果計數器指令計數完畢，則與其同號的觸點動作。 2022/7/19

30、44定時器計數器的設定值寄存器（SV） 與經過值寄存器（EV）SV是存儲定時器計數器指令預置值的寄存器；EV是存貯定時器計數器經過值的寄存器。EV的值隨著程序的運行而遞減變化，當它的內容變?yōu)?時，定時器計數器的觸點動作。每個定時器計數器的編號都有一組SV和EV與之相對應(表2-4) 表2-4 TC與SV、EV對應示意表 定時器計數器編號設定值寄存器SV經過值寄存器EVT0T99C100C143SV0SV99SV100SV143EV0EV99EV100EV1432022/7/1945通用數據寄存器(DT) 和特殊數據寄存器(DT) 通用數據寄存器用來存儲各種數據。它是純粹的寄存器，不帶任何觸點。

31、 特殊數據寄存器是具有特殊用途的寄存器。每個數據寄存器由一個字(16-bit)組成。索引寄存器(、IY) 在FPl系列的PLC內部有兩個16位的索引寄存器和IY。其作用有以下兩類：1.作數據寄存器使用作為數據寄存器使用時，可作為16-bit寄存器單獨使用；當用作32-bit寄存器時，作低16-bit，IY作高16-bit；作為32-bit操作數編程時，如果指定為低16-bit，則高16-bit自動指定為IY。2022/7/1946索引寄存器(、IY)2.其它操作數的修正值地址修正值功能(適用于WX、WY、WR、SV、EV和DT)例：有指令為FO MV，DT1，IXDTl00，執(zhí)行后的結果為：

32、當K30時，DT1中的數據被傳送至DTl30。 當K50時，DT1中的數據被傳送至DTl50。常數修正值功能(對K和H)例：有指令為FO MV，IXK30，DTl00，執(zhí)行后的結果為： 當K20時，傳送至DT100內容為K50。 當K50時，傳送至DT100內容為K80注意：索引寄存器不能用索引寄存器來修正；當索引寄存器用作地址修正值時，要確保修正后的地址不要超出有效范圍；當索引寄存器用作常數修正值時，修正后的值可能上溢或下溢。 2022/7/1947常數寄存器（K、H）常數寄存器主要用來存放PLC輸入數據，十進制常數以數據前加字頭K來表示，十六進制常數用數據前加字頭H來表示?？刂茊卧⒊跫墧U

33、展單元、次級擴展單元、IO鏈接單元和智能單元(AD轉換單元和DA轉換單元)的I0分配是固定的。FP1系列PLC的IO點數共有416點（輸入X0X12F共208點，輸出Y0Y12F也是208點），但受外部接線端子和主機驅動能力的限制，最多可擴展152點（C72型），其余的可作內部寄存器使用。 2022/7/1948 表2-5 FP1的IO地址分配表 品 種型 號輸入端編號輸出端編號控制單元C14X0X7Y0Y4，Y7C16XOX7Y0Y7C24X0XFY0Y7C40X0XF，X10X17Y0YFC56X0XF，X10X1FY0YF，Y10Y17C72X0XF，X10X1FX20X27Y0YF，Y

34、10Y1F初級擴展單元E8輸入類型X30X37/IO類型X30X33Y30Y33輸出類型/Y30Y37E16輸入類型X30X3F/IO類型X30X37Y30Y37輸出類型/Y30Y3FE24IO類型X30X3FY30Y37E40IO類型X30X3F，X40X47Y30Y3F2022/7/1949 續(xù)上表品 種型 號輸入端編號輸出端編號次級擴展單元E8輸入類型X50 X57/IO類型K50 X53Y50 Y53輸出類型/Y50 Y57E16輸入類型X50 X5F/IO類型X50 X57Y50 Y57輸出類型/Y50 Y5FE24IO類型X50 X5FY50 Y57E40IO類型X50 X5F，X

