電氣控制與PLC

1、第3章 PLC 概述第第3 3章章 可編程序控制器概述可編程序控制器概述3.1 PLC的產(chǎn)生和定義的產(chǎn)生和定義3.2 PLC的發(fā)展與分類的發(fā)展與分類3.3 PLC的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)3.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域3.5 PLC的系統(tǒng)組成的系統(tǒng)組成3.6 PLC的工作原理的工作原理3.7 PLC的編程語言和程序結(jié)構(gòu)的編程語言和程序結(jié)構(gòu)第3章 PLC 概述n 在可編程序控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是以繼電在可編程序控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是以繼電器控制占主導(dǎo)地位的。對生產(chǎn)工藝多變的系統(tǒng)適應(yīng)性差，一器控制占主導(dǎo)地位的。對生產(chǎn)工藝多變的系統(tǒng)適應(yīng)性差，一旦生產(chǎn)任務(wù)和工藝發(fā)生變化，就必須重新設(shè)

2、計，并改變硬件旦生產(chǎn)任務(wù)和工藝發(fā)生變化，就必須重新設(shè)計，并改變硬件結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。n 1968 1968年，美國通用汽車公司年，美國通用汽車公司(GM(GM公司公司) )為了在每次汽車改為了在每次汽車改型或改變工藝流程時不改動原有繼電器柜內(nèi)的接線，降低成型或改變工藝流程時不改動原有繼電器柜內(nèi)的接線，降低成本，縮短開發(fā)周期，而提出了研制本，縮短開發(fā)周期，而提出了研制新型邏輯順序控制裝置新型邏輯順序控制裝置，并提出了并提出了1010項(xiàng)招標(biāo)技術(shù)指標(biāo)。其主要內(nèi)容如下：項(xiàng)招標(biāo)技術(shù)指標(biāo)。其主要內(nèi)容如下： 3.1.1 PLC的產(chǎn)生的產(chǎn)生 3.1 PLC的產(chǎn)生和定義的產(chǎn)生和定義 第3章 PLC 概述1、 在工廠里

3、能迅速方便地對其控制系統(tǒng)進(jìn)行編程。在工廠里能迅速方便地對其控制系統(tǒng)進(jìn)行編程。2、 所有系統(tǒng)單元必須能在工廠內(nèi)獨(dú)立運(yùn)行。所有系統(tǒng)單元必須能在工廠內(nèi)獨(dú)立運(yùn)行。3、 系統(tǒng)的維修必須簡單易行。系統(tǒng)的維修必須簡單易行。4、 裝置的體積、能耗小于繼電器控制系統(tǒng)。裝置的體積、能耗小于繼電器控制系統(tǒng)。5、 必須具有通信功能。必須具有通信功能。 6、 輸入開關(guān)量可以是已有的交流輸入開關(guān)量可以是已有的交流115 V電壓信號。電壓信號。7、 輸出必須設(shè)計為能驅(qū)動具有輸出必須設(shè)計為能驅(qū)動具有115 V、2 A以上的負(fù)載。以上的負(fù)載。8、 具有靈活的擴(kuò)展能力。具有靈活的擴(kuò)展能力。9、 在購買和安裝費(fèi)用上，應(yīng)具有較高的性

4、能價格比。在購買和安裝費(fèi)用上，應(yīng)具有較高的性能價格比。10、用戶存儲器容量至少在、用戶存儲器容量至少在4 KB以上。以上。第3章 PLC 概述 根據(jù)指標(biāo)要求，根據(jù)指標(biāo)要求，美國數(shù)字設(shè)備公司（美國數(shù)字設(shè)備公司（DECDEC）于）于19691969年研制出第一年研制出第一臺控制器（型號為臺控制器（型號為PDP-14PDP-14） ，并在美國，并在美國GMGM公司的汽車自動裝配生產(chǎn)公司的汽車自動裝配生產(chǎn)線上獲得試用成功。線上獲得試用成功。 它的開創(chuàng)性意義在于引入了程序控制功能，為計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)它的開創(chuàng)性意義在于引入了程序控制功能，為計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了空間。從此，可編程序控制氣器這

5、一新的控制控制領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了空間。從此，可編程序控制氣器這一新的控制技術(shù)迅速發(fā)展起來，而且，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)展很快。技術(shù)迅速發(fā)展起來，而且，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)展很快。 19711971年，日本開始生產(chǎn)年，日本開始生產(chǎn)PLCPLC。19731973年，原西德和法國也研制出自年，原西德和法國也研制出自己的己的PLCPLC。隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，到。隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，到2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代中期，年代中期，PLCPLC的的處理速度和可靠性大大提高，不僅增加了多種特殊功能，而且體積進(jìn)處理速度和可靠性大大提高，不僅增加了多種特殊功能，而且體積進(jìn)一步縮小，成本大幅度下降。到一步縮小，成本

6、大幅度下降。到2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代中期之后，年代中期之后，PLCPLC幾乎完幾乎完全計算機(jī)化，其速度更快，功能更強(qiáng)，全計算機(jī)化，其速度更快，功能更強(qiáng)，PLCPLC的各種智能化模塊不斷被的各種智能化模塊不斷被開發(fā)出來。為了推動開發(fā)出來。為了推動PLCPLC的應(yīng)用，一些廠家還推出了的應(yīng)用，一些廠家還推出了PLCPLC的計算機(jī)輔助的計算機(jī)輔助編程軟件。編程軟件。 第3章 PLC 概述 世界上現(xiàn)有世界上現(xiàn)有200200多個廠家生產(chǎn)多個廠家生產(chǎn)PLCPLC產(chǎn)品，可按地域分產(chǎn)品，可按地域分成三大流派：一個流派是美國產(chǎn)品（著名的廠家有成三大流派：一個流派是美國產(chǎn)品（著名的廠家有ABAB、GEGE、M

7、ODICON)MODICON)，一個流派是歐洲產(chǎn)品，一個流派是歐洲產(chǎn)品( (德國的德國的SIEMENSSIEMENS，法國的法國的SCHNEIDER)SCHNEIDER)，一個流派是日本產(chǎn)品，一個流派是日本產(chǎn)品(MISUBISHI(MISUBISHI、OMRONOMRON、FUJI)FUJI)。美國和歐洲的。美國和歐洲的PLCPLC技術(shù)是在相互隔離情技術(shù)是在相互隔離情況下獨(dú)立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的況下獨(dú)立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的PLCPLC產(chǎn)品有明產(chǎn)品有明顯的差異性。而日本的顯的差異性。而日本的PLCPLC技術(shù)是由美國引進(jìn)的，對美技術(shù)是由美國引進(jìn)的，對美國的國的PLCPLC產(chǎn)品有一定

