PLC基本指令和應(yīng)用指令

1.1PLC的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC的特點(diǎn)PLC的應(yīng)用領(lǐng)域12021/6/2711969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制成功并用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)1.1PLC的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)70年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)使PLC從邏輯控制擴(kuò)展到生產(chǎn)過(guò)程控制，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制設(shè)備。1980年國(guó)外工業(yè)界正式將其命名為可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。中文名字為可編程序控制器；英文名字為ProgrammableLogicController。2021/6/2721.1PLC的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

PLC定義可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)；它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在起內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。定義1是什么功能設(shè)計(jì)原則2021/6/273（2）PLC的基本結(jié)構(gòu)1.1PLC的基本概念與基本結(jié)構(gòu)模擬量輸入行程開(kāi)關(guān)繼電器觸點(diǎn)按鈕傳感器CPU

（ROM、RAM）電源部件輸出模塊輸入模塊外設(shè)接口照明電磁閥接觸器光電隔離繼電器、可控硅、晶體管電路編程器打印機(jī)計(jì)算機(jī)接開(kāi)關(guān)電源2021/6/2741.中央處理單元（CPU）同一般的微機(jī)一樣，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU隨機(jī)型不同而不同，常用有三類，通用微處理器（如Z80、8086、80286等）、單片微處理器（如8031、8096等）和位片式微處理器（如AMD29W等）。小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器，中型PLC大多采用16位通用微處理器或單片微處理器，大型PLC大多采用高速位片式微處理器。目前，小型PLC為單CPU系統(tǒng)，而中、大型PLC則大多為雙CPU系統(tǒng)，甚至有些PLC中多達(dá)8個(gè)CPU。2021/6/2751）接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。2）診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。3）通過(guò)輸入接口接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中。4）從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)解釋后執(zhí)行。5）根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄存器的內(nèi)容，通過(guò)輸出單元實(shí)現(xiàn)輸出控制。有些PLC還具有制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。2021/6/2762.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器主要有兩種，一種是可讀/寫(xiě)操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，另一種是只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM、EPROM和EEPROM。在PLC中存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)等。2021/6/277系統(tǒng)程序是由PLC的制造廠家編寫(xiě)的、與PLC的硬件組成有關(guān)，完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用管理、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能，提供PLC運(yùn)行的平臺(tái)。系統(tǒng)程序關(guān)系到PLC的性能，而且在PLC使用過(guò)程中不會(huì)變動(dòng)，所以是由制造廠家直接固化在只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM或EPROM中，用戶不能訪問(wèn)和修改。用戶程序是隨PLC的控制對(duì)象而定的，由用戶根據(jù)對(duì)象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)用程序。為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時(shí)不會(huì)丟失信息。為了防止干擾對(duì)RAM中程序的破壞，當(dāng)用戶程序經(jīng)過(guò)運(yùn)行正常不需要改變時(shí)，可將其固化在只讀存儲(chǔ)器EPROM中。現(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM或FLASHROM作為用戶存儲(chǔ)器。工作數(shù)據(jù)是PLC運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)，它存放在RAM中以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，設(shè)有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等邏輯器件的存儲(chǔ)區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設(shè)置和運(yùn)行情況而確定的。根據(jù)需要部分?jǐn)?shù)據(jù)在掉電時(shí)用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時(shí)可保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域稱為保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。2021/6/2783.輸入/輸出接口電路輸入/輸出接口電路通常也稱為I/O單元或輸入輸出模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件。PLC通過(guò)輸入接口可以檢測(cè)被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。同時(shí)PLC又通過(guò)輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。2021/6/2794.通信接口PLC配有各種通信接口，這些通信接口一般都帶有通信處理器。PLC通過(guò)這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機(jī)、其它PLC、計(jì)算機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。PLC與打印機(jī)連接，可將過(guò)程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印。與監(jiān)視器連接，可將控制過(guò)程圖像顯示出來(lái)。與其它PLC連接，可組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?？刂?。與計(jì)算機(jī)連接，可組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制與管理相結(jié)合。遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)也必須配備相應(yīng)的通信接口模塊。2021/6/27105.特殊功能模塊特殊功能模塊是一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。作為PLC系統(tǒng)的一個(gè)模塊，它通過(guò)總線與PLC相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在PLC的協(xié)調(diào)管理下獨(dú)立地進(jìn)行工作。PLC的特殊功能模塊種類很多，如高速計(jì)數(shù)模塊、PID控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、中斷控制模塊等。本書(shū)將在第九章對(duì)三菱的特殊功能模塊作一簡(jiǎn)介。2021/6/27116.編程裝置編程裝置的作用是編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。它是開(kāi)發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)PLC不可缺少的工具。編程裝置可以是專用編程器，也可以是配有專用編程軟件包的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。專用編程器是由PLC廠家生產(chǎn)，專供該廠家生產(chǎn)的某些PLC產(chǎn)品使用，它主要由鍵盤、顯示器和外存儲(chǔ)器接插口等部件組成。專用編程器有簡(jiǎn)易編程器和智能編程器兩類。簡(jiǎn)易型編程器只能聯(lián)機(jī)編程，而且不能直接輸入和編輯梯形圖程序，需將梯形圖程序轉(zhuǎn)化為指令表程序才能輸入。簡(jiǎn)易編程器體積小、價(jià)格便宜，它可以直接插在PLC的編程插座上，或者用專用電纜與PLC相連，以方便編程和調(diào)試。有些簡(jiǎn)易編程器帶有存儲(chǔ)盒，可用來(lái)儲(chǔ)存用戶程序，如三菱的FX-20P-E簡(jiǎn)易編程器。2021/6/27127.電源PLC配有開(kāi)關(guān)電源，以供內(nèi)部電路使用。與普通電源相比，PLC電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。對(duì)電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值±15%的范圍內(nèi)波動(dòng)。許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對(duì)外部傳感器供電。2021/6/27138.其它外部設(shè)備除了以上所述的部件和設(shè)備外，PLC還有許多外部設(shè)備，如EPROM寫(xiě)入器、外存儲(chǔ)器、人機(jī)接口裝置等。2021/6/27141.2可編程控制器的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域

1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如，三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)以上。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，還可以編寫(xiě)外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不足為怪了。2021/6/27152.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的各種功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。2021/6/27163.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它的接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖編程語(yǔ)言的圖形符號(hào)、表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC少量的開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。2021/6/27174.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備通過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。2021/6/27185.體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅有數(shù)瓦。由于體積小，很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。2021/6/2719

開(kāi)關(guān)量邏輯控制可編程序控制器具有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，可以實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制、定時(shí)控制與順序邏輯控制。1.2PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域2021/6/2720

運(yùn)動(dòng)控制可編程序控制器的運(yùn)動(dòng)控制功能廣泛地用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。1.2PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域2021/6/27211.2PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域閉環(huán)過(guò)程控制過(guò)程控制是通過(guò)模擬量I／O模塊，進(jìn)行A／D和D／A轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的PID閉環(huán)控制。其控制功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于塑料擠壓成形機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、冶金、電力等行業(yè)。2021/6/2722

數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、比較、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)也可以用通信功能傳送到別的智能設(shè)備中去。1.2PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域2021/6/2723

通信聯(lián)網(wǎng)

PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I／O之間的通信、多臺(tái)PLC之間的通信、可編程序控制器和其他智能控制設(shè)備(如變頻器、智能儀表等)之間的通信。PLC與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。1.2PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域2021/6/2724

1969年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制了第一臺(tái)PLC，從此PLC發(fā)展迅猛。

我國(guó)改革開(kāi)放后，美國(guó)AB、GE、MODICON、TI，日本OMRON、三菱、富士，德國(guó)西門子等廠家的產(chǎn)品不斷進(jìn)入我國(guó)，并在各行各業(yè)的工控系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/2725PLC三大流派歐洲：德國(guó)的西門子(SIEMENS)、AEG及法國(guó)的TI公司美國(guó)：A-B（Allen-Bradly）(其產(chǎn)品約占美國(guó)PLC市場(chǎng)50％的份額。)、GE（GeneralElectric）、莫迪康(MODICON)公司、德州儀器(T1)公司、歌德(Gould)公司、西屋公司日本：三菱電機(jī)（MitsubishiElectric）、歐姆龍（OMRON）、FUJI（日本主要發(fā)展中小型PLC，在世界小型PLC市場(chǎng)上，日本產(chǎn)品約占有70％的份額。在中國(guó)，OMRON產(chǎn)品的銷量居首位。）目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還有韓國(guó)、臺(tái)灣等PLC產(chǎn)品；現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了系列化的國(guó)產(chǎn)PLC，其價(jià)格相對(duì)低廉，性價(jià)比較高。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/2726PLC的國(guó)內(nèi)狀況

