第3章PLC概述精品PPT課件

1、第二章 可編程序控制器概述1本章內(nèi)容 PLC的產(chǎn)生和定義PLC的發(fā)展和應(yīng)用PLC的特點(diǎn)PLC與其他控制系統(tǒng)的區(qū)別PLC的分類(lèi)PLC的系統(tǒng)組成PLC的工作原理PLC的編程語(yǔ)言 可編程序控制器概述23.1 PLC的產(chǎn)生和定義 PLC的產(chǎn)生 可編程序控制器概述 上世紀(jì)70年代，繼電器控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，特別是制造業(yè)。然而由于繼電器控制系統(tǒng)自身的不足，使得其在應(yīng)用過(guò)程中，面臨了很多挑戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)，計(jì)算機(jī)已經(jīng)在很多科研機(jī)構(gòu)、高等學(xué)校和大型企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用，但主要用于數(shù)值運(yùn)算。由于計(jì)算機(jī)本身的復(fù)雜性，編程難度高，難以適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境以及價(jià)格昂貴等原因，未能在工業(yè)控制中應(yīng)用。 33.1 PLC的產(chǎn)生和

2、定義 PLC的產(chǎn)生 可編程序控制器概述 1968年，美國(guó)GM通用汽車(chē)公司提出“多品種小批量、不斷翻新汽車(chē)品牌型號(hào)”的設(shè)想，并試圖尋找一種新型控制器，以盡量減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)的硬件和接線，減少系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)時(shí)間，降低成本。希望將計(jì)算機(jī)的功能完備、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)與繼電器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，設(shè)計(jì)一種通用的工業(yè)控制裝置以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。43.1 PLC的產(chǎn)生和定義 可編程序控制器概述基于此，提出了十項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：1) 編程簡(jiǎn)單方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；2) 硬件維護(hù)方便，最好是插入式結(jié)構(gòu)；3) 可靠性要高于繼電器控制裝置；4) 體積要小于繼電器控制裝置；5) 可

3、將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；6) 成本上可與繼電器競(jìng)爭(zhēng)；7) 輸入可以是交流115V；8) 輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；9) 擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只需做很小的改動(dòng)； 10) 程序存儲(chǔ)器容量至少可擴(kuò)展到4KB。 被稱(chēng)為“GM10條”53.1 PLC的產(chǎn)生和定義 PLC的產(chǎn)生1969年DEC公司生產(chǎn)出第一臺(tái)PLC。名字Programmable Logic ControllerPLC Programmable ControllerPC原因：計(jì)算機(jī)的發(fā)展，增加了許多功能 可編程序控制器概述63.1 PLC的產(chǎn)生和定義 PLC的定義可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境而

4、設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。 及其有關(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 可編程序控制器概述73.2 PLC的發(fā)展 PLC的發(fā)展概述MODICON的084、日本的DS-80（71年）、歐洲（73年）；總體發(fā)展情況（功能方面）。PLC發(fā)展的五個(gè)階段初級(jí)階段 從第一臺(tái)PLC問(wèn)世到20世紀(jì)70年代中期。（簡(jiǎn)單功能、梯形圖編程）崛起階段 從20世紀(jì)70年代中期到80年代初期。（功能增強(qiáng)、推廣應(yīng)用）成熟階段 從20世紀(jì)80年代初期

5、到90年代初期。（大規(guī)模應(yīng)用、通信聯(lián)網(wǎng)）飛速發(fā)展階段 從20世紀(jì)90年代初期到90年代末期。（過(guò)程控制、復(fù)雜控制系統(tǒng)）開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化階段 從20世紀(jì)90年代中期以后。（IEC61131） 可編程序控制器概述83.2 PLC的發(fā)展 PLC的發(fā)展趨勢(shì)向小型化、專(zhuān)用化、低成本方向發(fā)展向大容量、高速度、信息化方向發(fā)展智能化模塊的發(fā)展；人機(jī)界面（接口）的發(fā)展編程工具的發(fā)展 功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉的HMI 基于PC的組態(tài)軟件 在過(guò)程控制領(lǐng)域的使用以及PLC的冗余特性開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)化通信聯(lián)網(wǎng)功能的增強(qiáng)和易用化軟PLC的概念PAC的概念PLC在現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中的位置 可編程序控制器概述93.3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