8、的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定位產(chǎn)品有一定的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定位在小型在小型PLCPLC上。美國和歐洲以大中型上。美國和歐洲以大中型PLCPLC而聞名，而日本而聞名，而日本則以小型則以小型PLCPLC著稱。著稱。 第3章 PLC 概述n國際電工委員會（國際電工委員會（IECIEC）19871987年頒布的可編程邏輯年頒布的可編程邏輯控制器的定義如下：控制器的定義如下： “可編程控制器是專為在可編程控制器是專為在工業(yè)環(huán)境工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)下應(yīng)用而設(shè)計的一種計的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲器、，是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行命令，可以編制

9、程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行命令，進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴(kuò)展整體、易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計其功能的原則設(shè)計”。3.1.2 PLC的定義的定義 第3章 PLC 概述3.2.1 PLC的發(fā)展的發(fā)展3.2 PLC的發(fā)展與分類的發(fā)展與分類 目前，世界上一些著名電器生

10、產(chǎn)廠家?guī)缀醵荚谏a(chǎn)目前，世界上一些著名電器生產(chǎn)廠家?guī)缀醵荚谏a(chǎn)PLCPLC，產(chǎn)，產(chǎn)品功能日趨完善，換代周期越來越短。為了進(jìn)一步擴(kuò)大品功能日趨完善，換代周期越來越短。為了進(jìn)一步擴(kuò)大PLCPLC在工在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，適應(yīng)大、中、小型企業(yè)的不同需要，業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，適應(yīng)大、中、小型企業(yè)的不同需要，PLCPLC產(chǎn)品大致向兩個方向發(fā)展：產(chǎn)品大致向兩個方向發(fā)展：小型小型PLCPLC向體積縮小，功能增強(qiáng)，向體積縮小，功能增強(qiáng)，速度加快，價格低廉的方向發(fā)展，使之能更加廣泛地取代繼電器速度加快，價格低廉的方向發(fā)展，使之能更加廣泛地取代繼電器控制，更便于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化；大、中型控制，更便于實(shí)現(xiàn)機(jī)

11、電一體化；大、中型PLCPLC向高可靠性、高速向高可靠性、高速度、多功能、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，將度、多功能、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，將PLCPLC系統(tǒng)的控制功能和信息系統(tǒng)的控制功能和信息管理功能融為一體，使之能對大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自管理功能融為一體，使之能對大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動控制。動控制。第3章 PLC 概述按按I/OI/O點(diǎn)數(shù)可分為大、中、小型三大類，通常可以定義為：點(diǎn)數(shù)可分為大、中、小型三大類，通?？梢远x為： 小型：小型：I/OI/O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在256256點(diǎn)以下；點(diǎn)以下； 中型：中型：I/OI/O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在25625620482048點(diǎn)之間；點(diǎn)之間； 大型：大型：I/

12、OI/O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在20482048點(diǎn)以上。點(diǎn)以上。3.2.2 PLC的分類的分類按結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、模塊式。按結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、模塊式。第3章 PLC 概述 模塊式：將模塊式：將PLCPLC各部分分成若干個單獨(dú)的模塊，如電源各部分分成若干個單獨(dú)的模塊，如電源模塊、模塊、 CPUCPU模塊、模塊、I/OI/O模塊和各種功能模塊。模塊式模塊和各種功能模塊。模塊式PLCPLC由機(jī)架和各種模塊組成。模塊插入機(jī)架內(nèi)的插座上。由機(jī)架和各種模塊組成。模塊插入機(jī)架內(nèi)的插座上。模塊式模塊式PLCPLC配置靈活、裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。一配置靈活、裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。一般大、中型般大、中型PLC

13、PLC易采用。易采用。 整體式：將整體式：將PLCPLC的基本部件，如電源、的基本部件，如電源、CPUCPU、I/OI/O部件都集部件都集中在一個機(jī)箱內(nèi)，組成中在一個機(jī)箱內(nèi)，組成PLCPLC的一個基本單元（主機(jī)）。其的一個基本單元（主機(jī)）。其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低。一般小型結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低。一般小型PLCPLC采用這種結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)。整體式整體式PLCPLC由不同的由不同的I/OI/O點(diǎn)數(shù)的基本單元和擴(kuò)展單元組成。點(diǎn)數(shù)的基本單元和擴(kuò)展單元組成?；締卧獌?nèi)有基本單元內(nèi)有CPUCPU、I/OI/O和電源。擴(kuò)展單元內(nèi)只有和電源。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/OI/O和電和電源。整體式源。整體式PL

14、CPLC一般配有特殊功能單元，如模擬量單元、一般配有特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使得位置控制單元等，使得PLCPLC的功能得以擴(kuò)展。的功能得以擴(kuò)展。第3章 PLC 概述三菱三菱PLC外形圖外形圖Q系列系列PLCFX2N系列系列PLCFX1N系列系列PLCFX1S系列系列PLC第3章 PLC 概述西門子西門子PLC外形圖外形圖S7-200系列系列PLCS7-300系列系列PLCS7-400系列系列PLC第3章 PLC 概述歐姆龍歐姆龍PLC外形圖外形圖C200H系列系列PLCCPM1A、CPM2A系列系列PLC第3章 PLC 概述3.3 PLC的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn) l（1 1）編

15、程簡單，使用方便。）編程簡單，使用方便。 梯形圖是使用得最多的梯形圖是使用得最多的PLCPLC的編程語言，其電路符號和表的編程語言，其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似。梯形圖語言形象直觀，易達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似。梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器的電氣技術(shù)人員只要花幾天的時間就可學(xué)易懂，熟悉繼電器的電氣技術(shù)人員只要花幾天的時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。l（2 2）控制靈活，程序可變，具有很好的柔性）控制靈活，程序可變，具有很好的柔性 。第3章 PLC 概述 l（3 3）功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性能價格比高。）功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便

16、，性能價格比高。 一臺小型一臺小型PLCPLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。比，具有很高的性能價格比。l（4 4）控制系統(tǒng)設(shè)計及施工的工作量少，維修方便）控制系統(tǒng)設(shè)計及施工的工作量少，維修方便 。 PLC PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜

17、的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少。大大減少。 PLC PLC程序的設(shè)計比設(shè)計相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要程序的設(shè)計比設(shè)計相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少很多，用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模少很多，用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過擬，通過PLCPLC上的發(fā)光二極管就可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系上的發(fā)光二極管就可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少很多程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系

18、統(tǒng)少很多。第3章 PLC 概述l（5 5）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) PLC PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時間可達(dá)數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強(qiáng)擾能力，平均無故障時間可達(dá)數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。1) 1) 硬件方面的抗干擾措施硬件方面的抗干擾措施 對電源變壓器、對電源變壓器、CPUCPU、編程器等主要部件，均采用嚴(yán)格措、編程器等主要部件，均采用嚴(yán)格措施進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。施進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。 對供電系統(tǒng)及輸入電路采用多種形式

19、的濾波，以消除或?qū)╇娤到y(tǒng)及輸入電路采用多種形式的濾波，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各部分之間的相互影響。抑制高頻干擾，也削弱了各部分之間的相互影響。 采用光電隔離措施，有效地隔離了內(nèi)部與外部電路間的直采用光電隔離措施，有效地隔離了內(nèi)部與外部電路間的直接電聯(lián)系，以減少故障和誤動作。接電聯(lián)系，以減少故障和誤動作。 第3章 PLC 概述 對對PLCPLC內(nèi)部所需的內(nèi)部所需的+5 V+5 V電源采用多級濾波，并用集成電壓電源采用多級濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以消除由于交流電網(wǎng)的波動引起的過電壓、欠調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以消除由于交流電網(wǎng)的波動引起的過電壓、欠電壓的影響。電壓的影響。 采用模塊式結(jié)

20、構(gòu)的采用模塊式結(jié)構(gòu)的PLCPLC，一旦某一模塊有故障，可以迅速，一旦某一模塊有故障，可以迅速更換模塊，從而盡可能縮短系統(tǒng)的故障停機(jī)時間。更換模塊，從而盡可能縮短系統(tǒng)的故障停機(jī)時間。 2) 2) 軟件方面的抗干擾措施軟件方面的抗干擾措施 PLCPLC通過監(jiān)控程序定時地對電源及強(qiáng)干擾信號等進(jìn)行檢測。通過監(jiān)控程序定時地對電源及強(qiáng)干擾信號等進(jìn)行檢測。當(dāng)檢測到故障時，立即轉(zhuǎn)入故障處理程序，保存當(dāng)前狀態(tài)，禁止當(dāng)檢測到故障時，立即轉(zhuǎn)入故障處理程序，保存當(dāng)前狀態(tài)，禁止對程序的任何操作，以防存儲信息被破壞。待故障排除后，立即對程序的任何操作，以防存儲信息被破壞。待故障排除后，立即恢復(fù)到故障前的狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行程序

21、。恢復(fù)到故障前的狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行程序。第3章 PLC 概述PLCPLC設(shè)置了監(jiān)視定時器，如果程序每次循環(huán)的執(zhí)行時間超設(shè)置了監(jiān)視定時器，如果程序每次循環(huán)的執(zhí)行時間超過了規(guī)定值，表明程序已進(jìn)入死循環(huán)，則立即報警。過了規(guī)定值，表明程序已進(jìn)入死循環(huán)，則立即報警。加強(qiáng)對程序的檢查和校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)錯誤立即報警，并停止程加強(qiáng)對程序的檢查和校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)錯誤立即報警，并停止程序的執(zhí)行。序的執(zhí)行。利用后備電池對用戶程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，確保停電利用后備電池對用戶程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，確保停電時信息不丟失。時信息不丟失。l（6 6）體積小、重量輕、能耗低，是）體積小、重量輕、能耗低，是“機(jī)電一體化機(jī)電一體化”特有特有的

22、產(chǎn)品的產(chǎn)品第3章 PLC 概述3.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域 如果按應(yīng)用類型來劃分，可編程序控制器的應(yīng)用可分為以下幾個如果按應(yīng)用類型來劃分，可編程序控制器的應(yīng)用可分為以下幾個類型：類型： (1) 開關(guān)邏輯和順序控制：開關(guān)邏輯和順序控制：這是可編程序控制器最基本的控制功能，這是可編程序控制器最基本的控制功能，在工業(yè)場合應(yīng)用最廣泛，可代替繼電器控制系統(tǒng)。開關(guān)量邏輯控制不在工業(yè)場合應(yīng)用最廣泛，可代替繼電器控制系統(tǒng)。開關(guān)量邏輯控制不但能用于單臺設(shè)備，而且可用于生產(chǎn)線上。但能用于單臺設(shè)備，而且可用于生產(chǎn)線上。 (2) 過程控制：過程控制：PLC通過模擬量通過模擬量I/O模塊，可對溫度、流量、壓力模塊

23、，可對溫度、流量、壓力等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行控制。大中型等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行控制。大中型PLC都具有都具有PID閉環(huán)控制功能閉環(huán)控制功能并已廣泛地用于電力、化工、機(jī)械、冶金等行業(yè)。并已廣泛地用于電力、化工、機(jī)械、冶金等行業(yè)。第3章 PLC 概述 (3) 運(yùn)動控制：運(yùn)動控制：PLC可應(yīng)用于對直線運(yùn)動或圓周運(yùn)動的控制，可應(yīng)用于對直線運(yùn)動或圓周運(yùn)動的控制，如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、金屬加工、電梯控制等。如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、金屬加工、電梯控制等。 (4) 多級控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：多級控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：PLC之間、之間、PLC與計算機(jī)之間及其與計算機(jī)之間及其他智能控制設(shè)備之間可以聯(lián)網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理和信他智能控

24、制設(shè)備之間可以聯(lián)網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理和信息共享，從而構(gòu)成工廠息共享，從而構(gòu)成工廠CIMS系統(tǒng)。系統(tǒng)。 第3章 PLC 概述3.5.1 基本組成基本組成中 央 處 理 單 元(CPU)系統(tǒng)存儲器用戶存儲器輸入部件輸出部件外設(shè)接口I/O擴(kuò)展口編程器電源可編程序控制器至現(xiàn)場用戶設(shè)備接觸器指示燈電磁閥電源模擬量輸出來自用戶設(shè)備按鈕選擇開關(guān)限位開關(guān)電源模擬量輸入3.5 PLC的系統(tǒng)組成的系統(tǒng)組成 第3章 PLC 概述3.5.2 PLC各組成部分的功能各組成部分的功能 與一般的計算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，與一般的計算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，CPU是整個系統(tǒng)的核心，它按是整個系統(tǒng)的核心，它按PLC中中系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序賦

