機(jī)械設(shè)備控制技術(shù)電子教案第3章

第3章可編程序控制器

可編程序控制器（ProgrammablelogicController）簡(jiǎn)稱PLC。是一種新型的控制裝置，它不僅可以取代傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，還可以進(jìn)行復(fù)雜的過程控制和構(gòu)成分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，使電氣控制技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段

3．1概述PLC是20世紀(jì)70年代在繼電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。如圖3-1所示各種可編程控制器?？删幊炭刂破髦园l(fā)展快、應(yīng)用廣是由于它具有以下特點(diǎn)：1）編程簡(jiǎn)單2）可靠性高3）通用性好4）功能強(qiáng)5）使用維護(hù)方便6）設(shè)計(jì)施工周期短PLC誕生后的短短30多年已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的自動(dòng)化設(shè)備。在世界先進(jìn)國(guó)家，PLC已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，它的應(yīng)用幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)。應(yīng)用PLC技術(shù)已成為當(dāng)今世界潮流，PLC被稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC技術(shù)、機(jī)器人、CAD／CAM）之一。3．2PLC的結(jié)構(gòu)及工作原理PLC是一種工業(yè)控制專用計(jì)算機(jī)，因此，PLC系統(tǒng)的組成與微型計(jì)算機(jī)相似，也是由硬件和軟件組成。為適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境并能取得高可靠性、多功能、使用方便等要求，其硬件配置和系統(tǒng)程序、應(yīng)用軟件又與微型計(jì)算機(jī)又有較大的區(qū)別。

3．2．1PLC的基本結(jié)構(gòu)主要由中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入/輸出部分、電源部分和編程單元等組成，如圖3-2所示。

1.中央處理單元中央處理單元（CPU）是核心部件，它控制著所有部件的操作，CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出（I/O）接口電路連接。CPU按掃描方式工作，掃描從0000地址存放的第一條用戶程序開始，經(jīng)過存儲(chǔ)器中各功能程序，到用戶程序的最后一個(gè)地址，不停地周期性掃描，每掃描一次，用戶程序就執(zhí)行一次。CPU的主要功能包括從存儲(chǔ)器中讀取指令，執(zhí)行指令，準(zhǔn)備下一條指令，處理中斷。

2.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，用來存儲(chǔ)系統(tǒng)程序和用戶程序等。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)正常工作所必需的程序，如管理、監(jiān)視、指令解釋程序。這部分程序根據(jù)各種PLC的功能不同，制造廠家在出廠前已固化下來，作為機(jī)器的一部分提供給用戶，用戶不能改變。用戶存儲(chǔ)器主要用于存放用戶按控制要求所編制的程序，可通過編程器進(jìn)行必要的修改。

3.輸入輸出部分輸入/輸出（I/O）部分是PLC與現(xiàn)場(chǎng)（I/O）設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。PLC通過輸入模塊把工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)信息讀入，通過用戶程序的運(yùn)算與操作，把結(jié)果通過輸出模塊輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

4.電源部分電源部分是將工業(yè)交流電轉(zhuǎn)換成直流電，供PLC使用。一般均為開關(guān)電源。

5.編程單元編程單元主要是編程器，編程器的主要功能是用于用戶程序的編制、編輯、修改、調(diào)試和監(jiān)視。使用時(shí)，將編程器的連接電纜接到PLC的外接端口上，用戶程序通過它才能輸入PLC，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。3．2PLC的結(jié)構(gòu)及工作原理

3．2PLC的結(jié)構(gòu)及工作原理3．2．2PLC的工作原理、工作方式PLC可看作為一個(gè)邏輯功能的工業(yè)控制裝置。CPU完成邏輯運(yùn)算功能，存儲(chǔ)器用來保持邏輯功能。因此，PLC可畫成類似于繼電器接觸器控制的等效電路圖。