35、60 K67Y50 Y5FIO鏈接單元X70 X7F(WX7)X80 X8F(WX8)Y70 Y7F(WY7)Y80 Y8F(WY8)AD轉換單元通道0X90 X9F(WX9)/通道1X100 X10F(WXl0)/通道2X110 X11F(WX11)/通道3X120 X12F(WXl2)/DA轉換單元單元號0通道0/Y90 Y9F(WY9)通道1/Y100 Y10F(WYl0)單元號l通道0/Y110 Y11F(WY11)通道1/Y120 Y12F(WYl2)2022/7/1950第三章 FP1的指令系統第一節(jié) 概述2022/7/1951一、繼電器系統與PLC指令系統 可編程控制器來源于繼電

36、器系統和計算機系統，可以將其理解為計算機化的繼電器系統。繼電器在控制系統中主要起兩種作用：1）邏輯運算。運用繼電器觸點的串、并聯接等完成邏輯與、或、非等功能，從而可完成較復雜的邏輯運算。2）弱電控制強電。即通過有關的觸點的通斷，控制繼電器的電磁線圈，從而來控制強電的斷通。 對于簡單控制功能的完成，采用繼電器控制系統具有簡單、可靠、方便等特點，因此，繼電器控制系統得到了廣泛應用。2022/7/1952 注意： PLC內部的硬件資源多數是以繼電器的概念出現的。注意，只是概念上的繼電器，并非物理繼電器。這里所指的繼電器均為軟繼電器，是由PLC內部的存儲單元構成的。2022/7/1953二、FP1指令

37、系統分類 表3-1 FP1系列可編程控制器指令統計表分類名稱C14/C16C24/C40C56/C72基本指令順序指令191919功能指令778控制指令151818條件比較指令03636高級指令數據傳輸指令11111l數據運算及比較指令364141數據轉換指令162626數據位移指令141414位操作指令666特殊功能指令71819總計1311961982022/7/1954基本指令高級指令鍵盤指令?？梢灾苯釉阪I盤上輸入的指令（即各種指令在手持編程器上有相應的按鍵）。非鍵盤指令。鍵盤上找不到，輸入時需借助于“SC”和“HELP”鍵，指令方可輸入。擴展功能指令。也是鍵盤上找不到的，但可通過輸入其

38、功能號將其輸入，即用“FN”鍵加上數字鍵輸入該類指令。這類指令在指令表中都各自帶有功能編號，在顯示器上顯示為“FN ”，其中N是功能編號，是指令的助記符。輸入功能編號后，助記符可自動顯示，不必由用戶輸入。按照在手持編程器上的輸入方式可為三種FP1的指令按照功能可分為兩大類2022/7/1955第三章 FP1的指令系統第二節(jié) FP1的基本指令系統2022/7/1956基本指令可分為四大類，即基本順序指令：主要執(zhí)行以位(bit)為單位的邏輯操作，是繼電器控制電路的基礎?；竟δ苤噶睿河卸〞r器、計數器和移位寄存器指令?？刂浦噶睿嚎筛鶕l件判斷，來決定程序執(zhí)行順序和流程的指令。比較指令：主要進行數據比

39、較。 基本指令多數是構成繼電器順序控制電路的基礎，所以借用繼電器的線圈和觸點來表示。同時，該類指令還是可編程控制器使用中最常見、也是用得最多的指令，因此，屬于必須熟練掌握和運用的內容。2022/7/1957一、基本順序指令 基本順序指令主要是對繼電器和繼電器觸點進行邏輯操作的指令。 FP1的指令表達式比較簡單，由操作碼和操作數構成，格式為： 地址操作碼 操作數 其中，操作碼規(guī)定了CPU所執(zhí)行的功能。 例如：AN X0，表示對X0進行與操作 操作數包含了操作數的地址、性質和內容。操作數可以沒有，也可以是一個、兩個、三個甚至四個，隨不同的指令而不同。如 / 指令就沒有操作數。 2022/7/195

40、8指令助記符繼電器定時/計數器觸點XYRTCST、ST/OTAN、AN/OR、OR/SET、RSTKP表3-3 基本順序指令的操作數 表中對應項目為“”表示該項不可用，為空則表示可用。 例如：OT指令對應繼電器X項為“”，說明OT指令的操作數不能為X繼電器。2022/7/19591. 輸入輸出指令：ST、ST/、OTST 加載 用A類觸點(常開觸點)開始邏輯運算的指令。ST/ 加載非 用B類觸點(常閉觸點)開始邏輯運算的指令。OT 輸出 輸出運算結果到指定的輸出端，是繼電器線 圈的驅動指令。/ 非 將該指令處的運算結果取反。其中，ST和ST/用于開始一個新的邏輯行。2022/7/1960例3-

