plc基礎(chǔ)知識入門講解

可編程控制器原理及應(yīng)用預(yù)備知識繼電器控制技術(shù)第一部分可編程控制器緒論第三部分三菱FX-2N可編程控制器本課程具體內(nèi)容第二部分可編程控制器基礎(chǔ)知識第四部分PLC網(wǎng)絡(luò)及通信第五部分PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用第六部分其他可編程控制器簡介一、常用低壓電器二、基本控制線路繼電器控制技術(shù)電器的構(gòu)成：電器的定義：1、概述常用低壓電器

電器是根據(jù)外界信號（機械力、電動力和其它物理量）自動或手動接通和斷開電路,實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)用的元件或設(shè)備。（1）電磁機構(gòu)鐵心銜鐵線圈（2）觸頭系統(tǒng)常用低壓電器觸頭的結(jié)構(gòu)形式橋式觸頭指形觸頭2、接觸器

接觸器是一種用于接通和斷開(交、直流)負荷電流的電磁式自動切換電器，主要用于控制電動機、電焊機、電容器組等大容量設(shè)備，具有低壓釋放的保護常用低壓電器(1)結(jié)構(gòu)1—動觸頭2—靜觸頭3—銜鐵4—彈簧5—線圈6—鐵心7—墊氈8—觸頭彈簧9—滅弧罩10—觸頭壓力彈簧3.符號功能，適用于頻繁操作和遠距離控制。

繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化來接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護的電器。其輸入量可以是電壓、電流等電氣量，也可以是溫度、時間、速度、壓力等非電氣量。(1)結(jié)構(gòu)1—底座2—反力彈簧3、4—調(diào)節(jié)螺釘5—非磁性墊片6—銜鐵7—鐵心8—極靴9—電磁線圈10—觸點系統(tǒng)常用低壓電器3、繼電器(2)、種類：1）電流繼電器2）電壓繼電器3）中間繼電器(3)符號(中間繼電器)：4）時間繼電器5）熱繼電器6）速度繼電器常用低壓電器常用低壓電器4、其它常用電器（1）低壓斷路器1—熱脫扣器的整定按鈕2—手動脫扣按鈕3—脫扣彈簧4—手動合閘機構(gòu)5—合閘聯(lián)桿6—熱脫扣器7—鎖鉤8—電磁脫扣器9—脫扣聯(lián)桿10、11—動、靜觸點12、13—彈簧14—發(fā)熱元件15—電磁脫扣彈簧16—調(diào)節(jié)按鈕（2）控制按鈕1—按鈕帽2—復(fù)位彈簧3—動觸點4—常開觸點的靜觸點5—常閉觸點的靜觸點6、7—觸點接線柱1）結(jié)構(gòu)常用低壓電器2）符號（3）行程開關(guān)常用低壓電器（1）長動控制基本控制線路1、異步電動機直接起動控制線路（2）點動控制基本控制線路2、異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路（1）“正—?！础笨刂苹究刂凭€路（2）“正—反—?！笨刂苹究刂凭€路（1）定子串電阻降壓起動控制電路問題此電路的缺點為何？基本控制線路3、異步電動機降壓起動控制線路改進后的電路基本控制線路（2）星形—三角形降壓起動控制電路基本控制線路（3）自耦變壓器降壓起動控制線路基本控制線路三種降壓起動方式優(yōu)缺點：

（1）串起動電阻起動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、動作可靠。缺點：消耗電能。適用場合：要求起動平穩(wěn)的中小容量電動機以及起動不頻繁的場合。

（2）自耦變壓器起動的優(yōu)點：對電網(wǎng)電流沖擊小，功率損耗小。缺點：價格較貴，體積較大，且是按照非連續(xù)工作制設(shè)計制造的，不允許頻繁操作。

（3）Y-△起動的優(yōu)點：定子繞組星形接法時，起動電壓為直接采用三角形接法時的1/√3，起動電流為1/3，因而起動電流特性好。缺點：起動轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)下降為三角形接法的1/3，轉(zhuǎn)矩特性差。此線路適合輕載或空載的場合。基本控制線路（1）反接制動控制線路問題此電路的缺點何在？基本控制線路4、異步電動機制動控制線路改進后的電路基本控制線路（2）能耗制動控制線路基本控制線路

反接制動優(yōu)點：制動效果好，其缺點是能量損耗大，在制動過程中有沖擊，對轉(zhuǎn)動部件有害，故用于不太經(jīng)常起制動的設(shè)備。

能耗制動優(yōu)點：能量損耗少，在制動時磁場靜止不動，不會產(chǎn)生有害的反轉(zhuǎn)，制動停車準(zhǔn)確，制動過程平穩(wěn)。缺點是需要整流電路，制動速度也較反接制動慢些。所以，能耗制動適用于電動機容量較大，要求制動平穩(wěn)和起動頻繁的場合。兩種制動方式優(yōu)缺點的比較：基本控制線路PLC緒論一、PLC的由來二、PLC的特點PLC出現(xiàn)后受到普遍重視，應(yīng)用發(fā)展十分迅速。它有一系列受用戶歡迎的特點。主要是：PLC是上世紀(jì)70年代以來發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個方面，并已成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的支柱產(chǎn)品。作為電氣工程技術(shù)人員，必須牢固掌握PLC及其控制系統(tǒng)的基本原理與應(yīng)用技術(shù)，才能適應(yīng)當(dāng)前及今后的社會發(fā)展的需要。1、可靠性高;3、組合靈活、使用方便;4、功能強、通用性好;5、開發(fā)周期短、成功率高;6、體積小、重量輕、功耗低；1、按結(jié)構(gòu)形式：整體式、模塊式2、按I/O點數(shù)和存儲容量：小型（256點、8K步）、中型（2048點、32K步）、大型（2048點以上、32K步以上）3、按功能：低檔機、中檔機、高檔機PLC緒論三、分類2、編程簡單、易于掌握;四、應(yīng)用1、開關(guān)量邏輯控制2、定時、計數(shù)控制3、閉環(huán)過程控制4、冗余控制5、監(jiān)控6、數(shù)字通信和聯(lián)網(wǎng)控制五、發(fā)展方向PLC緒論1、小型化方向：多功能、體積小、點數(shù)少；2、大型化方向：功能強、應(yīng)用范圍大、性能高、編程軟件多樣化和高級化、標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)成形式的分散化和集散化六、PLC控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)的比較1、與繼電器接觸器控制系統(tǒng)的比較（1）控制邏輯：硬接線；軟接線（2）工作方式：受約狀態(tài)；周期掃描（3）控制速度：機械式；電子式（6）設(shè)計與施工：周期長且困難；周期短、方便（7）可靠性：差；高（8）價格：便宜；昂貴