25、予的功能，指揮賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作。其主要有條不紊地進(jìn)行工作。其主要任務(wù)有：任務(wù)有：控制從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲；用掃描控制從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲；用掃描的方式通過輸入部件接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入狀態(tài)表或數(shù)的方式通過輸入部件接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入狀態(tài)表或數(shù)據(jù)存儲器中；診斷電源、據(jù)存儲器中；診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等；誤等；PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、

26、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等；根據(jù)運(yùn)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；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出寄存器表的內(nèi)容，再經(jīng)由輸出算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)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。部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。1中央處理器中央處理器(CPU)第3章 PLC 概述 PLCPLC中存儲器的功能與普通微機(jī)系統(tǒng)中的存儲器功能中存儲器的功能與普通微機(jī)系統(tǒng)中的存儲器功能相似，用來存儲系統(tǒng)程序和用戶的程序與數(shù)據(jù)。目前主要相似，用來存儲系統(tǒng)程序和用戶的程序與數(shù)據(jù)。目前主要采用的系統(tǒng)程序存儲器是指用來存放系統(tǒng)管理、用戶指令采用的系

27、統(tǒng)程序存儲器是指用來存放系統(tǒng)管理、用戶指令解釋及標(biāo)準(zhǔn)程序模塊、系統(tǒng)調(diào)用等程序的存儲器，常用解釋及標(biāo)準(zhǔn)程序模塊、系統(tǒng)調(diào)用等程序的存儲器，常用ROMROM構(gòu)成。用戶存儲器用來存儲用戶編制的梯形圖程序或構(gòu)成。用戶存儲器用來存儲用戶編制的梯形圖程序或用戶數(shù)據(jù)。存儲用戶程序的叫用戶程序存儲器，存儲用戶用戶數(shù)據(jù)。存儲用戶程序的叫用戶程序存儲器，存儲用戶數(shù)據(jù)的叫用戶數(shù)據(jù)存儲器，常用數(shù)據(jù)的叫用戶數(shù)據(jù)存儲器，常用RAMRAM構(gòu)成，為防止掉電時構(gòu)成，為防止掉電時信息的丟失，有后備電池作保護(hù)。信息的丟失，有后備電池作保護(hù)。 2. 存儲器存儲器第3章 PLC 概述 由于由于PLC系統(tǒng)程序關(guān)系到系統(tǒng)程序關(guān)系到PLC的性

28、能，不能由用戶直的性能，不能由用戶直接存取，因而，接存取，因而，PLC產(chǎn)品樣本或使用手冊中所列存儲器形產(chǎn)品樣本或使用手冊中所列存儲器形式及其容量一般都是指式及其容量一般都是指用戶存儲器用戶存儲器而言。而言。 PLC中已提供一定容量的存儲器供用戶使用，但對有中已提供一定容量的存儲器供用戶使用，但對有些用戶，可能還不夠用，因此大部分些用戶，可能還不夠用，因此大部分PLC都提供了存儲器都提供了存儲器擴(kuò)展擴(kuò)展(EM)功能，用戶可以將新增的存儲器擴(kuò)展模板直接插功能，用戶可以將新增的存儲器擴(kuò)展模板直接插入入CPU 模板中，也有的是插入中央基板中。模板中，也有的是插入中央基板中。第3章 PLC 概述 輸入部

29、件是輸入部件是PLCPLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件，是現(xiàn)與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件，是現(xiàn)場信號進(jìn)入場信號進(jìn)入PLCPLC的橋梁。該部件接收由主令元件、檢測元件來的信號。的橋梁。該部件接收由主令元件、檢測元件來的信號。 3輸入輸入/輸出部件（輸出部件（I/O模塊）模塊） 輸入部件輸入部件 輸入部件均帶有光電耦合電路，其目的是把輸入部件均帶有光電耦合電路，其目的是把PLCPLC與外部電路隔與外部電路隔離開來，以提高離開來，以提高PLCPLC的抗干擾能力。為了與現(xiàn)場信號連接，輸入部的抗干擾能力。為了與現(xiàn)場信號連接，輸入部件上設(shè)有輸入接線端子排。為了濾除信號的噪聲和便于件上設(shè)有輸

30、入接線端子排。為了濾除信號的噪聲和便于PLCPLC內(nèi)部對內(nèi)部對信號的處理，輸入部件內(nèi)部還有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號鎖存電路。信號的處理，輸入部件內(nèi)部還有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號鎖存電路。 各各PLCPLC生產(chǎn)廠家都提供了多種形式的生產(chǎn)廠家都提供了多種形式的I/OI/O部件或模塊，供用戶選部件或模塊，供用戶選用。用。第3章 PLC 概述濾波內(nèi)部電路SR1CR2LEDCOMT5VAR3圖示為某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖（一路），圖示為某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖（一路），COMCOM是同一組是同一組輸入點(diǎn)各內(nèi)部輸入電路的公共點(diǎn)。外接的直流電源極性可任意，虛線框輸入點(diǎn)各內(nèi)部輸入電路的公共點(diǎn)。

31、外接的直流電源極性可任意，虛線框內(nèi)是內(nèi)是PLCPLC內(nèi)部輸入電路，虛線框外為外部用戶接線。圖中，內(nèi)部輸入電路，虛線框外為外部用戶接線。圖中，T T為一光電耦為一光電耦合器，發(fā)光二極管與光電三極管封裝在一個管殼中。當(dāng)二極管中有電流合器，發(fā)光二極管與光電三極管封裝在一個管殼中。當(dāng)二極管中有電流時其發(fā)光，此時光電三極管導(dǎo)通。時其發(fā)光，此時光電三極管導(dǎo)通。R1R1為限流電阻，為限流電阻，R2R2和和C C構(gòu)成濾波電路，構(gòu)成濾波電路，可濾除輸入信號中的高頻干擾。可濾除輸入信號中的高頻干擾。LEDLED顯示該輸入點(diǎn)的狀態(tài)。顯示該輸入點(diǎn)的狀態(tài)。 第3章 PLC 概述 PLC的輸入電路有共點(diǎn)式、分組式和隔離式

