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1、机电传动控制-PLC部分,第三章 可编程控制器（PLC）,3 PLC编程元件及编程语言,2 可编程控制器的基本组成和工作原理,4 可编程控制器的应用举例,1 可编程控制器概述,1 可编程控制器概述,一、可编程控制器的产生,1 编程简单、现场可修改程序；2 维护方便、采用插件式结构；3 可靠性高于继电器控制系统；4 体积小于继电器控制系统；5 数据可以直接送入计算机；,6 成本可与继电器系统竞争；7 输入可为市电；8 输出可为市电，能直接驱动 电磁阀、交流接触器等；9 通用性强、易于扩展；10 用户存储器大于4K。,1968年 美国通用汽车公司提出的替代继电器控制系统的新型控制器的十项指标：,第
2、二年，1969年DEC(数字设备公司）研制出了第一台可编程序控制器。由于功能上只有逻辑计算、计时、计数及顺序控制，而且只能进行开关量控制，因此称之为可编程序逻辑控制器（PLC）。,什么是PLC?,PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。,早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC),随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmable controller，略写PC)。为区别于P
3、ersonal Computer(PC)，故沿用PLC 这个略写。,自PLC出现以来，得到广泛应用，它已成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。PLC、工业机器人、数控机床并称为机械加工自动化的三大支柱。,1978.2国际电工委员会（IEC）PLC的定义：,可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都按易于与工业系统连成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。,1、PL
4、C替代继电接触器控制,PLC与继电接触器控制系统的比较,电动机点动与连续控制,2、电器控制系统的组成,系统根据操作指令（如SB）及被控对象（如电机等）发出的信号（如SQ），由控制电路按规定的动作要求决定执行什么动作或动作的顺序，然后驱动输出设备实现各种操作。实现控制功能的控制电路是采用硬接线将各种继电器及触点连接而成，接线复杂且故障点多，并且控制任务不同时，控制线路也不同，不易灵活改变。,输入部分、输出部分、控制部分,系统根据操作指令（如SB）及被控对象（如电机等）发出的信号（如SQ），由PLC按规定的动作要求决定执行什么动作或动作的顺序，然后驱动输出设备实现各种操作。PLC控制系统是通过程序
5、实现各种控制功能，并可以通过改变用户程序改变控制功能，从根本上解决了电器控制系统控制电路难以改变的问题。,输入部分、输出部分、控制部分,3、PLC控制系统的组成,4、PLC对电器控制系统的等效PLC的用户程序（软件）代替了继电器控制电路（硬件）。可将PLC等效成是许许多多各种各样的“软继电器”和“软接线”的集合，而用户程序就是用“软接线”将“软继电器”及其“触点”按一定要求连接起来的“控制电路”。这种等效关系见图。此例中PLC系统主电路不变，SB1、SB2、SB3分别与PLC内部的“软继电器”X1、X2、X3的“线圈”对应，KM与PLC内部的“软继电器”Y1对应，控制功能由PLC的用户程序实现
6、。PLC用户程序要实现的是：如何用输入继电器X3、X1、X2来控制输出继电器Y1。当控制要求复杂时，程序中还要采用内部其它类型的“软继电器”，如辅助继电器M0、定时器、计数器等。,PLC等效电路,5、PLC与电器控制系统的区别：控制方法上：硬：软工作方式上：并行工作方式：串行工作方式控制速度上：慢：快 定时和计数控制上：精度低：精度高 可靠性和可维护性上：可靠性低：可靠性高,二 PLC的特点,可靠性高，抗干扰能力强，适应各种环境使用灵活，通用性强（软连接，模块式，控制程序变化方便，具有很好的柔性）功能完善，适应面广（数字和模拟量输入输出、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序控制、自诊断、人机对话、