1.PLC的等效電路PLC的等效電路如圖3-3所示。它主要由輸入部分、內(nèi)部控制電路和輸出部分組成。（1）輸入部分輸入部分作用是收集被控對(duì)象的信息或操作命令。輸入端子是PLC與外部開關(guān)及敏感元件等交換信號(hào)的端口。輸入繼電器（如圖3-2中00000、00001、00002）由接到輸入端的外部信號(hào)來驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)電源可由PLC的電源部分提供（如圖中直流電源24V），也可由外接電源提供。PLC的每個(gè)輸入端子對(duì)應(yīng)一個(gè)輸入繼電器，如歐姆龍公司生產(chǎn)的CPM1A—20為12點(diǎn)輸入，那么它相當(dāng)于有12個(gè)微型輸入繼電器。（2）內(nèi)部控制電路內(nèi)部控制電路作用是按用戶程序的控制要求對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算處理，并將得到的結(jié)果輸出給負(fù)載。（3）輸出部分輸出部分作用是驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輸出端子是PLC向外部負(fù)載輸出信號(hào)的端子。

2．工作方式可編程控制器采用循環(huán)掃描的方式周期性地進(jìn)行工作，每一周期可分為以下三個(gè)階段：（1）輸入采樣階段PLC掃描各輸入端子的狀態(tài)，并寫入輸入狀態(tài)寄存器內(nèi)，隨后進(jìn)入程序執(zhí)行階段。（2）程序執(zhí)行階段PLC對(duì)用戶程序進(jìn)行掃描，從第一條程序開始，按遞增號(hào)逐條掃描，直至END指令為止。然后，根據(jù)輸入端與輸出端的狀態(tài)，運(yùn)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最后把運(yùn)算結(jié)果寫入輸出寄存器狀態(tài)表。（3）輸出控制信號(hào)階段把輸出狀態(tài)表的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，再去驅(qū)動(dòng)輸出繼電器線圈，輸出控制信號(hào)。3．2PLC的結(jié)構(gòu)及工作原理3．2．3PLC的技術(shù)性能1．輸入/輸出點(diǎn)數(shù)（即（I/O）點(diǎn)數(shù)）（I/O）點(diǎn)數(shù)是指可編程序控制器外部輸入、輸出端子總數(shù)，這是可編程序控制器最重要的一項(xiàng)指標(biāo)。一般按可編程序控制器點(diǎn)數(shù)多少來區(qū)分機(jī)型的大小，小型機(jī)的（I/O）點(diǎn)數(shù)在256以下（無模擬量），中型機(jī)的（I/O）點(diǎn)數(shù)為256~2048（模擬量64~128路），大型機(jī)的（I/O）點(diǎn)數(shù)為2048（模擬量128~512路）以上。2．掃描速度掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時(shí)間來衡量，故單位為ms／千步，也有以執(zhí)行一步指令的時(shí)間計(jì)算，例如／步。3．指令條數(shù)指令條數(shù)是衡量可編程序控制器軟件功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。可編程序控制器具有的指令種類越多，說明其軟件功能越強(qiáng)。4．內(nèi)存容量?jī)?nèi)存容量是指可編程序控制器內(nèi)有效用戶程序的存儲(chǔ)器容量。在可編程序控制器中，程序指令是按“步”存放的（一條指令往往不止一步），一步占用一個(gè)地址單元，一個(gè)地址單元一般占用兩個(gè)字節(jié)。3．3CPM1A系列小型機(jī)簡(jiǎn)介3．3CPM1A系列小型機(jī)簡(jiǎn)介OMRON公司最新生產(chǎn)的CPM1A技術(shù)性能、指令系統(tǒng)及其應(yīng)用。3．3．