第11章：可編程控制器及其應(yīng)用

1、課程名稱電工學(xué)教 研 室電子信息中心更新日期2011/05/1111.2 可編程控制器的程序編制可編程控制器的程序編制11.3 可編程控制器應(yīng)用舉例可編程控制器應(yīng)用舉例 11.1 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 可編程控制器可編程控制器( (PLC) )是以中央處理器為核心，綜是以中央處理器為核心，綜合了計算機和自動控制等先進技術(shù)發(fā)展起來的一種工合了計算機和自動控制等先進技術(shù)發(fā)展起來的一種工業(yè)控制器。專門用于工業(yè)現(xiàn)場的自動控制裝置。業(yè)控制器。專門用于工業(yè)現(xiàn)場的自動控制裝置。 PLC 具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡單以及功

2、耗低、體積小等優(yōu)點。簡單以及功耗低、體積小等優(yōu)點。但它存儲容量小，但它存儲容量小，價格高。價格高。 本章只為初學(xué)者提供本章只為初學(xué)者提供 PLC 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識, ,重點是簡單重點是簡單程序編制，重在應(yīng)用。程序編制，重在應(yīng)用。 繼電接觸控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。但由繼電接觸控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。但由于它的機械觸點多、接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、于它的機械觸點多、接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性差，因此已不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)過程復(fù)雜多變通用性差，因此已不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)過程復(fù)雜多變的控制要求。的控制要求。 PLC的類型種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡的類型種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也不

3、盡相同雖然多種多樣，但其結(jié)構(gòu)和工作方式則大同小相同雖然多種多樣，但其結(jié)構(gòu)和工作方式則大同小異，異，一般由主機、輸入一般由主機、輸入/ /輸出接口、電源、編程器、輸出接口、電源、編程器、擴展接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分構(gòu)成。擴展接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分構(gòu)成。11.1.1 可編程控制器的結(jié)構(gòu)及各部分的作用可編程控制器的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 PLC 可看作一個系統(tǒng)，外部的各種開關(guān)信號可看作一個系統(tǒng)，外部的各種開關(guān)信號或模擬信號均為輸入量，它們經(jīng)輸入接口寄存到或模擬信號均為輸入量，它們經(jīng)輸入接口寄存到 PLC 內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器中，而后按用戶程序要求進內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器中，而后按用戶程序要求進行

4、邏輯運算和數(shù)據(jù)處理，最后以輸出變量的形式送行邏輯運算和數(shù)據(jù)處理，最后以輸出變量的形式送到輸出接口，從而控制輸出設(shè)備。到輸出接口，從而控制輸出設(shè)備。 PLC 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電電 源源I/O擴擴展展單單元元輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸輸出出接接口口外外部部設(shè)設(shè)備備接接口口輸輸入入接接口口I/O擴擴展展接接口口主機主機PLC編程器編程器打印機打印機磁帶機磁帶機計計算機算機掃描儀掃描儀CPU存儲器存儲器用戶用戶程序程序系統(tǒng)系統(tǒng)程序程序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)按鈕按鈕行程行程開關(guān)開關(guān)觸點觸點電磁閥電磁閥電磁電磁線圈線圈指示燈指示燈1. 主機主機 CPU是是PLC的核心的核心，主要用來運行用戶程序，主

5、要用來運行用戶程序，監(jiān)控輸入監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)。輸出接口狀態(tài)。 主機部分包括中央處理器（主機部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器PLC 內(nèi)部存儲器內(nèi)部存儲器系統(tǒng)程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器 系統(tǒng)程序存儲器：系統(tǒng)程序存儲器：主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家及對用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。固定，用戶不能更改。 用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器：用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器：主要存放用戶編制的應(yīng)主要存放用戶編制的

6、應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。2. 輸入輸入/輸出輸出(I/O)接口接口 輸入接口輸入接口用于接收輸入設(shè)備用于接收輸入設(shè)備(如：按鈕、行程開如：按鈕、行程開關(guān)、傳感器等）的控制信號。關(guān)、傳感器等）的控制信號。 輸出接口輸出接口用于將經(jīng)主機處理過的結(jié)果通過輸出用于將經(jīng)主機處理過的結(jié)果通過輸出電路去驅(qū)動輸出設(shè)備電路去驅(qū)動輸出設(shè)備(如如: 接觸器、電磁閥、指示燈接觸器、電磁閥、指示燈等等)。3. 電源電源 PLC電源電源指為指為CPU、存儲器、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源 I/O接口是接

7、口是 PLC 與輸入與輸入/ /輸出設(shè)備聯(lián)接的部件。輸出設(shè)備聯(lián)接的部件。I/O接口一般采用光電耦合電路接口一般采用光電耦合電路, ,以減少電磁干擾。以減少電磁干擾。 4. 編程器編程器 編程器編程器是是 PLC 重要的外部設(shè)備，用于手持編程。重要的外部設(shè)備，用于手持編程。利用編程器可輸入、檢查、修改、調(diào)試用戶程序或利用編程器可輸入、檢查、修改、調(diào)試用戶程序或在線監(jiān)視在線監(jiān)視PLC工作狀況。除工作狀況。除手持編程器手持編程器外，外，目前，目前，使用較多的是利用通信電纜將使用較多的是利用通信電纜將PLC和計算機聯(lián)接，和計算機聯(lián)接，并利用專用的工具軟件進行編程或監(jiān)控。并利用專用的工具軟件進行編程或監(jiān)