32、之別。輸?shù)妮斎腚娐酚泄颤c(diǎn)式、分組式和隔離式之別。輸入單元只有一個公共端子入單元只有一個公共端子(COM)的稱為共點(diǎn)式，外部各輸?shù)姆Q為共點(diǎn)式，外部各輸入元件都有一個端子與入元件都有一個端子與COM相接；分組式是將輸入端子相接；分組式是將輸入端子分為若干組，每組各共用一個公共端子；隔離式輸入電路分為若干組，每組各共用一個公共端子；隔離式輸入電路是具有公共端子的各組輸入點(diǎn)之間互相隔離，可各自使用是具有公共端子的各組輸入點(diǎn)之間互相隔離，可各自使用獨(dú)立電源。獨(dú)立電源。 第3章 PLC 概述 輸出部件也是輸出部件也是PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接部件，其功能是控制現(xiàn)與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接部件，其功能是控制現(xiàn)場設(shè)

33、備進(jìn)行工作場設(shè)備進(jìn)行工作(如電機(jī)的啟、停、正如電機(jī)的啟、停、正/反轉(zhuǎn)，閥門的開、關(guān)，設(shè)備的反轉(zhuǎn)，閥門的開、關(guān)，設(shè)備的轉(zhuǎn)動、移動、升降等轉(zhuǎn)動、移動、升降等)。對于。對于PLC，希望它能直接驅(qū)動執(zhí)行元件，如電，希望它能直接驅(qū)動執(zhí)行元件，如電磁閥、微電機(jī)、接觸器、燈和音響等，因此，磁閥、微電機(jī)、接觸器、燈和音響等，因此，輸出部件中的輸出級常輸出部件中的輸出級常是一些大功率器件，如機(jī)械觸點(diǎn)式繼電器、無觸點(diǎn)交流開關(guān)是一些大功率器件，如機(jī)械觸點(diǎn)式繼電器、無觸點(diǎn)交流開關(guān)(如雙向可如雙向可控硅控硅)及直流開關(guān)及直流開關(guān)(如晶體三極管如晶體三極管)等。等。 與輸入部件類似，輸出部件上也有輸出狀態(tài)鎖存、顯示、電平

34、轉(zhuǎn)與輸入部件類似，輸出部件上也有輸出狀態(tài)鎖存、顯示、電平轉(zhuǎn)換和輸出接線端子排。輸出部件或模塊也有多種類型供選用。換和輸出接線端子排。輸出部件或模塊也有多種類型供選用。 輸出部件輸出部件第3章 PLC 概述 (1) (1) 在晶體管輸出電路中，負(fù)載電源只能是直流，由用戶在晶體管輸出電路中，負(fù)載電源只能是直流，由用戶提供。輸出電路負(fù)載能力小提供。輸出電路負(fù)載能力小( (工作電流僅工作電流僅0.30.30.5A)0.5A)，為無觸，為無觸點(diǎn)開關(guān)。晶體管輸出接口使用壽命長，響應(yīng)速度快，其延遲一點(diǎn)開關(guān)。晶體管輸出接口使用壽命長，響應(yīng)速度快，其延遲一般為般為0.50.51ms1ms。 (2) (2) 在雙

35、向晶閘管輸出電路中，輸出電路采用的開關(guān)器件在雙向晶閘管輸出電路中，輸出電路采用的開關(guān)器件是光控雙向晶閘管，負(fù)載電源由用戶提供，選用交流電源。輸是光控雙向晶閘管，負(fù)載電源由用戶提供，選用交流電源。輸出電路負(fù)載能力較大出電路負(fù)載能力較大( (工作電流約工作電流約1A1A左右左右) )，響應(yīng)速度較快，一，響應(yīng)速度較快，一般導(dǎo)通延遲為般導(dǎo)通延遲為1 12ms2ms，關(guān)斷延遲為，關(guān)斷延遲為8 810ms10ms。 按輸出電路所用開關(guān)器件的不同，按輸出電路所用開關(guān)器件的不同，PLC的開關(guān)量輸出可分的開關(guān)量輸出可分為晶體管輸出、雙向晶閘管輸出和繼電器輸出三種模式。為晶體管輸出、雙向晶閘管輸出和繼電器輸出三種

36、模式。第3章 PLC 概述 (3) (3) 繼電器輸出電路繼電器輸出電路( (如圖所示）中，負(fù)載電源由用戶提供，如圖所示）中，負(fù)載電源由用戶提供，可以是交流也可以是直流，視負(fù)載情況而定。輸出電路抗干擾能力可以是交流也可以是直流，視負(fù)載情況而定。輸出電路抗干擾能力強(qiáng)，負(fù)載能力大強(qiáng)，負(fù)載能力大( (工作電流可達(dá)工作電流可達(dá)2 25A)5A)，但信號響應(yīng)速度較慢，其，但信號響應(yīng)速度較慢，其延遲一般為延遲一般為8 810 ms10 ms。 內(nèi)部電路負(fù) 載JCOMRLED(c)第3章 PLC 概述 PLC PLC輸出電路也有共點(diǎn)式、分組式和隔離式之分。輸出電路也有共點(diǎn)式、分組式和隔離式之分。輸出只有一個

37、公共端子的稱為共點(diǎn)式；分組式是將輸出輸出只有一個公共端子的稱為共點(diǎn)式；分組式是將輸出端子分為若干組，每組共用一個公共端子；隔離式是具端子分為若干組，每組共用一個公共端子；隔離式是具有公共端子的各組輸出點(diǎn)之間互相隔離，可各自使用獨(dú)有公共端子的各組輸出點(diǎn)之間互相隔離，可各自使用獨(dú)立的電源。立的電源。 由于繼電器觸點(diǎn)電氣壽命一般僅為由于繼電器觸點(diǎn)電氣壽命一般僅為10103030萬次，因萬次，因此在需要輸出點(diǎn)頻繁通斷的場合此在需要輸出點(diǎn)頻繁通斷的場合( (如高頻脈沖輸出如高頻脈沖輸出) )，應(yīng)，應(yīng)選用晶體管或晶閘管輸出型的選用晶體管或晶閘管輸出型的PLCPLC。另外，繼電器從線圈。另外，繼電器從線圈通