7、通讯联网、图形显示。实现现场控制远程控制）编程直观、简单、易掌握 接口简单，功能强大（输入输出接口直接与设备连接）体积小、重量轻、功耗低、便于维修,PLC的应用,开关量逻辑控制自动生产线、机床电气控制、运输带、包装机等运动控制金属切削机床、装配机器人、电梯等。闭环过程控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。数据处理数学运算、数据传输、转换、排序、查表、位操作。通信联网PLC与远程I/O、PLC之间、PLC与其它智能控制器之间。,三、PLC分类,按输入（INPUT）和输出（OUTPUT）点数分为：点数 存储器容量 适用场合 功能小型 128 以下 2KB以下 开关量控制 逻辑运算 记数
8、 计时 中型 2561024 28KB 开关量控制 逻辑运算 模拟量输入输出 模拟量控制 数据传送 数据通讯 大型 10248192 8KB以上 各种控制 数据运算 模拟调节 实时中断 过程监控 联网通讯文件处理 远程控制 智能控制按结构形式，分为 整体式：cpu单元、输入输出部件在电路板，电源装在机壳内。小型机 模块式：cpu模块、输入模块、输出模块、电源模块、控制模块 插入机架插座。大中型机,2 可编程控制器的基本组成和工作原理,PLC是以微处理器为核心的控制系统，是一台微型计算机。由硬件、软件两大部分组成。,硬件组成：主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、扩展接口、通信
9、接口、电源等部分组成。软件组成：包括系统程序和用户程序。系统程序如系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的应用程序。,作用：采集反映被控制对象的内部运动的信息，对这些信息按照一定的算法处理加工，获得可以控制被控制对象行为的控制信号并输出施加于被控制对象。这个过程实质就是对信息进行转换与处理的过程。,PLC的基本组成,一、PLC的硬件,基本组成：中央处理单元(CPU板)存储器 输入输出(I/O)部件 电源部件,（基本组成部分、I/O扩展部分、外部设备）,PLC结构示意图,各组成部分的作用,2.存储器,1.CPU,(1)
10、从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令。(2)将各种输入信号取入。(3)把运算结果送到输出端。(4)响应各种外部设备的请求。,RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。,3.输入、输出接口,将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。,将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。,采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。,输入接口作用,输出接口作用,输出三种形式：,（1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强
11、电干扰。,COM,光电三极管,发光二极管,直流电源,输入端子,PLC,继电器输出,（2）输出接口电路：均采用模块式。,以继电器形式为例：,PLC,小型机：一体机。有接口可扩展。中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。,4.各种接口、高功能模块：便于扩展。,编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。,5.编程设备,用户可以通过键盘输入和调试程序；另外在运行时，还可以对整个控制过程进行监控。,外形的样子,PLC,编程器,PLC软件包括：系统软件和应用软件。1.系统软件：由生产厂家编制，用来管理、协调的各部分工作，充分发挥硬件功能的程序，通常被固化在R
12、OM中与PLC一起提供给用户。其功能：初始化、系统自诊断、命令识别与处理、用户程序编译、模块自程序及调试管理2.应用软件 由用户自己编制的用来完成对控制对象的控制的程序.,二 PLC软件,1 可编程控制器的等效电路,三、可编程控制器的基本工作原理,异步机直接起动,2 PLC的工作方式,中低档PLC大多采用循环扫描的工作方式。扫描周期应小于输出继电器的动作时间，一般扫描周期约2040ms,而大型PLC增加了中断工作方式。PLC工作过程分：输入采样、程序执行、输出刷新CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又返回第一条，不断循环。,特点:集中采样和集中输出.输入的变化只能在每次扫描周期中的输入采样阶