8、控。6. 外部設(shè)備接口外部設(shè)備接口 I/O擴展接口擴展接口用于將擴充外部輸入用于將擴充外部輸入/輸出端子數(shù)輸出端子數(shù)擴展單元與基本單元擴展單元與基本單元(即主機即主機)聯(lián)接在一起。聯(lián)接在一起。5. 輸入輸出擴展接口輸入輸出擴展接口 此接口可將編程器、打印機、條形碼掃描儀等外此接口可將編程器、打印機、條形碼掃描儀等外部設(shè)備與主機相連。部設(shè)備與主機相連。11.1.2 可編程控制器的工作方式可編程控制器的工作方式 PLC 采用采用“順序掃描、不斷循環(huán)順序掃描、不斷循環(huán)”的方式進行工的方式進行工作。其工作過程分為作。其工作過程分為輸入采樣輸入采樣、程序執(zhí)行程序執(zhí)行和和輸出刷新輸出刷新 三個階段，并進行

9、周期循環(huán)。三個階段，并進行周期循環(huán)。輸入端子輸入端子輸入鎖存器輸入鎖存器輸入狀態(tài)寄存器輸入狀態(tài)寄存器輸出鎖存器輸出鎖存器輸出狀態(tài)寄存器輸出狀態(tài)寄存器輸出端子輸出端子程序執(zhí)行程序執(zhí)行讀讀讀讀寫寫輸入采樣輸入采樣程序執(zhí)行程序執(zhí)行輸出刷新輸出刷新一個掃描周期一個掃描周期一條指令所需時間一般不超過一條指令所需時間一般不超過 100 ms。 PLC在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的所有輸入端的通通/斷斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將此狀態(tài)狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將此狀態(tài)存入輸入狀態(tài)寄存器，即輸入刷新。接著轉(zhuǎn)入程存入輸入狀態(tài)寄存器，即輸入刷新。接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行

10、期間，即使輸入狀態(tài)發(fā)序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變，只生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入。 PLC在執(zhí)行階段，按先左后右，先上后下的步在執(zhí)行階段，按先左后右，先上后下的步序，執(zhí)行程序指令。其過程如下：從輸入狀態(tài)寄存序，執(zhí)行程序指令。其過程如下：從輸入狀態(tài)寄存器和其它元件狀態(tài)寄存器中讀出有關(guān)元件的通器和其它元件狀態(tài)寄存器中讀出有關(guān)元件的通/斷狀斷狀態(tài)，并根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，運算結(jié)果再存態(tài)，并根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，運算結(jié)果再存入有關(guān)的狀態(tài)寄存器中。

11、入有關(guān)的狀態(tài)寄存器中。 在所有指令執(zhí)行完畢后，將各物理繼電器對應(yīng)在所有指令執(zhí)行完畢后，將各物理繼電器對應(yīng)的輸出狀態(tài)寄存器的通的輸出狀態(tài)寄存器的通/斷狀態(tài)，在輸出刷新階段轉(zhuǎn)斷狀態(tài)，在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出寄存器，去控制各物理繼電器的通存到輸出寄存器，去控制各物理繼電器的通/斷，這斷，這才是才是PLC的實際輸出。的實際輸出。 由由PLC的工作過程可見，的工作過程可見， 在在PLC的程序執(zhí)行階的程序執(zhí)行階段，即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容段，即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會立即改變，要等到下一個周期輸入處理階段也不會立即改變，要等到下一個周期輸入處理階段才能改變。暫存在輸出狀

12、態(tài)寄存器中的輸出信號，才能改變。暫存在輸出狀態(tài)寄存器中的輸出信號，等到一個循環(huán)周期結(jié)束，等到一個循環(huán)周期結(jié)束，CPU集中將這些輸出信號集中將這些輸出信號全部輸出給輸出鎖存器，這才成為實際的全部輸出給輸出鎖存器，這才成為實際的CPU輸出。輸出。因此全部輸入、輸出狀態(tài)的改變就需要一個掃描周因此全部輸入、輸出狀態(tài)的改變就需要一個掃描周期，換言之，輸入、輸出的狀態(tài)保持一個掃描周期。期，換言之，輸入、輸出的狀態(tài)保持一個掃描周期。指指PLC外部輸入和輸出端子數(shù)外部輸入和輸出端子數(shù)。通常小型機有通常小型機有幾十點，中型機有幾百個點，而大型機超過千點。幾十點，中型機有幾百個點，而大型機超過千點。 用來衡量用來

13、衡量PLC所能存儲用戶程序的多少。所能存儲用戶程序的多少。在在 PLC 中，程序指令按中，程序指令按“步步”存存, , 一一 “步步”占用一占用一個地址單元個地址單元, ,一條指令有的往往不止一一條指令有的往往不止一“步步”。一個。一個地地址單元一般占兩個字節(jié)。址單元一般占兩個字節(jié)。 指掃描指掃描1000步用戶程序所需的時間步用戶程序所需的時間，以，以ms/千步千步為單位。為單位。有時也用掃描一步指令的時間計有時也用掃描一步指令的時間計, ,如如 s/s/步。步。4. . 指令系統(tǒng)條數(shù)指令系統(tǒng)條數(shù) PLC 具有具有基本指令和高級指令，指令的種類和數(shù)基本指令和高級指令，指令的種類和數(shù)量越多，其軟

14、件功能越強。量越多，其軟件功能越強。5. 編程元件的種類和數(shù)量編程元件的種類和數(shù)量 編程元件是指輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼編程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、通用電器、定時器、計數(shù)器、通用“字字”寄存器、數(shù)據(jù)寄寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器等，其種類和數(shù)量的多少是存器及特殊功能繼電器等，其種類和數(shù)量的多少是衡衡量量 PLC 硬件硬件功能強弱的一個指標(biāo)。功能強弱的一個指標(biāo)。 PLC 內(nèi)部內(nèi)部“繼電器繼電器”是存儲是存儲 器的存儲單元。器的存儲單元。當(dāng)寫入該單元邏輯狀態(tài)為當(dāng)寫入該單元邏輯狀態(tài)為“1”時，則表示相應(yīng)繼電時，則表示相應(yīng)繼電器的線圈接通，其動合觸點閉合