1974年我國(guó)開(kāi)始仿制美國(guó)的第二代PLC產(chǎn)品，但因元器件質(zhì)量和技術(shù)問(wèn)題等原因未能推廣。直到1977年，我國(guó)才研制出第一臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的PLC，并開(kāi)始批量生產(chǎn)和應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程的控制。主要廠家有：北京和利時(shí)，科迪納，張前蘇。洛陽(yáng)易達(dá)，無(wú)錫信捷，南京嘉華，蘭州全志，廣州科賽恩，中山智達(dá)，恒日等。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/2727PPLC發(fā)展趨勢(shì)1.向小型化發(fā)展在提高系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上，PLC產(chǎn)品的體積越來(lái)越小，速度加快、功能越來(lái)越強(qiáng)而價(jià)格降低。從整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化方向發(fā)展，增加了配置的靈活性，更加廣泛的取代常規(guī)的繼電器控制。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/27282.向大型化方向發(fā)展目前大中型PLC的CPU已經(jīng)從早期的1位、8位、16位朝32位、64位發(fā)展，時(shí)鐘頻率已經(jīng)達(dá)到幾百兆Hz，運(yùn)算速度大大提高，部分PLC從單CPU處理向多CPU的并行處理發(fā)展，速度可以達(dá)到0.2ms/千步，存儲(chǔ)區(qū)容量也成倍的增加，同時(shí)具有高可靠性、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的特點(diǎn)。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/27293.編程語(yǔ)言和編程工具的多樣化、高級(jí)化和標(biāo)準(zhǔn)化國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）1993年發(fā)布了IEC1131標(biāo)準(zhǔn)，它是有關(guān)可編程控制器的硬件、安裝、實(shí)驗(yàn)、編程、通信等方面的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。其中IEC1131-3是可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言，它總共規(guī)定了5種編程語(yǔ)言。工業(yè)控制領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC1131的推出和實(shí)施，打破了以前的各個(gè)PLC生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品相互不兼容的局限性。近期生產(chǎn)的PLC大都兼容IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)，加速了PLC的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/27304.發(fā)展智能模塊智能輸入輸出模塊具有CPU，RAM等可以和PLC的CPU并行工作，提高了PLC的速度和效率。各種智能模塊不斷的推出，如高速計(jì)數(shù)模塊、PID回路控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊、專用數(shù)控模塊等等，使PLC的高速計(jì)數(shù)、過(guò)程控制、通信等功能大大加強(qiáng)，在可靠性、適應(yīng)性、掃描速度和控制精度等方面使PLC有了很大的提升。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/27315.向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，通信實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單易用化加強(qiáng)PLC的聯(lián)網(wǎng)能力成為PLC的主要發(fā)展趨勢(shì)。PLC的聯(lián)網(wǎng)包括PLC之間、PLC和計(jì)算機(jī)與其他智能設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)。PLC的生產(chǎn)廠家都在使自己的產(chǎn)品與制造自動(dòng)化通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（MAP）兼容，從而使不同的PLC之間可以相互通信，PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/27326.組態(tài)軟件在上位機(jī)與PLC通信中的應(yīng)用為了解決上述問(wèn)題用于工業(yè)控制的組態(tài)軟件應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)際上比較著名的組態(tài)軟件有InTouch和iFIX等，國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)出了組態(tài)王、MCGS和力控等一批組態(tài)軟件。有的可編程序控制器廠商也推出了自己的組態(tài)軟件，如西門子的WinCC和GE-Fanuc公司的CIMPLICITY等。使用組態(tài)軟件可以大量地減少設(shè)計(jì)上位計(jì)算機(jī)程序的工作量，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高系統(tǒng)的可靠性。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/27337.新型和專用PLC產(chǎn)品的出現(xiàn)近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了自動(dòng)控制技術(shù)一系列新的發(fā)展，產(chǎn)生了基于PC的PLC、嵌入式PLC和PAC等。近年提出了PAC（ProgrammableAutomationController）的概念并已有產(chǎn)品面世，如羅克韋爾自動(dòng)化公司的ControlLogix和GEFanuc的PACSystemsRX3i等。此外一些專門用途的PLC也大量出現(xiàn)，如專用于數(shù)控機(jī)床、加工中心外圍電氣控制的PMC（ProgrammableMachineController）等。附加1：PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2021/6/2734

就全世界自動(dòng)化市場(chǎng)的過(guò)去、現(xiàn)在和可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)而言，PLC仍然處于一種核心地位。在最近出現(xiàn)在美國(guó)、歐洲和國(guó)內(nèi)有關(guān)探討PLC發(fā)展的論文中，這個(gè)結(jié)論是眾口一詞的，盡管對(duì)PLC的未來(lái)發(fā)展有著許多不同的意見(jiàn)。

近年來(lái)PLC的市場(chǎng)銷售一直堅(jiān)挺；PC控制有了引人注目的進(jìn)展，但畢竟只能對(duì)高端的PLC產(chǎn)品形成競(jìng)爭(zhēng)；小型、超小型PLC的發(fā)展勢(shì)頭令人刮目相看；PLC和PC控制在今后可能相互融合。