13、段被读入，输出映像寄存器的内容要等到一个扫描周期结束后，才集中送至输出锁存电路，去控制执行机构。,扫描过程示意图,检查CPU等内部硬件，对监视定时器（WDT）复位以及其它工作,与其它装置（如编程器、计算机等）实现通信，对PLC联机或离线编程。,按顺序对所有输入端的状态进行采样，并存入相应寄存器,对用户程序扫描执行，并将结果存入相应的寄存器,将寄存器中与输出有关的状态，转到输出锁存器，输出驱动外部负载,输入采样阶段 PLC按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。程序执行阶段PLC对程序按顺序进行扫描执行。PLC从涉及到的映像寄存器中读出状态，根据用
14、户程序进行运算，结果存入元件或输出映象寄存器中。对于这两个映象寄存器来说，其内容会随程序执行的过程而变化。输出刷新阶段 当所有程序执行完毕后，进入输出处理阶段。在这一阶段里，PLC将输出映象寄存器中的状态转存到输出锁存器中并输出，驱动外部负载。,PLC 执行程序过程,输入设备,输出设备,寄存输入结果,寄存执行结果,锁存输出状态,输出刷新,程序执行,元件映像寄存器,读,写,写,读,寄存中间结果,锁存输入状态,读,PLC I/O处理示意图,基本单元和扩展单元,基本单元又称主机，整体组合结构由CPU(含ROM和RAM)、I/O模块、EPROM模块和电源模块组合而成。扩展单元也称扩展箱，通过扁平电缆与
15、基本单元相连，用于扩展I/O点数。,系统配置,控制系统必须有一个基本单元，若 I/O点数不够，可引入扩展单元。,3 PLC的性能指标与发展趋势,一、PLC的性能指标,1.输入/输出点数(I/O点数)。2.扫描速度。单位：ms/1000步 或 s/步3.内存容量。指令条数。内部寄存器数目。高功能模块。,二、PLC的发展趋势,2 向超大型、超小型两个方向发展,1 向高速度、大容量方向发展,3 PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力,4 增强外部故障的检测与处理能力,5 编程语言多样化,一 CPM2AH型PLC简介,CPM2A系列PLC是欧姆龙公司生产的小型整体式PLC。结构紧凑、指令丰富、性能良
16、好，功能强、价格适当。,CPM2AH：CPU单元(主机)、I/O扩展单元、特殊扩展单元等组成。主机按I/O点数分：20点、30点、40点、60点；按电源类型分：AC型、DC型；按输出方式分：继电器输出型、晶体管输出型。,型号表示方法CPM2A-40CDR-A 基本单元,24点入,16点出(继电器),主机的外部连接口有I/O接线端子、各种外连插座或插槽。I/O接线端子可直接用来连接控制现场的输入信号（开关、按钮等）和被控执行部件（接触器、电磁阀等）；三个隐藏式插槽，其中外围端口插槽和RS232C端口插槽用于连接各种编程器、标准外围设备、计算机以及实现上位链接等，另一个是I/O扩展连接器插槽，用于
17、连接I/O扩展单元和特殊扩展单元等。,4 CPM2AH系列 PLC简介及编程元件,PLC内部有许多具有不同功能的器件：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、数据存储区。为了区别实际的物理器件，上述PLC内部的器件称为软元件。不同厂家、同一厂家的不同型号的PLC的软元件的数量、种类都不一样。CPM2A系列PLC是欧姆龙公司生产的小型整体式PLC。编程元件编号按照“通道(CH)”分类，每个通道包含16个位(继电器).每个继电器编号用5位十进制表示，如000.01简化为0.01。,二、可编程控制器编程元件,(1)输入继电器 是PLC接收外部开关信号的接口，输入继电器常开触点、常闭触点使
18、用次数不限。输入继电器只能由外部信号驱动，不能由程序驱动。(2)输出继电器 用来传送信号到外部负载的元件。输出继电器常开触点、常闭触点使用次数不限。但只有一对动合触点供外部使用。,外部输入触点,00000,0.00,0.00,输入端子,输入继电器,01000,输出端子,外部动合触点,COM,0.06,10.00,10.00,0.03,10.00,10.00,输入继电器电路,输出继电器电路,1 输入/出继电器,（3）暂存继电器：编程时，从一个点分出几个线圈，而分支点后要连接接 点时，必须使用暂存继电器 TR0TR7,（4）辅助记忆继电器AR：具有各种动作标志功能,存放PLC的动作异常标志、高速计