15、，動斷觸點斷開。器的線圈接通，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。所以所以 PLC 內(nèi)部這些繼電器稱為內(nèi)部這些繼電器稱為“軟軟”繼電器。繼電器。元件名稱元件名稱代表字母代表字母編號范圍編號范圍功能說明功能說明輸入繼電器輸入繼電器輸出繼電器輸出繼電器輔助繼電器輔助繼電器 通用通用“字字”寄存器寄存器計數(shù)器計數(shù)器定時器定時器XYRTCWRX0 XF 共共16點點 接收外部輸入的信號接收外部輸入的信號輸出程序執(zhí)行結(jié)果輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備給外部輸出設(shè)備在程序內(nèi)部使用，在程序內(nèi)部使用，不能提供外部輸出不能提供外部輸出延時定時繼電器，其延時定時繼電器，其觸點在程序內(nèi)部使用觸點在程序內(nèi)部使用減法計數(shù)繼電

16、器，其減法計數(shù)繼電器，其觸點在程序內(nèi)部使用觸點在程序內(nèi)部使用每個每個WR由相應(yīng)的由相應(yīng)的16個輔助個輔助繼電器繼電器R 構(gòu)成構(gòu)成Y0 Y7 共共 8 點點R0 R62F 共共 1008 點點T0 T99 共共 100 點點 C100 C143 共共 44 點點WR0 WR62 共共63個個11.1.4 可編程控制器的主要功能和特點可編程控制器的主要功能和特點(1) 開關(guān)邏輯控制開關(guān)邏輯控制用用PLC取代傳統(tǒng)的繼電接觸器進行邏輯控制。取代傳統(tǒng)的繼電接觸器進行邏輯控制。(3) 步進控制步進控制(4) 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(2) 定時定時/計數(shù)控制計數(shù)控制 用用PLC的定時的定時/計數(shù)指令來實現(xiàn)定時和計

17、數(shù)控制。計數(shù)指令來實現(xiàn)定時和計數(shù)控制。 用步進指令實現(xiàn)一道工序完成后，再進行下一道用步進指令實現(xiàn)一道工序完成后，再進行下一道工序操作的控制。工序操作的控制。 能進行數(shù)據(jù)傳輸、比較、移位數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運能進行數(shù)據(jù)傳輸、比較、移位數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算和邏輯運算等操作。算和邏輯運算等操作。(5) 過程控制過程控制(6) 運動控制運動控制(7) 通信聯(lián)網(wǎng)通信聯(lián)網(wǎng)(8) 監(jiān)控監(jiān)控(9) 數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換 可實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等非電量參數(shù)可實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等非電量參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)進行自動調(diào)節(jié) 通過高速計數(shù)模塊和位置控制模塊進行單軸和多通過高速計數(shù)模塊和位置控制模

18、塊進行單軸和多種控制。如用于數(shù)控機床、機器人等控制。種控制。如用于數(shù)控機床、機器人等控制。 通過通過PLC之間的聯(lián)網(wǎng)及與計算機的聯(lián)接，實現(xiàn)遠之間的聯(lián)網(wǎng)及與計算機的聯(lián)接，實現(xiàn)遠程控制或數(shù)據(jù)交換。程控制或數(shù)據(jù)交換。 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運行情況能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運行情況,并能在線修改控制并能在線修改控制程序和設(shè)定值。程序和設(shè)定值。能進行能進行A/D和和D/A轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)對模擬量的控制。轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)對模擬量的控制。 (1) 可靠性高，抗干擾能力強?？煽啃愿?，抗干擾能力強。由于采用大規(guī)模集由于采用大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件的設(shè)

19、計和制造的過程中采取了一系列隔離和抗干硬件的設(shè)計和制造的過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，具有很高的可擾措施，使它能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，具有很高的可靠性?？啃浴LC硬件采用硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活地組態(tài)以適應(yīng)不同的控制對象，模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活地組態(tài)以適應(yīng)不同的控制對象，控制規(guī)模和控制功能的要求。且可通過修改軟件，來控制規(guī)模和控制功能的要求。且可通過修改軟件，來實現(xiàn)在線修改的能力，因此其功能易于擴展，具有廣實現(xiàn)在線修改的能力，因此其功能易于擴展，具有廣泛的工業(yè)通用性。泛的工業(yè)通用性。目目前前PLC產(chǎn)品朝著系列化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，只需根產(chǎn)品朝著系列化、標(biāo)準(zhǔn)化方向

20、發(fā)展，只需根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選用相應(yīng)的模塊進行組合設(shè)計，據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選用相應(yīng)的模塊進行組合設(shè)計，同時用軟件編程代替了繼電控制的硬連線，大大減同時用軟件編程代替了繼電控制的硬連線，大大減輕了接線工作，同時輕了接線工作，同時PLC還具有故障檢測和顯示功還具有故障檢測和顯示功能，使故障處理時間縮短。能，使故障處理時間縮短。6.2.1 可可編程控制器的編程語言編程控制器的編程語言可可編程控制器編程控制器的的程序有程序有系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序和和用戶程序用戶程序兩種。兩種。系統(tǒng)程序用戶不能修改。系統(tǒng)程序用戶不能修改。 用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，利用利用 PLC 廠家廠家提

