可編程控制器原理及應(yīng)用ppt課件匯總(完整版)

1、可編程控制器原理及應(yīng)用第1章 可編程控制器的基礎(chǔ)知識 1.1概論 1.2可編程控制器系統(tǒng)的組成及功能1.3 PLC的分類1.4 PLC的性能指標(biāo)1.5 PLC的發(fā)展趨勢及對工業(yè)發(fā)展的影響1.1概論1.1.1可編程控制器的由來1968年，美國通用汽車公司（GM）根據(jù)汽車制造生產(chǎn)線的需要，希望用電子化的新型控制器替代繼電器控制柜，以減少汽車改型時，重新設(shè)計制造繼電器控制盤的成本和時間。當(dāng)時，通用汽車公司對新型控制器提出10條具體要求： （1）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序； （2）維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)； （3）可靠性高于繼電器控制柜； （4）體積小于繼電器控制柜； （5）成本可與繼電器控制柜競爭；

2、 （6）數(shù)據(jù)可以直接輸入管理計算機(jī)； （7）可直接用115V交流輸入；（8）輸出采用交流115V，能直接驅(qū)動電磁閥、交流 的的接觸器等；（9）通用性強(qiáng)，擴(kuò)展時很方便；（10）程序要能存儲，存儲容量可擴(kuò)展到4K字節(jié)。 根據(jù)招標(biāo)要求，1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出世第一臺PLC（PDP14型 ），并在通用汽車公司自動裝配線上試用，獲得了成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時期。 1.1.2可編程控制器的定義 早期的可編程控制器主要是用來替代繼電器控制系統(tǒng)的，因此功能較為簡單，只能進(jìn)行開關(guān)邏輯控制，稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC。 國

3、際電工委員會（IEC）在1987年2月頒布的可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案的第三稿中，將其進(jìn)一步定義為：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)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。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制器系統(tǒng)連成一個整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計?！?.1.3可編程控制器的特點(diǎn)1. 編程方法簡單易學(xué)2. 功能完善、適應(yīng)性強(qiáng)3. 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少，維修方便4. 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)5. 體積小、重量輕、功耗低、

4、性價比高所以可編程控制器可以稱為全功能工業(yè)控制計算機(jī)。1.1.4可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域由于PLC具有上述的一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)控制方面，目前PLC已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、輕工、機(jī)械、電力、建筑、交通、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。按照PLC的控制類型不同，PLC主要應(yīng)用于以下幾個方面：1. 開關(guān)量的邏輯控制2. 模擬量與過程控制3. 運(yùn)動控制4. 數(shù)據(jù)處理5. 通信聯(lián)網(wǎng)1.2可編程控制器系統(tǒng)的組成及功能1.2.1 PLC的硬件系統(tǒng)PLC的硬件系統(tǒng)都大體相同，主要由中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出模塊（I/O接口）、電源及編程器幾大部分組成。 1.2.2 PLC的軟件系統(tǒng) 硬件系統(tǒng)和軟件

5、系統(tǒng)是相輔相成的，它們共同組成PLC系統(tǒng)，缺一不可。沒有軟件的PLC系統(tǒng)，稱為裸機(jī)系統(tǒng)，不起任何用途。同樣，沒有硬件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)也就無立足之地。PLC的軟件系統(tǒng)指PLC所使用的各種程序的集合，通常分為：1. 系統(tǒng)程序：由PLC生產(chǎn)廠家提供，并固化在EPROM中，不能由用戶直接存取。系統(tǒng)程序可分為管理程序、編譯程序、標(biāo)準(zhǔn)程序模塊及系統(tǒng)調(diào)用三部分。 2. 用戶程序：是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制要求的需要，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序，以實(shí)現(xiàn)各種控制要求。 1.3 PLC的分類1.3.1按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)硬件的結(jié)構(gòu)不同，可以將PLC分為 ：1. 整體式2. 模塊式3. 疊裝式疊裝式PLC模塊式PLC整體