41、12022/7/1961當X0接通時，Y0接通；當X0斷開時，Y1接通、Y2接通。由例中可見，Y0和Y1都受控于X0，但是因為Y1前面有非指令，因此與Y0的狀態(tài)正好相反，這與繼電器系統明顯不同，在繼電器系統中，X0斷開，Y1回路就不可能導通。此外，對于輸出Y2，也是當輸入觸點X0斷開時，Y2接通，與Y1的控制方式一樣?？梢?，常閉觸點的功能可以用上述兩種方式實現，這在時序圖中可以更為直觀地看到。例題說明：2022/7/1962/ 指令為邏輯取反指令，可單獨使用，但是一般都是與其它指令組合形成新指令使用，如ST/。OT不能直接從左母線開始，但是必須以右母線結束。OT指令可以連續(xù)使用，構成并聯輸出，

42、也屬于分支的一種，可參見堆棧指令。一般情況下，對于某個輸出繼電器只能用一次OT指令，否則，可編程控制器按照出錯對待。注意事項2022/7/19632. 邏輯操作指令：AN、AN/、OR、OR/AN與串聯一個A類(常開)觸點。AN/與非串聯一個B類(常閉)觸點。OR或并聯一個A類(常開)觸點。OR/或非并聯一個B類(常閉)觸點。2022/7/1964例3-22022/7/1965注意事項例題說明： 當X0、X4接通且X3斷開時，R0接通；R0同時又是Y0的控制觸點，R0接通時Y0也接通。 由于X0、X1和X2三個觸點并聯，X2與X0同為常開觸點，所以X2和X0具有同樣的性質；而X1為常閉觸點，與

43、X0的性質正好相反。X2和X1的時序圖也與X0相同或相反，故這里略去。 AN、AN/、OR、OR/ 可連續(xù)使用。2022/7/19663. 塊邏輯操作指令：ANS、ORS ANS 組與執(zhí)行多指令塊的與操作，即實現多個邏輯塊相串聯。ORS 組或執(zhí)行多指令塊的或操作，即實現多個邏輯塊相并聯。2022/7/1967例3-32022/7/1968例題說明：當X0、X1接通且X4接通時，Y0接通，對應圖中第1段接通情況。當X0、X1接通且X5接通時，Y0接通，對應圖中第2段接通情況。當X2、X3接通且X4接通時，Y0接通，對應圖中第3段接通情況。當X2、X3接通且X5接通時，Y0接通，對應圖中第4段接通

44、情況。 從時序圖上看，該例的邏輯關系顯得比較復雜，但是仔細分析就可發(fā)現Y0有四個接通段，分別代表了該例子的四種有效組合。2022/7/1969注意事項 掌握ANS、ORS的關鍵主要有兩點：一是要理解好串、并聯關系，二是要形成塊的觀念。針對例3-3，在下面的圖中，分別從程序和邏輯關系表達式兩方面對此加以具體說明。 從圖中可見，X0和X1串聯后組成邏輯塊1，X2和X3串聯后組成邏輯塊2，用ORS將邏輯塊1和邏輯塊2并聯起來，組合成為邏輯塊3；然后由X4和X5并聯后組成邏輯塊4，再用ANS將邏輯塊3和邏輯塊4串聯起來，組合成為邏輯塊5，結果輸出給Y0。 2022/7/19704. 堆棧指令：PSHS

45、、RDS、POPSPSHS 推入堆棧存儲該指令處的操作結果。RDS 讀取堆棧讀出PSHS指令存儲的操作結果。POPS 彈出堆棧讀出并清除由PSHS指令存儲的操作結果。 堆棧指令主要用于構成具有分支結構的梯形圖，使用時必須遵循規(guī)定的PSHS、RDS、POPS的先后順序。2022/7/1971例3-42022/7/1972例題說明：存儲PSHS指令處的運算結果（這里指X0的狀態(tài)），這時X0接通，則當X1也接通且X2斷開時，Y0輸出。由RDS指令讀出存儲的結果，即X0接通，則當X3接通時，Y1輸出。由RDS指令讀出存儲的結果，即X0接通，則當X4斷開時，Y2輸出。由POPS指令讀出存儲的結果，即X0