小結(jié)：在性能上PLC優(yōu)異，且體積小、功耗低，使用維護方便，但價格較高。（1）應(yīng)用范圍：幾乎所有領(lǐng)域；主要用于工業(yè)領(lǐng)域PLC緒論2、與微型計算機控制系統(tǒng)比較（2）使用環(huán)境：要求較高；要求不高

（3）輸入輸出：I/O與主機采取微電聯(lián)系，不需電氣隔離；控制強電，需電氣隔離

（4）程序設(shè)計：要求具有較高的計算機硬件和軟件知識；易于學(xué)習(xí)和掌握

（5）運算速度：速度快，微秒級；接口響應(yīng)速度慢影響運算速度，毫秒級（6）價格：較高；較低，十分之一左右

小結(jié)：PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用微機控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，易于學(xué)習(xí)和掌握，價格便宜。（1）單片機不如PLC容易掌握（2）單片機不如PLC使用簡單（3）單片機不如PLC可靠PLC緒論3、與單片計算機比較（4）PLC不如單片機運算速度快（5）PLC不如單片機數(shù)據(jù)處理能力強

小結(jié)：PLC用于控制，穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，使用方便，單片機通用性和適應(yīng)性較強PLC緒論一、PLC基本結(jié)構(gòu)二、PLC基本工作原理可編程控制器基礎(chǔ)知識三、PLC編程語言微處理器（CPU）運算器控制器外設(shè)I/O接口I/O擴展接口存儲器

EPROM(系統(tǒng)程序)

ＲＡＭ（用戶程序）輸入單元輸出單元電源I/O擴展模塊編程器打印機EPROM寫入器上位計算機圖形監(jiān)控系統(tǒng)主機PLC的硬件系統(tǒng)簡化圖用戶輸入設(shè)備用戶輸出設(shè)備基本組成基本組成PLC的單總線結(jié)構(gòu)框圖微處理器CPU系統(tǒng)程序EPROM用戶數(shù)據(jù)RAM用戶程序EPROM存儲器擴展通信接口編程器功能開關(guān)和指示燈輸入濾波輸出鎖存智能I/OI/O擴展后備電源光電耦合來自現(xiàn)場光電耦合三種方式輸出去現(xiàn)場總線基本組成1、輸入部件

輸入部件是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件。是現(xiàn)場信號進入PLC的橋梁。（１）開關(guān)量輸入電路１）匯點式２）分隔式2、輸出部件

輸出部件也是PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接部件，其功能是控制現(xiàn)場設(shè)備進行工作。１）直流輸入２）交流輸入（2）輸入信號接線圖基本組成三種方式的使用場合分別為交直流、直流、交流I/O端口接線SB1SB2SB3COMX0X1X2Y0KMCOM電源PLC（3）可控硅輸出方式（2）晶體管輸出方式（１）繼電器輸出方式工作原理1、工作方式2、工作過程

（1）輸入采樣階段：PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映像區(qū)中相應(yīng)的存儲單元內(nèi)。

（2）程序執(zhí)行階段：CPU按自上而下、自左而右順序掃描用戶程序，逐句執(zhí)行各條指令。PLC采用周期循環(huán)掃描、集中輸入與集中輸出的工作方式。每次掃描的時間稱為掃描周期。

（3）輸出刷新階段：所有程序執(zhí)行完畢后，CPU將所有需輸出的數(shù)據(jù)一次性輸出以驅(qū)動外部負載。工作原理3、輸入輸出響應(yīng)時序圖M100Y6X0M100采樣采樣采樣執(zhí)行執(zhí)行執(zhí)行輸出輸出輸出第一周期第三周期第二周期電路工作原理4、滯后原因及改進的措施：（1）提高掃描速度（2）提供高速輸入端口以減少輸入濾波時間（3）提供高速處理模塊（4）采用I/O立即刷新指令改進的措施有：導(dǎo)致PLC滯后的因素主要為：（1）輸入濾波的時間常數(shù)（輸入延遲）（2）輸出繼電器的機械滯后（輸出延遲）（3）PLC的循環(huán)掃描工作方式（工作原理）（4）PLC的輸入采樣、輸出刷新的特殊性（工作原理）（5）用戶程序的編程水平X001X002X003X004Y000Y000X005Y001Y001Y001Y002電路（梯形圖）ENDY002OUTY001ORIY001OUTX005ANIY000ANDY001ORX004LDY000OUTX003ANDX002ANIX001LD語句表1、梯形圖與語句表編程語言繼電器控制線路與梯形圖的聯(lián)系與區(qū)別編程語言SB1SB1KMKMX0Y0Y0X12、順序功能圖（狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖）3、邏輯圖編程語言4、高級編程語言一、FX-2N簡介二、FX-2N編程軟元件三菱FX-2N可編程控制器三、FX-2N基本邏輯指令四、FX-2N定時器及計數(shù)器編程五、FX-2N實例六、FX-2N步進控制七、FX-2N應(yīng)用指令編程1、型號名稱FX-2NPLC簡介一．FX-2N系列PLC是由電源、CPU、存貯器和輸入/輸出器件組成的單元型可編程控制器，而且AC電流、DC輸入型的內(nèi)裝DC24V電源作為傳感器的輔助電源。功能強大，可進行邏輯控制、開關(guān)量控制、模擬量控制，并可進行各種各種功能運算、傳送、變址尋址、移位等。FX-2NPLC簡介舉例FX2N－48MRFX2N－32MSFX2N－8EYRFX2N－8EYRFX2N－8EYRFX2N－64MTFX2N－8EX2、FX－2NPLC的主要特點（1）系統(tǒng)配置靈活方便（2）具有在線和離線編輯功能（3）高速處理功能（4）高級應(yīng)用功能（1）輸入輸出16~256點。（2）內(nèi)部隨機存取存貯器（8000步）。電池后備、RAM。（3）內(nèi)部定時時鐘（4）基本指令：27種步進階梯指令：5種應(yīng)用指令：128種3、產(chǎn)品概述：FX-2NPLC簡介1、輸入繼電器編程軟元件要點

