PLC基本指令和應(yīng)用指令

1、1.1PLC的結(jié)構(gòu)和特點的結(jié)構(gòu)和特點PLC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)PLC的特點的特點PLC的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域 v 19691969年美國數(shù)字設(shè)備公司研制成功并用于工業(yè)現(xiàn)場年美國數(shù)字設(shè)備公司研制成功并用于工業(yè)現(xiàn)場v 7070年代，計算機技術(shù)使年代，計算機技術(shù)使PLCPLC從邏輯控制擴展到生產(chǎn)過從邏輯控制擴展到生產(chǎn)過程控制，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制設(shè)備。程控制，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制設(shè)備。v 19801980年國外工業(yè)界正式將其命名為可編程控制器簡年國外工業(yè)界正式將其命名為可編程控制器簡稱稱PLCPLC。中文名字為中文名字為可編程序控制器可編程序控制器；英文名字為英文名字為Progra

2、mmable Logic Controller。 可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計；它采用了可統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計；它采用了可編程序的存儲器，用來在起內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運編程序的存儲器，用來在起內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破髦聘鞣N類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成及其有關(guān)

3、設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。模擬量輸入模擬量輸入行程開關(guān)行程開關(guān)繼電器觸點繼電器觸點按按 鈕鈕傳感器傳感器CPU （ROM、RAM）電源部件電源部件輸輸出出模模塊塊輸輸入入模模塊塊外設(shè)接口外設(shè)接口照明照明電磁閥電磁閥接觸器接觸器光電隔離光電隔離繼電器、可控硅、繼電器、可控硅、晶體管電路晶體管電路編程器編程器打印機打印機計算機計算機1. 中央處理單元（中央處理單元（CPU）v 同一般的微機一樣，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU隨機型不同而不同，常用有三類，通用微處理器（如Z80、8086、80286等）、單

4、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。v 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CPU。v 1）接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。v 2）診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等。v 3）通過輸入接口接收現(xiàn)場的狀態(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。v 4）從存儲器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過解釋后執(zhí)行。v 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

5、輸出映像寄存器的內(nèi)容，通過輸出單元實現(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。v2. 存儲器v存儲器主要有兩種，一種是可讀/寫操作的隨機存儲器RAM，另一種是只讀存儲器ROM、PROM、EPROM和EEPROM。在PLC中存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)等。v3. 輸入/輸出接口電路v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)場之間的連接部件。PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)。同時PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。v4. 通信接口vPLC配有各種通信

6、接口，這些通信接口一般都帶有通信處理器。PLC通過這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機、其它PLC、計算機等設(shè)備實現(xiàn)通信。PLC與打印機連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印。與監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來。與其它PLC連接，可組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更大規(guī)?？刂?。與計算機連接，可組成多級分布式控制系統(tǒng)，實現(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。v5. 特殊功能模塊v特殊功能模塊是一獨立的計算機系統(tǒng)，有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。作為PLC系統(tǒng)的一個模塊，它通過總線與PLC相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在PLC的協(xié)調(diào)管理下獨立地進(jìn)行工作。

7、vPLC的特殊功能模塊種類很多，如高速計數(shù)模塊、PID控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊等。本書將在第九章對三菱的特殊功能模塊作一簡介。v 6. 編程裝置v 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)行人機對話。它是開發(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算機系統(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、顯示器和外存儲器接插口等部件組成。專用編程器有簡易編程器和智能編程器兩類。v 簡易型編程器只能聯(lián)機編程，而且不能直接輸入和編輯梯形圖程序，需將梯形圖程

8、序轉(zhuǎn)化為指令表程序才能輸入。簡易編程器體積小、價格便宜，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。有些簡易編程器帶有存儲盒，可用來儲存用戶程序，如三菱的FX-20P-E簡易編程器。v7. 電源vPLC配有開關(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。對電網(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。許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對外部傳感器供電。v8. 其它外部設(shè)備v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寫入器、外存儲器、人機接口裝置等。1.2 可編程控制

9、器的特點和應(yīng)用領(lǐng)域可編程控制器的特點和應(yīng)用領(lǐng)域v1. 可靠性高，抗干擾能力強v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平均無故障時間（MTBF）高達(dá)30萬小時以上。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，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，電氣接線及開關(guān)觸點已減少到數(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功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，還可以編寫外圍器件的故

10、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，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不足為怪了。v2. 配套齊全，功能完善，適用性強vPLC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)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來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通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。v3. 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎vPLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控

11、設(shè)備。它的接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖編程語言的圖形符號、表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC少量的開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。v4. 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造vPLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備通過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。v5. 體積小，重量輕，能耗低v以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小

12、于100mm，重量小于150g，功耗僅有數(shù)瓦。由于體積小，很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。 開關(guān)量邏輯控制開關(guān)量邏輯控制 可編程序控制器具有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，可以實現(xiàn)觸點和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制、定時控制與順序邏輯控制。 運動控制運動控制 可編程序控制器的運動控制功能廣泛地用于各種機械，如金屬切削機床、金屬成形機械、裝配機械、機器人、電梯等場合。 閉環(huán)過程控制閉環(huán)過程控制 過程控制是通過模擬量 IO模塊，進(jìn)行AD和DA轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對溫度、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、加熱爐、熱處理爐