2021/6/2735附加2：PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較

PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較繼電器控制采用硬接線方式裝配而成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改變程序并改動(dòng)少量的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變。從適應(yīng)性、可靠性及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)等各方面進(jìn)行比較。傳統(tǒng)的繼電器控制大多數(shù)將被PLC所取代。與工業(yè)計(jì)算機(jī)比較工業(yè)控制機(jī)控制要求開(kāi)發(fā)人員具有較高的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)和微機(jī)軟件編程的能力。PLC采用了采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用，便于推廣應(yīng)用。PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，具有更高的可靠性。在模型復(fù)雜、計(jì)算量大且較難、實(shí)時(shí)性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制機(jī)則更能發(fā)揮其專長(zhǎng)。2021/6/2736附加3：PLC的主要技術(shù)指標(biāo)1.輸入/輸出點(diǎn)數(shù)（I/O點(diǎn)數(shù)）可編程控制器的I/O點(diǎn)數(shù)是指外部輸入和輸出端子數(shù)量的總和，它是描述PLC控制規(guī)模大小的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。通常小型PLC的I/O點(diǎn)有幾十點(diǎn)，中型PLC有幾百點(diǎn)，大型PLC的I/O點(diǎn)會(huì)超過(guò)千點(diǎn)。2021/6/27372.存儲(chǔ)容量PLC的存儲(chǔ)器由系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組成。PLC存儲(chǔ)容量通常指用戶程序存儲(chǔ)器，它表征系統(tǒng)提供給用戶的可用資源，是系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。在日本三菱公司生產(chǎn)的PLC中，程序指令是按“步”存儲(chǔ)的。一步占用一個(gè)地址單元，一條指令有的往往不止一“步”，一個(gè)地址單元一般占用2個(gè)字節(jié)（16位二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)字，即2個(gè)字節(jié)）。如果一個(gè)內(nèi)存容量為4K（1K=1024）步的PLC，其內(nèi)存為8K字節(jié)。而在歐美生產(chǎn)的PLC中，通常用K字（Kw），或K字節(jié)（Kb）來(lái)表示，也有的PLC直接用所能存放的程序量表示。附加3：PLC的主要技術(shù)指標(biāo)2021/6/27383.掃描速度可編程控制器采用循環(huán)掃描方式工作，完成一次掃描所需的時(shí)間叫做掃描周期。這里指掃描一步指令的時(shí)間，如μs/步。有時(shí)也可用掃描1K步用戶程序所需要的時(shí)間，如以ms/千步為單位。影響掃描速度的主要因素有用戶程序的長(zhǎng)度和PLC產(chǎn)品的類型。PLC中CPU的類型、機(jī)器字長(zhǎng)等直接影響PLC運(yùn)算精度和運(yùn)行速度。附加3：PLC的主要技術(shù)指標(biāo)2021/6/27394.指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指PLC所有指令的總和，在三菱FX系列PLC指令系統(tǒng)中包括基本指令和應(yīng)用指令。可編程控制器的編程指令條數(shù)和種類越多，其軟件功能就越強(qiáng)，但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際控制要求選擇合適指令功能的可編程控制器。附加3：PLC的主要技術(shù)指標(biāo)2021/6/27405.軟元件（編程軟件）的種類和數(shù)量軟元件是指輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器和特殊功能繼電器等，其種類和數(shù)量的多少直接關(guān)系到編程是否方便靈活，也是衡量PLC硬件功能強(qiáng)弱的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。附加3：PLC的主要技術(shù)指標(biāo)2021/6/27416.通信功能通信包括PLC之間的通信和PLC與其他設(shè)備之間的通信。通信主要涉及通信模塊，通信接口，通信協(xié)議和通信指令等內(nèi)容。PLC的組網(wǎng)和通信能力也已成為PLC產(chǎn)品水平的重要衡量指標(biāo)之一。附加3：PLC的主要技術(shù)指標(biāo)2021/6/27427．特殊功能模塊特殊功能模塊（單元）種類的多少與功能的強(qiáng)弱是衡量PLC產(chǎn)品的一個(gè)重要指標(biāo)。近年來(lái)各PLC廠商非常重視特殊功能模塊（單元）的開(kāi)發(fā)，特殊功能（單元）種類日益增多，功能越來(lái)越強(qiáng)，使PLC的控制功能日益擴(kuò)大。此外廠家的產(chǎn)品手冊(cè)上還提供PLC的負(fù)載能力、外形尺寸、重量、保護(hù)等級(jí)、適用的安裝和使用環(huán)境，如溫度、濕度等性能指標(biāo)參數(shù)，以供用戶參考。附加3：PLC的主要技術(shù)指標(biāo)2021/6/2743附加4：PLC的分類1．根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)形式的不同，主要分為整體式和模塊式兩類。2021/6/2744（1）整體式PLC整體式PLC又稱為單元式PLC或箱體式PLC。它是把電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)箱體內(nèi)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。整體式PLC又分為基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元。二者的區(qū)別是前者內(nèi)部有CPU模塊而后者沒(méi)有CPU模塊。當(dāng)需要進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，只需用扁平電纜將基本單元和一定數(shù)量的擴(kuò)展單元聯(lián)接起來(lái)即可。這種類型PLC的典型產(chǎn)品有，三菱公司早期的F1、F2、FX2系列及后來(lái)的FX2N系列，歐姆龍公司的CPM、CQM系列等。三菱FX2N系列PLC的外形，如圖2-1所示。圖2-1三菱整體式PLC附加4：PLC的分類2021/6/2745（2）模塊式PLC模塊式PLC是由機(jī)架（或?qū)к墸┖湍K組成，可根據(jù)需要選配不同的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊以及各種功能模塊，只需將模塊插入模塊插座上即可。各部件獨(dú)立封裝成模塊，各模塊通過(guò)總線連接，安裝在機(jī)架或?qū)к壣稀＿@種結(jié)構(gòu)配置非常靈活方便，通常大型、中型PLC多采用此種結(jié)構(gòu)。模塊式PLC的產(chǎn)品典型的有，三菱公司的Q系列，A-B公司的PLC-5系列，SIEMENS公司的S7-300、S7-400系列等。三菱Q系列PLC的外形，如圖2-2所示。附加4：PLC的分類2021/6/27462．根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)分類根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的不同，可將PLC分為小型、中型和大型三類。附加4：PLC的分類2021/6/2747（1）小型PLCI/O點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)的PLC稱為小型PLC。小型PLC以開(kāi)關(guān)量控制為主，具有體積小、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜陂_(kāi)關(guān)量的邏輯控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)控制、順序控制及少量模擬量的控制場(chǎng)合，代替繼電器、接觸器控制在單機(jī)或小規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中使用。附加4：PLC的分類2021/6/2748（2）中型PLCI/O點(diǎn)數(shù)大于256點(diǎn)小于2048點(diǎn)的PLC稱為中型PLC。中型PLC功能比較豐富，兼有開(kāi)關(guān)量和模擬量的控制能力，適用于較復(fù)雜系統(tǒng)的邏輯控制和閉環(huán)模擬量的過(guò)程控制。附加4：PLC的分類2021/6/2749（3）大型PLCI/O點(diǎn)數(shù)大于2048點(diǎn)的PLC稱為大型PLC。大型PLC用于大規(guī)模過(guò)程控制，集散式控制和工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中。附加4：PLC的分類2021/6/27503.根據(jù)功能分類根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。附加4：PLC的分類2021/6/2751（1）低檔PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送比較和通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。附加4：PLC的分類2021/6/2752（2）中檔PLC除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序和通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。附加4：PLC的分類2021/6/2753（3）高檔PLC除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過(guò)程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。附加4：PLC的分類2021/6/27541.2PLC的工作原理1.2.1繼電器

繼電器主要由電磁線圈、鐵心、觸點(diǎn)和復(fù)位彈簧組成。線圈斷電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的觸點(diǎn)稱為常開(kāi)觸點(diǎn)，反之為常閉觸點(diǎn)。線圈通電時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。線圈斷電時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，常閉觸點(diǎn)閉合。2021/6/2755

按下起動(dòng)按鈕SB1，電流經(jīng)SB1的常開(kāi)觸點(diǎn)和SB2的常閉觸點(diǎn)流過(guò)KM的線圈。KM的主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。KM的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)同時(shí)接通。

放開(kāi)起動(dòng)按鈕，SB1的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，電流經(jīng)KM的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)和SB2的常閉觸點(diǎn)流過(guò)KM的線圈。KM輔助常開(kāi)觸點(diǎn)的這種功能稱為“自鎖”或“自保持”。

圖1-12中的繼電器電路稱為起動(dòng)-保持-停止電路，簡(jiǎn)稱為起保停電路。2021/6/27561.2.2

邏輯運(yùn)算

用邏輯代數(shù)中的1和0來(lái)表示數(shù)字量控制系統(tǒng)中變量的兩種相反的工作狀態(tài)。線圈通電、常開(kāi)觸點(diǎn)接通、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)為1狀態(tài)，反之為0狀態(tài)。在波形圖中，用高、低電平分別表示1、0狀態(tài)?！芭c”、“或”、“非”邏輯運(yùn)算的輸入輸出關(guān)系見(jiàn)表1-1。2021/6/2757

邏輯代數(shù)式

中的加號(hào)表示邏輯“或”，乘號(hào)表示邏輯“與”，上劃線表示邏輯“非”。邏輯運(yùn)算的規(guī)則為先“與”后“或”。括號(hào)優(yōu)先，先執(zhí)行括號(hào)中的“或”運(yùn)算。1.2.3PLC的工作原理1.掃描工作方式

RUN模式執(zhí)行用戶程序，“RUN”LED亮。STOP模式不執(zhí)行用戶程序，可以下載程序。模式開(kāi)關(guān)在RUN位置時(shí)，上電后自動(dòng)進(jìn)入RUN模式。PC和PLC之間建立起通信連接后，若模式開(kāi)關(guān)在RUN位置,可用編程軟件改變CPU的操作模式。

初始化后PLC循環(huán)不停地分階段處理各種任務(wù)。在STOP模式，只執(zhí)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)這兩個(gè)階段的任務(wù)。RUN模式時(shí)，還要完成另外3個(gè)階段的操作。