（1）輸入繼電器是PLC與外部用戶設(shè)備連接的接口，用來接受用戶輸入設(shè)備發(fā)來的輸入信號，是一種位元件。

（2）輸入繼電器編址區(qū)域標(biāo)號為X，采用八進制編址并從X000開始，最多128點。

（4）輸入繼電器有無數(shù)對常開觸點和常閉觸點供編程時使用。

（3）輸入繼電器只能由外部信號驅(qū)動編程軟元件2、輸出繼電器

（4）每個輸出繼電器有無數(shù)對常開和常閉觸點（稱為內(nèi)部觸點）供編程使用。編程軟元件

（1）輸出繼電器用于將程序運算的結(jié)果經(jīng)過輸出端送到用戶輸出設(shè)備，位元件。

（2）輸出繼電器編址區(qū)域標(biāo)號為Y，采用八進制編址并從Y000開始，最多128點。

（3）輸出繼電器的狀態(tài)只能由由程序驅(qū)動要點3、輔助繼電器編程軟元件

輔助繼電器分為普通型、停電保持型型和特殊型三種。要點

（1）輔助繼電器主要用于中繼、中間量寄存，位元件。

（3）有無數(shù)對常開和常閉觸點，但只能供內(nèi)部編程使用，不能去直接輸出驅(qū)動外部負載

（2）輔助繼電器編址區(qū)域標(biāo)號為M，采用十進制編址并從M000開始。（1）普通型輔助繼電器（2）停電保持型輔助繼電器

地址編號：M500～M3071，共2572點，其中M500～M1023（共524點）可通過參數(shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ姳３中停雌胀ㄐ停?/p>

特點：這類輔助繼電器在PLC運行中若突然發(fā)生停電，則保持停電前的狀態(tài)；當(dāng)電源恢復(fù)正常時，系統(tǒng)又繼續(xù)停電前的控制；當(dāng)清除鎖存時，才將斷電保持型輔助繼電器斷開。編程軟元件

特點：它們無斷電保持功能，即當(dāng)切斷PLC的電源或PLC進行復(fù)位時，其當(dāng)時狀態(tài)無法保持，一律呈斷開狀態(tài)。地址編號：M0～M499，共500點舉例X0M800X1M800M100X0X1M800M100編程軟元件特別說明

在繪制或閱讀時序圖時，一般是指某元件常開接點的狀態(tài)隨時間的變化而顯示的波形。（3）特殊型輔助繼電器地址編號：M8000~M8255，共256點。編程軟元件這些繼電器各自具有特定的功能，可分成以下兩類：①M8000、M8001：運行監(jiān)視繼電器1）觸點利用型：舉例②M8002、M8003：初始脈沖繼電器編程軟元件③M8011～M8014：內(nèi)部時鐘脈沖M801110msM8012100msM80131sM80141minM8012的動作時序編程軟元件2）線圈驅(qū)動型：①

M8040：禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移②M8034：全部輸出禁止繼電器編程軟元件③M8033：停止時保持輸出繼電器④M8030：電池滅燈⑤M8039：恒定掃描編程軟元件4、定時器定時器分為普通型、保持型二種。

（1）定時器的作用相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的時間繼電器，主要用于定時控制。

（3）定時器有無數(shù)對常開和常閉觸點，

（2）定時器編址區(qū)域標(biāo)號為T，采用十進制編址并從T000開始。是一種位元件。

（4）定時器的動作過程要點（1）普通型定時器：T0～T245（非積算型）1）100ms（T0~T199200點）定時范圍：0.1~3276.7s2）10ms(T200~T24546點）定時范圍：0.01~327.67s編程軟元件設(shè)定值K

計數(shù)器1&T200復(fù)位輸入計數(shù)數(shù)據(jù)輸入100ms時鐘脈沖輸出接點比較器X0普通型定時器結(jié)構(gòu)和工作原理框圖編程軟元件普通型定時器的工作過程X1T5當(dāng)前值Y2067.8s編程軟元件（2）保持型定時器T246～T255（積算型）1）1ms(T246~T2494點)定時范圍:0.001~32.767s2）100ms(T250~T2556點)定時范圍:0.001~32.767s設(shè)定值K

計數(shù)器1&T250復(fù)位輸入計數(shù)數(shù)據(jù)輸入100ms時鐘脈沖輸出接點比較器X0保持型定時器結(jié)構(gòu)和工作原理框圖X1編程軟元件5、計數(shù)器:編程軟元件計數(shù)器主要用于計數(shù)控制，分為兩大類：