19、数、脉冲输出动作状态标志、扫描周期最大值和当前值、扩展单元连接台数、断电发生次数、通信出错码等。,(5)链接继电器（LR）：用于CPM2AH同系列、CPM2AH和CPM1A、CQM1、CPM1、SRM1或者C200HX/HE/HG的1：1链接通信时，与对方PLC交换数据的继电器。,（6）内部专用继电器:用于监视PLC的工作状态，自动产生时钟脉冲、对状态进行判断等。其特点是用户不能对其进行编程，而只能在程序中读取其触点状态。,2 辅助继电器,253.09,253.13,253.14,254.00,254.01,扫描周期100130ms ON,出错标志 ON,PLC运行状态，常ON,PLC运行状态
20、，常OFF可用作运行监视器,255.00,255.01,255.02,产生0.1s 脉冲,产生0.2s 脉冲,产生1s 脉冲,255.05,进位标志(有进位、借位)ON,执行CMP 指令的比较结果,大于 ON,等于 ON,小于 ON,PLC开始运行，ON 一扫描周期，初始化脉冲，,产生1 min脉冲,产生0.02s 脉冲,254.15,255.06,255.07,255.04,255.03,(1)定时器（TIM000TIM255）-时间继电器,预置值为十进制数19999（从预置值递减，减到0时触点动作。线圈失电，停止计时，定时器复位）时标单位为0.1s，定时范围0999.9s。高速定时器时标单
21、位为0.01s，定时范围0.0199.99s。,(2)计数器（CNT000-255）提供计数操作 计数器（CNT 减1计数）和可逆计数器（CNTR 减、加计数）注意：一个程序中，TIM、CNT、CNTR编号不能重复使用,4 数据存储器（区）DM 进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据存储器存储数据和参数。每个存储区用来保持16位数据，掉电时保持内容。只能以通道形式访问 读/写数据存储器 寻址范围：DM0000DM2047,256位，TIM/CNT000TIM/CNT255，定时器、计数器共用相同编号,3 定时器/计数器,一、编程语言,（1）梯形图：类似继电器控制，沿用继电器的线
22、圈、触点、并联、串联等术语和图形符号。简单、直观、易读。（2）语句表：类似计算机汇编语言，用助记符缩写符号编程组成：地址（序号）、指令名称（功能）、数据（继电器编号、定时或计数设定值、DM区、立即数）（3）功能表图（状态转移图）：它将一个完整的控制过程分为若干阶段，各阶段具有不同的动作，阶段间有一定的转换条件，转换条件满足就实现阶段转移，上一阶段动作结束，下一阶段动作开始。（4）高级语言：大型PLC完成复杂控制，可采用BASIC、C等高级语言 用得最多的是梯形图和语句表,5 指令及其编程指导,二、基本指令及其编程方式,1.LD、LD NOT、OUT指令,LD：动合触点与母线相连LDNOT：动断
23、触点与母线相连OUT：输出（线圈驱动）OUTNOT：输出取反,地址 操作码 操作数0000 LD 0.000001 OUT 10.000002 LDNOT 0.010003 OUT 10.01,LD 0.00OUT 10.00LDNOT 0.01OUT 200.00LD 200.00OUTNOT 10.01END,1 取指令、输出指令,LD 0.00AND 0.01OUT 10.01,LD 0.01ANDNOT 0.02OUT 20.01,LDNOT 0.01OR 20.02OUT 20.02,LD 0.01ORNOT 0.02OUT 10.02,AND ANDNOT OR ORNOT,2 与
24、指令、或指令,与指令：AND、AND NOTAND：动合触点串联 AND NOT：动断触点串联,LD 0.00AND 0.01OUT 10.00LD 0.02ANDNOT 0.03OUT 10.01END,或指令：OR OR NOTOR：动合触点并联OR NOT：动断触点并联,LD 0.00OR 0.01OUT 10.00LD 0.02ORNOT 0.03OUT 10.01END,LD 0.01ORNOT 0.02LDNOT 0.03OR 10.02ANDLDOUT 10.02,LD 0.01ANDNOT 0.03LDNOT 0.02AND 0.04ORLDOUT 10.02,3 块与指令 A
25、ND LD 块或指令 OR LD,AND LD指令举例,（a）梯形图,（b）指令表,（c）指令表,块与指令；AND LDAND LD:电路块串联（块与）,LD 0.00AND 0.01LD 0.02ANDNOT 0.03ORLDLDNOT 0.04AND 0.05ORLDOUT 10.00END（b）,分批使用,LD 0.00AND 0.01LD 0.02ANDNOT 0.03LDNOT 0.04AND 0.05ORLDORLDOUT 10.00END（c）,连续使用,ORLD指令举例（a）梯形图（b）、（c）指令表,块或指令:OR LDOR LD:电路块并联（块或）,LD 0.00ORNOT