2021/6/27582021/6/2759（1）內(nèi)部處理階段。CPU對(duì)PLC內(nèi)部的硬件作故障檢查，復(fù)位監(jiān)控定時(shí)器（WDT）等。（2）通信服務(wù)階段。是掃描周期的信息處理階段，PLC與外圍設(shè)備、編程器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等進(jìn)行通信，CPU處理從通信端口接收到的信息。當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只執(zhí)行以上兩個(gè)階段的操作。當(dāng)可編程序控制器處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時(shí)，還要完成另外輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新階段的操作。在可編程序控制器存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來(lái)存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器?？删幊绦蚩刂破魈菪螆D中別的編程元件也有對(duì)應(yīng)的映像存儲(chǔ)區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映像寄存器。2021/6/2760（3）輸入采樣（輸入處理）階段。每次掃描周期的開(kāi)始，先讀取輸入端子的當(dāng)前值，然后寫(xiě)到輸入映像寄存器區(qū)域。在隨后的用戶程序執(zhí)行的過(guò)程中，CPU訪問(wèn)輸入映像寄存器區(qū)域，而并非讀取輸入端子的狀態(tài)。輸入信號(hào)的變化并不會(huì)影響到輸入映像寄存器的狀態(tài)，通常要求輸入信號(hào)有足夠的脈沖寬度，才能被響應(yīng)。（4）程序執(zhí)行階段。用戶程序執(zhí)行階段，PLC按照梯形圖的順序，自左而右、自上而下的逐行掃描，在這一階段CPU從用戶程序的第一條指令開(kāi)始執(zhí)行直到最后一條指令結(jié)束，程序運(yùn)行結(jié)果放入輸出映像寄存器區(qū)域。CPU逐條解釋并執(zhí)行用戶程序。在此階段，允許對(duì)數(shù)字量輸入輸出指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量輸入輸出指令進(jìn)行處理，在掃描周期的各個(gè)部分，均可對(duì)中斷事件進(jìn)行響應(yīng)。2021/6/2761（5）輸出刷新（輸出處理）階段。每個(gè)掃描周期的結(jié)束，CPU把存在輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入輸出鎖存器中再輸出到數(shù)字量輸出端子，以更新輸出狀態(tài)。然后PLC進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期，重新執(zhí)行輸入采樣階段，周而復(fù)始。2021/6/2762在輸入處理階段，讀取所有外部輸入電路的接通/斷開(kāi)狀態(tài)。外部輸入電路接通時(shí),對(duì)應(yīng)的輸入映像存儲(chǔ)器為ON(1狀態(tài)),梯形圖中對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。反之輸入映像存儲(chǔ)器為OFF(0狀態(tài)）。在程序執(zhí)行階段，如果沒(méi)有跳轉(zhuǎn)指令，CPU逐條順序地執(zhí)行用戶程序。執(zhí)行程序時(shí)，對(duì)輸入/輸出的讀寫(xiě)通常是通過(guò)輸入/輸出映像存儲(chǔ)器，而不是實(shí)際的I/O點(diǎn)。

在輸出處理階段，CPU將輸出映像區(qū)的0、1狀態(tài)傳送到輸出鎖存器。梯形圖中某一輸出位的線圈“通電”，對(duì)應(yīng)的輸出映像存儲(chǔ)器為1，對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，外部負(fù)載工作。反之外部負(fù)載斷電。

可用中斷程序和立即I/O指令提高PLC的響應(yīng)速度。

2．掃描周期

在RUN模式時(shí)，每次掃描循環(huán)的時(shí)間稱為掃描周期。2021/6/2763

5．PLC的工作原理2021/6/2764

執(zhí)行第一條指令時(shí)，從X0對(duì)應(yīng)的輸入映像存儲(chǔ)器取出二進(jìn)制數(shù)并保存。

執(zhí)行第二條指令時(shí)，取出Y0對(duì)應(yīng)的輸出映像存儲(chǔ)器中的二進(jìn)制數(shù)，與X0對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)作“或”運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果被暫時(shí)保存。

執(zhí)行第3、第4條指令時(shí)，分別取出X1或X2對(duì)應(yīng)的輸入映像存儲(chǔ)器中的二進(jìn)制數(shù)，因?yàn)槭浅ｉ]觸點(diǎn)，自動(dòng)取反以后與前面的運(yùn)算結(jié)果作“與”運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果被暫時(shí)保存。

執(zhí)行第5條指令時(shí)，將二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算結(jié)果送入Y0對(duì)應(yīng)的輸出映像存儲(chǔ)器。

在輸出處理階段，CPU將各輸出映像存儲(chǔ)器中的二進(jìn)制數(shù)傳送給輸出模塊并鎖存起來(lái)，如果Y0對(duì)應(yīng)的輸出映像存儲(chǔ)器存放的是二進(jìn)制數(shù)1，外接的負(fù)載線圈將通電，反之將斷電。2021/6/27656.輸入/輸出滯后時(shí)間輸入/輸出滯后時(shí)間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指從PLC外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻止之間的間隔。這個(gè)時(shí)間由輸入電路的濾波時(shí)間、輸出模塊的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分組成。2021/6/2766輸入模塊的RC濾波電路用來(lái)濾除由輸入端引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)引起的不良影響。濾波時(shí)間常數(shù)決定了輸入濾波時(shí)間的長(zhǎng)短，其典型值為10ms左右。2021/6/2767輸出模塊的滯后時(shí)間與輸出模塊開(kāi)關(guān)器件的類型有關(guān)。若是繼電器型輸出電路，負(fù)載由導(dǎo)通到斷開(kāi)時(shí)的最大滯后時(shí)間為10ms；雙向晶閘管輸出電路的滯后時(shí)間約為1ms，可適應(yīng)高頻動(dòng)作；晶體管型輸出電路的滯后時(shí)間一般在1ms以下，開(kāi)關(guān)頻率高。2021/6/2768假設(shè)輸入信號(hào)X0在第n個(gè)掃描周期的輸入處理階段之后才出現(xiàn)，所以在第n個(gè)掃描周期內(nèi)各數(shù)據(jù)鎖存器均為“0”狀態(tài)；在第n+1個(gè)掃描周期的輸入處理階段，輸入繼電器X0變?yōu)椤?”狀態(tài)。在程序執(zhí)行階段，由梯形圖可知，Y1、Y2的線圈依次“通電”，它們的輸出鎖存器都變?yōu)椤?”狀態(tài)，但因在第n+1個(gè)周期程序執(zhí)行的開(kāi)始第一行中Y1的常開(kāi)觸點(diǎn)已被掃描過(guò)，在本周期Y0的線圈是不“通電”的；在第n+2個(gè)掃描周期的程序執(zhí)行階段，由于Y1的常開(kāi)觸點(diǎn)接通使Y0的線圈“通電”，Y0的輸出鎖存器驅(qū)動(dòng)負(fù)載接通?？梢?jiàn)響應(yīng)延遲最長(zhǎng)可達(dá)兩個(gè)多掃描周期。2021/6/27692021/6/2770如果交換梯形圖中第一行和第二行的位置，Y0的延遲時(shí)間將減少一個(gè)掃描周期，可見(jiàn)延遲時(shí)間可以使用程序優(yōu)化的方法來(lái)減少。PLC總的響應(yīng)延遲時(shí)間一般只有數(shù)十毫秒，對(duì)于一般的系統(tǒng)是無(wú)關(guān)緊要的。要求輸入輸出信號(hào)之間的滯后時(shí)間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的PLC或在軟件及硬件上采取適當(dāng)?shù)拇胧绮捎肦EF指令，改變?yōu)V波電路的時(shí)間常數(shù)等。2021/6/27712021/6/2772填空題1)PLC主要由

、

、

和

組成。2)繼電器的線圈“斷電”時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)

，常閉觸點(diǎn)

。3)外部輸入電路接通時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入過(guò)程映像寄存器為

狀態(tài)，梯形圖中后者的常開(kāi)觸點(diǎn)

，常閉觸點(diǎn)_____。4)若梯形圖中輸出Y的線圈“斷電”，對(duì)應(yīng)的輸出過(guò)程映像寄存器為

____狀態(tài)，在修改輸出階段后，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈

，其常開(kāi)觸點(diǎn)