內(nèi)部計數(shù)器是在執(zhí)行掃描時對PLC內(nèi)部軟元件（X、Y、M、S、T、C)的位信號（通/斷）進行計數(shù)的計數(shù)器。（1）內(nèi)部計數(shù)器內(nèi)部計數(shù)器有四種不同的類型：1）普通型16位加計數(shù)器地址編號為：C0~C99共有100點2）保持型16位加計數(shù)器地址編號為：C100~C199共有100點

①兩種計數(shù)器的設(shè)定設(shè)定值范圍都為：1~32767（K）。

②兩種類型計數(shù)器的復(fù)位都是由指令來復(fù)位的。編程軟元件3）普通型32位加/減計數(shù)器C200～C2194）保持型32位加/減計數(shù)器C220～C234

兩種計數(shù)設(shè)定范圍都為：-2147483648~+214748364（K）要點

③設(shè)定值除了可用常數(shù)K設(shè)定外，也可間接通過指定數(shù)據(jù)寄存器來設(shè)定，其設(shè)定值可超出規(guī)定范圍。（2）外部計數(shù)器（高速計數(shù)器）

高速計數(shù)器也是32位停電保持型增/減計數(shù)器，但它們只對特定的輸入端子（X0~X5）的脈沖進行計數(shù)。高速計數(shù)器采用終端方式處理，與掃描周期無關(guān)。編程軟元件

單相單輸入高速計數(shù)器編程軟元件6、數(shù)據(jù)寄存器（1）普通型數(shù)據(jù)寄存器D0～D199（200點)（2）停電保持型數(shù)據(jù)寄存器D200～D7999（7800點）（3）特殊型數(shù)據(jù)寄存器D8000～D8255（256點）

數(shù)據(jù)寄存器是一種字元件，用來存儲數(shù)值數(shù)據(jù)的軟元件。每個數(shù)據(jù)寄存器都是16位。數(shù)據(jù)寄存器可以分為三種類型

（1）P作為一種標(biāo)號用于跳轉(zhuǎn)指令CJ或子程序調(diào)用指令CALL的跳轉(zhuǎn)或調(diào)用的地址指針。7、指針（P/I）要點編程軟元件

（2）I用于中斷服務(wù)子程序的地址指針。采用中斷技術(shù)的用戶程序在開中斷期間，一旦中斷響應(yīng)就停止執(zhí)行主程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行由I指針指定的指定服務(wù)子程序，直至遇到IRET指令再回到原主程序繼續(xù)執(zhí)行下去?；具壿嬛噶?、接點取用與線圈輸出指令指令助記符

操作數(shù)LD(Load)X、Y、M、S、T、CLDIX、Y、M、S、T、COUTY、M、S、T、C舉例K20Y1T1M1X1X2X1LD0Y1OUT1X2LDI2T1K20OUT3M1OUT4指令助記符

操作數(shù)ANDX、Y、M、S、T、CANIX、Y、M、S、T、CORX、Y、M、S、T、CORIX、Y、M、S、T、CANB

無ORB

無基本邏輯指令2、邏輯運算指令

（1）ANB和ORB指令可連續(xù)使用，但不超過7次。

（2）在使用ANB和ORB指令時，每個塊電路開始總是用LD或LDI指令。要點X1C3Y12M11Y10X2Y11X3C0X4X5X7T3K30Y14基本邏輯指令舉例0LDX16ORB12OUTT3K301ANIC37LDY1213LDX52LDM118ORIC014ORIX73ANDX39ANB15ANB4ORIY1110OUTY1016OUTY145ANDX211ANDX417END3、內(nèi)部信息與器件狀態(tài)處理指令(1)基本邏輯指令指令助記符

操作數(shù)MPS(Push)無MRD(Read)無MPP(Pop)無PLSY、M（特殊M除外）PLFY、M（特殊M除外）SETY、M、SRST(Reset)Y、M、S、D、T、C基本邏輯指令MPP0LDX06ANDX212OUTY21MPS7OUTY013MPP2LDX18MPP14ANDX53ORX39OUTY115ANDX64ANB10MRD16OUTY35MPS11ANDX417ENDX0X5X4Y1X3Y0X2X1Y2X6Y3MPS、MRD、MPP:多重輸出指令或堆棧指令堆棧器X0MPSX0MRDX0X0基本邏輯指令0LDX51PLSM102LDX63PLFM114ENDPLS、PLF：脈沖輸出指令基本邏輯指令SET、RST：強迫置位與復(fù)位指令基本邏輯指令4、內(nèi)部信息與器件狀態(tài)處理指令(2)LDP、ANDP、ORP指令基本邏輯指令LDF、ANDF、ORF指令基本邏輯指令5、程序處理指令指令助記符

操作數(shù)NOP無END無MCY、M（特殊M除外）MCRN基本邏輯指令X0X11X12X2X1X10Y31Y30Y21Y20原梯形圖MC、MCR：用于主控開始和主控結(jié)束指令定時器編程1、接通延時定時器0LDX01ANIT102OUTT10K503LDX14OUTT11K1005LDT116OUTY107LDIT118OUTY119END2、斷開延時定時器定時器編程0LDX01ORY202ANIT103OUTY204ANIX05OUTT10K506LDX17ORY308ANIT119OUTY3010LDY3011ANIX112OUTT11K5013END計數(shù)器編程0LDX34LDC51RSTC55OUTY22LDX46END3OUTC5K5定時器與定時器的串接使用定時器與計數(shù)器的串接使用計數(shù)器與計數(shù)器的串接使用脈沖發(fā)生器先通后斷先斷后通根據(jù)控制電路繪元件時序圖T0M1M0M0M0X1X0T0M0K50T1Y0K30M1T1X0X1一個掃描周期5s3s+5s+M0M1T0線圈T1線圈T0接點T1接點Y0PLSM0X0M0Y0M1M0Y0T0Y0M1T0K100X0M0M1T0線圈T0接點Y010s+6s10s+根據(jù)控制電路繪元件時序圖SETM0X0X1M8014M0C0Y0C0K5RSTM0PLSM1M8002M1C0RSTM8014X0X1M8002M0M1C0接點Y0～5min根據(jù)控制電路繪元件時序圖實例例一