38、電到觸點(diǎn)動作存在延遲時間，是造成輸出滯后于輸入通電到觸點(diǎn)動作存在延遲時間，是造成輸出滯后于輸入的原因之一。的原因之一。第3章 PLC 概述 編程器的作用是供用戶進(jìn)行程序的輸入、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。編程器的作用是供用戶進(jìn)行程序的輸入、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。有的編程器還可與打印機(jī)或磁帶機(jī)相連，以將用戶程序和有關(guān)信有的編程器還可與打印機(jī)或磁帶機(jī)相連，以將用戶程序和有關(guān)信息打印出來或存放在磁帶上。磁帶上的信息可以重新裝入息打印出來或存放在磁帶上。磁帶上的信息可以重新裝入PLC。 編程器有編程器有簡易型和智能型兩類簡易型和智能型兩類。簡易型編程器只能聯(lián)機(jī)編程，。簡易型編程器只能聯(lián)機(jī)編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化

39、為機(jī)器語言助記符后才能送入，簡易編且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語言助記符后才能送入，簡易編程器一般由簡易鍵盤和發(fā)光二極管矩陣或其他顯示器件組成。智程器一般由簡易鍵盤和發(fā)光二極管矩陣或其他顯示器件組成。智能編程器又稱圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)編程，也可以脫機(jī)編程，能編程器又稱圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)編程，也可以脫機(jī)編程，具有具有LCD(液晶顯示器液晶顯示器)或或CRT圖形顯示功能，可直接輸入梯形圖圖形顯示功能，可直接輸入梯形圖和通過屏幕對話。和通過屏幕對話。 也可以利用微機(jī)作為編程器，這時微機(jī)應(yīng)配有相應(yīng)的軟件包也可以利用微機(jī)作為編程器，這時微機(jī)應(yīng)配有相應(yīng)的軟件包。 4. 編程器編程器第3章 PLC 概

40、述 電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成PLC的中央處理器、存的中央處理器、存儲器等電路工作所需要的直流電源，使儲器等電路工作所需要的直流電源，使PLC能正常工作。能正常工作。PLC內(nèi)部使用的電源是整機(jī)的供電中心，它的優(yōu)劣直接內(nèi)部使用的電源是整機(jī)的供電中心，它的優(yōu)劣直接影響到影響到PLC的功能和可靠性，因此目前大部分的功能和可靠性，因此目前大部分PLC采用采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。開關(guān)式穩(wěn)壓電源的輸入電壓范圍開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。開關(guān)式穩(wěn)壓電源的輸入電壓范圍寬，體積小，效率高，重量輕，抗干擾性能好。有的寬，體積小，效率高，重量輕，抗干擾性能好。有的PLC還能向外部提供還能向外部提供24

41、 V的直流電源，給輸入單元所連的直流電源，給輸入單元所連接的外部開關(guān)或傳感器供電。接的外部開關(guān)或傳感器供電。 5. 電源部件電源部件第3章 PLC 概述 用用PLCPLC替代繼電器控制系統(tǒng)就是替代電氣控制電路圖中替代繼電器控制系統(tǒng)就是替代電氣控制電路圖中的控制電路部分，而主電路部分基本保持不變?？刂齐娐酚值目刂齐娐凡糠郑麟娐凡糠只颈３植蛔?。控制電路又可分為三個組成部分：輸入部分、邏輯部分和輸出部分。可分為三個組成部分：輸入部分、邏輯部分和輸出部分。 輸入部分：由電路中全部的輸入信號構(gòu)成，這些信號來輸入部分：由電路中全部的輸入信號構(gòu)成，這些信號來自被控對象上的各種開關(guān)信息，如控制按鈕、操作

42、開關(guān)等。自被控對象上的各種開關(guān)信息，如控制按鈕、操作開關(guān)等。 邏輯部分：由各種繼電器、接觸器等電器的觸點(diǎn)和線圈邏輯部分：由各種繼電器、接觸器等電器的觸點(diǎn)和線圈組成，各電器觸點(diǎn)之間以固定的方式接線，其控制邏輯就編組成，各電器觸點(diǎn)之間以固定的方式接線，其控制邏輯就編制在硬接線中。制在硬接線中。 輸出部分：由電路中的全部輸出元件構(gòu)成，如接觸器線輸出部分：由電路中的全部輸出元件構(gòu)成，如接觸器線圈、電閥線圈等執(zhí)行電器及信號燈。圈、電閥線圈等執(zhí)行電器及信號燈。3.6 PLC的工作原理的工作原理 u可編程控制器是基于電子計算機(jī)的工業(yè)控制器，從可編程控制器是基于電子計算機(jī)的工業(yè)控制器，從PLCPLC產(chǎn)生產(chǎn)生的

43、背景來看，的背景來看，PLCPLC系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)有著極深的淵源，系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)有著極深的淵源，因此可以比照著繼電器系統(tǒng)來學(xué)習(xí)因此可以比照著繼電器系統(tǒng)來學(xué)習(xí)PLCPLC的工作原理。的工作原理。 第3章 PLC 概述3.6.1 PLC對繼電器控制系統(tǒng)的仿真 PLCPLC的基本組成也可大致分為三部分：輸入部分、邏的基本組成也可大致分為三部分：輸入部分、邏輯部分和輸出部分，這與繼電器控制系統(tǒng)很相似。其輯部分和輸出部分，這與繼電器控制系統(tǒng)很相似。其輸入、輸出部分與繼電器控制系統(tǒng)所用的電器大致相輸入、輸出部分與繼電器控制系統(tǒng)所用的電器大致相同，不同的是同，不同的是PLCPLC增加了輸入、輸出部

44、件，多了光耦增加了輸入、輸出部件，多了光耦合、電平轉(zhuǎn)換、功率放大等功能。合、電平轉(zhuǎn)換、功率放大等功能。PLCPLC的邏輯部分是的邏輯部分是由微處理器、存儲器組成，由計算機(jī)軟件替代繼電器由微處理器、存儲器組成，由計算機(jī)軟件替代繼電器控制電路，實(shí)現(xiàn)了控制電路，實(shí)現(xiàn)了“軟接線軟接線”，可靈活編程。，可靈活編程。第3章 PLC 概述 盡管盡管PLCPLC與繼電器控制系統(tǒng)的邏輯部分組成不同，與繼電器控制系統(tǒng)的邏輯部分組成不同，但在控制系統(tǒng)中所起的邏輯條件作用是一致的。因而我但在控制系統(tǒng)中所起的邏輯條件作用是一致的。因而我們可以把們可以把PLCPLC內(nèi)部看成有許多內(nèi)部看成有許多“軟繼電器軟繼電器”，這樣，