，外部負(fù)載

。

CPU輸入模塊輸出模塊電源斷開(kāi)閉合1閉合斷開(kāi)0失電斷開(kāi)失電2021/6/2773第一章課后習(xí)題1.PLC主要由哪幾部分組成？2021/6/2774可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。2.簡(jiǎn)述PLC的定義。2021/6/27753.PLC有哪些主要特點(diǎn)？1.編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)2.功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高3.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)4.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)5.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少6.維修工作量小，維修方便7.體積小，能耗低2021/6/27764.與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC有哪些優(yōu)點(diǎn)？1控制方式：繼電器的控制是采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的，是利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)極延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，稱軟接線。

2控制速度繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級(jí)，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象。PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，速度快，微秒級(jí)，嚴(yán)格同步，無(wú)抖動(dòng)。

3延時(shí)控制繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時(shí)間困難。PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時(shí)間方便，不受環(huán)境影響。2021/6/27775.PLC可以用在那些領(lǐng)域？1.開(kāi)關(guān)量邏輯控制2.運(yùn)動(dòng)控制3.閉環(huán)過(guò)程控制4.數(shù)據(jù)處理5.通信聯(lián)網(wǎng)2021/6/27786..簡(jiǎn)述PLC的掃描工作過(guò)程？PLC的工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。PLC的掃描過(guò)程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個(gè)階段，全過(guò)程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。1．輸入處理輸入處理也叫輸入采樣。2．程序執(zhí)行根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。3．輸出處理程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。2021/6/27797.在梯形圖中，同一軟元件的常開(kāi)觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)使用的次數(shù)為什么沒(méi)有限制？制？PLC中位元件的觸點(diǎn)其實(shí)只是PLC內(nèi)部寄存器的一個(gè)位，在程序用用到該繼電器時(shí)，只是重復(fù)的對(duì)存儲(chǔ)器中的相應(yīng)位作“讀”操作，參與邏輯運(yùn)算，所以可以無(wú)限次的使用。2021/6/2780第2章

FX系列PLC的硬件2.1FX系列PLC的硬件結(jié)構(gòu)1．基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊FX系列PLC采用整體式結(jié)構(gòu)，基本單元內(nèi)有CPU、輸入/輸出電路和電源，擴(kuò)展單元內(nèi)只有輸入/輸出電路和電源，基本單元和擴(kuò)展單元用扁平電纜連接。

基本單元有一個(gè)RS-422編程接口和RUN/STOP開(kāi)關(guān)，F(xiàn)X1S、FX1N和FX3G系列有兩個(gè)內(nèi)置的設(shè)置參數(shù)用的小電位器。2．功能擴(kuò)展板與顯示模塊

功能擴(kuò)展板的價(jià)格便宜?？梢詫⒐δ軘U(kuò)展板或微型設(shè)定顯示模塊安裝在基本單元內(nèi)。功能擴(kuò)展板有開(kāi)關(guān)量輸入、輸出板，模擬量輸入、輸出板，8點(diǎn)電位器板和多種通信板。3．特殊模塊

有模擬量輸入/輸出模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、脈沖輸出模塊、定位單元/模塊和通信模塊等。2021/6/2781

4．存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。

（1）隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器（RAM）RAM的工作速度高、價(jià)格便宜、改寫(xiě)方便。芯片斷電后儲(chǔ)存的信息將會(huì)丟失。

FX2N、FX3U等系列用RAM和鋰電池來(lái)實(shí)現(xiàn)斷電時(shí)程序和數(shù)據(jù)的保存。需要更換鋰電池時(shí)，基本單元面板上的“電池電壓過(guò)低”發(fā)光二極管亮，同時(shí)特殊輔助繼電器M8005的常開(kāi)觸點(diǎn)接通。FX2N、FX3U等系列可以用EEPROM存儲(chǔ)器盒來(lái)擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量。

（2）只讀存儲(chǔ)器（ROM）ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫(xiě)入。斷電后儲(chǔ)存的信息不會(huì)丟失。ROM用來(lái)存放系統(tǒng)程序。

（3）EEPROM（可以電擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器）

EEPROM的數(shù)據(jù)可以讀出和改寫(xiě)，斷電后信息不會(huì)丟失。寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)間比RAM長(zhǎng)，寫(xiě)入的次數(shù)有限制。FX1S、FX1N和FX3G等系列使用EEPROM來(lái)保存用戶程序。2021/6/27822.2FX系列PLC性能簡(jiǎn)介2.2.1FX各子系列性能簡(jiǎn)介

1．FX系列產(chǎn)品型號(hào)的代碼見(jiàn)圖2-1。例如FX1N-60MT-D屬于FX1N系列，是有60個(gè)I/O點(diǎn)的基本單元，晶體管輸出型，DC電源、漏型輸入/輸出型。2021/6/2783PLC提供了多種操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的I/O接口，有各種各樣功能的I/O接口供用戶選用。I/O接口（模塊）的主要類型有：開(kāi)關(guān)量（數(shù)字量）輸入、開(kāi)關(guān)量輸出和模擬量輸入、模擬量輸出等。其中模擬量輸入輸出模塊屬于三菱PLC的特殊功能模塊，如不特別說(shuō)明，I/O接口指的是開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口。

2.3I/O模塊與特殊功能模塊2.3.1開(kāi)關(guān)量輸入電路與開(kāi)關(guān)量輸出電路1．開(kāi)關(guān)量輸入電路2021/6/2784常用的開(kāi)關(guān)量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型：直流輸入接口、交流輸入接口和交/直流輸入接口。這三種開(kāi)關(guān)量輸入接口電路的原理圖，如圖2-4所示。2021/6/27852021/6/2786常用的開(kāi)關(guān)量輸出接口按其輸出開(kāi)關(guān)功率器件有三種類型：繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出。這三種開(kāi)關(guān)量輸出接口電路原理圖，如圖2-5所示。2021/6/2787圖（a）為繼電器輸出電路，繼電器同時(shí)起隔離和功放的作用。與觸點(diǎn)并聯(lián)的R、C和壓敏電阻U在觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)起消弧作用。繼電器輸出電路可驅(qū)動(dòng)交流或直流負(fù)載，但其響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作頻率低。2021/6/2788圖（b）為晶體管輸出電路，晶體管的飽和導(dǎo)通和截止相當(dāng)于觸點(diǎn)的接通和關(guān)斷。穩(wěn)壓管用來(lái)抑制過(guò)電壓，起保護(hù)晶體管作用。晶體管輸出電路的響應(yīng)速度快，動(dòng)作頻率高，只能用于驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載。2021/6/2789圖（c）為雙向晶閘管輸出電路，光電晶閘管起隔離、功放作用。R、C和壓敏電阻用來(lái)抑制關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓和外部浪涌電流。雙向晶閘管輸出接口的響應(yīng)速度快，只能用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載。2021/6/2790第二章習(xí)題1.FX系列的基本單元與擴(kuò)展單元有什么區(qū)別？2021/6/27912.功能擴(kuò)展板有什么特點(diǎn)，F(xiàn)X系列有哪些功能擴(kuò)展板？

功能擴(kuò)展板的價(jià)格便宜?？梢詫⒐δ軘U(kuò)展板或微型設(shè)定顯示模塊安裝在基本單元內(nèi)。功能擴(kuò)展板有開(kāi)關(guān)量輸入、輸出板，模擬量輸入、輸出板，8點(diǎn)電位器板和多種通信板。2021/6/27923.PLC常用哪幾種存儲(chǔ)器？它們各有什么特點(diǎn)？

分別用來(lái)存儲(chǔ)什么信息？

PLC的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。（1）隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器（RAM）

RAM的工作速度高、價(jià)格便宜、改寫(xiě)方便。芯片斷電后儲(chǔ)存的信息將會(huì)丟失。FX2N、FX3U等系列用RAM和鋰電池來(lái)實(shí)現(xiàn)斷電時(shí)程序和數(shù)據(jù)的保存。需要更換鋰電池時(shí)，基本單元面板上的“電池電壓過(guò)低”發(fā)光二極管亮，同時(shí)特殊輔助繼電器M8005的常開(kāi)觸點(diǎn)接通。FX2N、FX3U等系列可以用EEPROM存儲(chǔ)器盒來(lái)擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量。（2）只讀存儲(chǔ)器（ROM）

ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫(xiě)入。斷電后儲(chǔ)存的信息不會(huì)丟失。ROM用來(lái)存放系統(tǒng)程序。（3）EEPROM（可以電擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器）

EEPROM的數(shù)據(jù)可以讀出和改寫(xiě)，斷電后信息不會(huì)丟失。寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)間比RAM長(zhǎng)，寫(xiě)入的次數(shù)有限制。FX1S、FX1N和FX3G等系列使用EEPROM來(lái)保存用戶程序。2021/6/27934.FX1N和FX2N系列的用戶程序分別用什么保存？FX1N內(nèi)置8K步的EEPROM（不需電池）FX2N標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置有8K步的RAM存儲(chǔ)器，由電池支持。此外，如果使用存儲(chǔ)盒選件，最大可以擴(kuò)展到16K步，存儲(chǔ)器的種類有RAM、EEPROM、EPROM可供選擇。2021/6/27945.使用帶鋰電池的PLC應(yīng)注意什么問(wèn)題？

fx1s、fx1n的不需要更換電池，內(nèi)部是使用電容保持的，通電一次，一些內(nèi)部系統(tǒng)參數(shù)會(huì)保持十天左右。所以10天內(nèi)不使用，每十天通電一次，每次至少30分鐘。要記住為PLC通電。關(guān)于fx2n電池更換的問(wèn)題，在斷電情況下，在二十秒內(nèi)，更換完畢，即可，如果超出時(shí)間，則plc的程序會(huì)清空的，在更換前做好準(zhǔn)備，把舊電池從plc拿出來(lái)，但不要把接線拆開(kāi)。最后把接線拆開(kāi)，迅速接到新電池上?；蛘吣惆裵lc的程序備份，防止程序清空。即使如此，也不能大意，假如更換電池時(shí)，程序沒(méi)了，你把備份的灌入到plc中，如果是大型設(shè)備或自動(dòng)化，你還得要調(diào)試，也不是很清楚。一定要注意。2021/6/27956.FX2N-48MR是什么單元？有多少個(gè)輸入點(diǎn)，多少個(gè)輸出點(diǎn)？屬于什么輸出類型？基本，24個(gè)輸入點(diǎn)，24個(gè)輸出點(diǎn)，繼電器輸出型。2021/6/27967.FX1S、FX1N和FX2N系列各有什么特點(diǎn)？1．FX1S系列FX1S系列PLC是超小型低價(jià)格PLC，不能擴(kuò)展。有輸入/輸出分別為6/4點(diǎn)、8/6點(diǎn)、12/8點(diǎn)和16/14點(diǎn)的基本單元。功能簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格便宜，可用于小型開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)，最多30個(gè)I/O點(diǎn)，有通信功能，可用于一般的緊湊型PLC不能應(yīng)用的地方；2．FX1N系列有輸入/輸出分別為8/6點(diǎn)、14/10點(diǎn)、24/16點(diǎn)和36/24點(diǎn)的基本單元。最多128個(gè)I/O點(diǎn)?？捎糜谝筝^高的的中小型系統(tǒng)；FX1NC、FX2NC和FX3UC的輸入/輸出為連接器型，屬于緊湊型標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型。緊湊型產(chǎn)品用得少。3．FX2N系列有輸入/輸出分別為8/8點(diǎn)、16/16點(diǎn)、24/24點(diǎn)、32/32點(diǎn)、40/40點(diǎn)和64/64點(diǎn)的基本單元，最多可擴(kuò)展到256個(gè)I/O點(diǎn)。可用于要求很高的系統(tǒng)。2021/6/27978.FX3G、FX3U和FX3UC系列分別是什么系列的升級(jí)產(chǎn)品？FX2N已停產(chǎn)。FX3U、FX3UC是FX2N和FX2NC系列的升級(jí)產(chǎn)品，F(xiàn)X3G是FX1N系列的升級(jí)產(chǎn)品。2021/6/27989.開(kāi)關(guān)量輸出模塊有哪些類型，各有什么特點(diǎn)？

繼電器型輸出模塊，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和瞬時(shí)過(guò)電流的能力較強(qiáng)，動(dòng)作速度較慢，觸點(diǎn)壽命有限制。晶體管型與雙向晶閘管型輸出模塊的可靠性高，反應(yīng)速度快，壽命長(zhǎng)，過(guò)載能力稍差。繼電器輸出電路可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載和直流負(fù)載。雙向晶閘管輸出電路只能驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載。晶體管輸出電路只能驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載。2021/6/2799第3章FX系列PLC編程基礎(chǔ)

3.1PLC的編程語(yǔ)言1.順序功能圖

用來(lái)編制順序控制程序，第5章將詳細(xì)介紹。

2.梯形圖

梯形圖是使用得最多的圖形編程語(yǔ)言。在分析梯形圖中的邏輯關(guān)系時(shí)，可以想象左右兩側(cè)垂直母線之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓。觸點(diǎn)電路接通時(shí)，有一個(gè)假想的“能流”流過(guò)線圈。能流只能從左向右流動(dòng)。2021/6/271003.功能塊圖功能塊圖是類似于數(shù)字邏輯電路的編程語(yǔ)言，國(guó)內(nèi)很少使用。4.指令表

指令表程序由指令組成，適合程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用。5.結(jié)構(gòu)文本

結(jié)構(gòu)文本是為IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專用的高級(jí)編程語(yǔ)言。PASCAL、C、BASIC等高級(jí)編程語(yǔ)言，這種編程方式叫做結(jié)構(gòu)文本

2021/6/27101（1）數(shù)據(jù)表示形式十進(jìn)制數(shù)：十進(jìn)制數(shù)大家比較熟悉，像定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值（K），輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)繼電器等的編號(hào)都是十進(jìn)制數(shù)。八進(jìn)制數(shù)：FX系列PLC的輸入繼電器、輸出繼電器的地址編號(hào)采用的是八進(jìn)制。十六進(jìn)制數(shù)：定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值（H）即為十六進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)：它主要存在于各類繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)及線圈。BCD碼：BCD碼是按二進(jìn)制編碼十進(jìn)制數(shù)。每位十進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，0～9對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)依次為0000～1001。在PLC中有時(shí)候十進(jìn)制數(shù)以BCD碼的形式出現(xiàn)，它還常用于BCD碼輸出形式的數(shù)字開(kāi)關(guān)或七段碼顯示器控制等方面。2021/6/27102（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)FX系列PLC有三種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：位數(shù)據(jù)、字?jǐn)?shù)據(jù)和字位混合數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)只有“0”、“1”或者ON、OFF兩種狀態(tài)，可以代表觸點(diǎn)的接通、斷開(kāi)，線圈的通電、斷電等。字?jǐn)?shù)據(jù)由16位二進(jìn)制數(shù)組成，雙字?jǐn)?shù)據(jù)則由32位二進(jìn)制數(shù)組成。字位混合數(shù)據(jù)是上述字?jǐn)?shù)據(jù)與位數(shù)據(jù)混合型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如后面介紹的編程元件定時(shí)器（T）和計(jì)數(shù)器（C）都是采用字位混合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2021/6/27103

3.2FX系列PLC的軟元件

3.2.1位軟元件

位軟元件只有兩種不同的狀態(tài)，線圈“通電”、常開(kāi)觸點(diǎn)接通、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)稱為ON，相反的狀態(tài)稱為OFF。分別用二進(jìn)制數(shù)1和0來(lái)表示這兩種狀態(tài)。1．輸入繼電器（X）

輸入繼電器是PLC接收外部輸入的開(kāi)關(guān)量信號(hào)的窗口。

輸入繼電器和輸出繼電器的軟元件號(hào)用八進(jìn)制數(shù)表示，其他軟元件的元件號(hào)為十進(jìn)制數(shù)。八進(jìn)制數(shù)只有0～7這8個(gè)數(shù)字，遵循“逢8進(jìn)1”的運(yùn)算規(guī)則。

基本單元的輸入繼電器和輸出繼電器的軟元件號(hào)從0開(kāi)始，擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊接著它左邊的模塊的輸入、輸出編號(hào)自動(dòng)分配，但是元件號(hào)的末位數(shù)從0開(kāi)始分配。2．輸出繼電器（Y）