6、PLC為什么能得到廣泛使用價(jià)格越來(lái)越低功能越來(lái)越強(qiáng) 與時(shí)俱進(jìn)地發(fā)展 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域中小型單機(jī)電氣控制系統(tǒng) 制造業(yè)自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制流程工業(yè)自動(dòng)化 可編程序控制器概述103.4 PLC的特點(diǎn) PLC的特點(diǎn)如下：抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高 可編程序控制器概述（1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離；（2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms；（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾；（4）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源；（5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選；（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，

7、以防止故障擴(kuò)大。 113.4 PLC的特點(diǎn) PLC的特點(diǎn)如下：控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng) 可編程序控制器概述 除了整體式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU、電源和I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。 PLC控制系統(tǒng)的控制作用的改變主要不是取決于硬件的改變，而是取決于程序的改變。計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、繼電器等器件在PLC中變成了編程變量，控制作用的實(shí)現(xiàn)更加容易。123.4 PLC的特點(diǎn) PLC的特點(diǎn)如下：編程方便，易于使用 可編程序控制器概述 PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，經(jīng)常

8、采用的是梯形圖方式的編程語(yǔ)言，它與繼電器控制原理圖相似，具有直觀、清晰、修改方便、易掌握等優(yōu)點(diǎn)，即便未掌握專(zhuān)門(mén)計(jì)算機(jī)技術(shù)的人也能很快熟悉，因而受到了廣大現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的歡迎。133.4 PLC的特點(diǎn) PLC的特點(diǎn)如下：功能強(qiáng)大，成本低 可編程序控制器概述 PLC運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)和集成工藝的最新技術(shù)，在硬件和軟件兩方面不斷發(fā)展，使其具備很強(qiáng)的信息處理能力，可進(jìn)行邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制，能完成A/D與D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能，隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能也會(huì)不斷增強(qiáng)。143.4 PLC的特點(diǎn) PLC的特點(diǎn)如下：設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短 可編程序控制器概述 PLC在許多方面

9、是以軟件編程來(lái)取代硬件接線實(shí)現(xiàn)控制功能，大大減輕了繁重的安裝接線工作，且編程簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)和調(diào)試修改也很方便安全，因此，大大縮短了PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。153.4 PLC的特點(diǎn) PLC的特點(diǎn)如下：安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便 可編程序控制器概述 PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 163.5 PLC與其他控制系統(tǒng)的區(qū)別 與繼電器控制系統(tǒng)的區(qū)別控制邏輯：軟硬

10、工作方式：并行串行可靠性和可維護(hù)性控制速度定時(shí)控制設(shè)計(jì)和施工與IPC控制系統(tǒng)的區(qū)別與單片機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別本質(zhì)區(qū)別使用場(chǎng)合使用過(guò)程使用成本學(xué)習(xí)的難易程度 可編程序控制器概述173.5 PLC與其他控制系統(tǒng)的區(qū)別 與DCS、FCS的區(qū)別DCS的特點(diǎn)PLC的特點(diǎn)FCS的特點(diǎn)三者之間的融合 可編程序控制器概述183.6 PLC的分類(lèi) 按I/O容量分小型機(jī)中型機(jī)大型機(jī)按結(jié)構(gòu)形式分整體式模塊式 可編程序控制器概述193.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述 可編程控制器是一種工業(yè)控制裝置，從裝置的組成來(lái)說(shuō)，可編程控制器是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的。 203.7 PLC的系統(tǒng)組成 CPU存儲(chǔ)器I/O單元

11、電源通信接口擴(kuò)展接口編程設(shè)備其他部件 可編程序控制器概述213.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述整體式的硬件組成223.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述模塊式PLC的硬件結(jié)構(gòu)233.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述1.中央處理單元（CPU） 同一般的微機(jī)一樣，CPU是PLC的核心。一般認(rèn)為PLC中的CPU有三類(lèi)：通用微處理器（如Z80、8086等）、單片計(jì)算機(jī)（如8031、8096等）和專(zhuān)用微處理器。歷史上，小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；大中型PLC大多采用16位通用微處理器和單片微處理器。 在PLC中的CPU又包含控制器和運(yùn)算器，通過(guò)執(zhí)行系統(tǒng)程序，

12、指揮PLC進(jìn)行工作，歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面作用：（1）接收從編程裝置輸入的程序和數(shù)據(jù)；（2）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)誤等；（3）通過(guò)輸入接口接收現(xiàn)場(chǎng)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；（4）從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶(hù)程序，并執(zhí)行程序；（5）根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄存器的內(nèi)容，通過(guò)輸出單元實(shí)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。243.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述2.存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器主要有兩種：一種是可進(jìn)行讀寫(xiě)操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，另一種是只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM、EPROM和E2PROM。 在PLC中，