1CPM1A的規(guī)格與型號(hào)CPM1A是OMRON公司繼P型機(jī)之后又推出的小型機(jī)，與P型機(jī)一樣為整體式結(jié)構(gòu)。它不僅具備了以往小型PLC所具有的功能，盡可能使安裝空間最小化，并實(shí)現(xiàn)了10點(diǎn)～100點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成。在編程方面，除可使用以往的編程工具編程外，還可與個(gè)人計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)連接，輕松完成編程與監(jiān)控。CPM1A按輸入輸出點(diǎn)數(shù)可分為10點(diǎn)、20點(diǎn)、30點(diǎn)和40點(diǎn)，擴(kuò)展時(shí)可達(dá)100點(diǎn)；按電源的種類可分為交流和直流兩種，輸出有繼電器和晶體管方式兩種。在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要合理選擇。CPM1A的擴(kuò)展單元主要用于對(duì)CPU的I/O擴(kuò)展，其本身沒有CPU，不可單獨(dú)使用，應(yīng)與30點(diǎn)或40點(diǎn)的CPU配合使用。PLC與計(jì)算機(jī)或PLC與PLC之間可以相互通訊，CPM1A可通過RS—232C適配器、RS—422適配器及專用連接電纜來實(shí)現(xiàn)。CPM1ACPU單元的類型，相關(guān)的其他單元參見有關(guān)資料。3．3CPM1A系列小型機(jī)簡(jiǎn)介3．3．2主機(jī)的面板結(jié)構(gòu)CPM1A為箱體式結(jié)構(gòu)，圖3-4為CPM1A—20CDR—A的面板圖，它有20個(gè)I/O點(diǎn)。由圖可知，CPM1A—20它的輸入有12點(diǎn)，即00000～00011，這12個(gè)點(diǎn)共用一個(gè)COM端。而輸出有8點(diǎn)，HP01000～01007，共分為01000、01001、01002～01003和01004～01007四組，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)COM端。面板上裝有指示燈，用以反映PLC的工作狀況及I/O點(diǎn)的通斷狀況。工作狀況指示燈有5個(gè)，PWR（綠）指示PLC是否接上電源，接上則亮。RUN（綠）指示運(yùn)行，PLC運(yùn)行及監(jiān)控時(shí)亮，燈滅說明PLC處于編程模式或停止、異常情況中。ERR/ALM（紅）指示燈，燈亮表示發(fā)生故障，燈閃爍表示發(fā)出警告，燈滅說明工作正常。COMM（橙）指示燈，燈亮表示PLC與外設(shè)正在通訊，否則燈滅。打開面板上左方的小蓋板，其中有兩個(gè)電位器和一個(gè)外設(shè)端口。兩個(gè)電位器用作模擬量預(yù)置，取值范圍為0~200，其輸入的地址為250、251，用于定時(shí)器與計(jì)數(shù)器的模擬設(shè)定。外設(shè)端口用于連接編程工具或適配器，實(shí)現(xiàn)PLC的編程和聯(lián)網(wǎng)功能。3．3CPM1A系列小型機(jī)簡(jiǎn)介電源輸入端子是用來為PLC提供工作電源。交流型時(shí)需輸入AC100～240V、50／60Hz電壓；直流型時(shí)需輸入DC24V電壓，注意不可將電源極性接錯(cuò)。功能接地端子是AC電源中為抗噪聲、防雷擊而設(shè)置的，使用時(shí)務(wù)必接地，DC電源無此端子。保護(hù)接地端子是為防止操作人員觸電而設(shè)置的接地點(diǎn)。在CPM1A的30點(diǎn)和40點(diǎn)的機(jī)型中，在面板上還有一個(gè)擴(kuò)展連接器，用于連接擴(kuò)展I/O單元，最多能連接3臺(tái)。圖3-5為20EDR型的I／O擴(kuò)展單元操作面板。左側(cè)的擴(kuò)展I／O連接電纜可連在主機(jī)或其他I／O擴(kuò)展單元的擴(kuò)展連接器上。右側(cè)的擴(kuò)展連接器可再連接別的擴(kuò)展單元。10點(diǎn)、20點(diǎn)的CPU單元不能連接