6、式PLC1.3.2按I/O點(diǎn)數(shù)、功能分類按輸入輸出點(diǎn)數(shù)、功能和存儲容量不同，PLC可分為 ：小型PLC ：I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下中型PLC ：I/O點(diǎn)數(shù)在2561024點(diǎn)之間大型PLC ：I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上1.4 PLC的性能指標(biāo) 1. 編程語言及指令功能2. I/O總點(diǎn)數(shù)3. 用戶程序存儲容量4. 掃描速度5. 內(nèi)部寄存器的配置與容量6. 其他功能如輸入輸出方式、特殊功能模塊、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能、高速計數(shù)、遠(yuǎn)程I/O能力、監(jiān)控功能等 1.5 PLC的發(fā)展趨勢及對工業(yè)發(fā)展的影響1.5.1 PLC的發(fā)展趨勢1. 在系統(tǒng)構(gòu)成規(guī)模上，向大、小兩個方向發(fā)展2. 開發(fā)各種智能模塊，不斷增

7、加過程控制能力3. 通信網(wǎng)絡(luò)功能不斷增強(qiáng)4. 編程語言與編程工具向標(biāo)準(zhǔn)化和高級化發(fā)展5. 發(fā)展冗錯技術(shù) 1.5.2 PLC對工業(yè)發(fā)展的影響 從世界上第一臺PLC問世到20世紀(jì)80年代初，PLC在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得了廣泛應(yīng)用。目前在美國、日本、德國和英國等國家，PLC已成為工業(yè)自動控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，它的應(yīng)用幾乎覆蓋了機(jī)械、冶金、礦山、石油化工、輕工、交通運(yùn)輸?shù)人泄I(yè)行業(yè)，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制設(shè)備。 在我國，PLC的應(yīng)用和發(fā)展也很快，主要應(yīng)用于一些大中型現(xiàn)代化工廠的引進(jìn)工程上，如寶山鋼鐵總廠一、二期工程中就使用了PLC共計857臺。又如武漢鋼鐵總廠、首都鋼鐵總廠、秦山核電站

8、、上海別克汽車生產(chǎn)線等都大量采用了PLC進(jìn)行自動化控制，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同時在老企業(yè)舊設(shè)備的技術(shù)改造上，PLC的應(yīng)用也比較廣泛，而且取得了可喜的經(jīng)濟(jì)效益。在自主產(chǎn)品設(shè)計方面，PLC的應(yīng)用也比較廣泛，尤其在機(jī)械制造行業(yè)中發(fā)展很快，如南京第二機(jī)床廠把PLC首先應(yīng)用于YW4332型萬能剃齒機(jī)上，并取得了成功。它不僅簡化了控制線路，縮小了電控裝置的體積，提高了工作的可靠性，節(jié)約了電源，還擴(kuò)大了機(jī)床的功能。在其他方面，各工廠和科研單位也都不斷推出PLC的新產(chǎn)品。 但是，和國外PLC技術(shù)發(fā)達(dá)的國家相比，PLC在我國的研制和應(yīng)用還比較落后，這迫切需要廣大從事PLC研制與開發(fā)的工程技術(shù)人員與科研單位在借

9、鑒國外先進(jìn)PLC技術(shù)時，自主研制和開發(fā)多品種、多檔級的PLC新產(chǎn)品，以適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。世界上最快的PLC來自VIPA的SPEED7數(shù)控機(jī)床習(xí)題及思考題 1.什么是可編程控制器？它有哪些特點(diǎn)？2.簡述可編程控制器的應(yīng)用范圍。3.PLC與繼電器控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。4.PLC主要由哪幾部分組成？5.PLC是如何分類的？6.簡述PLC的發(fā)展趨勢。第2章 可編程控制器的工作原理2.1 PLC的掃描方式2.1.1掃描工作方式2.1.2掃描工作過程2.1.3 PLC對輸入輸出的處理規(guī)則2.1.4掃描周期的計算2.2 PLC的I/O響應(yīng)時間2.1 PLC的掃描方式2.1.1掃描工作方式所謂掃描，只不過

10、是一種形象的說法，用來描述CPU對程序順序、分時操作的過程。 PLC的掃描工作方式與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)明顯不同，繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，在執(zhí)行過程中，如果某一個繼電器的線圈通電，那么該繼電器的所有常開常閉觸點(diǎn)，無論處在控制線路的什么位置，都會立即動作：其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開。 2.1.2掃描工作過程PLC系統(tǒng)正常時要完成以下任務(wù)： 1.計算機(jī)內(nèi)部各工作單元的調(diào)度、監(jiān)控；2.計算機(jī)與外部設(shè)備間的通訊；3.用戶程序所要完成的工作。 以PLC執(zhí)行掃描用戶程序的過程來說可以分為 ：1. 輸入采樣階段2. 程序執(zhí)行階段3. 輸出刷新階段2.1.3 PLC對輸入輸出的處理規(guī)則 PL