26、 0.01LD 0.02AND 0.03LD 0.04AND 0.05ORLDORNOT 0.06ANDLDOR 0.07OUT 10.00END,块或,块与,或,或,ANDLD、ORLD指令举例,4 NOP 空操作 5END指令：程序结束,三、功能指令及编程方式,TIM(定时器)TIMH(高速定时器)（编号在000255间指定）TIM(定时器)：度量单位0.1s，设置值在0999.9s之间TIMH(高速定时器)（扫瞄周期小于10ms时可使用）度量单位0.01s，设置值在099.99s之间,LD 0.00AND NOT 0.01TIM 000#200LD TIM000OUT 10.00,LD
27、0.00LD 0.01CNT 000#5LD CNT000OUT 10.00END,2.CNT(计数器）CNTR（可逆计数器）,CNT为减1计数器,计数到，触点动作，状态一直保持到复位信号输入。CNT恢复为设定值。复位信号优先执行。,计数输入,复位输入,CNTR（可逆计数器）,LD 0.02AND NOT 0.03LD 0.05ANDNOT 0.06 LD 0.07 CNTR 010#0100LD CNTR010OUT 10.00,当复位信号ON时，计数的当前值复位为0000，这时加输入和减输入信号不起作用。,可逆计数器在进位或借位时有输出，即在加计数过程中当加到设定值再加1，或在减计数过程中
28、当减到0再减1时，可逆计数器触点动作并保持,IL、ILC指令:处理分支电路，分支处形成新的母线，受到某公共逻辑条件（互锁条件）的控制。IL指令形成新母线以便与LD指令连用，表示互锁程序段的开始；ILC指令表示互锁程序段结束。如果控制IL的互锁条件成立（即ON），则IL与ILC之间的程序段实现既定的逻辑操作。IL和ILC应成对配合使用，否则出错。在IL、ILC之间再采用IL指令，为嵌套，这时，一条ILC指令与多条IL指令配合使用。IL/ILC指令可有二种梯形图表达形式，它们功能完全相同.利用IL、ILC可把程序分成几段，每段相当于一个子程序，用互锁条件选择不同的程序段。,3 互锁IL、清除互锁I
29、LC指令,LD 0.00ILLD 0.01OUT 10.00LD 0.02OUT 10.01ILC,IL-ILC指令,LD 0.00 ILLD 0.01OUT 10.00LD 0.02TIM 000#100 ILC LD TIM00 OUT 10.01LD 0.01OUT 10.02 END,IL-ILC指令嵌套,LD 0.02ILLD 0.03OUT 10.00LD 0.06ILLD 0.04AND 0.05OUT 10.01LD 0.07OUT 10.02LD 0.10LD 0.11CNT 002#0020ILCLD 0.01OUT 10.03END,LD 0.00 ILLD 0.01OU
30、T 10.00LD 0.03 ILLD 0.02TIM 000#100 ILC LD TIM00OUT 10.01LD 0.01OUT 10.02 END,利用IL、ILC可把程序分成几段，每段相当于一个子程序，用互锁条件选择不同的程序段。,LD 0.00OUT TR0AND 0.01OUT 10.00LD TR0AND 0.02TIM 000#100LD TIM00OUT 10.01LD 0.01OUT 10.02 END,在梯形图程序中如果有几个分支输出，并且分支后面还有触点串联时，前面的逻辑指令就不能直接写出其指令程序，这时要用暂存继电器TR来暂时保存分支点的状态后再进行编程。TR不是独
31、立的编程指令，它必须与LD或OUT指令配合使用。,4 TR 指令,JMP、JME指令用于控制程序分支。JMP指令前的串联触点相当于执行条件，当JMP条件为OFF时，跳过JMP、JPE之间的程序，转去执行JME后面的第一条指令；当JMP的条件为ON，则整个梯形图按顺序执行而不发生跳转，如同JMP-JME指令不存在一样。JMP条件为OFF时，JMP、JPE之间的程序不执行，故不占用扫描时间。所有继电器状态均保持不变，定时器、计数器、移位寄存器均保持当前值与状态。跳转开始和跳转结束的编号要一致，在同一程序中每个跳转号只能用一次。JMP、JME指令应配对使用。跳转指令可以嵌套使用，但必须是不同跳转号的