I／O擴(kuò)展單元，30點(diǎn)／40點(diǎn)的

CPU單元可連接I／O擴(kuò)展單元，且最多能連接3臺(tái)各20點(diǎn)的I／O

擴(kuò)展單元，最多組合成100個(gè)I／O

點(diǎn)，因此，CPM1A的I／O點(diǎn)可在

10~100之間配置。3．3CPM1A系列小型機(jī)簡(jiǎn)介3．3．3CPM1A的主要技術(shù)性能CPM1A的總體技術(shù)性能、輸入／輸出性能分別見表3-3、表3-4、表3-5。3．3CPM1A系列小型機(jī)簡(jiǎn)介3．3．4CPM1A的地址分配CPM1A的地址分配見表3-6(上頁)。在PLC中的一個(gè)通道里有16個(gè)二進(jìn)制數(shù)，每一個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)“點(diǎn)”，一個(gè)點(diǎn)就相當(dāng)于一個(gè)繼電器。如000通道（000CH）內(nèi)的繼電器為00000～00015，又如009通道（009CH）內(nèi)的繼電器為00900～00915，每個(gè)通道內(nèi)有16個(gè)“點(diǎn)”，對(duì)應(yīng)的繼電器也是16個(gè)。CPM1A通道內(nèi)的分配是固定的，現(xiàn)分別予以介紹。1.輸入輸出繼電器輸入繼電器與輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)，PLC內(nèi)部的輸入繼電器很多，但對(duì)于一種機(jī)型，其實(shí)際可作為輸入繼電器的只是其中的一部分。如CPM1A—20的輸入繼電器有160個(gè)，實(shí)際可使用的只有12個(gè)，分別為00000～00011。同樣，PLC內(nèi)部的輸出繼電器也很多，其實(shí)際可作為輸出繼電器的也只是其中的一部分。如CPM1A—20的輸出繼電器也有160個(gè)，實(shí)際可使用的只有8個(gè)，分別為01000—01007。沒有使用的輸出繼電器可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。CPM1A的輸人繼電器從00000開始，輸出繼電器從01000開始。2.內(nèi)部輔助繼電器它相當(dāng)于繼電器控制中的中間繼電器，與輸入輸出點(diǎn)無關(guān)，在程序中可自由使用。內(nèi)部輔助繼電器的多少也代表了PLC處理復(fù)雜問題的能力。如CPM1A—20的輔助繼電器從200CH到231CH，共有32個(gè)通道。每個(gè)通道有16個(gè)點(diǎn)（繼電器），內(nèi)部輔助繼電器共有512個(gè)點(diǎn)，相當(dāng)于有512個(gè)繼電器，其容量相當(dāng)大。3.輔助記憶繼電器輔助記憶繼電器用于CPM1A的動(dòng)作異常標(biāo)志、高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出動(dòng)作狀態(tài)標(biāo)志，具有斷電保護(hù)功能。3．3CPM1A系列小型機(jī)簡(jiǎn)介4.特殊輔助繼電器CPM1A的特殊輔助繼電器共有384個(gè)，每個(gè)繼電器都有特定的功能，特殊繼電器越多，PLC的功能就越強(qiáng)。CPM1A常用的特殊輔助繼電器及功能見表3-7。5.暫存繼電器TR編寫復(fù)雜程序時(shí)，在分支點(diǎn)上，可用暫存繼電器將分支點(diǎn)的狀態(tài)記憶下來，方便編程。暫存繼電器有8個(gè)，為TR0~TR7。6.保持繼電器HR它也是一種內(nèi)部繼電器，但具有斷電保持功能。采用保持繼電器可使PLC在斷電后又運(yùn)行時(shí)保證程序運(yùn)行的連續(xù)性。7.鏈接繼電器1R當(dāng)CPM1A與歐姆龍公司生產(chǎn)的PLC進(jìn)行鏈接通訊時(shí)，雙方交換數(shù)據(jù)要使用鏈接繼電器，鏈接繼電器共有256個(gè)。當(dāng)不需要通訊時(shí)，也可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。8.定時(shí)器／計(jì)數(shù)器定時(shí)器與計(jì)數(shù)器編號(hào)共用，為000~127，共128個(gè)。定時(shí)器前面用TIM，計(jì)數(shù)器前面用CNT，如TIM002、CNT126。注意定時(shí)器和計(jì)數(shù)器在使用時(shí)編號(hào)不能重號(hào)。9.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是以通道（CH）為單位使用的存儲(chǔ)器，具有斷電保護(hù)功能。3．4可編程控制器指令系統(tǒng)3．4可編程控制器指令系統(tǒng)可編程序控制器使用的各種指令的集合稱為可編程序控制器的指令系統(tǒng)。PLC通常使用梯形圖和助記符編程。3．4．1梯形圖梯形圖語言源自繼電器的電氣原理圖，是一種基于梯級(jí)的圖形符號(hào)。它通過連線，把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接在一起，以表達(dá)所調(diào)用的PLC指令及其前后順序關(guān)系。下面用電動(dòng)機(jī)正反向控制為例介紹梯形圖的構(gòu)成。圖3-6為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路原理圖，圖3-7為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制PLC硬件連線及梯形圖比較。3．4可編程控制器指令系統(tǒng)3．4．2CPM1A的指令系統(tǒng)下面以CPM1A為例介紹其指令系統(tǒng)，CPM1A的指令包括基本指令和特殊指令兩大類，共91種。1.基本指令（1）取入（1D）指令其功能是取入梯形圖中每個(gè)邏輯行開始的第一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)的狀態(tài)。（2）取非（1D—NOT）指令其功能是取入梯形圖中每個(gè)邏輯行開始的第一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)的狀態(tài)。（3）與（AND）指令其功能是將一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)與前面的觸點(diǎn)串聯(lián)，即執(zhí)行一個(gè)邏輯“與”操作。（4）與非（AND--NOT）指令其功能是將一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)與前面的觸點(diǎn)串聯(lián)。（5）或（OR）指令其功能是將一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)與它上面的觸點(diǎn)并聯(lián)，即執(zhí)行一個(gè)邏輯“或”操作。（6）或非（OR—NOT）指令其功能是將一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)與它上面的觸點(diǎn)并聯(lián)。（7）輸出（OUT）指令其功能是將邏輯行的運(yùn)算結(jié)果輸出到一個(gè)指定繼電器。該繼電器可以是一個(gè)輸出繼電器、輔助繼電器、保持繼電器或暫存繼電器。圖3-8所示為以上指令的應(yīng)用。3．4可編程控制器指令系統(tǒng)

