可編程序控制器的基礎(chǔ)知識(shí).ppt

1、可編程控制器原理及應(yīng)用,可編程控制器及其系統(tǒng),主 講：郎 朗,可編程控制器原理及應(yīng)用,目 錄,第2章接線程序控制及存儲(chǔ)程序控制的基本概念 2.1 可編程序控制器的組成結(jié)構(gòu) 2.2 可編程序控制器的工作原理 2.3 可編程序控制器的編程語(yǔ)言,可編程控制器原理及應(yīng)用,第2章接線程序控制及存儲(chǔ)程序控制的基本概念,接線程序控制及存儲(chǔ)程序控制的基本概念: 在繼電器控制系統(tǒng)和電子器件控制系統(tǒng)中，要完成一個(gè)控制任務(wù)，支配控制系統(tǒng)工作的“程序”是由各分立電器元件（繼、接觸器、電子元件等）用導(dǎo)線連接起來(lái)加以實(shí)現(xiàn)的，這樣的控制系統(tǒng)稱為接線程序控制系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖11所示。,可編程控制器原理及應(yīng)用,如果支配控制

2、系統(tǒng)工作的程序是存放在存儲(chǔ)器中，系統(tǒng)要完成的控制任務(wù)是通過(guò)存儲(chǔ)器中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣的控制系統(tǒng)稱為存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖12所示。,可編程控制器原理及應(yīng)用,可編程控制器就是一種存儲(chǔ)程序控制器。其輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和繼電器控制系統(tǒng)相同，但它們是直接接到 可編程控制器的輸入端和輸出端的。 控制程序是通過(guò)編程器而寫(xiě)到 可編程控制器的程序存儲(chǔ)器中，每個(gè)程序語(yǔ) 句都有一個(gè)順序，運(yùn)行時(shí)依次讀取存儲(chǔ)中的程序語(yǔ) 句，對(duì)他們的內(nèi)容解釋并加以執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果用以接通到輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。 在存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)中，控制程序的修改不需要改變控制器內(nèi)部的接線（即硬件），而只需通過(guò)編程器改變程序存儲(chǔ)器中某些

3、語(yǔ)句的內(nèi)容。,返回,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.1 可編程序控制器的組成結(jié)構(gòu)2.1.1 中央處理器CPU2.1.2 存儲(chǔ)器2.1.3 輸入/輸出模塊2.1.4 智能模塊,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.1 可編程序控制器的組成結(jié)構(gòu),PLC實(shí)質(zhì)上一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)，PLC系統(tǒng)的實(shí)際組成與微型計(jì)算機(jī)基本相同，它也是有硬件 系統(tǒng)和軟件 系統(tǒng)組成。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如下圖。一PLC的硬件系統(tǒng),可編程控制器原理及應(yīng)用,PLC的硬件系統(tǒng)由主機(jī)，I/O擴(kuò)展機(jī)及外部設(shè)備組成。主機(jī)內(nèi)各部分均通過(guò)總線連PLC的硬件系統(tǒng)?？偩€分電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線。,圖2-1 PLC的硬件系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖,返回,可編程控

4、制器原理及應(yīng)用,2.1.1 中央處理器CPU CPU在PLC控制系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，它是PLC的運(yùn)算、控制中心，用來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，算術(shù)運(yùn)算，并對(duì)全機(jī)進(jìn)行控制，指揮PLC有條不紊的工作。其主要任務(wù)有： 1. 控制從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲(chǔ)； 2. 用掃描方式通過(guò)I/O部件接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)，并存入輸入狀態(tài)表或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；,可編程控制器原理及應(yīng)用,3. 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； 4. PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等； 5. 根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)

5、和輸出寄存器表的內(nèi)容，再經(jīng)由輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。 6. 接受中斷請(qǐng)求并作處理,2.1.1結(jié)束,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.1.2 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器即內(nèi)存，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序。它包括可以隨機(jī)存取的存取存儲(chǔ)器（RAM，用戶程序）和在工作中只能讀出，不能寫(xiě)入的只讀存儲(chǔ)器（ROM或EPROM，系統(tǒng)程序）。 注意：PLC中的系統(tǒng)程序關(guān)系到PLC的性能，不能由用戶直接存取，因而PLC產(chǎn)品中所列存儲(chǔ)器形式機(jī)器容量一般都是指RAM。 如果容量 不夠，廠家提供了存儲(chǔ)器擴(kuò)展功能。,2.1.2結(jié)束,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.1.3 輸入/輸出模塊 I/O模塊是CPU與現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備或其它