46、接通，則當X5接通時，Y3輸出；然后將PSHS指令存儲的結果清除，即解除與X0的關聯，后續(xù)指令的執(zhí)行將不再受X0影響。當X6接通時，Y4輸出。此時與X0的狀態(tài)不再相關。 本例中連用了兩個RDS指令，目的是為了說明該指令只是讀存儲結果，而不影響存儲結果；在執(zhí)行了POPS后，就結束了堆棧指令，不再與X0的狀態(tài)相關，如例中，Y4的狀態(tài)只受X6控制。當X0接通時，程序依次完成下述操作。2022/7/1973注意事項 當程序中遇到PSHS時，可理解為是將左母線到PSHS指令（即分支點）之間的所有指令存儲起來，推入堆棧，提供給下面的支路使用。換個角度，也可理解為左母線向右平移到分支點，隨后的指令從平移后的

47、左母線處開始。RDS用于PSHS之后，這樣，當每次遇到RDS時，該指令相當于將PSHS保存的指令重新調出，隨后的指令表面上是接著RDS，實際上相當于接著堆棧中的指令來寫。在功能上看，也就是相當于將堆棧中的那段梯形圖與RDS后面的梯形圖直接串聯起來。POPS相當于先執(zhí)行RDS的功能，然后結束本次堆棧，因此，用在PSHS和RDS的后面，作為分支結構的最后一個分支回路。從上面對構成堆棧的三個指令的分析可知，最簡單的分支，即兩個分支，可只由PSHS和POPS構成；而三個以上的分支，則通過反復調用RDS指令完成，這點可參見例題。也就是說，一組堆棧指令中，有且只有一個PSHS和一個POPS，但是可以沒有或

48、有多個RDS。注意區(qū)分分支結構和并聯輸出結構梯形圖。二者的本質區(qū)別在于：分支結構中，分支點與輸出點之間串聯有觸點，而不單純是輸出線圈。堆棧指令的復雜應用還包括嵌套使用。2022/7/19745. 微分指令：DF、DF/ DF 上升沿微分檢測到觸發(fā)信號上升沿，使觸點接通一個掃描周期。DF/ 下降沿微分檢測到觸發(fā)信號下降沿，使觸點接通一個掃描周期。2022/7/1975例3-52022/7/1976例題說明： 當檢測到觸發(fā)信號的上升沿時，即X1斷開、X2接通且X0由OFFON時，Y0接通一個掃描周期。另一種情況是X0接通、X2接通且X1由ONOFF時，Y0也接通一個掃描周期，這是由于X1是常閉觸點

49、的緣故。 當檢測到觸發(fā)信號的下降沿時，即X2接通且X0由ONOFF時，Y1接通一個掃描周期。2022/7/1977注意事項 DF和DF/ 指令的作用都是在控制條件滿足的瞬間，觸發(fā)后面的被控對象（觸點或操作指令），使其接通一個掃描周期。這兩條指令的區(qū)別在于：前者是當控制條件接通瞬間（上升沿）起作用，而后者是在控制條件斷開瞬間（下降沿）起作用。這兩個微分指令在實際程序中很有用，可用于控制那些只需觸發(fā)執(zhí)行一次的動作。在程序中，對微分指令的使用次數無限制。 這里所謂的“觸發(fā)信號”，指的是DF或DF/前面指令的運算結果，而不是單純的某個觸點的狀態(tài)，如例中X0與X1的組合；也不是后面的觸點狀態(tài)，如在時序圖