13、、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、冶金、電力等行業(yè)。 現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運算、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。v 通信聯(lián)網(wǎng)v PLC的通信包括主機與遠(yuǎn)程IO之間的通信、多臺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)。 19691969年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DECDEC）研制了第一臺）研制了第一臺PLCPLC，從此從此PLCPLC發(fā)展迅猛。發(fā)展迅猛。 我國改革開放后，美國我國改革開放后，

14、美國ABAB、GEGE、MODICONMODICON、TITI，日本，日本OMRONOMRON、三菱、富士、三菱、富士，德國西門子德國西門子等廠家的產(chǎn)品不斷進(jìn)入等廠家的產(chǎn)品不斷進(jìn)入我國，并在各行各業(yè)的工控系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。我國，并在各行各業(yè)的工控系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。nPLCPLC三大流派三大流派v歐歐洲：洲：德國的西門子德國的西門子(SIEMENS)(SIEMENS)、AEGAEG及法國的及法國的TITI公司公司v美國：美國：A-BA-B（Allen-BradlyAllen-Bradly）( (其產(chǎn)品約占美國其產(chǎn)品約占美國PLCPLC市場市場5050的份額。的份額。) )、GEGE（Gene

15、ral ElectricGeneral Electric）、莫迪康、莫迪康(MODICON)(MODICON)公司、德州儀器公司、德州儀器(T1)(T1)公司、公司、 歌德歌德(Gould)(Gould)公司、西屋公司公司、西屋公司 v日本：三菱電機（日本：三菱電機（Mitsubishi ElectricMitsubishi Electric）、）、 歐姆龍（歐姆龍（OMRONOMRON）、）、 FUJI FUJI （日日本主要發(fā)展中小型本主要發(fā)展中小型PLCPLC，在世界小型在世界小型PLCPLC市場上，市場上， 日本產(chǎn)品約占有日本產(chǎn)品約占有7070的份額的份額。在中國，。在中國，OMRON

16、OMRON產(chǎn)品的銷量居首位。）產(chǎn)品的銷量居首位。） v目前國內(nèi)市場還有韓國、臺灣等目前國內(nèi)市場還有韓國、臺灣等PLCPLC產(chǎn)品；現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了系列產(chǎn)品；現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了系列化的國產(chǎn)化的國產(chǎn)PLCPLC，其價格相對低廉，性價比較高。，其價格相對低廉，性價比較高。PLCPLC的國內(nèi)狀況的國內(nèi)狀況 1974 1974年我國開始仿制美國的第二代年我國開始仿制美國的第二代PLCPLC產(chǎn)品，但因元器件產(chǎn)品，但因元器件質(zhì)量和技術(shù)問題等原因未能推廣。直到質(zhì)量和技術(shù)問題等原因未能推廣。直到19771977年，我國才研制年，我國才研制出第一臺具有實用價值的出第一臺具有實用價值的PLCPLC，并開始批量生產(chǎn)和應(yīng)用

17、于工業(yè)，并開始批量生產(chǎn)和應(yīng)用于工業(yè)過程的控制。過程的控制。 主要廠家有：主要廠家有：北京和利時，科迪納，張前蘇。洛陽易達(dá)，北京和利時，科迪納，張前蘇。洛陽易達(dá)，無錫信捷，南京嘉華，蘭州全志，廣州科賽恩，中山智達(dá)，無錫信捷，南京嘉華，蘭州全志，廣州科賽恩，中山智達(dá)，恒日等。恒日等。PPLC發(fā)展發(fā)展 趨勢趨勢v1. 向小型化發(fā)展v在提高系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上，PLC產(chǎn)品的體積越來越小，速度加快、功能越來越強而價格降低。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。v2. 向大型化方向發(fā)展v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，

18、時鐘頻率已經(jīng)達(dá)到幾百兆Hz，運算速度大大提高，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，存儲區(qū)容量也成倍的增加，同時具有高可靠性、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的特點。v 3. 編程語言和編程工具的多樣化、高級化和標(biāo)準(zhǔn)化v 國際電工委員會（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、實驗、編程、通信等方面的國際標(biāo)準(zhǔn)。其中IEC1131-3是可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)編程語言，它總共規(guī)定了5種編程語言。工業(yè)控制領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC1131的推出和實施，打破了以前的各個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)

19、準(zhǔn)，加速了PLC的應(yīng)用和開發(fā)。v4. 發(fā)展智能模塊v 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，如高速計數(shù)模塊、PID回路控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機接口模塊、專用數(shù)控模塊等等，使PLC的高速計數(shù)、過程控制、通信等功能大大加強，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。v5. 向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，通信實現(xiàn)的簡單易用化v 加強PLC的聯(lián)網(wǎng)能力成為PLC的主要發(fā)展趨勢。PLC的聯(lián)網(wǎng)包括PLC之間、PLC和計算機與其他智能設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)。PLC的生產(chǎn)廠家都在使自己的產(chǎn)品與制造自動化通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（M