6、外部設(shè)備之間的連接部件。 1. 輸入部件 輸入部件是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)被控對(duì)象之間的連接部件，是現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)入PLC的橋梁。該部件接收由主令元件、檢測(cè)元件來(lái)的信號(hào)。 常見(jiàn)的主令元件:按鈕開(kāi)關(guān) 常見(jiàn)的檢測(cè)元件:行程開(kāi)關(guān) 、限位開(kāi)關(guān) 、光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) 、繼電器觸點(diǎn)及其它各類傳感器。其功能是檢測(cè)一些物理量（如距離 、速度 、位置 、壓力 、流量 、液位 、溫度 、電壓 、電流等）在設(shè)備工作中的狀態(tài)。 輸入方式有兩種： 數(shù)字量輸入（開(kāi)關(guān)量 、接點(diǎn)）， 模擬量輸入（電壓或電流輸入），要經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換才能進(jìn)入PLC。,可編程控制器原理及應(yīng)用,2）輸出部件 輸出部件也是PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的連接部件。希望它能直

7、接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，如電磁閥、微電機(jī)、接觸器、燈和音響 等。 常見(jiàn)的輸出部件中的輸出級(jí)：大功率器件，如機(jī)械觸點(diǎn)式繼電器、無(wú)觸點(diǎn)交流開(kāi)關(guān)（雙向可控硅）及直流開(kāi)關(guān)（晶體三極管）等。 功能：控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行工作（如電動(dòng)機(jī)的起、停，正/反轉(zhuǎn)，閥門的開(kāi)、關(guān)，設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)、升降等）。,可編程控制器原理及應(yīng)用,一般PLC配置I/O電平轉(zhuǎn)換模塊及電氣隔離模塊。 電平轉(zhuǎn)換模塊：(I/O接口實(shí)現(xiàn)） 輸入電平轉(zhuǎn)換是用來(lái)將輸入端不同電壓或電流的信號(hào)轉(zhuǎn)換成微處理器所能接收的低電壓信號(hào)。 輸出電平轉(zhuǎn)換是用來(lái)將微處理器控制的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制設(shè)備所需的電壓或電流信號(hào)。 電氣隔離模塊: PLC在微處理器部分與I/O回路之間

8、采用了 光電隔離措施，這樣能有效的隔離微處理器與I/O回路之間的聯(lián)系，而不致引起PLC故障或誤操作。以提高PLC的抗干擾能力。,可編程控制器原理及應(yīng)用,為了與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接，輸入/出部件上設(shè)有輸入/出接線端子排，電平轉(zhuǎn)換信號(hào)鎖存電路。 為了濾除輸入信號(hào)的噪聲和便于PLC內(nèi)部對(duì)信號(hào)的處理，其輸入電路內(nèi)部還有濾波電路。,可編程控制器原理及應(yīng)用,(1)開(kāi)關(guān)量輸入模塊（P15） 1）直流輸入模塊（圖2.2）,圖2.2 直流輸入模塊電路原理,可編程控制器原理及應(yīng)用,2）交流輸入模塊（圖2.3）,圖2.3 交流匯點(diǎn)輸入模塊電路原理圖,取樣電阻,浪涌吸收器：限幅， 防止輸入信號(hào)過(guò)高,RC濾波,限流 旁路,可編

9、程控制器原理及應(yīng)用,圖2.4 交流分隔輸入方式電路原理圖,可編程控制器原理及應(yīng)用,3）交直流輸入模塊（圖2.5）,圖2.5 光電耦合器,以上三種是PLC常用的I/O模塊。,可編程控制器原理及應(yīng)用,圖2.6 匯點(diǎn)式輸入接線 (a)直流模塊；(b)交流模塊,圖2.7 分隔式輸入接線,可編程控制器原理及應(yīng)用,(2)開(kāi)關(guān)量 輸出模塊的基本原理：,圖2.8 晶體管輸出,可編程控制器原理及應(yīng)用,圖2.9 可控硅輸出,陽(yáng)極,門極,陰極,可編程控制器原理及應(yīng)用,圖2.10 繼電器輸出,可編程控制器原理及應(yīng)用,(3)模擬量 輸入模塊的基本原理 在選擇使用模擬量 輸入模塊時(shí)，主要應(yīng)考慮如下幾個(gè)技術(shù)要求： 輸入量