11、C的輸入輸出的處理原則，說明如下 ：（1）輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸入端子在上一個工作周期的輸入采樣階段所刷新的狀態(tài)。在程序執(zhí)行和輸出刷新階段，輸入映像寄存器中的內(nèi)容不會改變。（2）輸出映像寄存器（包括元件映像寄存器）中的狀態(tài)，由程序中輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定。在輸入采樣和輸出刷新階段，輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)不會改變。（3）輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)，由上一個掃描周期輸出刷新階段存入輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)來確定。在輸入采樣和程序執(zhí)行階段，輸出鎖存電路的數(shù)據(jù)不會改變。（4）輸出端子上的輸出狀態(tài)由輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)來確定。 (5）程序執(zhí)行中所需要的輸入和輸出狀態(tài)（數(shù)據(jù)）由輸入映像寄存器和輸出映像寄存器讀

12、出。 實(shí)例說明PLC的掃描工作過程 第一掃描周期（1）輸入采樣階段：X0為OFF時，該結(jié)果寫入輸入映像寄存器中。（2）程序執(zhí)行階段：在程序執(zhí)行階段，各元件接點(diǎn)的狀態(tài)由輸入輸出映像寄存器中的元件線圈的狀態(tài)讀出。如果某元件線圈接通，則其常開接點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開；否則保持原始狀態(tài)。（3）輸出刷新階段：程序執(zhí)行后，將輸出映像寄存器中輸出繼電器狀態(tài)傳送到輸出鎖存電路，使Y0、Y1、Y2輸出端的狀態(tài)為OFF。第二、三周期第二掃描周期（1）輸入采樣階段：將X0的ON狀態(tài)寫入X0的輸入映像寄存器中。（2）程序執(zhí)行階段：程序按順序依次執(zhí)行。（3）輸出刷新階段：程序執(zhí)行后，將輸出映像寄存器中輸出繼電器狀態(tài)傳送到

13、輸出鎖存電路，使Y0、Y1、Y2輸出端的狀態(tài)都為ON。第三掃描周期（1）輸入采樣階段：將X0的OFF狀態(tài)寫入X0的輸入映像寄存器中。（2）程序執(zhí)行階段：程序按順序依次執(zhí)行。（3）輸出刷新階段：程序執(zhí)行后，將Y0、Y1、Y2輸出映像寄存器中輸出繼電器狀態(tài)傳送到輸出鎖存電路，使Y0、Y1、Y2輸出端的狀態(tài)都為OFF。通過對梯形圖2-2（a）、（b）掃描工作過程的詳細(xì)分析，可以畫出各元件在執(zhí)行過程中的時序波形圖（三個周期），如圖2-3（a）、（b）所示時序波形圖（a）、（b）2.1.4掃描周期的計算在PLC的實(shí)際工作過程中，每個掃描周期除了輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外

14、部設(shè)備通信等處理。也就是說一個掃描周期還應(yīng)包括自診斷與外部設(shè)備通信時間。一般來說，同型號的PLC，其自診斷所需要的時間相同，如三菱FX系列機(jī)自診斷時間為0.96ms。通信時間的長短與所接外部設(shè)備的多少有關(guān)，如果沒有接外部設(shè)備，則通信時間為0。輸入采樣與輸出刷新時間取決于其I/O點(diǎn)數(shù)，而掃描用戶程序所用的時間則與掃描速度及用戶程序的長短有關(guān)。對于基本邏輯指令組成的用戶程序，兩者的乘積即為掃描時間。如果程序中包含了特殊功能指令，則必須根據(jù)用戶手冊查表計算執(zhí)行這些特殊功能指令的時間。 例題解：掃描40點(diǎn)I/O所需要的時間為：T10.03ms/8點(diǎn)40點(diǎn) 0.15ms 掃描1000步用戶程序所需要的時

15、間為：T20.74s/步1000步0.74ms 自診斷所需要的時間為：T30.96ms PLC運(yùn)行時不接外部設(shè)備，通信時間為：T40 掃描周期TT1T2T3T41.85ms 【例2-1】三菱公司FX-40MR，配置開關(guān)量輸入24點(diǎn)，開關(guān)量輸出16點(diǎn)，用戶程序?yàn)?000步，沒有特殊功能指令，PLC運(yùn)行時不接外部設(shè)備。I/O的掃描速度為0.03ms/8點(diǎn)，用戶程序的掃描速度為0.74s/步，自診斷時間為0.96ms，試計算一個掃描周期所需要的時間為多少？由此可以看出，要準(zhǔn)確計算掃描周期的大小比較困難。為方便用戶，PLC采取了一些措施。在FX系列PLC中，還提供一種以恒定的掃描周期為掃描用戶程序的運(yùn)