21、提供的程序編制語言編寫的應(yīng)用程序。供的程序編制語言編寫的應(yīng)用程序。 PLC 的編程的編程語言以梯形圖語言和指令語句表語言語言以梯形圖語言和指令語句表語言最為常用，并且兩者常常聯(lián)合使用。最為常用，并且兩者常常聯(lián)合使用。 是在繼電控制系統(tǒng)電氣原理圖基礎(chǔ)上開發(fā)出來的是在繼電控制系統(tǒng)電氣原理圖基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種圖形語言。它繼承了繼電器觸點、線圈、串聯(lián)、一種圖形語言。它繼承了繼電器觸點、線圈、串聯(lián)、并聯(lián)等術(shù)語和符號，并聯(lián)等術(shù)語和符號，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示表示 PLC輸輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形。入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形。編程元件的種類用圖形符號及字母或數(shù)字加以區(qū)別。編程

22、元件的種類用圖形符號及字母或數(shù)字加以區(qū)別。梯形圖中用梯形圖中用表示表示 PLC 編程編程元件的元件的動合觸點動合觸點表動斷觸點表動斷觸點表線圈表線圈(ED)X2X1Y1Y1動合動合觸點觸點輸輸出出繼繼電電器器線線圈圈動合動合觸點觸點 PLC 輸入輸入繼電繼電 器動斷觸點器動斷觸點KM12SB1SB2KM ( (1) )梯形圖中的繼電器不是梯形圖中的繼電器不是物理物理繼電器，繼電器，是是 PLC存儲器存儲器的一個存儲單元。當(dāng)寫入該單元的邏輯的一個存儲單元。當(dāng)寫入該單元的邏輯狀態(tài)為狀態(tài)為“1”1”時，則表示相應(yīng)繼電器的線圈接通，時，則表示相應(yīng)繼電器的線圈接通，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。其動合觸

23、點閉合，動斷觸點斷開。幾點說明幾點說明 ( (2) ) 梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行每一邏輯行( (或稱梯級或稱梯級) )起始于左母線，然后是觸點的起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)連接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。串、并聯(lián)連接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。 ( (3) ) 梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是是“概念電流概念電流”，從左流向右，其兩端沒有電源。這，從左流向右，其兩端沒有電源。這個個“概念電流概念電流”只是用來形象地描述用戶程序執(zhí)行中只是用來形象地描述用戶程序執(zhí)行中滿足線圈接通的條件。滿

24、足線圈接通的條件。 ( (4) ) 輸入繼電器用于接收外部輸入信號輸入繼電器用于接收外部輸入信號，而不，而不能由能由PLC內(nèi)部其他繼電器的觸點來驅(qū)動。因此，梯內(nèi)部其他繼電器的觸點來驅(qū)動。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點，而不出現(xiàn)其線圈。形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備。當(dāng)輸出繼電器輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備。當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈接通時，就有信號輸出，梯形圖中的輸出繼電器線圈接通時，就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼電器電器、晶體管或晶閘管才能實現(xiàn)。、晶體管或晶

25、閘管才能實現(xiàn)。輸出繼電器的觸點也可供內(nèi)部編程使用。輸出繼電器的觸點也可供內(nèi)部編程使用。 2. .指令語句表指令語句表 指令語句表是一種用指令助記符指令語句表是一種用指令助記符來編制來編制 PLC 程程序的語言，它類似于計算機的匯編語言，但比匯編語序的語言，它類似于計算機的匯編語言，但比匯編語言容易理解。若干條指令組成的程序就是指令語句表言容易理解。若干條指令組成的程序就是指令語句表籠型籠型電動機電動機直接直接起動起動控制控制的指令語句表的指令語句表 ST 起始指令起始指令( (取指令取指令):):從左母線從左母線( (即輸入公共線即輸入公共線) )開始取用動合觸點作為該邏輯行運算的開始，圖中取

26、開始取用動合觸點作為該邏輯行運算的開始，圖中取用用 X2。 OR 觸點并聯(lián)指令觸點并聯(lián)指令( (也稱也稱或或指令指令): ): 用于單個動合用于單個動合觸點的并聯(lián)，圖中并聯(lián)觸點的并聯(lián)，圖中并聯(lián) Y1。梯形圖梯形圖左左母母線線(ED)X2X1Y1Y10 ST X2 1 OR Y12 AN/ X13 OT Y1 4 ED指指 令令地址地址 ED 程序結(jié)束指令。程序結(jié)束指令。 OT 輸出指令輸出指令: : 用于將運算結(jié)果驅(qū)動指定線圈，用于將運算結(jié)果驅(qū)動指定線圈，圖中驅(qū)動輸出繼電器線圈圖中驅(qū)動輸出繼電器線圈 Y1。 AN/ / 觸點串聯(lián)反指令觸點串聯(lián)反指令( (也稱與非指令也稱與非指令):):用于單用

27、于單個動斷觸點的串聯(lián)，圖中串聯(lián)個動斷觸點的串聯(lián)，圖中串聯(lián) X1。 (1) PLC編程元件的觸點在編制程序時編程元件的觸點在編制程序時使用次數(shù)使用次數(shù)是無限的。是無限的。每個繼電器的線圈在梯形圖中只能出現(xiàn)每個繼電器的線圈在梯形圖中只能出現(xiàn)一次一次, 它的觸點可以使用無數(shù)次。它的觸點可以使用無數(shù)次。 (2) 梯形圖的每一邏輯行皆起始于左母線，終止梯形圖的每一邏輯行皆起始于左母線，終止于右母線。線圈總是處于最右邊，且不能直接與左于右母線。線圈總是處于最右邊，且不能直接與左邊母線相連。邊母線相連。不正確不正確正確正確(3) 編制梯形圖時，應(yīng)盡量做到編制梯形圖時，應(yīng)盡量做到“上重下輕、左上重下輕、左重右