10、類型：電壓，電流； 輸入量 程：常見(jiàn)為010V(420mA)； 輸入極性：如5V； 輸入通路數(shù)：常見(jiàn)有單路、8路和16路； 轉(zhuǎn)換精度：主要決定于A/D轉(zhuǎn)換芯片規(guī)格，如8位、10位和12位； 轉(zhuǎn)換速度：常見(jiàn)有10100s,可編程控制器原理及應(yīng)用,圖2.11 模擬量輸入模塊結(jié)構(gòu)框圖,6）輸出信號(hào)處理,1）控制邏輯,2）光電隔離,3）輸入信號(hào)處理,4）故障檢測(cè),5） AD轉(zhuǎn)換器,可編程控制器原理及應(yīng)用,(4)模擬量 輸出模塊的基本原理 在選擇使用模擬量 輸出模塊時(shí)，主要考慮以下技術(shù)要求： 輸出量 類型：電壓或電流(取決于輸出驅(qū)動(dòng)方式或連接方法)； 輸出精度：主要取決于D/A轉(zhuǎn)換器的精度，如8位或12

11、位； 輸出通道數(shù)：取決于輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，常見(jiàn)的有單路或8路； 輸出幅度：決定于輸出級(jí)； 輸出極性：?jiǎn)蜗蚧螂p向。 模擬量輸出模塊的基本結(jié)構(gòu)如圖2.12所示。,可編程控制器原理及應(yīng)用,圖2.12 模擬量輸出模塊結(jié)構(gòu)框圖,它是由輸出鎖存器、光電隔離、D/A轉(zhuǎn)換器、輸出多路開(kāi)關(guān)和控制邏輯5部分組成。 工作過(guò)程： 一、根據(jù)CPU送來(lái)的輸出通道地址確定是否選中本模塊； 二、根據(jù)CPU送來(lái)的控制信號(hào)，先將系統(tǒng)總線上的數(shù)據(jù)送入輸出鎖存器，然后啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換，最后接通相應(yīng)通道的模擬開(kāi)關(guān)，將DA輸出的電壓信號(hào)輸送到本通道的輸出驅(qū)動(dòng)器。,2.1.3結(jié)束,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.1.4 智能模塊 智能模塊與一般的模

12、塊的不同點(diǎn)： *自身帶有CPU、存儲(chǔ)器、和系統(tǒng)程序。 種類：PLC之間的通訊模塊、PID調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、數(shù)字位置譯碼模塊、閥門控制模塊等。,可編程控制器原理及應(yīng)用,(1)通信模塊 PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信一般是通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口實(shí)現(xiàn)的。目前工控中常用的串行通信方式主要有三種：RS232、RS422和RS485；他們的傳輸速度和傳輸距離各不相同，適用于不同場(chǎng)合。,圖2.13 FX232ADP系統(tǒng)組成圖,FX-232ADP 能夠與各種具有 RS232C 接口的通訊設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。,1）FX232ADP適配器,可編程控制器原理及應(yīng)用,傳送信號(hào): 主從 100點(diǎn)（M800M

13、899） 10點(diǎn)（D490D499) 從主 100點(diǎn)（M900M999) 10點(diǎn)（D500D509）,主站與從站間的通信可以是l00/100點(diǎn)的0N/OFF信號(hào)和10點(diǎn)/l0點(diǎn)的l6位數(shù)據(jù)，用于通信的輔助繼電器為M800M999，數(shù)據(jù)寄存器為D490D509。,光纖并行通信適配器FX2N 一40AP，雙絞線并行通信適配器 FX2N -40AW，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)PLC間的自動(dòng)數(shù)據(jù)傳送，達(dá)到兩臺(tái)PLC并聯(lián)運(yùn)行的目的。,2）FX2N40AP/AW并聯(lián)適配器,可編程控制器原理及應(yīng)用,圖2.14 FX485ADP模塊系統(tǒng),3）FX485ADP適配器 4) FX485PC-IF,PLC之間的并聯(lián)連接,PLC與計(jì)算