20、AP）兼容，從而使不同的PLC之間可以相互通信，PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)能進(jìn)一步實現(xiàn)計算機輔助制造（CAM）和計算機輔助設(shè)計（CAD）。v6. 組態(tài)軟件在上位機與PLC通信中的應(yīng)用v 為了解決上述問題用于工業(yè)控制的組態(tài)軟件應(yīng)運而生。國際上比較著名的組態(tài)軟件有InTouch和iFIX等，國內(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)計上位計算機程序的工作量，縮短開發(fā)周期，提高系統(tǒng)的可靠性。v7. 新型和專用PLC產(chǎn)品的出現(xiàn)近年來隨著計算機軟件和硬件技

21、術(shù)的迅速發(fā)展，推動了自動控制技術(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。v近年提出了PAC（Programmable Automation Controller）的概念并已有產(chǎn)品面世，如羅克韋爾自動化公司的ControlLogix和GE Fanuc的PACSystems RX3i等。v此外一些專門用途的PLC也大量出現(xiàn)，如專用于數(shù)控機床、加工中心外圍電氣控制的PMC（Programmable Machine Controller）等。 就全世界自動化市場的過去、現(xiàn)在和可以預(yù)見的未來而言，就全世界自動化市場的過去、現(xiàn)在和可以預(yù)見的未來而言，PLCPLC仍然處于一種核心地位

22、。在最近出現(xiàn)在美國、歐洲和國內(nèi)仍然處于一種核心地位。在最近出現(xiàn)在美國、歐洲和國內(nèi)有關(guān)探討有關(guān)探討PLCPLC發(fā)展的論文中，這個結(jié)論是眾口一詞的，盡管對發(fā)展的論文中，這個結(jié)論是眾口一詞的，盡管對PLCPLC的未來發(fā)展有著許多不同的意見。的未來發(fā)展有著許多不同的意見。 近年來近年來PLCPLC的市場銷售一直堅挺；的市場銷售一直堅挺；PCPC控制有了引人注目的控制有了引人注目的進(jìn)展，但畢竟只能對高端的進(jìn)展，但畢竟只能對高端的PLCPLC產(chǎn)品形成競爭；小型、超小型產(chǎn)品形成競爭；小型、超小型PLCPLC的發(fā)展勢頭令人刮目相看；的發(fā)展勢頭令人刮目相看；PLCPLC和和PCPC控制在今后可能相互控制在今后可

23、能相互融合融合。 附加附加2 2：PLCPLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較與繼電器控制系統(tǒng)比較 v 繼電器控制采用硬接線方式裝配而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。成，只能完成既定的功能。v PLC控制只要改變程序并改動少量控制只要改變程序并改動少量的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變。改變。v 從適應(yīng)性、可靠性及設(shè)計、安裝、從適應(yīng)性、可靠性及設(shè)計、安裝、維護(hù)等各方面進(jìn)行比較。傳統(tǒng)的繼維護(hù)等各方面進(jìn)行比較。傳統(tǒng)的繼電器控制大多數(shù)將被電器控制大多數(shù)將被PLC所取代。所取代。 與工業(yè)計算機比較與工業(yè)計算

24、機比較v 工業(yè)控制機控制要求開發(fā)人員具有工業(yè)控制機控制要求開發(fā)人員具有較高的計算機專業(yè)知識和微機軟件較高的計算機專業(yè)知識和微機軟件編程的能力。編程的能力。v PLC采用了采用面向控制過程、面采用了采用面向控制過程、面向問題的向問題的“自然語言自然語言”進(jìn)行編程，使進(jìn)行編程，使不熟悉計算機的人也能很快掌握使不熟悉計算機的人也能很快掌握使用用 ，便于推廣應(yīng)用。，便于推廣應(yīng)用。v PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計的是專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計的，具有更高的可靠性。，具有更高的可靠性。v 在模型復(fù)雜、計算量大且較難、實在模型復(fù)雜、計算量大且較難、實時性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制時性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制

25、機則更能發(fā)揮其專長。機則更能發(fā)揮其專長。附加附加3： PLC的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)v1. 輸入/輸出點數(shù)（I/O點數(shù)）v可編程控制器的I/O點數(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)模大小的一個重要的技術(shù)指標(biāo)。通常小型PLC的I/O點有幾十點，中型PLC有幾百點，大型PLC的I/O點會超過千點。v 2. 存儲容量v PLC的存儲器由系統(tǒng)程序存儲器，用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器組成。PLC存儲容量通常指用戶程序存儲器，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”存儲的。一步占用一個地址單元，一條指令有的往往不止