兩臺電動機動作的時序圖如下圖所示，試用PLC實現(xiàn)其控制。

控制要求：用一臺信號燈來監(jiān)視三臺風(fēng)機的運行狀態(tài)。監(jiān)視裝置投入運行時，若兩臺以上風(fēng)機運行，則信號燈常亮；若一臺風(fēng)機運行，則信號燈以0.5HZ的頻率閃光；若一臺風(fēng)機也不運行，則信號燈以2HZ的頻率閃光。試用PLC實現(xiàn)其控制。例一

三臺電動機順序控制的時序圖如下圖所示。試用PLC實現(xiàn)其控制。例一

兩臺電動機相互協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)3次，其動作要求時序圖如下圖所示，試用PLC實現(xiàn)其控制。例一

有甲乙兩組彩燈，每組均有4只燈泡。按下按鈕SB后，要求甲組彩燈周期性的亮0.5s，滅0.5s；同時乙組彩燈周期性的亮1s，滅1s，再次按下按鈕SB后，全部彩燈熄滅。試用PLC完成其控制要求。例一機械手動作示意圖步進控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

步進控制是指在多工步的控制中，按照一定的順序分步動作，即上一動作結(jié)束后，下一動作才開始。

步進控制的編程軟元件是狀態(tài)繼電器S，與步進階梯指令STL組合使用。在不用于步進階梯指令時，狀態(tài)S也和輔助繼電器一樣，可在一般的PLC中應(yīng)用。其次，狀態(tài)S既可作信號報警器使用，也可用作外部故障診斷的輸出。步進控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖1.普通型狀態(tài)繼電器：S0~S499500點其中：供初始狀態(tài)使用（一般用雙框表示）S0~S910點供返回原點使用S10~S1910點2.停電保持型狀態(tài)繼電器：

S500~S899400點步進控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖3.信號報警器用狀態(tài)繼電器：

S900~S999100點轉(zhuǎn)移條件開始狀態(tài)狀態(tài)1驅(qū)動負載轉(zhuǎn)到下一狀態(tài)S0S20狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖繪制規(guī)則機械手狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖步進控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖步進梯形圖和步進指令步進控制編程步驟：1、根據(jù)工藝流程畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖2、根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫出步進梯形圖，并寫出指令表S0S20步進指令：專門用于步進控制的指令。指令格式：操作碼STL；操作數(shù)S步進返回指令：RETSETS0SETS20S20S0步進控制編程要點：1、狀態(tài)也可作普通的輔助繼電器使用。但作為輔助繼電器使用時，不能提供步進接點。2、步進控制輸出的驅(qū)動方法：Y22不能編程步進梯形圖和步進指令Y22可以編程3、棧指令的位置：4、狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法：步進梯形圖和步進指令5、在不同的步進段，允許有重號的輸出（注意：狀態(tài)號不能重復(fù)使用）；在不相鄰的步進段，允許使用同一地址編號的定時器（注意：在相鄰的步進段不能使用）。步進梯形圖和步進指令多流程步進控制1.選擇分支與匯合2.并行分支與匯合多流程步進控制3、跳轉(zhuǎn)與循環(huán)多流程步進控制編程實例1、花樣噴水控制編程實例編程實例2、三臺電機M1~M3的控制要求為：起動時，M1起動2s后M2才起動，當(dāng)M2起動起動3s后M3才起動。停止時，要求按M3~M1的順序停止。M8002X0起動按鈕S0S20SET電機M1起動Y1T1K20T1X1X1S25X1按下狀態(tài)向S25轉(zhuǎn)移S21Y2SETT2電機M2起動T2K30X1X1S24X1按下狀態(tài)向S24轉(zhuǎn)移S22SETY3X1電機M3起動停止RSTS23Y3T3K30T3S24RSTY2T4S25T4K20RSTY1RETY1S0END電機M3停止電機M2停止電機M1停止編程實例3、十字路口的車行燈和人行燈的動作過程如下圖所示。其中，車行道有紅、黃、綠三種顏色的指示燈；人行道有紅、綠兩種顏色的指示燈（下圖所示即為各交通燈在一個周期內(nèi)的動作情況）。編程實例4、大小球的選擇傳送控制機械辟下降時，若電磁鐵吸住大球，則由于活塞沒有達到下限，故下限位開關(guān)斷開；反之若吸住小球，則由于活塞到達下限而使下限位開關(guān)接通。編程實例應(yīng)用指令基本規(guī)則1、應(yīng)用指令的通則1）應(yīng)用指令的表示方法三要素：1）執(zhí)行條件；2）功能號和助記符；3）操作數(shù)。①源操作數(shù)（Source）用[S]表示。②目標(biāo)操作數(shù)（Destination）用[D]表示。③其他操作數(shù)用m、n表示，用來表示十進制常數(shù)K或十六進制常數(shù)H。應(yīng)用指令基本規(guī)則2、操作數(shù)的表達方式操作數(shù)可用以下幾種表達方式：①位元件X、Y、M等②字元件T、C等③位元件的組合④常數(shù)K、H⑤指針P、I3、不同長度數(shù)據(jù)之間的傳送應(yīng)用指令基本規(guī)則4、16位和32位指令5、連續(xù)執(zhí)行/脈沖執(zhí)行指令（1）連續(xù)執(zhí)行方式(2）脈沖執(zhí)行方式應(yīng)用指令基本規(guī)則常用應(yīng)用指令簡介1、程序流程類指令（FNC00~FNC09）（1）條件跳轉(zhuǎn)指令FNC00CJ