14、機(jī)連接,可編程控制器原理及應(yīng)用,(2)閉環(huán)控制模塊,1.用軟件的方法去實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法； 2.專門設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制模塊。,可編程控制器原理及應(yīng)用,(3)高速計(jì)數(shù)模塊 為了滿足工業(yè)控制中快速變化過(guò)程，高速計(jì)數(shù)模塊一般具有以下功能： 1）采樣計(jì)數(shù) 2）設(shè)定計(jì)數(shù)值 3）計(jì)數(shù)方式設(shè)定 4）數(shù)值比較 5）輸出控制,廠家不同計(jì)數(shù)模塊的頻率、范圍也不同，計(jì)數(shù)器數(shù)量也不同。,可編程控制器原理及應(yīng)用,（4）編程器 作用：在程序輸入、調(diào)試、檢修時(shí)使用，多臺(tái)PLC可以共用 一臺(tái)編程器。 1、輸入和編輯用戶程序； 2、對(duì)程序進(jìn)行編輯檢查和修改； 3、監(jiān)視PLC運(yùn)行時(shí)用戶編程軟件中各個(gè)編程元件的 工作狀態(tài)。,可編

15、程控制器原理及應(yīng)用,三菱公司的FX-20P,編程器分為以下3類： (1)簡(jiǎn)易編程器,*直接插入PLC的專用接口，PLC提供電源，按鍵輸入，數(shù)碼管顯示； *體積小，攜帶方便，價(jià)格便宜，使用小型的PLC。,可編程控制器原理及應(yīng)用,三菱公司觸摸屏,(2)圖形編程器,*鍵盤有功能鍵、字符鍵、數(shù)字健、和顯示屏控制鍵； *顯示器多用液晶顯示編程內(nèi)容、繼電器占用情況、程序容量、調(diào)試和執(zhí)行時(shí)各種信號(hào)的狀態(tài)和錯(cuò)誤提示； *直接編輯梯形圖，直觀； *監(jiān)視功能強(qiáng)，和打印機(jī)相連； *價(jià)格貴、使用與大、中型PLC的編程。,可編程控制器原理及應(yīng)用,(3)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為編程器 以上兩種是專用的編程器，不同的廠家是不同的

16、。 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為編程器可以對(duì)不同的型號(hào)、不同廠家，只要換編程軟件。,2.1.4結(jié)束,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.2 可編程序控制器的工作原理 2.2.1 PLC的掃描 2.2.2 PLC的工作過(guò)程 2.2.3 PLC的輸入/輸出滯后現(xiàn)象,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.2 可編程序控制器的工作原理 2.2.1 PLC的掃描 當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。由于CPU的運(yùn)算處理速度很高，使得外部出現(xiàn)的結(jié)果從宏觀來(lái)看似乎是同時(shí)完成的。這種分時(shí)操作的過(guò)程為CPU對(duì)程序的掃描。 掃描從0000號(hào)存儲(chǔ)地址所

17、存放的第一條用戶程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增的方向順序逐條掃描用戶程序，即順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期，然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)。 掃描周期與CPU運(yùn)行速度、PLC硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)。,可編程控制器原理及應(yīng)用,* 繼電器控制是按并行方式工作的，只要有電流通路，可能有幾個(gè)電器動(dòng)作； * PLC控制是按串行方式工作的，循環(huán)、順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。但由于PLC的掃描速度快，通常PLC與電器控制裝置在I/O的處理結(jié)果上并沒(méi)有什么差別。,星三角降壓起動(dòng)控制線路,可編程控制器原理及應(yīng)用,PLC是“串行”工

18、作的,循環(huán)掃描的工作方式是PLC的一大特點(diǎn)，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別，PLC的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題。,2.2.1結(jié)束,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.2.2 PLC的工作過(guò)程 PLC的工作過(guò)程就是程序執(zhí)行過(guò)程，PLC投入運(yùn)行后，便執(zhí)行程序執(zhí)行過(guò)程，它分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。,圖2.16 PLC的掃描工作過(guò)程,可編程控制器原理及應(yīng)用,（1）輸入采樣階段 在這個(gè)階段，PLC以掃描方式按順序?qū)⑺休斎攵说妮斎胄盘?hào)狀態(tài)讀入到輸入映像寄存器中寄存起來(lái)，稱為對(duì)輸入信號(hào)的采樣，或稱輸入刷 新。 （2）程序執(zhí)行階段 在此