26、一“步”，一個地址單元一般占用2個字節(jié)（16位二進(jìn)制數(shù)為一個字，即2個字節(jié)）。如果一個內(nèi)存容量為4K（1K=1024）步的PLC，其內(nèi)存為8K字節(jié)。v 而在歐美生產(chǎn)的PLC中，通常用K字（Kw），或K字節(jié)（Kb）來表示，也有的PLC直接用所能存放的程序量表示。附加附加3： PLC的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)v3. 掃描速度v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間叫做掃描周期。這里指掃描一步指令的時間，如s/步。有時也可用掃描1K步用戶程序所需要的時間，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度和PLC產(chǎn)品的類型。PLC中CPU的類型、機器字長等直接影響PLC

27、運算精度和運行速度。附加附加3： PLC的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)v4. 指令系統(tǒng)v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?？删幊炭刂破鞯木幊讨噶顥l數(shù)和種類越多，其軟件功能就越強，但掌握應(yīng)用也相對較復(fù)雜。用戶應(yīng)根據(jù)實際控制要求選擇合適指令功能的可編程控制器。附加附加3： PLC的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)v5. 軟元件（編程軟件）的種類和數(shù)量v軟元件是指輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(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硬件功能強弱的一個重要技術(shù)指標(biāo)。附加附加

28、3： PLC的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)v6. 通信功能v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。附加附加3： PLC的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)v7特殊功能模塊v特殊功能模塊（單元）種類的多少與功能的強弱是衡量PLC產(chǎn)品的一個重要指標(biāo)。近年來各PLC廠商非常重視特殊功能模塊（單元）的開發(fā)，特殊功能（單元）種類日益增多，功能越來越強，使PLC的控制功能日益擴大。此外廠家的產(chǎn)品手冊上還提供PLC的負(fù)載能力、外形尺寸、重量、保護(hù)等級、適用的安裝和使用環(huán)境，如溫度、

29、濕度等性能指標(biāo)參數(shù)，以供用戶參考。附加附加3： PLC的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)附加附加4：PLC的分類的分類v1根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)形式分類v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。v（1）整體式PLCv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箱體內(nèi)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、價格低的優(yōu)點。整體式PLC又分為基本單元（又稱主機）和擴展單元。二者的區(qū)別是前者內(nèi)部有CPU模塊而后者沒有CPU模塊。當(dāng)需要進(jìn)行擴展時，只需用扁平電纜將基本單元和一定數(shù)量的擴展單元聯(lián)接起來即可。這種類型PLC的典型產(chǎn)品有，三菱公司早期的F1、F2、FX

30、2系列及后來的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。v圖2-1 三菱整體式PLC附加附加4：PLC的分類的分類v（2）模塊式PLCv 模塊式PLC是由機架（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。各部件獨立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機架或?qū)к壣?。這種結(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

31、列PLC的外形，如圖2-2所示。附加附加4：PLC的分類的分類v2根據(jù)I/O點數(shù)分類v根據(jù)PLC的I/O點數(shù)的不同，可將PLC分為小型、中型和大型三類。附加附加4：PLC的分類的分類v（1）小型PLCvI/O點數(shù)小于256點的PLC稱為小型PLC。小型PLC以開關(guān)量控制為主，具有體積小、價格低的優(yōu)點?？捎糜陂_關(guān)量的邏輯控制、定時/計數(shù)控制、順序控制及少量模擬量的控制場合，代替繼電器、接觸器控制在單機或小規(guī)模生產(chǎn)過程中使用。附加附加4：PLC的分類的分類v（2）中型PLCvI/O點數(shù)大于256點小于2048點的PLC稱為中型PLC。中型PLC功能比較豐富，兼有開關(guān)量和模擬量的控制能力，適用于較復(fù)

32、雜系統(tǒng)的邏輯控制和閉環(huán)模擬量的過程控制。附加附加4：PLC的分類的分類v（3）大型PLCvI/O點數(shù)大于2048點的PLC稱為大型PLC。大型PLC用于大規(guī)模過程控制，集散式控制和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)中。附加附加4：PLC的分類的分類v3. 根據(jù)功能分類v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。附加附加4：PLC的分類的分類v（1）低檔PLCv具有邏輯運算、定時、計數(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控制系統(tǒng)。附加附加4：PLC的分類的分類v（2）中檔PLCv除具有低

33、檔PLC的功能外，還具有較強的模擬量輸入輸出、算術(shù)運算、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)。附加附加4：PLC的分類的分類v（3）高檔PLCv除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)的運算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實現(xiàn)工廠自動化。附加附加4：PLC的分類的分類1.2 PLC的工作原理的工作原理1.2.1 繼電器繼電器 繼電器主要由電磁線圈、鐵心、觸點和復(fù)位彈簧組成。線圈斷電時處于

34、斷開狀態(tài)的觸點稱為常開觸點，反之為常閉觸點。線圈通電時，常閉觸點斷開，常開觸點閉合。線圈斷電時，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。 按下起動按鈕SB1，電流經(jīng)SB1的常開觸點和SB2的常閉觸點流過KM的線圈。KM的主觸點閉合，電動機開始運行。KM的輔助常開觸點同時接通。 放開起動按鈕，SB1的常開觸點斷開，電流經(jīng)KM的輔助常開觸點和SB2的常閉觸點流過KM的線圈。KM輔助常開觸點的這種功能稱為“自鎖”或“自保持”。 圖1-12中的繼電器電路稱為起動-保持-停止電路，簡稱為起保停電路。1.21.2.2 .2 邏輯運算邏輯運算 用邏輯代數(shù)中的1和0來表示數(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