32、嵌套。,5 JMP（跳转）JME（跳转结束）,LD 0.00JMP#00LD 0.01OUT 10.00LD 0.02TIM 000#100LD 0.03LD 0.04CNT 100#50JME#00LD 0.05OUT 10.02END,JMP（跳转）JME（跳转结束）,LD 0.00SET 200.00,LD 0.00RSET 200.00,LD 0.00LD 0.01KEEP 200.00,6 置位SET 复位RSET 保持KEEP,LD 0.00SET 10.00LD 0.01RSET 10.00LD 0.00LD 0.01KEEP 10.01END,SET、REST指令举例,7 DI
33、FU（前沿微分）DIFD(后沿微分）,功能：满足条件时产生一个扫描周期的脉冲注意：在输入信号状态改变时该指令才起作用，且是指定的 继电器得电一个扫描周期。,0.03,LD 0.03DIFU 10.00DIFD 10.02,一个扫描周期时间,作用：用于输入只作一次处理的场合。也可做复位信号。,8 SFT（逐位移位）指令,功能：把一个通道的16位数据按位移位，也可以把几个通道连起来一起移位，相当于一个串行输入移位寄存器。SFT（逐位移位）指令有三个输入端：数据输入端，时钟输入，复位输入。,LD 0.02AND NOT 0.03LD 0.04LD 0.05SFT 200 200LD 200.01OU
34、T 10.00,注意：开始通道和结束通道为同类继电器；开始通道号结束通道号用于：传送流水线、顺序控制,每当0.04闭合一次，通道200各位顺序移位一次，0.02的当前状态移入200.00位，200.15位溢出丢失。当0.05闭合时，200CH各位被清零。,LD 0.01LD 0.00LD 0.02SFT 200 200LD 200.02OUT 10.00END,SFT指令举例,9 WSFT（通道移位）指令,以通道（16位）为单位进行移位。,LD 0.02DIFU 200.00LD 200.00WSFT 200 202,200,201,202,溢出,#0000,复位,10 数据传送指令,当MOV
35、指令前面的状态为ON时，执行MOV指令，把源数据（指定通道内容、定时器/计数器当前值或常数）传送到目标通道中去。,LD 0.00DIFU 20.00LD 20.00MOV#200 DM1LD 0.01TIM 000 DM1LD 255.02LD 0.02CNT 001#80LD 20.00MOV CNT1 010END,11比较指令,CMP指令前面的状态为ON时，将源数据S与目标数据D进行比较，其比较结果送到PLC的内部专用继电器255.05、055.06、255.07中。数据内容可以是：指定通道内容、定时器/计数器当前值或常数,LD 0.00TIM 000#200LD 0.00CMP#100
36、 TIM000LD 255.05OUT 10.01LD 255.06OUT 10.02LD 255.07OUT 10.03END,该程序可实现定时器定时时间的监控,四、编程指导,梯形图的一般原则（1）梯形图的绘制：自上而下，从左到右的顺序进行，每个继电器线圈为一逻辑行，即一个梯形，每个逻辑行必须从左母线以触点输入开始，以线圈接右母线结束。（2）梯形图中，同一编号的电器元件线圈只能出现一次，即线圈不重号。有些PLC，在含有跳转指令或步进指令的梯形图中允许双线圈输出。（3）梯形图中的触点可以任意串联或并联，但继电器线圈只能并联而不能串联。触点的使用次数不受限制。（4）线圈不能直接连在左母线上，需要
37、的话可通过动断触点连接线圈。（5）END是PLC执行程序阶段的结束标志。完整的梯形图程序结束后必须使用END指令，,2 编程技巧,绘制梯形图时，尽量简化，节省存储空间。（1）并联电路块中，串联触点多的支路应放在单触点支路上面，节省连接指令OR LD.（2）在并联电路与串联电路相与的逻辑行，将并联电路放在左边，可省AND LD指令。（3）桥式电路不能直接编程，应根据其逻辑关系变换为等效电路。（4）复杂电路应简化处理。,注意：在设计梯形图时输入继电器的触点状态最好按输入设备全部为常开进行设计更为合适，不易出错。,例如：有几个串联电路相并联时，应将串联触点多的回路放在上方。在有几个并联电路相串联时，
38、应将并联触点多的回路放在左方。,例如：对于不可编程梯形图必须经过等效变换，变成可编程梯形图。,1 起动、保持和停止电路,5 PLC编程举例,2 单脉冲电路,00002,01000,COM,COM,+,-,KM,SB1,FR,3 占空比可调的脉冲程序,10.00产生连续脉冲信号定时器TIM001设定接通时间3s定时器TIM000设定断开时间2s,TIM000,0.00,TIM001,TIM000,10.00,4 瞬时输入延时断开电路,指令吗 器件号LD 0.03OR 10.00AND NOT TIM001OUT 10.00LD 10.00AND NOT 0.03TIM 001#0200,输入信号