13、存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序及工作數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序是由PLC的制造廠家編寫(xiě)的，和PLC的硬件組成有關(guān)，完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用管理、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能，提供PLC運(yùn)行的平臺(tái)。用戶(hù)程序是隨PLC的控制對(duì)象而定的，由用戶(hù)根據(jù)對(duì)象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)用程序。工作數(shù)據(jù)是PLC運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。253.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述3.輸入/輸出單元 輸入/輸出單元通常也叫I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件。PLC通過(guò)輸入接口可以檢測(cè)被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí)

14、PLC又通過(guò)輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。 由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號(hào)電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以I/O接口要實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。I/O接口一般都具有光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗干擾能力。另外，I/O接口上通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于維護(hù)。 PLC提供了多種操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的I/O接口，有各種各樣功能的I/O接口供用戶(hù)選用。I/O接口的主要類(lèi)型有：數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸入、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸出、模擬量輸入、模擬量輸?shù)?。常用的開(kāi)關(guān)量輸入接口按其使用的電源不同有兩種類(lèi)型：直流輸入接口和交流輸入接口，其基本電路如圖2-3和

15、圖2-4所示。263.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述圖2-3直流輸入接口原理圖 273.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述圖2-4 交流輸入接口原理圖283.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述 常用的開(kāi)關(guān)量輸出接口按輸出器件不同有三種類(lèi)型:繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出，其基本原理電路如圖2-5、圖2-6和圖2-7所示。繼電器輸出接口可驅(qū)動(dòng)交直流負(fù)載，但其響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作頻率低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應(yīng)速度快，動(dòng)作頻率高，注意前者只能用于驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載，后者只能用于交流負(fù)載。輸出單元293.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述圖2-5繼電器輸出接口

16、原理圖303.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述圖2-6 晶體管輸出接口原理圖 313.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述圖2-7 雙向晶閘管輸出接口原理圖323.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述4.通信接口 PLC配有各種通信接口，這些通信接口都帶有通信處理器。PLC通過(guò)這些接口可與計(jì)算機(jī)或其它PLC等設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。與人機(jī)界面連接，可將控制過(guò)程圖像顯示出來(lái)；與其它PLC連接，可組成多機(jī)系統(tǒng)或連接成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?？刂啤?工業(yè)上普遍使用的遠(yuǎn)程I/O必須配備相應(yīng)的通信接口模塊。333.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述5.智能接口模塊 智能接口模塊是一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

17、，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。它作為PLC系統(tǒng)的一個(gè)模塊，通過(guò)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(dú)立地進(jìn)行工作。 PLC的智能接口模塊種類(lèi)很多，如高速計(jì)數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊等。343.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述6.編程裝置 編程裝置的作用是編輯、調(diào)試、輸入用戶(hù)程序，也可在線控制PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。它是開(kāi)發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)PLC不可缺少的工具。常見(jiàn)的編程裝置有手持編程器和計(jì)算機(jī)編程。 計(jì)算機(jī)編程是現(xiàn)在的主流。它既可以編制、修改PLC的梯形圖程序，又可以監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行、打印文件、并可以進(jìn)行程序仿

18、真。 353.7 PLC的系統(tǒng)組成 可編程序控制器概述7.電源及其它外部設(shè)備 PLC配有開(kāi)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(qiáng)。對(duì)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(dòng)。一般PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對(duì)外部傳感器供電。 除了上述的部件和設(shè)備外，PLC還有一些其它外部設(shè)備，如EPROM寫(xiě)入器、外存儲(chǔ)器、人機(jī)接口裝置等。 363.8 PLC的工作原理 PLC的運(yùn)行方式理解PLC的運(yùn)行過(guò)程（和繼電器系統(tǒng)比較） 可編程序控制器概述373.8 PLC的工作原理 PLC的運(yùn)行方式形象理解典型例子 可編程序控制器概述3