35、、常開觸點接通、常閉觸點斷開為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”邏輯運算的輸入輸出關(guān)系見表1-1。 邏輯代數(shù)式 中的加號表示邏輯“或”，乘號表示邏輯“與”，上劃線表示邏輯“非”。邏輯運算的規(guī)則為先“與”后“或”。括號優(yōu)先，先執(zhí)行括號中的“或”運算。1.2.3 PLC的工作原理的工作原理 1. 掃描工作方式 RUN模式執(zhí)行用戶程序模式執(zhí)行用戶程序，“RUN” LED亮。STOP模式不執(zhí)行用戶程序模式不執(zhí)行用戶程序，可以下載程序以下載程序。模式開關(guān)在RUN位置時，上電后自動進(jìn)入RUN模式。 PC和PLC之間建立起通信連接后，若模式開關(guān)在RUN位

36、置, 可用編程軟件可用編程軟件改變改變CPU的操作模式。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)這兩個階段的任務(wù)。RUN模式時，還要完成另外3個階段的操作。 v （1）內(nèi)部處理階段。CPU對PLC內(nèi)部的硬件作故障檢查內(nèi)部的硬件作故障檢查，復(fù)位監(jiān)控定時器（，復(fù)位監(jiān)控定時器（WDT）等。v （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。v 當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時，只執(zhí)行以上兩個階段的操作。當(dāng)可編程序控制器處于運行（

37、RUN）狀態(tài)時，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。v 在可編程序控制器存儲器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄輸入映像寄存器和輸出映像寄存器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應(yīng)的映像存儲區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映像寄存器。v （3）輸入采樣（輸入處理）階段。每次掃描周期的開始，先讀取輸入端子的當(dāng)前值，然后寫到輸入映像寄存器先讀取輸入端子的當(dāng)前值，然后寫到輸入映像寄存器區(qū)域區(qū)域。在隨后的用戶程序執(zhí)行的過程中，CPU訪問輸入映像寄存器區(qū)域，而并非讀取輸入端子的狀態(tài)。輸入信號的變化并不會影響到輸入映像寄存器的狀態(tài)，通常要

38、求輸入信號有足夠的脈沖寬度，才能被響應(yīng)。v （4）程序執(zhí)行階段。用戶程序執(zhí)行階段，PLC按照梯形按照梯形圖的順序，自左而右、自上而下的逐行掃描，在這一階圖的順序，自左而右、自上而下的逐行掃描，在這一階段段CPU從用戶程序的第一條指令開始執(zhí)行直到最后一條從用戶程序的第一條指令開始執(zhí)行直到最后一條指令結(jié)束，程序運行結(jié)果放入輸出映像寄存器區(qū)域指令結(jié)束，程序運行結(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，在掃描周期的各個部分，均可對中斷事件進(jìn)行響應(yīng)。v（5）輸出刷新（輸出處理）階段。每個掃描周期的結(jié)束，CPU

39、把存在把存在輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)寫入輸出輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)寫入輸出鎖存器中再輸出到數(shù)字量輸出端子鎖存器中再輸出到數(shù)字量輸出端子，以更新輸出狀態(tài)。，以更新輸出狀態(tài)。然后PLC進(jìn)入下一個循環(huán)周期，重新執(zhí)行輸入采樣階段，周而復(fù)始。 在輸入處理階段，讀取所有外部輸入電路的接通/斷開狀態(tài)。外部輸入電路接通接通時, 對應(yīng)的輸入映像存儲器為ON(1狀態(tài)狀態(tài)), 梯形圖中對應(yīng)的常開觸點閉閉合合，常閉觸點斷開斷開。反之輸入映像存儲器為OFF(0狀態(tài)）狀態(tài)）。 在程序執(zhí)行階段，如果沒有跳轉(zhuǎn)指令，CPU逐條順序地執(zhí)行用戶程序。執(zhí)行程序時，對輸入/輸出的讀寫通常是通過輸入/輸出映像存儲器，而不是實際的I/O點。

40、 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“通電通電”，對應(yīng)的輸出映像存儲器為1，對應(yīng)的硬件繼電器的常開觸點閉合閉合，外部負(fù)載工作工作。反之外部負(fù)載斷電斷電。 可用中斷程序和立即I/O指令提高PLC的響應(yīng)速度。 2掃描周期掃描周期 在RUN模式時，每次掃描循環(huán)的時間稱為掃描周期。 5PLC的工作原理的工作原理 執(zhí)行第一條指令時，從X0對應(yīng)的輸入映像存儲器取出二進(jìn)制數(shù)并保存。 執(zhí)行第二條指令時，取出Y0對應(yīng)的輸出映像存儲器中的二進(jìn)制數(shù)，與X0對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)作“或”運算，運算結(jié)果被暫時保存。 執(zhí)行第3、第4條指令時，分別取出X1或X2對應(yīng)的輸入映像存