（8）組“與”（AND—LD）指令其功能是兩組或多組之間進(jìn)行“與”操作。圖3-9所示為ANDLD指令的應(yīng)用。（9）組“或”（OR—LD）指令其功能是兩組或多組之間進(jìn)行“或”操作。圖3-10為ORLD指令的應(yīng)用。（10）定時(shí)器（TIM）指令定時(shí)器符號(hào)為：其編號(hào)范圍為000～127。其功能是表示一個(gè)定時(shí)精度為0.1s的延時(shí)繼電器。

TIM的設(shè)定值在0000~9999之間，對(duì)應(yīng)的定時(shí)時(shí)間為0～999.9s。如設(shè)定值為1500，則延時(shí)時(shí)間為150s。在圖3-11中，當(dāng)定時(shí)器的輸入00000為ON，

00001為OFF時(shí)，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，每隔

0.1s使其設(shè)定值減1，成為新的當(dāng)前值，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的定時(shí)時(shí)間后，定時(shí)器的當(dāng)前值變?yōu)?000，此時(shí)TIM為ON，TIM000的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接通輸出繼電器01001。若定時(shí)器的輸入變?yōu)镺FF，TIM復(fù)位，當(dāng)前值又變?yōu)樵O(shè)定值。當(dāng)電源斷電時(shí)定時(shí)器也自動(dòng)復(fù)位。3．4可編程控制器指令系統(tǒng)（11）計(jì)數(shù)器（CNT）指令計(jì)數(shù)器的符號(hào)為：計(jì)數(shù)器的編號(hào)范圍為000～127，與定時(shí)器相同。

其功能是表示一個(gè)減1計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)輸入端（CP）信號(hào)從OFF變?yōu)镺N時(shí)，計(jì)數(shù)值減1，當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減為0000時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出為ON。當(dāng)計(jì)數(shù)器復(fù)位端（R）為ON時(shí)，計(jì)數(shù)器變?yōu)镺FF，當(dāng)前值返回到設(shè)定值。當(dāng)電源斷電時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值保持不變，計(jì)數(shù)器不復(fù)位。這點(diǎn)與定時(shí)器不同。在圖3-12中，當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸入00002由OFF變?yōu)镺N時(shí)，計(jì)數(shù)器的設(shè)定值減1成為新的當(dāng)前值。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值變?yōu)?/p>

0000，此時(shí)CNT為ON，CNT001

的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接通輸出繼電器01002。直到計(jì)數(shù)器復(fù)位端為