39、0.03断开，经20s延时后，输出信号 10.00才断开,5 延时接通/延时断开电路,按下0.02，20.00接通，TIM000线圈得电并开始定时，由于20.00常闭触点断开，TIM001没有接通定时，经过T0=10s延时后，TIM000常开触点闭合，使10.00线圈得电并自锁；按下0.03，20.00断开，TIM000线圈失电并复位，TIM001线圈得电，开始定时，经过T1=8s延时后，TIM001常闭触点断开，使10.00线圈断电。,6 定时器和计数器扩展,（1）定时器扩展,定时器串级使用，总的定时时间为各定时器定时时间之和。,（2）应用计数器的延时,延时误差和精度主要由时钟脉冲信号的周期
40、决定要提高定时精度，就必须用周期更短的时钟脉冲作为计数信号。,（3）定时器与计数器组合：延时时间：TxC,计数器级联,按下0.02，从20.00接通到10.01动作，延时时间为定时值（10s）和计数值（600）的乘积（T=10s600=6000s）,（4）计数器的扩展,0.03每通/断1次，CNT001计数1次，当0.03通/断100次时，CNT001的常开触点闭合，CNT002计数1次，与此同时CNT001另一对常开触点使CNT001复位，重新从零开始对0.03的通/断进行计数，每当CNT001计数100次时，CNT002计数1次，当CNT002计数到80次时，CNT002常开触点闭合，10
41、.00接通。,计数器串联:计数C=C41XC40,7报警电路,0.02,TIM000,TIM000,0502,10.00,TIM001,0.02,20.00,20.00,0.02,20.01,0.05,0.06,0.02,20.01,20.01,0.02,20.01,10.01,产生间隔2s的闪烁电路,报警灯输出,报警蜂鸣器停止信号,报警蜂鸣器输出,振荡电路,COM,10.00,COM,+,-,HL,SB1,0.02,0.05,SB2,10.01,0.06,I/O分配关系：S 00002（故障开关）SB1 00005（报警灯检测）SB2 00006（蜂鸣器复位）01000 HL（报警灯）010
42、01 HA（蜂鸣器）,S,HA,1三相异步电动机启、保、停控制,6 PLC的应用举例,2.三相异步电动机正反转控制,3三相异步电动机正反转循环控制,（a）,I/O分配关系：SB100000(停)SB2 00001（正向启动）SB3 00002（反向启动）SQ1 00003（反转到正转）SQ2 00004（正转到反转）01000 KMF（控制正转）01001 KMR（控制反转）,4.三相异步电动机Y-启动控制,三相异步电动机Y-启动控制,I/O分配关系：SB100001（启动）SB2 00002（停止）01001 KM1 01002 KM2（Y接）01003 KM3（接）,改进方案,先Y接：10
43、.01、10.02接通，延时(3s)后接：10.01、10.03接通,按下SB1，KM1、KM2接通，Y启动；t1时间后KM2断开；t2时间后KM3接通，运行；按下SB2，KM1、KM3断电，停机。(t1t2),5.多台电动机连锁控制,(1)电动机M1先启动，电动机M2才能启动；二者同时停，电动机M2也可单独停。,I/O分配关系：SB100001（启动M1）SB2 00002（启动M2）SB300003（同时停）SB4 00004（M2单独停）01001 KM1（驱动M1）01002 KM2（驱动M2）,(2)电机M1启动后延时t1时间，电机M2自行启动；电机M2启动后延时t2时间，电机M1自
44、行停。,I/O分配关系：SB100001（M1启动）SB2 00002（M2停）01001 KM1（驱动M1）01002 KM2（驱动M2）,6.传送带控制,共三节传送皮带，每节皮带由一台电动拖动，传送时每当物件到达二传送带之间的接近开关，接近开关闭合，这时立即启动下一传送带，延时一会再停前一传送带。,SQ100001（启动M1）SQ2 00002（启动M2）SQ3 00003（启动M3）SQ4 00004（延时停M3）01001 KM1（驱动M1）01002 KM2（驱动M2）01003 KM3（驱动M3）,生产线12个工位，在第1，3，5，7，10这5个工位进行不同操作。每6s移动一个工位