16、行方式，用戶可以將通過計算或?qū)嶋H測量的最大掃描周期再留一些余量，作為恒定的掃描周期的值存放在特殊數(shù)據(jù)寄存器D8039中（計時單位：1ms）。當(dāng)特殊輔助繼電器M8039線圈接通時，PLC按照D8039中存放的數(shù)據(jù)以恒定的周期掃描用戶程序。若實(shí)際的掃描周期小于恒定的掃描周期，則PLC在完成本次循環(huán)后處于等待狀態(tài)，直到恒定掃描周期的時間結(jié)束才開始下一個掃描周期；若實(shí)際的掃描周期大于恒定的掃描周期，PLC照常運(yùn)行，但不再以恒定掃描周期的方式工作。這說明恒定掃描周期并非任意設(shè)定，它必須大于PLC運(yùn)行時可能出現(xiàn)的最大掃描周期值（即D8012存放的值），因?yàn)镻LC采用掃描周期警戒計時器，監(jiān)視每次掃描是否超過

17、規(guī)定時間，因此用戶必須使警戒計時器（WDT）的設(shè)定值大于恒定掃描周期的值，否則CPU會發(fā)出警戒計時報警信號。 梯形圖執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸指令 2.2 PLC的I/O響應(yīng)時間 PLC的I/O響應(yīng)時間又稱I/O滯后時間，是指PLC外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻止之間的間隔。它主要由因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間、輸入電路的濾波和輸出模塊的滯后時間三部分組成。 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(diǎn)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。 輸出模塊的滯后時間與模塊開關(guān)元件的類型有關(guān)：繼電器

18、輸出電路的滯后時間一般最大在10ms左右；雙向可控硅型輸出電路的滯后時間在負(fù)載接通時的滯后時間約為1ms左右，負(fù)載由導(dǎo)通到斷開時的最大滯后時間為10ms；晶體管型輸出電路的滯后時間一般在1ms左右。 PLC總的滯后時間一般只有十幾毫秒，對于一般的控制系統(tǒng)來說是無關(guān)緊要的，但不能滿足要求I/O相應(yīng)速度快的實(shí)時控制場合。為此，現(xiàn)在的PLC除了加快掃描速度、優(yōu)化用戶程序之外，還在軟、硬件上采取了一些措施，以提高I/O的響應(yīng)速度。在硬件方面，可選用快速響應(yīng)模塊、高速計數(shù)模塊等；在軟件方面，主要有改變信息刷新方式、運(yùn)用中斷技術(shù)、調(diào)整輸入濾波器等措施。習(xí)題及思考題 1.PLC的工作方式與繼電器控制系統(tǒng)有什

19、么不同？2.PLC的工作過程分哪幾個階段？每個階段的作用是什么？3.什么叫PLC的掃描周期？其長短與什么有關(guān)？4.PLC為什么會產(chǎn)生輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象？如何提高I/O響應(yīng)速度？可編程控制器原理及應(yīng)用第3章 FX2型可編程控制器 第3章 FX2型可編程控制器3.1 FX型PLC的系統(tǒng)配置3.2 FX型PLC的命名方式3.3 FX2系列PLC的編程元器件 3.3.1基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 3.3.2輸入繼電器（X） 3.3.3輸出繼電器（Y） 3.3.4輔助繼電器（M） 3.3.5狀態(tài)寄存器（S）3.4數(shù)據(jù)寄存器（D）3.5計時/計數(shù)器 3.5.1計時器（T） 3.5.2計數(shù)器（C） 3.5.3計時/計數(shù)器的