28、輕重右輕”。不合理不合理合理合理 (4) 在梯形圖中應(yīng)避免觸點畫在垂直線上，因為在梯形圖中應(yīng)避免觸點畫在垂直線上，因為它無法用指令語句編程。它無法用指令語句編程。Y2X5X4X1Y1X2無法編程無法編程X4X2Y1X3X1X5X1Y2X3X2 (5) 應(yīng)避免同一繼電器線圈在程序中重復(fù)輸出，否應(yīng)避免同一繼電器線圈在程序中重復(fù)輸出，否則將引起誤操作。則將引起誤操作。電動機直接起動控制電動機直接起動控制 (6) 外部輸入設(shè)備動斷觸點的處理：外部輸入設(shè)備動斷觸點的處理：(a)KMSB1SB2KMFRSB1SB2EX2X1Y1COMPLCCOMKMFR (b)X2X1Y1Y1(c) 在在(b)圖中，圖中

29、，SB1 接成動斷接成動斷，接接在在 PLC 輸入繼電器輸入繼電器的的 X1 端子端子上上, 則在編制梯形圖時則在編制梯形圖時, 用的是用的是動合觸點動合觸點X1。因因 SB1閉合，對應(yīng)的輸入繼電器接通閉合，對應(yīng)的輸入繼電器接通, 這時它的動合觸這時它的動合觸點點 X1 是閉合的。按下是閉合的。按下 SB1，斷開輸入繼電器，它才斷，斷開輸入繼電器，它才斷開。開。SB1SB2EX2X1Y1COMPLCCOMKMFR 兩邊各自兩邊各自的公共端子的公共端子 通常由通常由 PLC內(nèi)部電源提供內(nèi)部電源提供 外接外接FR 的觸點只能接的觸點只能接成動斷觸點成動斷觸點, 且不且不作為作為 PLC 的輸入的輸

30、入信號信號, ,而將其直接而將其直接通斷接觸器線圈通斷接觸器線圈為了使梯形圖和繼電接觸器控制電路一一對應(yīng)，為了使梯形圖和繼電接觸器控制電路一一對應(yīng)，PLC 輸入輸入設(shè)備的觸點應(yīng)盡可能接成動合形式。設(shè)備的觸點應(yīng)盡可能接成動合形式。2. 編程方法編程方法KM2SB1SB3FRSB2KM1KM2KM1KM2KM1QFRFUM3 KM1KM2 以籠型電動機正反轉(zhuǎn)的控制電路以籠型電動機正反轉(zhuǎn)的控制電路為例介紹為例介紹PLC控制的編程方法控制的編程方法籠型電動機正反轉(zhuǎn)的控制電路籠型電動機正反轉(zhuǎn)的控制電路 (1)確定確定I/O點數(shù)及分配點數(shù)及分配2. 編程編程方法方法 輸輸 入入 輸輸 出出 SB1 X0

31、SBF X1 SBR X2 KMF Y1 KMR Y2共需共需 5 個個 I/O 點，即點，即電動機正反轉(zhuǎn)電動機正反轉(zhuǎn)控制外部接線圖控制外部接線圖SBFSBREX2X1Y2COMPLCCOMKMRFRY1KMF KMFKMRSB1X0(2)編制梯形圖和指令語句表編制梯形圖和指令語句表梯形圖梯形圖指令語句表指令語句表 指指 令令地址地址0 ST X11 OR Y12 AN/ X03 AN/ Y24 OT Y15 ST X26 OR Y27 AN/ X08 AN/ Y19 OT Y210 ED X1X0Y1Y1Y2X2X0Y2Y2Y1(ED)11.2.3 可編程控制器的指令系統(tǒng)可編程控制器的指令系

32、統(tǒng)1. 起始指令起始指令ST，ST/與輸出指令與輸出指令OT指令使用說明：指令使用說明： ST/ / 起始反指令起始反指令( (也稱取反指令也稱取反指令) )：從左母線開：從左母線開始取用動斷觸點作為該邏輯行運算開始。始取用動斷觸點作為該邏輯行運算開始。指指 令令地址地址0 ST X01 OT Y02 ST/ X13 OT R0 (1)ST，ST/ 指令的使用元件為指令的使用元件為 X，Y，R，T，C；OT 指令指令的使用的使用元件為元件為 Y，R。 ( (2) ) ST，ST/ 指令指令也可也可與與 ANS 或或 ORS 塊操作塊操作指令指令配合用于分支回路的起始處。配合用于分支回路的起始處

33、。X0Y0X1R0 ( (3) ) OT 指令不能直接用于左母線，可以使用若指令不能直接用于左母線，可以使用若干次，這相當(dāng)于線圈的并聯(lián)。干次，這相當(dāng)于線圈的并聯(lián)。X0Y0Y1Y2指指 令令地址地址0 ST X01 OT Y02 OT Y13 OT Y2 當(dāng)當(dāng) X0 閉合時，則閉合時，則 Y0、Y1，Y2 均接通。均接通。AN，AN/ 指令指令分別用于分別用于單個動合和動斷觸點的串聯(lián)。單個動合和動斷觸點的串聯(lián)。OR，OR/ 指令指令分別用于單個動合和動斷觸點的并聯(lián)。分別用于單個動合和動斷觸點的并聯(lián)。指令使用說明：指令使用說明：2. 觸點串聯(lián)指令觸點串聯(lián)指令 AN, AN/ 與觸點并聯(lián)指令與觸點并