ON時(shí)，計(jì)數(shù)器才復(fù)位為OFF，并使其當(dāng)前值變?yōu)樵O(shè)定值。當(dāng)計(jì)數(shù)信號(hào)與復(fù)位信號(hào)同時(shí)到采時(shí)，復(fù)位端優(yōu)先。3．4可編程控制器指令系統(tǒng)

在PLC中，計(jì)數(shù)器可以靈活運(yùn)用，例如在圖3-13中用計(jì)數(shù)器組成了一個(gè)600s的定時(shí)器。在圖中25502為1s的時(shí)鐘脈沖，當(dāng)00000ON時(shí)，CNT000每秒計(jì)數(shù)一次，當(dāng)計(jì)到600（時(shí)間為600s）時(shí)，CNT000觸點(diǎn)ON，使輸出繼電器010010N。00001為復(fù)位繼電器，當(dāng)000010N時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位。（12）暫存繼電器（TR）指令暫存繼電器用在電路有幾個(gè)分支輸出的場(chǎng)合，如圖3-14所示，它必須用1D和OUT指令取入和輸出。暫存繼電器共8個(gè)，編號(hào)TR0～TR7。暫存繼電器在同一組內(nèi)不能重復(fù)使用，但可在不同組內(nèi)重使用。3．4可編程控制器指令系統(tǒng)2.特殊指令特殊指令沒有自己的指令鍵，這些指令在編程器上要用FUN鍵輸入。特殊指令寫入順序?yàn)椋篎UN鍵、（數(shù)字鍵）、（數(shù)字鍵）、WRITE鍵。（1）結(jié)束指令END（01）結(jié)束指令的符號(hào)為：作用：表示程序結(jié)束。

END指令在編程器上用FUN、0、1鍵輸入，如圖3-15所示。（2）聯(lián)鎖指令I(lǐng)L（02）和聯(lián)鎖消除指令I(lǐng)LC（03）聯(lián)鎖指令和聯(lián)鎖消除指令的符號(hào)為：

作用：如果IL前的條件不滿足，則

IL與ILC間的所有輸出線圈為斷電狀態(tài)（OFF）；當(dāng)IL前的條件滿足時(shí)，在IL與ILC間的所有輸出線圈的狀態(tài)如同無IL／ILC指令的情況一樣。圖3-16中，IL／ILC指令的使用。

3．4可編程控制器指令系統(tǒng)3.跳轉(zhuǎn)JMP（04）指令和跳轉(zhuǎn)結(jié)束JME（05）指令跳轉(zhuǎn)指令和跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令的符號(hào)為：

跳轉(zhuǎn)指令和跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令的功能是根據(jù)當(dāng)時(shí)條件來決定是執(zhí)行它們之間的指令還是跳過它們之間的指令。若JMP前邏輯關(guān)系為ON時(shí)，順次執(zhí)行二者間的程序，否則立即轉(zhuǎn)移到執(zhí)行JME下面的程序。在JMP前邏輯關(guān)系為OFF時(shí)，JMP與JME之間的所有線圈（包括OUT，TIM／CNT和KEEP）將保持它們上個(gè)周期運(yùn)行狀態(tài)。注意：JMP和JME要成對(duì)使用，否則在檢查程序時(shí)編程器上會(huì)顯示錯(cuò)誤信息。JMP／JME在程序中最多可使用8次。在圖3-17中，00002和00003“與”的結(jié)果作為JMP的條件。當(dāng)JMP的條件ON時(shí)，JMP與JME之間程序順序執(zhí)行；當(dāng)JME的條件OFF時(shí)，JMP與JME之間的輸出01000、01001、20000保持原來狀態(tài)。3．4可編程控制器指令系統(tǒng)4.移位寄存器SFT（10）指令移位寄存器符號(hào)為：