45、就，這樣，就可以模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法，仍按設(shè)計繼電器可以模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法，仍按設(shè)計繼電器控制電路的形式來編制程序，這就是梯形圖編程法。控制電路的形式來編制程序，這就是梯形圖編程法。 梯形圖是與繼電器控制電路圖相呼應(yīng)的，使用梯形圖是與繼電器控制電路圖相呼應(yīng)的，使用起來極為方便。由于起來極為方便。由于PLCPLC的輸入、輸出部分與繼電的輸入、輸出部分與繼電器控制系統(tǒng)大致相同，因而在安裝、使用時也完全器控制系統(tǒng)大致相同，因而在安裝、使用時也完全可按照常規(guī)的繼電器控制設(shè)備那樣進(jìn)行?？砂凑粘Ｒ?guī)的繼電器控制設(shè)備那樣進(jìn)行。第3章 PLC 概述3.6.2 可編程控制器的工作模式（1）RUN

46、模式模式 通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。在通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。在CPU模塊的面板上用模塊的面板上用“RUN”LED顯示當(dāng)前的工作模式。顯示當(dāng)前的工作模式。（2）STOP模式模式 CPU不執(zhí)行用戶程序，可以用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，不執(zhí)行用戶程序，可以用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置設(shè)置PLC的硬件功能，并將用戶程序和硬件設(shè)置信息下載到的硬件功能，并將用戶程序和硬件設(shè)置信息下載到PLC。 如果有致命錯誤，在消除它之前不允許從如果有致命錯誤，在消除它之前不允許從STOP模式進(jìn)入模式進(jìn)入RUN模式。模式。PLC操作系統(tǒng)存儲非致命錯誤供用戶檢查，但不操作

47、系統(tǒng)存儲非致命錯誤供用戶檢查，但不會從會從RUN模式自動進(jìn)入模式自動進(jìn)入STOP模式。模式。第3章 PLC 概述 改變工作模式的方法改變工作模式的方法 ：1）用）用CPU模塊上的模式開關(guān)來手動切換，模式開關(guān)有模塊上的模式開關(guān)來手動切換，模式開關(guān)有3個擋位，個擋位，在在STOP或或TERM（終端）位置時，電源通電后（終端）位置時，電源通電后CPU自動進(jìn)入自動進(jìn)入STOP模式模式 。2）用）用STEP 7-Micro/Win32編程軟件改變工作模式，在編程軟編程軟件改變工作模式，在編程軟件與件與PLC之間建立起通信連接后，應(yīng)首先把主機(jī)的模式開關(guān)置之間建立起通信連接后，應(yīng)首先把主機(jī)的模式開關(guān)置于于T

48、ERM或或RUN位置，然后在此軟件平臺用鼠標(biāo)單擊位置，然后在此軟件平臺用鼠標(biāo)單擊STOP和和RUN模式按鈕或執(zhí)行相應(yīng)的菜單命令即可。模式按鈕或執(zhí)行相應(yīng)的菜單命令即可。3）在用戶程序中用指令由）在用戶程序中用指令由RUN模式轉(zhuǎn)換到模式轉(zhuǎn)換到STOP模式。模式。第3章 PLC 概述3.6.3 可編程控制器的工作過程 uPLC的工作過程以循環(huán)掃描的方式進(jìn)行，當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^程以循環(huán)掃描的方式進(jìn)行，當(dāng)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)處于運(yùn)行狀態(tài)時，它的運(yùn)行周期可以劃分為時，它的運(yùn)行周期可以劃分為以下幾以下幾個基本階段：個基本階段： 輸入采樣階段；輸入采樣階段；PLC逐個掃描每個輸入端口，將所有輸入設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)保存到相應(yīng)

49、的輸入映像寄存，此時，輸入映像寄存器被刷新。 程序執(zhí)行階段；程序執(zhí)行階段；從輸入/輸出映像寄存器或別的位元件的映像寄存器讀取其狀態(tài)，并根據(jù)系統(tǒng)程序的指示，CPU從用戶程序存儲區(qū)逐條取指令，經(jīng)解釋后執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫入相應(yīng)的映像寄存器。因此，各映像寄存器的狀態(tài)（只讀的輸入映像寄存器除外）的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。 在程序的執(zhí)行階段，即使外部的輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入過程映像寄存器的狀態(tài)也不會隨之而變，輸入信號的變化只有在下一個掃描周期的輸入采用階段才能被讀入。 第3章 PLC 概述 通信請求處理階段：通信請求處理階段：CPU處理從通信接口和智能模塊接收到的信息 CPUCPU

50、自診斷測試階段：自診斷測試階段：檢查CPU模塊的操作和擴(kuò)展模塊的狀態(tài)是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位，以及完成一些內(nèi)部操作。 輸出刷新階段：輸出刷新階段：系統(tǒng)程序?qū)⑤敵鲇诚窦拇嫫髦械膬?nèi)容傳送到輸出鎖存器中，經(jīng)過輸出接口、輸出端子輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。 第3章 PLC 概述（1）輸入處理）輸入處理 （2）執(zhí)行程序）執(zhí)行程序 （3）處理通信請求）處理通信請求 （4）執(zhí)行）執(zhí)行CPU自診斷測試自診斷測試 （5）寫數(shù)字輸出）寫數(shù)字輸出 第3章 PLC 概述 中斷程序處理：中斷程序處理：如果在程序中使用了中斷，中斷如果在程序中使用了中斷，中斷事件發(fā)生時，事件發(fā)生時，CPUCPU停止正常的掃描工作模式，立停止正常

51、的掃描工作模式，立即執(zhí)行中斷程序。即執(zhí)行中斷程序。 立即立即I/OI/O處理：處理：在程序執(zhí)行的過程中使用立即在程序執(zhí)行的過程中使用立即I/OI/O指令可以直接存取指令可以直接存取I/OI/O點(diǎn)。讀輸入點(diǎn)的值時，相點(diǎn)。讀輸入點(diǎn)的值時，相應(yīng)的輸入過程映像寄存器的值不會被更新，寫輸應(yīng)的輸入過程映像寄存器的值不會被更新，寫輸出點(diǎn)的值時，相應(yīng)的輸出過程映像寄存器的值會出點(diǎn)的值時，相應(yīng)的輸出過程映像寄存器的值會被更新。被更新。第3章 PLC 概述 輸入、輸出延時響應(yīng)輸入、輸出延時響應(yīng) 由于由于PLCPLC采用循環(huán)掃描的工作方式，即對信息采用采用循環(huán)掃描的工作方式，即對信息采用串行處理方式，必定會導(dǎo)致輸入