19、83.8 PLC的工作原理 PLC的運(yùn)行方式 PLC一般有兩種工作狀態(tài)： RUN和STOP。RUN狀態(tài)是PLC的運(yùn)行狀態(tài)； STOP（PRG）狀態(tài)是停止?fàn)顟B(tài)，也叫編程狀態(tài)，下載程序時(shí)PLC必須處于停止?fàn)顟B(tài) 。PLC上有選擇開(kāi)關(guān)來(lái)決定PLC當(dāng)前的狀態(tài)，也可以通過(guò)上位機(jī)來(lái)設(shè)置PLC的狀態(tài)。PLC的工作方式PLC的工作按集中輸入、集中輸出，周期性循環(huán)掃描的方式進(jìn)行工作的。工作過(guò)程 上電處理掃描過(guò)程出錯(cuò)處理 可編程序控制器概述393.8 PLC的工作原理 PLC的運(yùn)行方式形象理解PLC的工作方式 可編程序控制器概述403.8 PLC的工作原理 PLC掃描過(guò)程的中心內(nèi)容輸入采樣階段一般情況下，PLC對(duì)輸

20、入信號(hào)的要求程序執(zhí)行階段輸出刷新階段 可編程序控制器概述41 可編程序控制器概述（1）輸入采樣 在輸入采樣階段，PLC按順序?qū)λ休斎虢涌诘妮斎霠顟B(tài)進(jìn)行采樣，并存入輸入映像寄存器中，此時(shí)輸入映像寄存器被刷新。 輸入映像寄存器中的變量，我們稱(chēng)為輸入繼電器，一般用I或X表示,如圖2-18中的I0.0和I0.1等，其狀態(tài)分為有輸入（ON或1）和沒(méi)有輸入（OFF或0）兩種，而且完全由外界的輸入端決定，不能由程序改變其狀態(tài)。 PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進(jìn)行。當(dāng)PLC進(jìn)入程序執(zhí)行階段后，輸入端將被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。這種方式稱(chēng)為集中

21、采樣。所謂集中采樣是在一個(gè)掃描周期內(nèi)，集中一段時(shí)間對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行采樣。3.8 PLC的工作原理 42 可編程序控制器概述（2） 執(zhí)行程序 如圖2-18，在程序執(zhí)行階段，PLC按順序?qū)τ脩?hù)程序進(jìn)行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來(lái)表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿(mǎn)足來(lái)決定程序是否跳轉(zhuǎn)。 當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器和元件映像寄存器中讀出，根據(jù)用戶(hù)程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再存入輸出映像寄存器和元件映像寄存器中。對(duì)于輸出映像寄存器和元件映像寄存器來(lái)說(shuō)，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過(guò)程而變化。 在程序執(zhí)行階段，用戶(hù)程序的執(zhí)行和PLC的輸入輸

22、出接口一般不直接發(fā)生關(guān)系，只處理和決定變量的狀態(tài)。 3.8 PLC的工作原理 43 可編程序控制器概述（3）輸出刷新 在某一掃描周期內(nèi)，當(dāng)所有程序執(zhí)行完畢后，進(jìn)入輸出刷新階段。在這一階段里，PLC將輸出映像寄存器中的輸出繼電器狀態(tài)，轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過(guò)一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 在用戶(hù)程序中，一般只對(duì)輸出繼電器進(jìn)行一次賦值，也就是說(shuō)輸出繼電器的線圈只能出現(xiàn)一次。有些PLC允許對(duì)輸出結(jié)果多次賦值，則最后一次有效，但對(duì)初學(xué)者一般不推薦對(duì)輸出繼電器多次賦值。 在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)從輸出映像寄存器中輸出，對(duì)輸出接口進(jìn)行刷新。在其它階段里出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中

23、。這種方式稱(chēng)為集中輸出。 3.8 PLC的工作原理 44 可編程序控制器概述對(duì)于小型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較少，用戶(hù)程序較短，一般采用集中采樣、集中輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但使PLC工作時(shí)大多數(shù)時(shí)間與外部輸入輸出設(shè)備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的總體響應(yīng)速度。而對(duì)于大中型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較多，控制功能強(qiáng)，用戶(hù)程序較長(zhǎng)，為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式,或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。3.8 PLC的工作原理 453.8 PLC的工作原理 PLC對(duì)輸入/輸出的處理原則輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸入端子板上

24、各輸入點(diǎn)在上一刷新期間的接通和斷開(kāi)狀態(tài)。程序執(zhí)行結(jié)果取決于用戶(hù)所編程序和輸入/輸出映像寄存器的內(nèi)容及其他各元件映像寄存器的內(nèi)容。輸出映像寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸出指令的執(zhí)行結(jié)果。輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一次輸出刷新期間輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)決定。輸出端子的接通和斷開(kāi)狀態(tài)，由輸出鎖存器決定。 可編程序控制器概述463.9 PLC的編程語(yǔ)言一、PLC的編程語(yǔ)言概述 可編程序控制器概述 PLC的用戶(hù)程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過(guò)PLC編程語(yǔ)言的編制設(shè)計(jì)的。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)（IEC1131-3）， PLC編程語(yǔ)言有5種形式：（1）順序功能圖語(yǔ)言（Sequenti