34、聯(lián)指令 OR, OR/ 指指 令令地址地址0 ST X01 AN X12 OT Y03 ST X24 AN/ X35 OT Y16 ST X47 OR X58 OT Y29 ST X6 10 OR/ X711 OT Y32. 觸點串聯(lián)指令觸點串聯(lián)指令 AN, AN/ 與觸點并聯(lián)指令與觸點并聯(lián)指令 OR, OR/X1Y0Y1X2X0Y2Y3X3X4X5X6X7 (1) AN，AN/，OR，OR/ 指令的指令的使用元件為使用元件為X，Y，R，T，C。 (2) AN，AN/，指令可多次連續(xù)串指令可多次連續(xù)串聯(lián)使用。聯(lián)使用。 OR，OR/ 指令可多次連續(xù)并指令可多次連續(xù)并聯(lián)使用聯(lián)使用。 串聯(lián)或并聯(lián)次串

35、聯(lián)或并聯(lián)次數(shù)沒有限制。數(shù)沒有限制。指令使用說明指令使用說明3. .塊串聯(lián)塊串聯(lián)指令指令 ANS 與塊并聯(lián)指令與塊并聯(lián)指令 ORS ANS( (塊與塊與) )和和 ORS( (塊或塊或) )分別用于指令塊的串分別用于指令塊的串聯(lián)和并聯(lián)連接聯(lián)和并聯(lián)連接, ANS 用于將兩組并聯(lián)的觸點用于將兩組并聯(lián)的觸點( (指令指令塊塊 1 和和指令指令塊塊 2) )串聯(lián)；串聯(lián)；ORS 用于用于將兩組串聯(lián)的觸點將兩組串聯(lián)的觸點( (指指令令塊塊 1 和和指令指令塊塊 2) )并聯(lián)。并聯(lián)。0 ST X01 OR X22 ST X13 OR/ X34 ANS 5 OT Y0指指 令令地址地址X3X1X0Y0X2指令塊

36、指令塊1指令塊指令塊20 ST X01 AN X12 ST X23 AN/ X34 ORS 5 OT Y0指指 令令地址地址3. .塊串聯(lián)塊串聯(lián)指令指令 ANS 與塊并聯(lián)指令與塊并聯(lián)指令 ORSX0Y0X1X2X3指令使用說明：指令使用說明： (1) 每一指令塊均以每一指令塊均以ST( (或或ST/)/)開始。開始。 (2) 當(dāng)兩個以上指令塊串聯(lián)或并聯(lián)時，可將前面當(dāng)兩個以上指令塊串聯(lián)或并聯(lián)時，可將前面塊并聯(lián)或串聯(lián)的結(jié)果作為新的塊并聯(lián)或串聯(lián)的結(jié)果作為新的“塊塊”參與運算。參與運算。(3) 指令塊中各支路的元件個數(shù)沒有限制。指令塊中各支路的元件個數(shù)沒有限制。(4) ANS 和和 ORS 指令不指令

37、不帶使用元件。帶使用元件。指令塊指令塊1指令塊指令塊20 ST X01 OR X12 ST X23 AN X34 ST X4 5 AN/ X56 ORS 7 OR X68 ANS 9 OR/ X710 OT Y0 指指 令令地址地址例例1：寫出下圖所示梯形圖的指令語句表。寫出下圖所示梯形圖的指令語句表。X5X2X0Y0X1X3X4X6X7解：解：指令語句表如右圖所示。指令語句表如右圖所示。4. .反指令反指令/ /X0Y0Y1當(dāng)當(dāng) X0 閉合時，閉合時，Y0 接通，接通，Y1 斷開；反之，則相反。斷開；反之，則相反。指指 令令地址地址0 ST X01 OT Y02 / 3 OT Y1反指令是將

38、該指令所在位置的運算接過去反。反指令是將該指令所在位置的運算接過去反。5. 定時器指令定時器指令 TMTMR：定時單位為：定時單位為 0.01 s 的定時器；的定時器；TMX：定時單位為：定時單位為 0.1 s 的定時器；的定時器；TMY：定時單位為：定時單位為 1 s 的定時器。的定時器。TMR 和和 TMX 指令各占三個指令各占三個地址號，地址號，TMY指令占四個地指令占四個地址號。址號。TM 指令用法指令用法 當(dāng)定時觸發(fā)信號發(fā)出后，觸點當(dāng)定時觸發(fā)信號發(fā)出后，觸點X0閉合，定時開始，閉合，定時開始，5s 后定時時間到，定時器觸點后定時時間到，定時器觸點T2 閉合，線圈閉合，線圈Y0也就也就

39、接通。如果接通。如果 X0閉合時間不到閉合時間不到 5 s，則無輸出。，則無輸出。X0Y0T2TMX 502動作時序圖動作時序圖X0Y05s2s定時器設(shè)置值定時器設(shè)置值定時時間定時時間50 0.1s = 5s 定時器編號定時器編號0 ST X01 TMX 2 K 504 ST T25 OT Y0 指指 令令地址地址指令語句表指令語句表指令使用說明指令使用說明 (1) 定時設(shè)置值為定時設(shè)置值為 K0 K32767 范圍內(nèi)任意一個十范圍內(nèi)任意一個十進制常數(shù)。進制常數(shù)。 ( (2) ) 定時器為減定時器為減 1 計數(shù)，每來一個時鐘脈沖計數(shù)，每來一個時鐘脈沖 CP，定時設(shè)置值減定時設(shè)置值減 1，至減為