41、儲器中的二進(jìn)制數(shù)，因為是常閉觸點，自動取反以后與前面的運算結(jié)果作“與”運算，運算結(jié)果被暫時保存。 執(zhí)行第5條指令時，將二進(jìn)制數(shù)運算結(jié)果送入Y0對應(yīng)的輸出映像存儲器。 在輸出處理階段，CPU將各輸出映像存儲器中的二進(jìn)制數(shù)傳送給輸出模塊并鎖存起來，如果Y0對應(yīng)的輸出映像存儲器存放的是二進(jìn)制數(shù)1，外接的負(fù)載線圈將通電，反之將斷電。6.輸入輸入/輸出滯后時間輸出滯后時間v輸入/輸出滯后時間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指從指從PLC外部輸入信號發(fā)外部輸入信號發(fā)生變化的時刻起至它控制的有關(guān)外生變化的時刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻止之間部輸出信號發(fā)生變化的時刻止之間的間隔的間隔。這個時間由輸入電路

42、的濾波時間、輸出模塊的滯后時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間三部分組成。v輸入模塊的RC濾波電路用來濾除由輸入端引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點動作時產(chǎn)生抖動引起的不良影響。濾波時間常數(shù)決定了輸入濾波時間的長短，其典型值為10ms左右。v輸出模塊的滯后時間與輸出模塊開關(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)通到斷開時的最大滯后時間為10ms；雙向晶閘管輸出電路的滯后時間約為1ms，可適應(yīng)高頻動作；晶體管型輸出電路的滯后時間一般在1ms以下，開關(guān)頻率高。v 假設(shè)輸入信號X0在第n個掃描周期的輸入處理階段之后才出現(xiàn)，所以在第n個掃描周期內(nèi)各數(shù)據(jù)鎖存器均為“0”狀態(tài)；在第n+1個掃描周期的

43、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個周期程序執(zhí)行的開始第一行中Y1的常開觸點已被掃描過，在本周期Y0的線圈是不“通電”的；在第n+2個掃描周期的程序執(zhí)行階段，由于Y1的常開觸點接通使Y0的線圈“通電”，Y0的輸出鎖存器驅(qū)動負(fù)載接通?？梢婍憫?yīng)延遲最長可達(dá)兩個多掃描周期。v 如果交換梯形圖中第一行和第二行的位置，Y0的延遲時間將減少一個掃描周期，可見延遲時間可以使用程序優(yōu)化程序優(yōu)化的方法來減少。PLC總的響應(yīng)延遲時間一般只有數(shù)十毫秒數(shù)十毫秒，對于一般的系統(tǒng)是無無關(guān)緊要關(guān)緊要的。要求

44、輸入輸出信號之間的滯后時間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的掃描速度快的PLC或在軟或在軟件及硬件上采取適當(dāng)?shù)拇胧?，如采用件及硬件上采取適當(dāng)?shù)拇胧?，如采用REF指令，指令，改變?yōu)V波電路的時間常數(shù)等。改變?yōu)V波電路的時間常數(shù)等。 PLC與繼電器工作原理的差別與繼電器工作原理的差別PLC與繼電器工作原理的差別，主要是下列幾點：（1）組成元件的差別。繼電器控制線路是許多真正的硬件繼電器組成，而梯形圖則由許多所謂“軟繼電器”即軟元件或編程元件組成。（2）觸點數(shù)量的差別。硬繼電器的觸點數(shù)量有限，用于控制的繼電器的觸點數(shù)一般只有48對；而梯形圖中每個軟元件供編程使用的觸點數(shù)在理論上有無限對。（3）邏輯關(guān)系上

45、的差別。繼電器電路圖是用低壓電器的接線表達(dá)邏輯控制關(guān)系的，可編程控制器則主要使用梯形圖表達(dá)這種邏輯關(guān)系。（4）運行時序上的差別。在運行時序上，對于繼電器電路來說，忽略電磁滯后及機械滯后，同一個繼電器所有觸點的動作和它的線圈通電或斷電可認(rèn)為是同時發(fā)生的。但在PLC中，由于程序的循環(huán)掃描，同一個器件的線圈工作和它的各個觸點的動作并不同時發(fā)生。這就是繼電器系統(tǒng)的并行工作方式和PLC的串行工作方式的差別。填空題 1) PLC主要由 、 、 和 組成。 2) 繼電器的線圈“斷電”時，其常開觸點 ，常閉觸點 。 3) 外部輸入電路接通時，對應(yīng)的輸入過程映像寄存器為 狀態(tài)，梯形圖中后者的常開觸點 ，常閉觸點