輸出繼電器是PLC向外部負(fù)載發(fā)送信號(hào)的窗口。如果圖3-5的梯形圖中Y4的線圈“通電”，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載工作。2021/6/271043．一般用途輔助繼電器（M）

輔助繼電器相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)的中間繼電器，是一種內(nèi)部的狀態(tài)標(biāo)志位，它沒(méi)有斷電保持功能。

2021/6/271054．?dāng)嚯姳３中洼o助繼電器斷電保持型輔助繼電器可以記憶電源中斷瞬時(shí)的狀態(tài)。在電源中斷時(shí)，F(xiàn)X1S、FX1N和FX3G等系列用EEPROM或電容器中的電荷來(lái)保存軟元件的信息。FX2N和FX3U等系列用RAM和鋰電池來(lái)保存軟元件的信息。斷電保持型輔助繼電器只是在PLC重新通電后的第一個(gè)掃描周期保持?jǐn)嚯娝矔r(shí)的狀態(tài)。為了利用它們的斷電記憶功能，可以采用圖3-6中有記憶功能的電路2021/6/27106這樣，可以將PLC停電時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)保持，當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)繼續(xù)停電前的動(dòng)作狀態(tài)，2021/6/27107

5．特殊輔助繼電器FX3G、FX3U和FX3UC有512點(diǎn)特殊輔助繼電器，其他系列為256點(diǎn)。特殊輔助繼電器分為兩類。

（1）觸點(diǎn)利用型

在用戶程序中直接使用其觸點(diǎn)，下面是幾個(gè)例子：1）M8000（運(yùn)行監(jiān)視）：RUN模式為ON；STOP模式為OFF。2）M8002（初始化脈沖）：僅在M8000由OFF變?yōu)镺N的一個(gè)掃描周期內(nèi)為ON。3）M8004（錯(cuò)誤發(fā)生）：運(yùn)算出錯(cuò)時(shí)為ON，例如除法指令的除數(shù)為0。4）M8005：鋰電池電壓下降至規(guī)定值時(shí)變?yōu)镺N。5）M8011～M8014分別是10ms、100ms、1s和1min時(shí)鐘脈沖，占空比為50%。2021/6/27108

（2）線圈驅(qū)動(dòng)型

由用戶程序驅(qū)動(dòng)其線圈，使PLC執(zhí)行特定的操作。例如：M8030的線圈“通電”后，“電池電壓降低”發(fā)光二極管熄滅；M8034的線圈“通電”時(shí)，禁止所有的輸出；

執(zhí)行菜單命令“幫助”→“特殊繼電器/寄存器”，可以找到分類排列的特殊繼電器和特殊寄存器的幫助信息。6．狀態(tài)

狀態(tài)（S，State）是用于編制順序控制程序的軟元件，它與STL指令（步進(jìn)梯形指令）一起使用（見(jiàn)第5章）。2021/6/271093.2.2定時(shí)器

16個(gè)連續(xù)的二進(jìn)制位組成一個(gè)字（Word）。定時(shí)器（T）的當(dāng)前值字的最大值為32767。定時(shí)器對(duì)PLC內(nèi)部的1ms、10ms和100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行加計(jì)數(shù)，達(dá)到設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器的輸出觸點(diǎn)動(dòng)作?？梢杂贸?shù)K或數(shù)據(jù)寄存器（D）的值來(lái)作定時(shí)器的設(shè)定值。2021/6/271101．一般用途定時(shí)器FX各子系列的定時(shí)器見(jiàn)表3-2。100ms、10ms和1ms定時(shí)器的最大定時(shí)時(shí)間分別為3276.7s、327.67s和32.767s。

在子程序或中斷程序中應(yīng)使用T192～T199。

圖3-9中X0的常開(kāi)觸點(diǎn)接通時(shí)，T1的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器從零開(kāi)始，對(duì)100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。當(dāng)前值等于設(shè)定值100（10s）時(shí)，T1的常開(kāi)觸點(diǎn)接通，當(dāng)前值保持不變。X0的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)或PLC斷電時(shí)，T1被復(fù)位，復(fù)位后T1的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，當(dāng)前值被清零。一般用途定時(shí)器沒(méi)有斷電保持功能。2021/6/271112021/6/271122．累計(jì)型定時(shí)器

圖3-10中X1的常開(kāi)觸點(diǎn)接通時(shí)，累計(jì)型定時(shí)器T250的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對(duì)100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。X1的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)或PLC斷電時(shí)停止定時(shí)，T250的當(dāng)前值保持不變。X1的常開(kāi)觸點(diǎn)再次接通或重新上電時(shí)繼續(xù)定時(shí)，累計(jì)時(shí)間為9s時(shí)，T250的常開(kāi)觸點(diǎn)動(dòng)作。需要用復(fù)位指令RST將累計(jì)型定時(shí)器強(qiáng)制復(fù)位。

2021/6/271133.2.3內(nèi)部計(jì)數(shù)器

內(nèi)部計(jì)數(shù)器（C）用來(lái)對(duì)PLC的內(nèi)部映像存儲(chǔ)器（X、Y、M和S）提供的信號(hào)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)信號(hào)為ON或OFF的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于PLC的掃描周期。1．16位加計(jì)數(shù)器16位加計(jì)數(shù)器的設(shè)定值為1～32767。當(dāng)計(jì)數(shù)器的復(fù)位輸入電路斷開(kāi)，X0的常開(kāi)觸點(diǎn)由斷開(kāi)變?yōu)榻油〞r(shí)（即計(jì)數(shù)脈沖的上升沿），C0的當(dāng)前值加1。C0的當(dāng)前值等于設(shè)定值5時(shí)，C0的常開(kāi)觸點(diǎn)接通。再來(lái)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)其當(dāng)前值不變。計(jì)數(shù)器也可以通過(guò)數(shù)據(jù)寄存器來(lái)指定設(shè)定值。X1的常開(kāi)觸點(diǎn)接通時(shí)，C0被復(fù)位，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，計(jì)數(shù)當(dāng)前值被清0。2021/6/271142021/6/271152．32位加減計(jì)數(shù)器32位加減計(jì)數(shù)器C200～C234的設(shè)定值為–2147483648～+2147483647，特殊輔助繼電器M8200～M8234為ON時(shí)，對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器為減計(jì)數(shù)，反之為加計(jì)數(shù)。2021/6/27116

3.2.5數(shù)據(jù)寄存器、指針與常數(shù)1．?dāng)?shù)據(jù)寄存器

數(shù)據(jù)寄存器（D）用來(lái)存儲(chǔ)16位二進(jìn)制數(shù)（一個(gè)字），兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來(lái)可以存放32位數(shù)據(jù)。在D0和D1組成的32位數(shù)據(jù)寄存器（D0，D1）中，D0存放低16位，D1存放高16位。數(shù)據(jù)寄存器的最高位為符號(hào)位，符號(hào)位為0時(shí)數(shù)據(jù)為正，為1時(shí)數(shù)據(jù)為負(fù)。

（1）一般用途數(shù)據(jù)寄存器沒(méi)有斷電保持功能。

（2）PLC從RUN模式進(jìn)入STOP模式時(shí)，斷電保持型寄存器的值保持不變。

（3）擴(kuò)展寄存器和擴(kuò)展文件寄存器FX3G、FX3U和FX3UC的擴(kuò)展寄存器（R）用來(lái)擴(kuò)展數(shù)據(jù)寄存器（D）。擴(kuò)展寄存器（R）的內(nèi)容可以保存在擴(kuò)展文件寄存器（ER）中。

2021/6/271172．特殊用途的數(shù)據(jù)寄存器

FX3G、FX3U和FX3UC的特殊用途數(shù)據(jù)寄存器為512點(diǎn)（D8000～D8511），其他系列為256點(diǎn)（D8000～D8255），用來(lái)控制和監(jiān)視PLC內(nèi)部的各種工作方式和軟元件。可以用編程軟件的幫助功能查看特殊用途數(shù)據(jù)寄存器的功能。2021/6/27118