40、，至減為 0 時，定時器動作，其動合觸時，定時器動作，其動合觸點閉合點閉合, 動斷觸點斷開。動斷觸點斷開。 ( (3) ) 如果在定時器工作期間如果在定時器工作期間, X0 斷開斷開, 則運行中斷，則運行中斷，定時器復(fù)位定時器復(fù)位, 回到原始之值回到原始之值, 同時其動合、動斷觸點恢同時其動合、動斷觸點恢復(fù)常態(tài)。復(fù)常態(tài)。 ( (4) ) 程序中每個定時器只能使用一次程序中每個定時器只能使用一次, ,但其觸點可但其觸點可多次使多次使 用。用。0 ST X01 TMX 1 K 304 ST Y05 AN/ X0 6 TMX 2 K 40 9 ST T110 OR Y0 11 AN/ T212 OT

41、 Y0 13 ED 指指 令令地址地址 例例2: : 試編制延試編制延時時3 s 接通、延時接通、延時4 s 斷開斷開的電路的的電路的梯形圖和指令語句表。梯形圖和指令語句表。 解解: : 利用兩個利用兩個TMX 指令的定時器指令的定時器 T1 和和 T2, 其定其定時設(shè)置值時設(shè)置值 K分別為分別為30 和和 40,即延時分別為即延時分別為 3 s 和和 4 s。梯梯形形圖圖動作動作時序時序圖圖指指令令語語句句表表X0X0Y0Y0T2TMX 301 Y0TMX 402 T1(ED)X0Y03s4s0 ST X01 ST X12 CT 100 K 45 ST C1006 OT Y0 指指 令令地址

42、地址X1Y06. 計數(shù)器指令計數(shù)器指令 CTX0 當(dāng)計數(shù)到當(dāng)計數(shù)到 4 時，時，計數(shù)器動合觸點計數(shù)器動合觸點 C100 閉合，線圈閉合，線圈 Y0 接通。接通。CT 指令占三個地址號指令占三個地址號C100X0Y0CT 4100 X1CR計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖輸入端輸入端復(fù)位脈沖復(fù)位脈沖輸入端輸入端計數(shù)計數(shù)設(shè)置值設(shè)置值計數(shù)器計數(shù)器編號編號梯形圖梯形圖指令語句表指令語句表6. 計數(shù)器指令計數(shù)器指令 CT指令使用說明指令使用說明( (1) ) 計數(shù)設(shè)置值為計數(shù)設(shè)置值為 K0 K32767 范圍內(nèi)任意一個范圍內(nèi)任意一個十進制常數(shù)。十進制常數(shù)。( (2) ) 計數(shù)器計數(shù)器為減為減 1 計數(shù)，每來一個計數(shù)脈沖

43、上升計數(shù)，每來一個計數(shù)脈沖上升沿，計數(shù)設(shè)置值減沿，計數(shù)設(shè)置值減 1，至減為，至減為 0 時，計數(shù)器動作，其時，計數(shù)器動作，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。動合觸點閉合，動斷觸點斷開。( (3) ) 如果在計數(shù)器工作期間，復(fù)位如果在計數(shù)器工作期間，復(fù)位端端 R 輸入復(fù)位輸入復(fù)位信號，使計數(shù)器復(fù)位，則運行中斷，回到原始之值，信號，使計數(shù)器復(fù)位，則運行中斷，回到原始之值，同時其動合、動斷觸點恢復(fù)常態(tài)。同時其動合、動斷觸點恢復(fù)常態(tài)。( (4) ) 程序中每個計數(shù)器只能使用一次，但其觸點程序中每個計數(shù)器只能使用一次，但其觸點可多次使用?？啥啻问褂?。0 ST X01 PSHS 2 AN X13 OT Y04

44、 RDS5 AN/ X26 OT Y17 POPS8 AN X39 OT Y2 指指 令令地址地址7. 堆棧指令堆棧指令 PSHS，RDS，POPS PSHS( (壓入堆棧壓入堆棧) )，RDS( (讀出堆棧讀出堆棧) )，POPS( (彈彈出堆棧出堆棧) )，常用于梯形圖中多條聯(lián)于同一點的分支通，常用于梯形圖中多條聯(lián)于同一點的分支通路，并要用到同一中間運算結(jié)果的場合。路，并要用到同一中間運算結(jié)果的場合。X0Y2Y1Y0X3X2X1梯形圖梯形圖指令語句表指令語句表 (1) 在分支在分支開始處用開始處用 PSHS 指令，它存儲分支點指令，它存儲分支點前的運算結(jié)果；分支結(jié)束用前的運算結(jié)果；分支結(jié)束

45、用 POPS 指令，它讀出和清指令，它讀出和清除除 PSHS 指令存儲的運算結(jié)果；在兩個指令之間的分指令存儲的運算結(jié)果；在兩個指令之間的分支均用支均用 RDS 指令指令, 它讀出它讀出PSHS 指令存儲的運算結(jié)果。指令存儲的運算結(jié)果。 (2) 堆棧指令是組合指令不能堆棧指令是組合指令不能, ,單獨使用。單獨使用。PSHS，POPS在程序中各出現(xiàn)一次在程序中各出現(xiàn)一次( (開始和結(jié)束時開始和結(jié)束時) )，而而 RDS在程序在程序中視連接在同一點的支路數(shù)目的多少可多次使中視連接在同一點的支路數(shù)目的多少可多次使用。用。指令使用說明指令使用說明X0Y2Y1Y0X3X2X1X0X0等效梯形圖等效梯形圖0