50、中的t1時刻，X0和X1都處于有效狀態(tài)，X2的上升沿卻不能使Y0接通。2022/7/19786. 置位、復位指令：SET、RST SET置位保持觸點接通，為ON。RST復位保持觸點斷開，為OFF。2022/7/1979例3-6例題說明： 該程序執(zhí)行的結果是，當X0接通時，使Y0接通，此后不管X0是何狀態(tài)，Y0一直保持接通。而當X1接通時，將Y0斷開，此后不管X1是何狀態(tài)，Y0一直保持斷開。 2022/7/19807. 保持指令：KP KP保持使輸出為ON，并保持。 KP指令的作用是將輸出線圈接通并保持。該指令有兩個控制條件，一個是置位條件（S）、另一個是復位條件（R）。當滿足置位條件，輸出繼電

51、器（Y或R）接通，一旦接通后，無論置位條件如何變化，該繼電器仍然保持接通狀態(tài)，直至復位條件滿足時斷開。 S端與R端相比，R端的優(yōu)先權高，即如果兩個信號同時接通，復位信號優(yōu)先有效。 2022/7/1981例3-7例題說明： 當X0接通時，Y0接通；當X1接通時，Y0斷開，而不論X0狀態(tài)如何。注意事項 該指令與SET、RST有些類似，另外，SET、RST允許輸出重復使用，而KP指令則不允許。 2022/7/19828. 空操作指令：NOP NOP空操作空操作。 PLC執(zhí)行NOP指令時，無任何操作，但是要消耗一定的時間。 當沒有輸入程序或進行清理內存操作時，程序存儲器各單元均自動為空操作指令。 可用

52、NOP作為查找時的特殊標記，人為插入若干個NOP指令，對程序進行分段，便于檢查和修改。如程序中某一點插入的NOP指令的數量超出1個，編程系統會自動對其進行編號，因此，該指令常在調試程序時使用，此時，程序的大小有所增加，但是對運算結果沒有影響。2022/7/1983二、基本功能指令 基本功能指令主要包括一些具有定時器、計數器和移位寄存器三種功能的指令。其中，定時和計數本質上是同一功能。根據指令功能分類，將高級指令中的可逆計數指令F118(UDC)、左右移位指令F119(LRSR)以及輔助定時器指令F137(STMR)也包括在內。表3-5 基本功能指令的操作數指令助記符可用寄存器繼電器定時/計數器

53、寄存器索引寄存器常數索引修正值WXWYWRSVEVDTIXIYKHTM預置值CT預置值SR2022/7/19841定時器指令：TM、F137(STMR)TMR以0.01s為最小時間單位，設置延時接通的定時器。TMX以0.1s為最小時間單位，設置延時接通的定時器。TMY以1.0s為最小時間單位，設置延時接通的定時器。 定時器的工作原理為：定時器為減1計數。當程序進入運行狀態(tài)后，輸入觸點接通瞬間定時器開始工作，先將設定值寄存器SV的內容裝入過程值寄存器EV中，然后開始計數。每來一個時鐘脈沖，過程值減1，直至EV中內容減為0時，該定時器各對應觸點動作，即常開觸點閉合、常閉觸點斷開。而當輸入觸點斷開時

54、，定時器復位，對應觸點恢復原來狀態(tài)，且EV清零，但SV不變。若在定時器未達到設定時間時斷開其輸入觸點，則定時器停止計時，其過程值寄存器被清零，且定時器對應觸點不動作，直至輸入觸點再接通，重新開始定時。2022/7/1985 簡單的說，當定時器的執(zhí)行條件成立時，定時器以R、X、Y所規(guī)定的時間單位對預置值作減計數，預置值減為0時，定時器導通。其對應的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。 2022/7/1986例3-8例題說明： 當X0接通時，定時器開始定時，10秒后，定時時間到，定時器對應的常開觸點T1接通，使輸出繼電器Y0導通為ON；當X0斷開時，定時器復位，對應的常開觸點T1斷開，輸出繼電器Y0斷開為

55、OFF。2022/7/1987注意事項1) TM指令是減法計數型預置定時器，參數有兩個，一個是時間單位，即定時時鐘，可分為3種，R=0.01s，X=0.1s，Y=1.0s；另一個是預置值，只能用十進制，編程格式為K加上十進制數，因此，取值范圍可表示為K1 K32767。這樣，定時時間就可以根據上述兩個參數直接計算出來，即 定時時間 = 時間單位預置值 也正是由于這個原因，TM R1 K1000、TM X1 K100、TM Y1 K10這三條指令的延時時間是相同的，都是10秒，差別僅在于定時的時間精度不同。對于這個例子，由于只用到定時結果，采用上述任何一種寫法都可以。2) 定時器的設定值和過程值