SFT指令的功能是把一個(gè)指定通道的16位數(shù)據(jù)按位移位，也可以把幾個(gè)通道連起來一起移位，但首通道和末通道必須是同類型的繼電器。移位寄存器有3個(gè)端子數(shù)據(jù)輸入端（1N）脈沖輸入端（CP）復(fù)位輸入端（R）。當(dāng)脈沖到來時(shí)，在其上升沿，將輸入端的狀態(tài)（0或1）存入指定通道的最低位，并將原最低位及其他位的數(shù)據(jù)（0或1）依次向高位方向移動(dòng)一位。就是說，在CP的上升沿，指定通道的各位均向高位移動(dòng)一位，最低位由數(shù)據(jù)輸入端補(bǔ)入（當(dāng)數(shù)據(jù)輸入端為ON時(shí)補(bǔ)“1”，當(dāng)數(shù)據(jù)輸入端為OFF時(shí)補(bǔ)“0”），最高位溢出。當(dāng)復(fù)位端為ON時(shí)，指定通道的所有位均復(fù)位。SFT指令使用時(shí)注意：

1）SFT編程必須按數(shù)據(jù)輸入、脈沖輸入、復(fù)位輸入和SFT（起始通道和結(jié)束通道）的順序進(jìn)行。

2）SFT指令中通道可以是輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器和保持繼電器。

3）當(dāng)復(fù)位端ON時(shí)，參加移位的通道全被置“0”。時(shí)鐘脈沖的上升沿移位，被移位的最高位丟失。若需要多于16位數(shù)據(jù)移位，可將幾個(gè)通道串聯(lián)起來一起移位。

4）起始通道和結(jié)束通道必須是同一類型的繼電器，而且起始通道號(hào)不大于結(jié)束通道號(hào)。移位寄存器指令用法如圖3-18所示。3．4可編程控制器指令系統(tǒng)5.保持KEEP（11）指令保持指令的符號(hào)為：

保持指令的功能是形成一個(gè)鎖存器，置位端（S端）為ON時(shí)，繼電器線圈為ON，復(fù)位端（R端為ON時(shí)，繼電器線圈為OFF。如果置位端和復(fù)位端同時(shí)為ON時(shí)，復(fù)位端優(yōu)先。保持指令編程順序是置位輸入、復(fù)位輸入和輸出繼電器線圈?？梢宰鳛镵EEP指令的繼電器有輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器和保持繼電器。如果把保持繼電器作為KEEP的輸出繼電器時(shí)，具有斷電保持功能。保持指令的使用如圖3-19所示。6.上升沿微分DIFU（13）指令和下降沿微分DIFD（14）指令微分指令符號(hào)為：功用：當(dāng)輸入條件滿足時(shí)，

DIFU／DIFD指令使指定的繼電器線圈輸出一個(gè)掃描周期。微分指令用法如圖3-20所示。3．4可編程控制器指令系統(tǒng)7.比較CMP（20）指令比較指令的符號(hào)為：

將一個(gè)通道的數(shù)據(jù)或4位常數(shù)（S1）與另一通道數(shù)據(jù)或4位數(shù)（S2）比較，當(dāng)S1＞S2時(shí)特殊繼電器25505置ON；當(dāng)S1＝S2時(shí)特殊繼電器25506置ON；當(dāng)S1＜S2特殊繼電器25507置ON。在圖3-21中，當(dāng)比較指令的條件滿足時(shí)（00002為ON時(shí)），將內(nèi)部輔助繼電器200CH的通道內(nèi)容與保持繼電器HR00的通道內(nèi)容進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)數(shù)大于第二個(gè)數(shù)時(shí)01000置ON，當(dāng)兩數(shù)相等時(shí)01001置ON，如果第一個(gè)數(shù)小于第二個(gè)數(shù)時(shí)01002置ON。

CPU每掃描一次，就進(jìn)行一次比較操作，若比較指令的條件滿足時(shí)只執(zhí)行一次，可使用微分指令。3．5PLC的編程方法及編程器的使用

3．5PLC的編程方法及編程器的使用學(xué)習(xí)了PLC的指令系統(tǒng)后，就可以根據(jù)系統(tǒng)的控制要求編制出程序，然后用編程器輸入PLC中。3．5．1梯形圖編程梯形圖編程格式是由多個(gè)梯級(jí)組成的，每個(gè)輸出單元構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)，每個(gè)梯級(jí)由一個(gè)或多個(gè)支路組成，支路中安排觸點(diǎn)（常開或常閉），它們組成輸出執(zhí)行條件的邏輯控制。梯形圖編程的基本原則如下。

1）輸入／輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等器件的觸點(diǎn)可重復(fù)使用，無需用復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)。