該指令的作用是滿足一定條件使程序跳轉(zhuǎn)到指針P所標(biāo)位置繼續(xù)執(zhí)行。X0CJX2P8X1Y0Y1X0X1X2CJCJP8P8Y0常用應(yīng)用指令簡介（2）中斷指令（EI、DI、IRET、FEND）常用應(yīng)用指令簡介2、數(shù)據(jù)比較和傳送類指令（FNC10~FNC19）（1）數(shù)據(jù)比較指令（FNC10CMP）常用應(yīng)用指令簡介（2）區(qū)間比較指令（FNC11ZCP）（3）塊傳送指令（FNC15BMOV）常用應(yīng)用指令簡介常用應(yīng)用指令簡介3、算術(shù)及邏輯運算類指令（FNC20~FNC29）（1）二進制加/減法運算指令（FNC20ADD/FNC21SUB）常用應(yīng)用指令簡介(2)二進制乘法運算指令（FNC22MUL）常用應(yīng)用指令簡介(3)二進制除法運算指令（FNC23DIV）常用應(yīng)用指令簡介4、移位類指令（FNC30~FNC39）(1)循環(huán)左移/右移指令（FNC31ROL/FNC30ROR）常用應(yīng)用指令簡介(2)位左移/右移指令（FNC34SFTR/FNC35SFTL）常用應(yīng)用指令簡介(3)區(qū)間復(fù)位指令FNC40ZRST常用應(yīng)用指令簡介6、方便類指令（FNC60~FNC69）（1）交替輸出指令（FNC66ALT）常用應(yīng)用指令簡介閃爍動作常用應(yīng)用指令簡介（2）數(shù)據(jù)查找指令（FNC61SER）常用應(yīng)用指令簡介（3）數(shù)據(jù)排序指令（FNC69SORT）PLC的網(wǎng)絡(luò)及通信一、PLC網(wǎng)絡(luò)簡介三、PLC網(wǎng)絡(luò)的意義與特點二、網(wǎng)絡(luò)通信的基本知識四、三菱FX系列PLC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成五、三菱FX系列PLC通信實現(xiàn)PLC網(wǎng)絡(luò)簡介1、網(wǎng)絡(luò)的基本概念與特點(1)局域網(wǎng)（本地網(wǎng)、區(qū)域網(wǎng))(LAN，LocalAreaNetwork)是指覆蓋范圍僅限于有限區(qū)域的計算機網(wǎng)絡(luò)。(2)企業(yè)網(wǎng)是指一個完整的組織，包括本地和遠程的公司、多種計算機系統(tǒng)以及多個部門。(3)廣域網(wǎng)如(Internet)是一種鏈接許多不同或相同組織資源的網(wǎng)絡(luò)。2、PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)PLC網(wǎng)絡(luò)簡介由上位計算機、PLC、遠程I/O設(shè)備互相鏈接所形成的分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)已在廣泛應(yīng)用，由這種形式構(gòu)成的計算機、PLC等多機通信系統(tǒng)即為PLC的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。功能特點：1)可以在計算機上編寫、調(diào)試和修改應(yīng)用程序，并可以自動查錯和自動監(jiān)控等功能。2)可用圖像、圖表和圖形的形式在計算機上對整個生產(chǎn)過程進行運動狀態(tài)的監(jiān)視。3)可對PLC進行全面的系統(tǒng)管理。4)可對PLC實施直接控制。5)可以打印各種信息資料。PLC網(wǎng)絡(luò)簡介6)可以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的模擬仿真。7)可以編制多種組態(tài)軟件。8)可以通過LAN或Internet與PLC生產(chǎn)廠家和其他用戶相互間資源共享。PLC通信是指PLC與計算機、PLC與PLC、PLC與現(xiàn)場設(shè)備、PLC與遠程I/O之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)交換采用的是并行和串行兩種通信方式：1、

并行通信傳輸方式網(wǎng)絡(luò)通信的基本知識

優(yōu)點：傳輸速度快；缺點：使用的線數(shù)多、傳輸距離短。2、串行通信傳輸方式網(wǎng)絡(luò)通信的基本知識

優(yōu)點：使用的線數(shù)少、傳輸距遠；缺點：傳輸速度慢。

PLC數(shù)據(jù)通信以串行通信技術(shù)為基礎(chǔ)。在串行通信中，采用兩種數(shù)據(jù)傳送方式：異步傳送和同步傳送。網(wǎng)絡(luò)通信的基本知識1、異步傳送用一個起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束，構(gòu)成一幀數(shù)據(jù)信息。優(yōu)點：硬件結(jié)構(gòu)簡單；缺點：傳輸效率低；應(yīng)用場合：中、低速的通信。2、同步傳送網(wǎng)絡(luò)通信的基本知識以數(shù)據(jù)塊為單位進行傳送，用同步字符作為數(shù)據(jù)塊的開始。減少了起始位和停止位，傳輸效率提高。優(yōu)點：傳輸效率高；缺點：硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜；應(yīng)用場合：由于要求有時鐘來實現(xiàn)發(fā)送與接收兩端之間的同步，故常用于計算機與計算機、計算機與外設(shè)之間的通信。網(wǎng)絡(luò)通信的基本知識