56、會自動存入相同編號的專用寄存器SV和EV中，因此可通過察看同一編號的SV和EV內容來監(jiān)控該定時器的工作情況。采用不同的定時時鐘會影響精度，也就是說，過程值EV的變化過程不同。2022/7/19883) 同輸出繼電器的概念一樣，定時器也包括線圈和觸點兩個部分，采用相同編號，但是線圈是用來設置，觸點則是用于引用。因此，在同一個程序中，相同編號的定時器只能使用一次，即設置一次，而該定時器的觸點可以通過常開或常閉觸點的形式被多次引用。4) 在FP1-C24中，初始定義有100個定時器，編號為T0 T99，通過系統寄存器No.5可重新設置定時器的個數。5) 由于定時器在定時過程中需持續(xù)接通，所以在程序中

57、定時器的控制信號后面不能串聯微分指令。6) 在實際的PLC程序中，定時器的使用是非常靈活的，如將若干個定時器串聯或是將定時器和計數器級聯使用可擴大定時范圍，或將兩個定時器互鎖使用可構成方波發(fā)生器，還可以在程序中利用高級指令F0(MV)直接在SV寄存器中寫入預置值，從而實現可變定時時間控制。2022/7/1989例3-9例題說明： 該例與上例中使用TMX實現的定時結果類似，但是當用R900D作為定時器的觸點編程時，務必將R900D編寫在緊隨F137(STMR)指令之后。此外，這里的DT5起到與經過值寄存器EV類似的作用。 F137(STMR)以0.01s為最小時間單位設置延時接通的定時器。該定時

58、器與TMR類似，但是設置方式上有所區(qū)別。下面舉例說明。 2022/7/19902計數器指令：CT、F118(UDC) CT指令是一個減計數型的預置計數器。其工作原理為：程序一進入“運行”方式，計數器就自動進入初始狀態(tài)，此時SV的值被自動裝入EV，當計數器的計數輸入端CP檢測到一個脈沖上升沿時，預置值被減1，當預置值被減為0時，計數器接通，其相應的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。計數器的另一輸入端為復位輸入端R，當R端接收到一個脈沖上升沿時計數器復位，計數器不接通，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合；當R端接收到脈沖下降沿時，將預置值數據再次從SV傳送到EV中，計數器開始工作。計數器CT指令的梯形圖符號如

59、下圖所示。2022/7/1991例3-10例題說明： 程序開始運行時，計數器自動進入計數狀態(tài)。當檢測到X0的上升沿500次時，計數器對應的常開觸點C101接通，使輸出繼電器Y0導通為ON；當X1接通時，計數器復位清零，對應的常開觸點C101斷開，輸出繼電器Y0斷開為OFF。 2022/7/1992注意事項FP1-C24中，共有44個計數器，編號為C100 C143。此編號可用系統寄存器No.5重新設置。設置時注意TM和CT的編號要前后錯開。計數器與定時器有密切的關系，編號也是連續(xù)的。定時器本質上就是計數器，只不過是對固定間隔的時鐘脈沖進行計數，因此兩者有許多性質是類似的。與定時器一樣，每個計數

60、器都有對應相同編號的16位專用寄存器SV和EV，以存儲預置值和過程值。同一程序中相同編號的計數器只能使用一次，而對應的常開和常閉觸點可使用無數次。計數器有兩個輸入端，即計數脈沖輸入端CP和復位端R，分別由兩個輸入觸點控制， R端比CP端優(yōu)先權高。計數器的預置值即為計數器的初始值，該值為0 32767中的任意十進制數，書寫時前面一定要加字母“K”。2022/7/1993例3-11F118(UDC)指令，也起到計數器的作用。與CT不同的是，該指令可以根據參數設置，分別實現加/減計數的功能，下面舉例說明。 2022/7/1994例題說明： 使用F118(UDC)指令編程時，一定要有加/減控制、計數輸