46、 ST X01 DF 2 OT Y03 ST X14 DF/5 OT Y1 指令指令地址地址8. 微分指令微分指令 DF，DF/ DF：當(dāng)檢測到觸發(fā)信號上升沿時，線圈接通一當(dāng)檢測到觸發(fā)信號上升沿時，線圈接通一個掃描周期。個掃描周期。 DF/ /：當(dāng)檢測到觸發(fā)信號下降沿時，線圈接通一：當(dāng)檢測到觸發(fā)信號下降沿時，線圈接通一個掃描周期。個掃描周期。X0Y1Y0X1(DF)(DF/ /)梯形圖梯形圖指令語句表指令語句表8. 微分指令微分指令 DF，DF/指令使用說明指令使用說明 (1) DF，DF/ 指令指令在觸發(fā)信號接通或斷在觸發(fā)信號接通或斷開狀態(tài)變化時有效。開狀態(tài)變化時有效。 (2) DF，DF/

47、 指令指令沒有使用次數(shù)的限制。沒有使用次數(shù)的限制。 (3) 如果某一操作如果某一操作只需在觸點閉合或斷只需在觸點閉合或斷開時執(zhí)行一次，可開時執(zhí)行一次，可使使用用 DF或或DF/ 指令指令。 當(dāng)當(dāng) X0 閉合時，閉合時，Y0 接通接通一個掃描周期；當(dāng)一個掃描周期；當(dāng) X1 斷開時，斷開時，Y1 接通一個掃描周期。觸點接通一個掃描周期。觸點 X0、X1 分別稱為上升沿和下分別稱為上升沿和下降沿微分指令的觸發(fā)信號。降沿微分指令的觸發(fā)信號。X0Y0Y1X1一個掃描周期一個掃描周期9. 置位、復(fù)位指令置位、復(fù)位指令 SET，RSTSET：觸發(fā)信號：觸發(fā)信號 X0 閉合時，閉合時，Y0 接通接通。RST：

48、觸發(fā)信號：觸發(fā)信號 X1 閉合時，閉合時，Y0 斷開斷開。指令用法指令用法X0Y0X1SY0R梯形圖梯形圖動作時序圖動作時序圖0 ST X01 SET Y0 4 ST X15 RST Y0 指令指令地址地址指令語句表指令語句表Y0X1X0指令使用說明指令使用說明(1) SET，RST 指令的使用元件為指令的使用元件為 Y，R。 (2) 當(dāng)接通觸發(fā)信號即當(dāng)接通觸發(fā)信號即執(zhí)行執(zhí)行 SET( (RST) )指令。不管指令。不管觸發(fā)信號隨后如何變化，線圈將保持接通觸發(fā)信號隨后如何變化，線圈將保持接通( (斷開斷開) )。 (3) 對同一對同一繼電器繼電器 Y( (或或 R),),可以多次可以多次使用使

49、用 SET 和和 RST 指指令，次數(shù)不限。令，次數(shù)不限。9. 置位、復(fù)位指令置位、復(fù)位指令 SET，RST0 ST X01 SET Y0 4 ST X15 RST Y0 指令指令地址地址指令語句表指令語句表X0Y0X1SY0R梯形圖梯形圖10. 保持指令保持指令 KP S 和和 R 分別由輸入觸點分別由輸入觸點 X0 和和 X1 控制。當(dāng)控制。當(dāng) X0 閉合時閉合時, 指定繼電器線圈指定繼電器線圈 Y0 接通并保持；當(dāng)接通并保持；當(dāng) X1 閉閉合時，合時，Y0 斷開復(fù)斷開復(fù)。0 ST X01 ST X1 2 KP Y0 指令指令地址地址指令用法指令用法X0Y0X1KPSRX1Y0X0 置位置

50、位輸入端輸入端 復(fù)位復(fù)位輸入端輸入端指令使用說明指令使用說明(1)KP 指令的使用元件為指令的使用元件為 Y，R。 (2)置位觸發(fā)信號一旦將指定的繼電器接通，則無置位觸發(fā)信號一旦將指定的繼電器接通，則無論置位的觸發(fā)信號隨后是接通還是斷開論置位的觸發(fā)信號隨后是接通還是斷開, ,指定的繼電指定的繼電器都保持接通，直到復(fù)位觸發(fā)信號接通。器都保持接通，直到復(fù)位觸發(fā)信號接通。 (3)若置位、復(fù)位觸發(fā)信號同時接通，則復(fù)位觸發(fā)若置位、復(fù)位觸發(fā)信號同時接通，則復(fù)位觸發(fā)信號優(yōu)先。信號優(yōu)先。(4)當(dāng)當(dāng) PLC 電源斷開電源斷開時時, ,KP 指令指令的狀態(tài)不再保持。的狀態(tài)不再保持。(5)對同一繼電器對同一繼電器

51、Y( (或或 R) )一般只能使用一般只能使用一次一次 KP 指令指令。10. 保持指令保持指令 KP0 ST X01 ST X1 2 KP Y0 指令指令地址地址X1Y0X0指令使用說明指令使用說明 (1) NOP 指令占一步，當(dāng)輸入指令占一步，當(dāng)輸入NOP指令時，程序指令時，程序容量將有所增加，但對運算結(jié)果沒有影響。容量將有所增加，但對運算結(jié)果沒有影響。11. 空操作指令空操作指令 NOPNOP: 指令不完成任何操作，指令不完成任何操作， 即空操作。即空操作。 (2) 插入插入NOP 指令可使程序在檢查和修改時容易閱指令可使程序在檢查和修改時容易閱讀。讀。梯形圖梯形圖R1Y0NOP0 ST R11 NOP2 OT Y0 指令指令地址地址指令語句表指令語句表0