PLC數(shù)據(jù)通信一般有串行通信和網(wǎng)絡(luò)通信兩種方法。其中，串行通信采用異步傳送的方式、網(wǎng)絡(luò)通信采用同步傳送的方式傳送數(shù)據(jù)。1、傳輸媒介(1)雙絞線(2)同軸電纜(3)光纜2、串行數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)為實現(xiàn)計算機與計算機、計算機與外設(shè)、計算機與PLC以及PLC與PLC之間的串行通信，通常采用標(biāo)準(zhǔn)通信接口。(1)RS—232C網(wǎng)絡(luò)通信的基本知識作用：PLC與計算機、與其他外部設(shè)備進行通信的接口。使用場合：近距離、中低速率數(shù)據(jù)傳輸(2)RS—485作用：PLC與PLC、PLC與其他設(shè)備之間進行網(wǎng)絡(luò)通信的接口。使用場合：遠距離、高速率數(shù)據(jù)傳輸(3)傳輸訪問控制指對網(wǎng)絡(luò)通道占有權(quán)的管理與控制。如何合理使用傳輸通道的控制技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵技術(shù)?？刂品绞接袃煞N：網(wǎng)絡(luò)通信的基本知識爭用方式：采用沖突檢測的載波偵聽多路訪問控制技術(shù)。令牌傳送方式：訪問的控制權(quán)是以令牌為標(biāo)志的。采用沖突檢測的載波偵聽多路訪問控制技術(shù)。PLC網(wǎng)絡(luò)的意義與特點1、PLC聯(lián)網(wǎng)通信的意義(1)PLC與計算機連接，構(gòu)成PLC和計算機的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，可使PLC與計算機互補功能上的不足。(2)在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，常常需要使用多臺PLC，各個PLC之間需共享數(shù)據(jù)，這也要求PLC之間實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信。2、PLC聯(lián)網(wǎng)通信的特點(1)編程語言(2)多種接口(3)主從式存取控制方法3、PLC聯(lián)網(wǎng)通信的主要形式PLC網(wǎng)絡(luò)的意義與特點(1)以計算機為主站，多臺同型號的PLC為從站，組成簡易集散控制系統(tǒng)。(2)以一臺PLC作為主站，多臺同型號的PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)。(3)PLC專用網(wǎng)絡(luò)，如三菱的MELSECNET/11網(wǎng)絡(luò)、SIEMENS的SINEC-H1網(wǎng)絡(luò)、GE公司的GENET網(wǎng)絡(luò)等。(4)把PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定的網(wǎng)絡(luò)接口連入大型集散系統(tǒng)中去，成為它的子網(wǎng)。三菱FX系列PLC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成1、計算機與PLC之間的連接(上位鏈接系統(tǒng))

特點：串行通信；良好的人機界面；可靠的分散控制。使用場合：控制對象簡單、點數(shù)較少、現(xiàn)場分布比較集中的場合。1)單機系統(tǒng)2)單機擴展系統(tǒng)三菱FX系列PLC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成三菱FX系列PLC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成2、PLC與PLC之間的連接(同位鏈接系統(tǒng))

特點：構(gòu)成單獨的PLC網(wǎng)絡(luò)。使用場合：大規(guī)模的集散擴展系統(tǒng)。3、PLC主機與本機的遠程模塊之間的連接(下位鏈接系統(tǒng))三菱FX系列PLC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成4、PLC主機與本機的遠程模塊之間的連接(網(wǎng)絡(luò)鏈接系統(tǒng))三菱FX系列PLC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成三菱FX系列PLC通信實現(xiàn)1、通信適配器(1)FX—232ADP提供串行通信RS—232C接口

(2)FX—485ADP提供RS—485接口并且可以構(gòu)成FX—485網(wǎng)絡(luò)。

2、通信參數(shù)設(shè)置

在兩個串行通信設(shè)備進行任意通信之前，必須設(shè)置相互可識別的參數(shù)。如波特率、數(shù)據(jù)長度、奇偶校驗位等。3、程序設(shè)計(1)通信指令格式及梯形圖

此指令主要用來定義發(fā)送和接收緩沖區(qū)三菱FX系列PLC通信實現(xiàn)三菱FX系列PLC通信實現(xiàn)(2)表示串行通信狀態(tài)的參數(shù)1)M8121該繼電器被激活時，表示正在接收數(shù)據(jù)，傳送被延時。2)M8122該繼電器被激活時，表示已觸發(fā)數(shù)據(jù)的傳送。3)M8123該繼電器被激活時，表示一條信息已被完整接收。(3)數(shù)據(jù)的傳送與接收1)傳送數(shù)據(jù)

編程要點：第一需對RS指令進行設(shè)置；第二應(yīng)將發(fā)送標(biāo)志M8122置為“1”。三菱FX系列PLC通信實現(xiàn)三菱FX系列PLC通信實現(xiàn)2)接收數(shù)據(jù)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用一、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法二、PLC主機及其模塊的選用三、PLC應(yīng)用程序設(shè)計方法四、PLC控制系統(tǒng)的安裝和布局五、PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法

一般控制系統(tǒng)的設(shè)計分為如下三個階段：1、初步設(shè)計

初步設(shè)計主要是遞交給上級部門或用戶的一份總體方案設(shè)計報告，主要有如下內(nèi)容：(1)設(shè)備（系統(tǒng)）名稱、用途、工藝過程、技術(shù)性能和現(xiàn)場條件。(2)供電電網(wǎng)種類：電壓等級、頻率和容量。(3)對電氣控制的特殊要求。(4)投資費用、研制工作量和周期估算率和容量。2、技術(shù)設(shè)計是根據(jù)經(jīng)審批的初步設(shè)計中提出的內(nèi)容和方案，最終完成電氣控制設(shè)計工作，主要有如下內(nèi)容：PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法(1)對重要環(huán)節(jié)做必要的試驗；寫出試驗報告。(2)繪制電氣控制的電氣原理圖。(3)對重要環(huán)節(jié)做必要的試驗；寫出試驗報告。(4)選擇整個系統(tǒng)的電氣元件，設(shè)計電氣箱、控制面板等電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件及總裝接線圖。(5)編寫PLC內(nèi)部元件分配表，編寫對重要環(huán)節(jié)做必要的試驗；寫出試驗報告。(6)編寫技術(shù)設(shè)計說明書，介紹系統(tǒng)原理、主要技術(shù)指標(biāo)和運行、操作、維護說明書。3、PLC控制部分設(shè)計步驟(1)確定受控對象與PLC間的輸入、輸出關(guān)系。(2)選擇PLC機型和模塊配置。(3)編寫元件表。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法(4)繪制PLC的控制流程圖。(5)編寫PLC用戶程序。(6)將用戶程序輸入PLC，并加以調(diào)試。PLC主機及其模塊的選用PLC主機及模塊選擇的基本原則：1、根據(jù)控制量的數(shù)量選擇。2、廠家及型號的選擇。3、是否可現(xiàn)場在線編程的選擇。4、擴展模塊的選擇。5、開關(guān)量輸入輸出形式的選擇。7、內(nèi)存容量選擇：一般系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入和輸出的比例是6:4，則：