19、階段，PLC對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描。如果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行掃描。 （3）輸出刷 新階段 當(dāng)程序執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出刷新階段。此時(shí)，將元素映像寄存器中所有輸出繼電器狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，再去驅(qū)動(dòng)用戶輸出設(shè)備（負(fù)載），這就是PLC的實(shí)際輸出。,可編程控制器原理及應(yīng)用,PLC重復(fù)地執(zhí)行上述三個(gè)階段，每重復(fù)一次就是一個(gè)工作周期（或掃描周期）。工作周期的長(zhǎng)短與程序的長(zhǎng)短（即組成程序的語(yǔ)句多少、CPU運(yùn)行速度、PLC硬件配置）有關(guān)，但CPU控制器控制讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令的工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。 例如FX2N系列PLC:基本指令0.08微秒/指令; 應(yīng)用指令1.5

20、2微秒/指令數(shù)百微秒/指令 PLC在每次掃描中，對(duì)輸入信號(hào)采樣一次，對(duì)輸出刷新一次，就保證了PLC在執(zhí)行程序階段，輸入映像寄存器和輸出鎖存電路的內(nèi)容或數(shù)據(jù)保持不變。,可編程控制器原理及應(yīng)用,可編程控制器原理及應(yīng)用,可編程控制器原理及應(yīng)用,*PLC對(duì)I/O的處理規(guī)則 I/O處理規(guī)則執(zhí)行過(guò)程如下圖所示。 1輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)，取決于輸入端子在上個(gè)工作周期的輸入采樣階段所刷新的狀態(tài)。 2輸出映像寄存器的狀態(tài)，由程序中輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定。 3輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)，由上個(gè)工作周期的輸出刷新階段存入到輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)來(lái)確定。 4輸出端子上的輸出狀態(tài)，由輸出鎖存電路中數(shù)據(jù)來(lái)確定。 5程序執(zhí)行中所需

21、的輸入，輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)由輸入映像寄存器和輸出映像寄存器讀出。,可編程控制器原理及應(yīng)用,*信息刷新方式 信息刷新方式有很多種，一般來(lái)說(shuō)： 輸入刷新是在輸入采樣階段進(jìn)行； 輸出刷新是在輸出采樣階段進(jìn)行。,2.2.2結(jié)束,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.2.3 PLC的輸入/輸出滯后現(xiàn)象 PLC有很多優(yōu)越之處，但也有不足之處，其中最顯著的使I/O有響應(yīng)滯后現(xiàn)象。對(duì)于一般工業(yè)設(shè)備來(lái)說(shuō)，這些滯后現(xiàn)象是完全允許的。但應(yīng)盡量減少滯后時(shí)間。 當(dāng)PLC的輸入端有一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化到PLC輸出端對(duì)輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間。這個(gè)時(shí)間是響應(yīng)時(shí)間或滯后時(shí)間。,可編程控制器原理及應(yīng)用,圖2.17 程序執(zhí)行過(guò)程中各元素的

22、時(shí)序圖(a)梯形圖；(b)時(shí)序圖,一般輸入/輸出響應(yīng)滯后時(shí)間是23個(gè)周期。,可編程控制器原理及應(yīng)用,產(chǎn)生I/O響應(yīng)滯后的原因一般是： 1）執(zhí)行程序按工作周期進(jìn)行，每一工作周期又分輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段進(jìn)行。 2）產(chǎn)生輸入/輸出響應(yīng)滯后的其他原因還有輸入濾波器電路的滯后作用、輸出繼電器的機(jī)械滯后作用。,2.2.3結(jié)束,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.3 可編程序控制器的編程語(yǔ)言 2.3.1 梯形圖 2.3.2 語(yǔ)句表 2.3.3 其他編程語(yǔ)言,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.3 可編程序控制器的編程語(yǔ)言 PLC使用對(duì)象是廣大電氣技術(shù)人員及操作維護(hù)人員。為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常