46、_。 4) 若梯形圖中輸出Y的線圈“斷電”，對應(yīng)的輸出過程映像寄存器為 _狀態(tài)，在修改輸出階段后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈 ，其常開觸點 ，外部負(fù)載 。 第一章第一章 課后習(xí)題課后習(xí)題v 1.PLC主要由哪幾部分組成？ 1CPU模塊模塊 CPU模塊主要由CPU芯片和存儲器組成。 2I/O模塊 I/O模塊是輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊的簡稱。 輸入模塊用來采集輸入信號，輸出模塊用來控制外部的負(fù)載和執(zhí)行器。 I/O模塊還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。 3編程設(shè)備 編程軟件用來生成和編輯程序，和監(jiān)控程序的運行。 4電源 PLC使用AC 220V電源或DC 24V電源。小

47、型PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器提供DC 24V電源?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲和執(zhí)行邏輯運算序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲和執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作命令、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作命令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有種類型的機械或生產(chǎn)過程?？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

48、一個整體關(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體、易于擴充其功能的原則設(shè)計。、易于擴充其功能的原則設(shè)計。v2.簡述PLC的定義。3.PLC有哪些主要特點有哪些主要特點？4.與繼電器控制系統(tǒng)相比，與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC有哪些優(yōu)點？有哪些優(yōu)點？v 1 控制方式： 繼電器的控制是采用硬件接線實現(xiàn)的，是利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)極延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。 PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，稱軟接線。v 2 控制速度 繼電器控制邏輯是依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級，機械觸點有抖動現(xiàn)

49、象。 PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制，速度快，微秒級，嚴(yán)格同步，無抖動。v 3 延時控制 繼電器控制系統(tǒng)是靠時間繼電器的滯后動作實現(xiàn)延時控制，而時間繼電器定時精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時間困難。 PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時間方便，不受環(huán)境影響。5.PLC可以用在那些領(lǐng)域？可以用在那些領(lǐng)域？v1. 開關(guān)量邏輯控制v2. 運動控制v3. 閉環(huán)過程控制v4. 數(shù)據(jù)處理v5. 通信聯(lián)網(wǎng)6.簡述簡述PLC的掃描工作過程？的掃描工作過程？v 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從第一條指令開始執(zhí)行

50、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、程序輸出幾個階段，全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運行狀態(tài)時，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，通過隔離電路，驅(qū)動功率放大電

51、路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅(qū)動外部負(fù)載。7.在在梯形圖梯形圖中，同一軟元件的常開觸點或常閉中，同一軟元件的常開觸點或常閉觸點使用的次數(shù)為什么沒有觸點使用的次數(shù)為什么沒有限制？限制？制？制？vPLC中位元件的觸點其實只是PLC內(nèi)部寄存器的一個位，在程序用用到該繼電器時，只是重復(fù)的對存儲器中的相應(yīng)位作“讀”操作，參與邏輯運算，所以可以無限次的使用。第第2章章 FX系列系列PLC的硬件的硬件2.1 FX系列系列PLC的硬件結(jié)構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu) 1基本單元、擴展單元和擴展模塊 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，擴展單元內(nèi)只有輸入擴展單元內(nèi)只有輸入/輸出電路和電源

52、輸出電路和電源，基本單元和擴展單元用扁平電纜連接。 基本單元有一個基本單元有一個RS-422編程接口和編程接口和RUN/STOP開關(guān)開關(guān)，F(xiàn)X1S、FX1N和FX3G系列有兩個內(nèi)置的設(shè)置參數(shù)用的小電位器。 2功能擴展板與顯示模塊 功能擴展板的價格便宜?？梢詫⒐δ軘U展板或微型設(shè)定顯示模塊安裝在基本單元內(nèi)。功能擴展板有開關(guān)量輸入、輸出板，模擬量輸入、輸出板，8點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、高速計數(shù)器模塊、脈沖輸出模塊、定位單元/模塊和通信模塊等。 4存儲器存儲器 PLC的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。 （1）隨

53、機訪問存儲器（RAM） RAM的工作速度高、價格便宜、改寫方便。芯片斷電后儲存的信息將會丟失。 FX2N、FX3U等系列用RAM 和鋰電池來實現(xiàn)斷電時程序和數(shù)據(jù)的保存。需要更換鋰電池時，基本單元面板上的“電池電壓過低”發(fā)光二極管亮，同時特殊輔助繼電器M8005的常開觸點接通。FX2N、FX3U等系列可以用EEPROM存儲器盒來擴展存儲器容量。 （2）只讀存儲器（ROM） ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。斷電后儲存的信息不會丟失。ROM用來存放系統(tǒng)程序。 （3）EEPROM（可以電擦除可編程的只讀存儲器） EEPROM的數(shù)據(jù)可以讀出和改寫，斷電后信息不會丟失。寫入數(shù)據(jù)的時間的數(shù)據(jù)可以讀出和改寫，

54、斷電后信息不會丟失。寫入數(shù)據(jù)的時間比比RAM長，寫入的次數(shù)有限制。長，寫入的次數(shù)有限制。FX1S、FX1N和和FX3G等系列使用等系列使用EEPROM來來保存用戶程序。保存用戶程序。2.2 FX系列系列PLC性能簡介性能簡介2.2.1 FX各子系列性能簡介各子系列性能簡介 1FX系列產(chǎn)品型號的代碼見圖2-1。例如FX1N-60MT-D屬于FX1N系列，是有60個I/O點的基本單元，晶體管輸出型，DC電源、漏型輸入/輸出型。v PLC提供了多種操作電平和驅(qū)動能力的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：開關(guān)量（數(shù)字量）輸入、開關(guān)開關(guān)量（數(shù)字量）輸入、開關(guān)