2）梯形圖的每一行都是從左邊的母線開始，線圈接在最右邊，觸點(diǎn)不能放在線圈的右邊。在繼電器的原理圖中，熱繼電器的觸點(diǎn)可以加在線圈的右邊，而PLC的梯形圖是不允許的。

3）線圈不能直接與左邊的母線相連。如果需要可以通過一個(gè)沒有使用的內(nèi)部輔助繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)或者特殊輔助繼電器來連接。

4）一般情況下，在梯形圖中某個(gè)編號(hào)的繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器的觸點(diǎn)可無限次使用。3．5PLC的編程方法及編程器的使用

5）在每一行中串聯(lián)觸點(diǎn)多的支路應(yīng)放在上方（上重下輕），否則語句增多、程序變長(zhǎng)，如圖3-22所示。

6）在每個(gè)梯形圖中，并聯(lián)觸點(diǎn)多的電路應(yīng)放在左方（左重右輕），如圖3-23所示。

7）在并聯(lián)線圈電路中，從分支點(diǎn)到線圈之間無觸點(diǎn)的線圈應(yīng)放在上方，如圖3-24所示。

8）橋式電路不能編程，應(yīng)根據(jù)其功能進(jìn)行等效變換，如圖3-25所示。

9）梯形圖應(yīng)符合順序執(zhí)行，即從左到右、從上到下地執(zhí)行，如果不符合順序執(zhí)行的電路不能直接編程，如圖3-26所示。

10）設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，輸入設(shè)備的觸點(diǎn)按動(dòng)合觸點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)更為容易，且不易出錯(cuò)。因此，建議盡可能用輸入設(shè)備的動(dòng)合觸點(diǎn)與PLC輸入端連接。3．5PLC的編程方法及編程器的使用

3.5.2編程器的結(jié)構(gòu)和使用編程器與PLC的外設(shè)插口直接相連，可將用戶所希望的功能送到PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。它不僅能對(duì)程序進(jìn)行寫入、讀出、檢驗(yàn)、修改并可監(jiān)視PLC內(nèi)部器件（如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器）的工作狀態(tài)，還可強(qiáng)迫某個(gè)器件置位或復(fù)位。下面以歐姆龍公司生產(chǎn)的CQM1-PR001編程器為例，介紹編程器的結(jié)構(gòu)和使用方法。1.面板介紹CQM1-PR001的面板如圖3-27所示。2.PLC工作方式的選擇編程器上設(shè)有一個(gè)方式選擇開關(guān)，工作方式有三種。1）編程方式（PROGRAM）。PLC處于停止?fàn)顟B(tài)，在編程期間使用，可將程序?qū)懭隤LC中，并進(jìn)行修改及清除內(nèi)存操作。2）運(yùn)行方式（RUN）。PLC按照內(nèi)存中的程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行控制。3）監(jiān)控方式（MONITOR）。用戶可運(yùn)行PLC中的程序，監(jiān)視程序的執(zhí)行情況。3．5PLC的編程方法及編程器的使用

3.鍵盤功能編程器上有指令鍵、清顯鍵、數(shù)字鍵和操作鍵。1）數(shù)字鍵。編號(hào)為0～9的白色鍵，用來輸入程序中數(shù)字；2）C1R鍵。紅色，用來清除顯示；3）指令鍵。由16個(gè)灰色鍵組成，指令鍵用于輸入指令，其功能見表3-8。4）操作鍵。由12個(gè)用于程序編輯的黃色鍵組成，其功能見表3-9。3．5PLC的編程方法及編程器的使用

4.程序輸入前的準(zhǔn)備輸入程序之前，應(yīng)選定PLC的工作方式、接上電源、刪除原有程序以及建立新程序的首地址等。其操作方法和液晶顯示見表3-10。3．5PLC的編程方法及編程器的使用

5.程序輸入

PLC處于編程方式下可以輸入程序，在建立程序地址后，使用指令鍵和數(shù)字鍵即可輸入指令。每輸入一條指令后，都要按一次WRITE鍵，則地址自動(dòng)加一，顯示下一個(gè)地址。如圖3-28所示為輸入左面程序的按鍵順序，注意從中理解操作方法。程序