25、al function chart ,SFC）（2）梯形圖語(yǔ)言 （Ladder diagram ,LAD）（3）功能塊圖語(yǔ)言 （Function Block Diagram, FBD）（4）語(yǔ)句表 語(yǔ)言 （Statement List, STL）（5）結(jié)構(gòu)文本語(yǔ)言 （Structured Text ,ST）473.9 PLC的編程語(yǔ)言1. 梯形圖：最常用、最直觀的編程語(yǔ)言。 可編程序控制器概述 梯形圖語(yǔ)言是PLC程序設(shè)計(jì)中最常用的編程語(yǔ)言。它是與繼電器線路類(lèi)似的一種編程語(yǔ)言。由于電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語(yǔ)言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。 梯形圖語(yǔ)言是最常用的一種語(yǔ)言。它是一

26、種圖形語(yǔ)言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)。左右的豎線稱(chēng)為左右母線，右邊的母線經(jīng)常省去。 梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）分為常開(kāi)接點(diǎn)和常閉接點(diǎn)。接點(diǎn)可以屬于PLC的輸入繼電器，也可以屬于PLC的內(nèi)部繼電器或其它繼電器。 梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈是并聯(lián)的，不要串聯(lián)。 內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。483.9 PLC的編程語(yǔ)言 可編程序控制器概述 另外梯形圖編程語(yǔ)言與電氣原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性，與原有繼電器控制相一致，電氣技術(shù)人員易于掌握。 梯形圖編程語(yǔ)言與原有的繼電器控制的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流不

27、是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，應(yīng)用時(shí)需要與原有繼電器控制的概念區(qū)別對(duì)待。 圖2-9是典型的交流異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路圖，圖2-10是采用PLC控制的程序梯形圖。493.9 PLC的編程語(yǔ)言 可編程序控制器概述圖2-10 PLC的梯形圖程序503.9 PLC的編程語(yǔ)言 可編程序控制器概述 語(yǔ)句表編程語(yǔ)言是與匯編語(yǔ)言類(lèi)似的一種助記符編程語(yǔ)言，和匯編語(yǔ)言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。在無(wú)計(jì)算機(jī)的情況下，適合采用PLC手持編程器對(duì)用戶(hù)程序進(jìn)行編制。同時(shí)，語(yǔ)句表編程語(yǔ)言與梯形圖編程語(yǔ)言一一對(duì)應(yīng)，在PLC編程軟件下一般可以相互轉(zhuǎn)換。圖2-11就是與圖2-10PLC梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表

28、。 語(yǔ)句表編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：采用助記符來(lái)表示操作功能，具有容易書(shū)寫(xiě)的特點(diǎn)。但不夠形象，不容易掌握；在手持編程器的鍵盤(pán)上采用助記符表示，便于操作，可在無(wú)計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合用手持編程器進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；語(yǔ)句表與梯形圖有對(duì)應(yīng)關(guān)系。 語(yǔ)言表的使用需要較長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)和練習(xí)，但有時(shí)可以實(shí)現(xiàn)某些梯形圖不能實(shí)現(xiàn)的功能。 2. 語(yǔ)句表語(yǔ)言（STL）513.9 PLC的編程語(yǔ)言 可編程序控制器概述圖2-11 PLC的語(yǔ)句表程序 523.9 PLC的編程語(yǔ)言 可編程序控制器概述3. 功能塊圖語(yǔ)言（FBD） 功能塊圖語(yǔ)言是與數(shù)字邏輯電路類(lèi)似的一種PLC編程語(yǔ)言。功能塊圖使用類(lèi)似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號(hào)來(lái)表示控制邏輯，一些復(fù)雜的

29、功能用指令框表示，適合于有數(shù)字電路基礎(chǔ)的編程人員使用。功能塊圖用類(lèi)似于與門(mén)、或門(mén)的框圖來(lái)表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運(yùn)算，方框用“導(dǎo)線”連在一起，信號(hào)自左向右。采用功能塊圖的形式來(lái)表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能。 功能模塊圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)是：以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡(jiǎn)單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)人員很容易掌握的編程；對(duì)規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時(shí)間大大減少。533.9 PLC的編程語(yǔ)言 可編程序