開關(guān)量所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量總點數(shù)×10

模擬量所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量總點數(shù)×150

定時器/計數(shù)器=定時器/計數(shù)器數(shù)量×2

通信接口所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=接口個數(shù)×300

完整性、可靠性、發(fā)展性、繼承性、經(jīng)濟性PLC應(yīng)用程序設(shè)計方法1、程序設(shè)計內(nèi)容(1)程序設(shè)計前對系統(tǒng)的理解和技術(shù)準(zhǔn)備工作(2)程序框圖設(shè)計(3)編寫程序(4)模擬仿真和測試(5)編寫程序說明書2、常用典型電路(1)比較電路：是指按預(yù)先設(shè)好的輸出要求，然后對輸入的信號進行比較，選擇接通某一輸出。

如：當(dāng)X0、X1接通，Y0有輸出X0、X1都不接通，Y1有輸出X0接通、X1不接通，Y2有輸出X0不接通、X1接通，Y3有輸出PLC應(yīng)用程序設(shè)計方法輸入信號A輸入信號BX0X1M0M1M0M0M1M1M0M1M0M1Y0Y1Y2Y3PLC應(yīng)用程序設(shè)計方法(2)優(yōu)先級電路：輸入信號A輸入信號B輸入信號CX0M1M0M2M0X1M0M0M1M1M2M2X1M0X2PLC控制系統(tǒng)的安裝和布局PLC控制系統(tǒng)電氣設(shè)備總體布局基本原則(1)組件劃分：(2)元器件布局：1)功能類似的元器件組合在一起；2)盡可能減少組件間的連線數(shù)量；3)強弱電分開，盡量減少系統(tǒng)內(nèi)部干擾影響；4)力求美觀、整齊,易于檢查與調(diào)試。1)體積大和分量重的放在控制柜的下端；2)發(fā)熱元件放在控制柜的上端并且熱敏元件遠離發(fā)熱元件；3)需經(jīng)常維護調(diào)節(jié)的元件放在便于操作的位置；4)外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的元器件放在一起；PLC控制系統(tǒng)的安裝和布局(3)PLC布局：1)環(huán)境條件：①環(huán)境溫度低于0℃或高于55℃的場所②溫度變化急劇和凝露場所③環(huán)境濕度低于10%或高于90%的場所④具有高腐蝕氣體或易燃氣體的場所⑤直接暴露在陽光下的場合2)元件安裝：①所有元件都應(yīng)安裝于通風(fēng)口位置的垂直位置②主機應(yīng)安放在一個令人舒服的工作面上4)熱繼電器、熔斷器等放在不通風(fēng)的地方，以免改變它們的保護特性。PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例PLC在機械手搬運物體控制中的應(yīng)用1、裝置簡介：傳送帶A、B分別由電動機M1、M2驅(qū)動，A為步進式傳送，機械手的回轉(zhuǎn)運動由氣動閥Y1、Y2控制，機械手的上、下運動由氣動閥Y3、Y4控制，機械手的夾緊與放松由氣動閥Y5控制。位置信號分別為：右旋到位行程開關(guān)為SQ1，左旋到位行程開關(guān)為SQ2，手臂上升到位行程開關(guān)為SQ3，下降到位行程開關(guān)為SQ4，工作過程：原位啟動松開B運行上升上升結(jié)束，左旋下降下降結(jié)束，A運行停止，抓物1S后上升PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例上升結(jié)束,右旋右旋結(jié)束,下降下降結(jié)束,放松一個工作循環(huán)結(jié)束2、輸入/輸出分析：(1)輸入信號為10個開關(guān)量信號，分別為啟動、停止、連續(xù)、單循環(huán)、左限、右限、上限、下限、緊急停止、到原點。

輸出信號為8個開關(guān)量控制信號，分別為傳送帶A、傳送帶B、左旋、右旋、上升、下降、夾緊、放松。3、PLC選型：FX2N—16MR，另配

FX2N—8EX，F(xiàn)X2N—8EYR4、I/O地址：PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例輸入輸出器件號地址號功能器件號地址號功能SQ1X0右旋限位YV1Y1氣缸右旋SQ2X1左旋限位YV2Y2氣缸左旋SQ3X2上升限位YV3Y3上升SQ4X3下降限位YV4Y4下降開關(guān)0X4單循環(huán)YV5Y5夾緊放松開關(guān)1X5循環(huán)KA1Y0傳送帶A開關(guān)2X6啟動KA2Y6傳送帶B開關(guān)3X7停止開關(guān)4X10回原點開關(guān)5X11緊急停止PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例5、I/O接線圖：Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6X0COMCOMX1X6X2X3X4X5X10X7X11SQ1SQ2SQ3SQ4KG0KG1KG2KG3KG4KG5單循環(huán)循環(huán)啟動停止回原點緊急停止KA1KA2YV4YV2YV1YV3YV524VFX系列PLCPLC控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例6、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：S0S20SETY6SETY5S21S22S23S24SETY6S25M8002X0X6T0T1T2T3T4T5X2X