55、量輸出和模擬量輸入、模擬量輸出等。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，如不特別說明，I/O接口指的是開關(guān)量輸入輸出接口。 2.3 I/O模塊與特殊功能模塊模塊與特殊功能模塊2.3.1 開關(guān)量輸入電路與開關(guān)量輸出電路開關(guān)量輸入電路與開關(guān)量輸出電路 1開關(guān)量輸入電路 v常用的開關(guān)量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型：直流輸直流輸入接口、交流輸入接口和交入接口、交流輸入接口和交/直流直流輸入接口輸入接口。這三種開關(guān)量輸入接口電路的原理圖，如圖2-4所示。v常用的開關(guān)量輸出接口按其輸出開關(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

56、三種開關(guān)量輸出接口電路原理圖，如圖2-5所示。v 圖（a）為繼電器輸出電路，繼電器同時起隔離和功放的作用。與觸點并聯(lián)的R、C和壓敏電阻U在觸點斷開時起消弧作用。繼電器輸出電路可驅(qū)動交流或直流負(fù)載，但其響應(yīng)時間長，動作頻率低。v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)于觸點的接通和關(guān)斷。穩(wěn)壓管用來抑制過電壓，起保護(hù)晶體管作用。晶體管輸出電路的響應(yīng)速度快，動作頻率高，只能用于驅(qū)動直流負(fù)載。v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和壓敏電阻用來抑制關(guān)斷時產(chǎn)生的過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)動交流負(fù)載。第二章第二章 習(xí)題習(xí)題v 1

57、.FX系列的基本單元與擴展單元有什么區(qū)別？2.功能擴展板有什么特點，功能擴展板有什么特點，F(xiàn)X系列有哪些功能擴展系列有哪些功能擴展板？板？v 功能擴展板的價格便宜?？梢詫⒐δ軘U展板或微型設(shè)定顯示模塊安裝在基本單元內(nèi)。功能擴展板有開關(guān)量輸入、輸出板，模擬量輸入、輸出板，8點電位器板和多種通信板。3.PLC常用哪幾種存儲器？它們各有什么特點？常用哪幾種存儲器？它們各有什么特點？分別用來存儲什么信息？分別用來存儲什么信息？v PLC的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。 v（1）隨機訪問存儲器（RAM）v RAM的工作速度高、價格便宜、改寫方便。芯片斷電后儲存的信息將會丟失。 FX2N、FX3

58、U等系列用RAM 和鋰電池來實現(xiàn)斷電時程序和數(shù)據(jù)的保存。需要更換鋰電池時，基本單元面板上的“電池電壓過低”發(fā)光二極管亮，同時特殊輔助繼電器M8005的常開觸點接通。FX2N、FX3U等系列可以用EEPROM存儲器盒來擴展存儲器容量。v （2）只讀存儲器（ROM）v ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。斷電后儲存的信息不會丟失。ROM用來存放系統(tǒng)程序。v （3）EEPROM（可以電擦除可編程的只讀存儲器）v EEPROM的數(shù)據(jù)可以讀出和改寫，斷電后信息不會丟失。寫入數(shù)據(jù)的時間比RAM長，寫入的次數(shù)有限制。FX1S、FX1N和FX3G等系列使用EEPROM來保存用戶程序。4.FX1N和和FX2N系列的

59、用戶程序分別用什么保存？系列的用戶程序分別用什么保存？vFX1N內(nèi)置 8K 步的 EEPROM （不需電池）vFX2N標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置有8K步的RAM存儲器，由電池支持。此外，如果使用存儲盒選件，最大可以擴展到16K步，存儲器的種類有RAM、EEPROM、EPROM可供選擇。5.使用帶鋰電池的使用帶鋰電池的PLC應(yīng)注意什么問題？應(yīng)注意什么問題？vfx1s、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。v關(guān)于fx2n電池更換的問題，在斷電情況下，在二十秒內(nèi)，更換完畢，即可，如果超出時間，

60、則plc的程序會清空的，v在更換前做好準(zhǔn)備，把舊電池從plc拿出來，但不要把接線拆開。最后把接線拆開，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，程序沒了，你把備份的灌入到plc中，如果是大型設(shè)備或自動化，你還得要調(diào)試，也不是很清楚。一定要注意。v6.FX2N-48MR是什么單元？有多少個輸入點，多少個輸出點？屬于什么輸出類型？v基本，24個輸入點，24個輸出點，繼電器輸出型。7.FX1S、FX1N和和FX2N系列各有什么特點？系列各有什么特點？v1FX1S系列v FX1S系列PLC是超小型低價格PLC，不能擴展。有輸入/輸出分別為6/4點、