3．文件寄存器D1000開(kāi)始是斷電保持型數(shù)據(jù)寄存器，可以將它們?cè)O(shè)置為最大7000點(diǎn)的文件寄存器（見(jiàn)表3-6），每500點(diǎn)文件寄存器為1個(gè)記錄塊。

文件寄存器用來(lái)設(shè)置具有相同軟元件編號(hào)的數(shù)據(jù)寄存器的初始值。4．外部調(diào)整寄存器FX1S、FX1N和FX3G有兩個(gè)內(nèi)置的設(shè)置參數(shù)用的小電位器，用小螺絲刀調(diào)節(jié)電位器，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器D8030或D8031的值（0～255）隨之而變。5．變址寄存器FX系列有16個(gè)變址寄存器V0～V7和Z0～Z7。在32位操作時(shí)將軟元件號(hào)相同的V、Z（例如V2、Z2）合并使用，Z為低位。

變址寄存器用來(lái)改變軟元件的編號(hào)或常數(shù)的值。實(shí)例見(jiàn)4.1.1節(jié)。2015.3.20講到這里。

2021/6/27119

6．指針指針包括分支、子程序用的指針（P），和中斷用的指針（I）。指針是用于指示跳轉(zhuǎn)目標(biāo)和中斷程序的入口地址標(biāo)號(hào)，具體包括分支用指針（P）和中斷指針（I），在梯形圖中它們放在系統(tǒng)左母線的左邊。1）分支用指針（P0～P127）分支用指針用來(lái)指示子程序調(diào)用指令（CALL）調(diào)用子程序的入口地址，或者條件跳轉(zhuǎn)指令（CJ）的跳轉(zhuǎn)目標(biāo)。FX2N共有128點(diǎn)分支用指針。2021/6/271207．常數(shù)

K用來(lái)表示十進(jìn)制常數(shù)，例如K2358。

H用來(lái)表示十六進(jìn)制常數(shù)，例如H8A76，十六進(jìn)制使用0～9和A～F這16個(gè)數(shù)字符號(hào)。2021/6/271213.4FX系列PLC的基本指令3.4.1與觸點(diǎn)線圈有關(guān)的指令LD和LDI分別是電路開(kāi)始的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的指令。AND和ANI分別是常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令。OR和ORI分別是常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令。

上述觸點(diǎn)指令可以用于軟元件X、Y、M、T、C和S。OUT是驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令，可以用于Y、M、T、C和S。線圈和輸出類指令應(yīng)放在梯形圖同一行的最右邊。連續(xù)使用的OUT指令相當(dāng)于線圈的并聯(lián)。

定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的OUT指令之后應(yīng)設(shè)置以字母K開(kāi)始的十進(jìn)制常數(shù)或數(shù)據(jù)寄存器D。2021/6/271222021/6/271232021/6/27124

【例3-1】已知圖3-47中X1的波形，畫(huà)出M0的波形。

在X1上升沿之前，X1的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，M0和M1均為OFF，其波形用低電平表示。

在X1的上升沿，X1和M1的觸點(diǎn)同時(shí)閉合，M0變?yōu)镺N。

從上升沿之后的第二個(gè)掃描周期開(kāi)始，M1為ON，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使M0為OFF。M0只是在X1的上升沿ON一個(gè)掃描周期。交換上下兩行電路，M0的線圈不會(huì)通電。2021/6/271253.4.2電路塊串并聯(lián)指令與堆棧指令1．電路塊串并聯(lián)指令ORB和ANB指令分別是多觸點(diǎn)電路塊的并聯(lián)、串聯(lián)連接指令。

指令表中的ORB指令將它上面的兩個(gè)觸點(diǎn)電路塊并聯(lián)，它相當(dāng)于電路塊間右側(cè)的一段垂直連線。在指令表中，要并、串聯(lián)的電路塊的起始觸點(diǎn)使用LD或LDI指令。

指令表中的ANB指令將它上面的兩個(gè)觸點(diǎn)電路塊串聯(lián)。ANB指令相當(dāng)于兩個(gè)電路塊之間的串聯(lián)連線，該點(diǎn)也是它右邊的電路塊的LD點(diǎn)。2021/6/271262021/6/27127

【例3-2】將圖3-50中的指令表程序轉(zhuǎn)換為梯形圖。

首先在語(yǔ)句表中將電路劃分為若干塊，各電路塊從含有LD的指令（例如LD、LDI和LDP等）開(kāi)始，在下一條含有LD的指令或ANB、ORB指令之前結(jié)束。然后分析各塊電路之間的串并聯(lián)關(guān)系。ORB或ANB指令并、串聯(lián)的是它上面靠近它的已經(jīng)連接好的電路。2021/6/271282021/6/271292．堆棧指令與多分支輸出電路MPS、MRD和MPP指令分別是壓入堆棧、讀取堆棧和彈出堆棧指令，它們用于多重輸出電路。堆棧采用先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)存取方式，MPS指令用于儲(chǔ)存電路中分支處的邏輯運(yùn)算結(jié)果，執(zhí)行MPS指令時(shí)，邏輯運(yùn)算結(jié)果壓入堆棧的第一層，堆棧中原來(lái)的數(shù)據(jù)依次向下一層推移。MRD指令讀取存儲(chǔ)在堆棧最上層的電路中分支點(diǎn)處的運(yùn)算結(jié)果，將下一個(gè)觸點(diǎn)強(qiáng)制性地連接在該點(diǎn)。2021/6/271302021/6/27131MPP指令彈出（調(diào)用并去掉）存儲(chǔ)在堆棧最上層的電路分支點(diǎn)的運(yùn)算結(jié)果。將下一觸點(diǎn)連接到該點(diǎn)，然后從堆棧中去掉該點(diǎn)的運(yùn)算結(jié)果。堆棧中各層的數(shù)據(jù)向上移動(dòng)一層，最上層的數(shù)據(jù)在讀出后從堆棧內(nèi)消失。

將梯形圖轉(zhuǎn)換為指令表程序時(shí)，編程軟件自動(dòng)加入MPS、MRD和MPP指令。寫(xiě)入指令表程序時(shí)，必須由用戶來(lái)寫(xiě)入MPS、MRD和MPP指令。

每一條MPS指令必須有一條對(duì)應(yīng)的MPP指令，處理最后一條支路時(shí)必須使用MPP指令，而不是MRD指令。2021/6/271322021/6/27133

3.4.3邊沿檢測(cè)指令與微分輸出指令1．邊沿檢測(cè)指令PLS是上升沿檢測(cè)指令，PLF是下降沿檢測(cè)指令。它們只能用于輸出繼電器和非特殊的輔助繼電器。圖3-53中的M0僅在X0的常開(kāi)觸點(diǎn)由斷開(kāi)變?yōu)榻油ǎ碭0的上升沿）時(shí)的一個(gè)掃描周期內(nèi)為ON，M1僅在X0的常開(kāi)觸點(diǎn)由接通變?yōu)閿嚅_(kāi)（即X0的下降沿）時(shí)的一個(gè)掃描周期內(nèi)為ON。2021/6/271342021/6/27135

2．邊沿檢測(cè)觸點(diǎn)指令LDP、ANDP和ORP是用來(lái)檢測(cè)上升沿的觸點(diǎn)指令，LDF、ANDF和ORF是用來(lái)檢測(cè)下降沿的觸點(diǎn)指令。2021/6/27136

【例3-3】單按鈕控制電路的仿真實(shí)驗(yàn)

電動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)按下按鈕，因?yàn)镸2的線圈斷電，其常閉觸點(diǎn)閉合，X7的上升沿檢測(cè)觸點(diǎn)使Y15的線圈通電并自保持，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。再次按下按鈕，M2的線圈通電，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Y15的線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停機(jī)。2021/6/271373.4.4其他指令1．置位指令與復(fù)位指令

置位指令SET將指定的軟元件置位，X3的常開(kāi)觸點(diǎn)接通時(shí)，M3變?yōu)镺N并保持該狀態(tài)。復(fù)位指令RST將指定的軟元件復(fù)位，X5的常開(kāi)觸點(diǎn)接通時(shí)，M3變?yōu)镺FF并保持該狀態(tài)。置位復(fù)位指令有記憶和保持的功能。SET指令可