45、。,7.移位寄存器在装配线的应用,I/O分配关系：启动00002 零件装入00003检测不合格00004总复位0000501001 操作101002 操作201003 操作301004 操作401005 操作5,COM,0.04,0.05,10.01,COM,+,-,KM1,启动,检测不合格,0.02,0.03,零件装入,总复位,10.02,10.03,10.04,10.05,KM2,KM3,KM4,KM5,装配线,第4章 PLC控制系统设计,1 PLC控制系统的设计原则,（1）最大限度地满足被控对象的控制要求（2）保证PLC控制系统安全可靠（3）力求简单、经济、使用及维修方便（4）适应发展的
46、需要,2 PLC控制系统的设计内容与步骤,（1）分析被控对象并提出控制要求（2）确定输入输出设备（3）选择PLC（4）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路（5）程序设计：程序设计 程序模拟调试（6）硬件实施（7）联机调试（8）整理和编写技术文件,3 PLC的选择,（1）PLC机型选择 合理的结构型式：整体式、模块式 安装方式的选择：集中式、远程IO式以及多台PLC联网 相应的功能要求 响应速度要求 系统可靠性的要求 机型尽量统一,（2）PLC容量的选择 IO点数的选择：根据被控对象的输入、输出的实际需要，再加上1015的裕量来确定。存储容量的选择：在IO点数确定的基础上，估算存储容量后，再加2
47、0 30的裕量 存储容量（字节）开关量IO点数10 模拟量IO通道数100。,开关量输入模块的选择 输入信号的类型及电压等级 输入接线方式：汇点式、分隔式,开关量输出模块的选择 输出方式：继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出输出接线方式：汇点式、分隔式,开关量输出模块的接线方式（a）分组式输出（b）分隔式输出,（3）（IO）模块的选择：开关量模块、模拟量模块、特殊功能模块,开关量输入模块的接线方式（a）汇点式输入（b）分组式输入,（4）PLC与输入输出设备的连接,1 PLC常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、转换开关、拨码器、各种传感器等，,PLC与输入设备接线示意图（a）使用PLC内部电
48、源（b）使用PLC外部电源,PLC与常用输入设备的连接,2.PLC与拨码开关的连接如果PLC控制系统中的某些数据需要经常修改，可使用多位拨码开关与PLC连接，在PLC外部进行数据设定。如图4-5所示为一位拨码开关的示意图，一位拨码开关能输入一位十进制数的09，或一位十六进制数的0F。,一位拨码开关示意图,4位拨码开关组装在一起,把各位拨码开关的COM端连在一起，经外接电源接在PLC输入侧的COM端子上。每位拨码开关的4条数据线按一定顺序接在PLC的4个输入点上。,3.PLC与旋转编码器的连接旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号）。因些可将旋转编码
49、器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，最简单的只有A相。,输出两相脉冲的旋转编码器与PLC的连接示意图。编码器有4条引线，其中2条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线。编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。电源“-”端要与编码器的COM端连接，“+”与编码器的电源端连接。编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，连接时要注意PLC输入的响应时间。有的旋转编
50、码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地。,4PLC与传感器类设备的连接 传感器的种类很多，其输出方式也各不相同。当采用接近开关、光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致PLC的误动作，此时可在PLC输入端并联旁路电阻，如图4-8所示。当漏电流不足lmA时可以不考虑其影响。,1 输出设备有继电器、接触器、电磁阀、指示灯等。,PLC与输出设备接线示意图（a）交流负载（b）直流负载（晶体管输出）,PLC 与输出设备连接,2PLC与感性输出设备的连接PLC的输出端经常连接的是感性输出设备（感性负载），为了抑制感性电路断开时产生的电压使PLC内部输出元件造成损坏。