52、、輸出延時響應(yīng)。當(dāng)串行處理方式，必定會導(dǎo)致輸入、輸出延時響應(yīng)。當(dāng)PLCPLC的輸入端有一個輸入信號發(fā)生變化到的輸入端有一個輸入信號發(fā)生變化到PLCPLC的輸出端對的輸出端對該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時間的，這段時間稱為該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時間的，這段時間稱為響應(yīng)時間（滯后時間）。響應(yīng)時間（滯后時間）。 對于一般工業(yè)控制要求，這種滯后現(xiàn)象是可以允許對于一般工業(yè)控制要求，這種滯后現(xiàn)象是可以允許的，但是對那些要求響應(yīng)時間小于一個掃描周期的控制的，但是對那些要求響應(yīng)時間小于一個掃描周期的控制系統(tǒng)則不能滿足，這時可以使用智能輸入輸出單元或?qū)Ｏ到y(tǒng)則不能滿足，這時可以使用智能輸入輸出單元或?qū)ｉT指令

53、，通過與掃描周期脫離的方式來加以解決。門指令，通過與掃描周期脫離的方式來加以解決。第3章 PLC 概述3.7 PLC的編程語言和程序結(jié)構(gòu)的編程語言和程序結(jié)構(gòu) IEC （國際電工委員會）于（國際電工委員會）于1994年公布了年公布了PLC的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)IEC61131其中的第三部分是其中的第三部分是PLC的編程語言標(biāo)準(zhǔn)，的編程語言標(biāo)準(zhǔn)，61131-3標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的5種編程語言：種編程語言： (1) 順序功能圖順序功能圖(Sequential Function Chart)； (2) 梯形圖梯形圖(Ladder Diagram)； (3) 功能塊圖功能塊圖(Function Block Diagram

54、)； (4) 指令表指令表(Instruction List)； (5) 結(jié)構(gòu)文本結(jié)構(gòu)文本(Structured Text)（專用的高級編程語言）。（專用的高級編程語言）。1.7.1 PLC編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)第3章 PLC 概述 梯形圖（梯形圖（LAD）編程語言）編程語言 梯形圖（梯形圖（LADLAD）是與電氣控制電路相呼應(yīng)的圖形語言。它沿）是與電氣控制電路相呼應(yīng)的圖形語言。它沿用了繼電器、觸頭、串并聯(lián)等術(shù)語和類似的圖形符號，并簡化了用了繼電器、觸頭、串并聯(lián)等術(shù)語和類似的圖形符號，并簡化了符號，還增加了一些功能性的指令。梯形圖按自上而下，從左到符號，還增加了一些功能性的指令。

55、梯形圖按自上而下，從左到右的順序排列，最左邊的豎線稱為起始母線也叫左母線，然后按右的順序排列，最左邊的豎線稱為起始母線也叫左母線，然后按一定的控制要求和規(guī)則連接各個接點(diǎn)，最后以繼電器線圈（或再一定的控制要求和規(guī)則連接各個接點(diǎn)，最后以繼電器線圈（或再接右母線）結(jié)束，稱為一邏輯行或叫一接右母線）結(jié)束，稱為一邏輯行或叫一“梯級梯級”。通常一個梯形。通常一個梯形圖中有若干邏輯行（梯級），形似梯子，如圖所示。圖中有若干邏輯行（梯級），形似梯子，如圖所示。 右母線省略右母線省略梯形圖（LAD）第3章 PLC 概述 觸點(diǎn)：代表邏輯控制條件，觸點(diǎn)閉合時表示能量可觸點(diǎn)：代表邏輯控制條件，觸點(diǎn)閉合時表示能量可以流

56、過。分常開觸點(diǎn)（以流過。分常開觸點(diǎn)（| | |）和常閉觸點(diǎn)（）和常閉觸點(diǎn)（| / | / |）兩種形式。）兩種形式。 線圈：通常代表邏輯線圈：通常代表邏輯“輸出輸出”的結(jié)果。能量流到，的結(jié)果。能量流到，則該線圈被激勵。則該線圈被激勵。 方框：代表某種特定功能的指令。能量通過方框時，方框：代表某種特定功能的指令。能量通過方框時，則執(zhí)行方框所代表的功能。方框所代表的功能有多種，則執(zhí)行方框所代表的功能。方框所代表的功能有多種，例如：定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)運(yùn)算等。例如：定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)運(yùn)算等。 梯形圖中，每個輸出元素（線圈或方框）可構(gòu)成一個梯形圖中，每個輸出元素（線圈或方框）可構(gòu)成一個梯級。梯級。梯

57、形圖是梯形圖是PLC模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框?；揪幊淘赜杏|點(diǎn)、線圈和方框。第3章 PLC 概述1、PLC采用梯形圖編程是模擬繼電器控制系統(tǒng)的表示方法，因而梯形采用梯形圖編程是模擬繼電器控制系統(tǒng)的表示方法，因而梯形圖內(nèi)各種元件也是沿用繼電器的叫法，我們稱之為圖內(nèi)各種元件也是沿用繼電器的叫法，我們稱之為“軟繼電器軟繼電器”。每個每個“軟繼電器軟繼電器”各為存儲器中的一位，相應(yīng)位為各為存儲器中的一位，相應(yīng)位為“1”時，表示該時，表示該繼電器線圈繼電器線圈“通電通電”。用。用“軟繼電器軟繼電器”就可以按繼電器控制系統(tǒng)的就可以按繼電器控制系統(tǒng)的形式來設(shè)計梯形圖。形式來設(shè)計梯形圖。2、梯形圖中通過的是、梯形圖中通過的是“能流能流”而不是物理電流。而不是物理電流。 “能流能流”是梯形圖的是梯形圖的一個關(guān)鍵的概念，它的引入是為了和繼電器控制系統(tǒng)相比較，只是一個關(guān)鍵的概念，它的引入是為了和繼電器控制系統(tǒng)相比較，只是概念上的并非實(shí)際存在，概念上的并非實(shí)際存在， “能流能流”只能從左到右、自上而下流動，只能從左到右、自上而下流動，不允許倒流。而繼電器控制系統(tǒng)中的電流是不受方向限制的，導(dǎo)線不允許倒流。而繼電器控制系統(tǒng)中的電流是不受方向限制的，導(dǎo)線連接到哪里，電流就可流到那里。連接到哪里，電流就可流到那里。梯