23、PLC不采用微機(jī)的編程語(yǔ)言，常常采用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，有梯形圖LAD，語(yǔ)句表STL（助記符），控制系統(tǒng)流程圖，邏輯方程式或布爾代數(shù)式等。 下面介紹5個(gè)概念：,可編程控制器原理及應(yīng)用,1、指令系統(tǒng)：一個(gè)PLC所具有的指令的全體稱為該P(yáng)LC的指令系統(tǒng)。 它包含指令的多少及各指令的功能。一般講，功能強(qiáng)、性能好的PLC，其指令系統(tǒng)必然豐富，所能干的事也就多。我們?cè)诰幊讨氨仨毰錚LC的指令系統(tǒng)。 2、程序：PLC指令的有序集合，PLC運(yùn)行它，可進(jìn)行相應(yīng)的工作。 這里的程序是指PLC的用戶程序。用戶程序一般由用戶設(shè)計(jì)，PLC的廠家或代銷商不提供。 用語(yǔ)句表達(dá)的程序不大直觀，可讀

24、性差，特別是較復(fù)雜的程序，更難讀，所以多數(shù)程序用梯形圖表達(dá)。,可編程控制器原理及應(yīng)用,3、梯形圖：通過(guò)連線把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接起來(lái)的圖是梯形圖，用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序。 4、梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系：有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序，反之也可。 梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般順序?yàn)椋?先輸入，后輸出； 先上，后下； 先左，后右。,可編程控制器原理及應(yīng)用,5、梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系： 如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對(duì)應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對(duì)應(yīng)于接

25、點(diǎn)，等等。這樣，繼電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖，從而也可變成語(yǔ)句表程序。 有了這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是PLC技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。 下面介紹梯形圖、語(yǔ)句表，通過(guò)介紹這兩個(gè)內(nèi)容進(jìn)一步理解上面五點(diǎn)。,返回,可編程控制器原理及應(yīng)用,2.3.1 梯形圖 梯形圖在形式上類似于繼電器控制電路，如圖2.18所示。,它是用圖形符號(hào)等連接而成，這些符號(hào)依次為常開(kāi)接點(diǎn)，常閉接點(diǎn)，并聯(lián)接點(diǎn)，串聯(lián)接點(diǎn)，繼電器線圈等。每一接點(diǎn)和線圈均對(duì)應(yīng)一個(gè)編號(hào)。不同機(jī)型的 L，其編號(hào)方法不一。,可編程控制器原理及應(yīng)用,連 動(dòng) 線 路,PLC 輸入繼電器 動(dòng)斷觸點(diǎn),輸出繼電器線圈,動(dòng)合觸點(diǎn),

26、動(dòng)合觸點(diǎn),可編程控制器原理及應(yīng)用,梯形圖的特點(diǎn)： 1）梯形圖按自上而下，從左到右的順序排列。每個(gè)繼電器線圈為一個(gè)邏輯行，即一層階梯。每一邏輯行起于左母線，然后是接點(diǎn)的各種連接，最后終于繼電器線圈。整個(gè)圖形呈階梯形。 2）梯形圖中的繼電器不是繼電器控制電路中的物理繼電器，實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器中的每位觸發(fā)器，因此稱為“軟繼電器”。 相應(yīng)位的觸發(fā)器為“1”態(tài)，表示繼電器線圈通電，常開(kāi)接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)打開(kāi)。,可編程控制器原理及應(yīng)用,3）梯形圖中，一般情況下某個(gè)編號(hào)的繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器接點(diǎn)則可無(wú)限引用，既可是常開(kāi)接點(diǎn)，又可是常閉接點(diǎn)。 4）梯形圖是PLC形象化的編程手段，其兩端的母線是沒(méi)有任何電流可接的。梯形圖中并沒(méi)有真實(shí)的物理電流流動(dòng)，僅是“概念”電流，是用戶程序運(yùn)算中滿足輸出執(zhí)行條件的形象表示方法。 “概念電流”只能從左到右流動(dòng)，層次改變只能先上后下。,可編程控制器原理及應(yīng)用,5）輸入繼電器供PLC接受外部輸入信號(hào)，而不能由內(nèi)部其它繼電器的接點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的接點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈，其接點(diǎn)表示相應(yīng)的輸入信號(hào)。 6）輸出繼電器供PLC作輸出控制用。它通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模塊對(duì)應(yīng)的輸出開(kāi)關(guān)（晶體管，雙向可控硅或繼電器觸點(diǎn)）去驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 因此