20、應(yīng)用電氣與PLC控制技術(shù)3.1 FX型PLC的系統(tǒng)配置FX系列PLC為高性能整體式結(jié)構(gòu)的小型PLC，它由基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊和特殊功能單元構(gòu)成。 基本單元包括CPU、存儲器、輸入輸出接口和電源，是PLC的主要部分。擴(kuò)展單元是用于增加I/O點(diǎn)數(shù)的裝置，內(nèi)部設(shè)有電源。擴(kuò)展模塊用于增加I/O點(diǎn)數(shù)及改變I/O比例，內(nèi)部無電源，其用電由基本單元或擴(kuò)展單元供給。因?yàn)閿U(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊無CPU，必須與基本單元一起使用。特殊功能單元是一些專門用途的裝置，可增加PLC的控制功能。 FX系列PLC系統(tǒng)最大I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)。表3-1列出了三菱小型PLC基本性能表。電氣與PLC控制技術(shù)表3-1 三菱小型P

21、LC基本性能表電氣與PLC控制技術(shù)電氣與PLC控制技術(shù)3.2 FX型PLC的命名方式日本三菱公司的FX系列PLC基本單元和擴(kuò)展單元的型號由字母和數(shù)字組成，其格式為： 電氣與PLC控制技術(shù)系列序號：0、2、ON、2C等，比如FX、 FX、 FX。 I/O總點(diǎn)數(shù)：16256。 單元類型：M表示模塊基本單元； E表示輸入、輸出混合擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊； EX表示輸入擴(kuò)展模塊 ； EY表示輸出擴(kuò)展模塊； 輸出形式：R表示繼電器輸出； S表示雙向可控硅輸出； T表示晶體管輸出； 特種品種區(qū)別：D直流電源； A交流電源； S獨(dú)立端子（無公共端）擴(kuò)展模塊； H大電流輸出擴(kuò)展模塊； V立式端子排的擴(kuò)展模塊； F

22、輸入濾波器1ms的擴(kuò)展模塊； LTTL輸入型擴(kuò)展模塊； A接插口輸入輸出方式； 電氣與PLC控制技術(shù)如果無特殊品種區(qū)別一項(xiàng)符號，說明通常指AC電源，DC輸入，橫式端子排，繼電器輸出2A/點(diǎn)；晶體管輸出0.5A/點(diǎn)；晶閘管輸出為0.3A/點(diǎn)。 例如：FX-40MR表示為FX系列，I/O總點(diǎn)數(shù)為40點(diǎn)，該模塊為基本單元，采用繼電器輸出。再如：FX-8EYR表示該模塊為FX系列有8個繼電器輸出的擴(kuò)展模塊。電氣與PLC控制技術(shù)3.3 FX2系列PLC的編程元器件編程元器件就是指在PLC內(nèi)部設(shè)置具有各種各樣功能的，能方便地代表控制過程中各種各樣的元器件。編程元器件不是實(shí)際的物理實(shí)體，而是軟器件。 電氣與

23、PLC控制技術(shù)3.3.1基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1. 位元件 （四種）X：輸入繼電器，用于直接輸入給PLC的物理信號。Y：輸出繼電器，用于從PLC直接輸出物理信號。M：輔助繼電器，PLC內(nèi)部的狀態(tài)標(biāo)志，相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器。S：狀態(tài)繼電器，PLC內(nèi)部的運(yùn)算標(biāo)志。它們只有兩種不同的狀態(tài)，即ON和OFF，分別用二進(jìn)制數(shù)1和0來表示這兩種狀態(tài)。電氣與PLC控制技術(shù)2. 字元件8個連續(xù)的位組成一個字節(jié)（Byte），16個連續(xù)的位組成一個字（Word），32個連續(xù)的位組成一個雙字（Double Word）。計時器和計數(shù)器等均為有符號字。在FX系列PLC中，除了輸入和輸出繼電器的元件號數(shù)字為八進(jìn)制的編

24、號，其他編程元件的元件號數(shù)字均采用十進(jìn)制。 電氣與PLC控制技術(shù)3.3.2輸入繼電器（X）輸入繼電器與PLC的輸入端子相連，是PLC接收外部開關(guān)信號的接口。輸入繼電器是光電隔離的電子繼電器，其線圈、常開、常閉觸點(diǎn)與傳統(tǒng)硬繼電器表示方法一致，如圖3-1所示。 圖3-1 PLC輸入輸出示意圖電氣與PLC控制技術(shù)PLC的輸入電路類型 一種是直流（1224V）輸入，可分為共陽型和共地型兩種； 另一種是交流（100120V）、（200240V）輸入； 第三種是交直流（1224V）輸入圖3-2 PLC直流共陽型輸入電路電氣與PLC控制技術(shù)表3-5 FX系列PLC的輸入特性表電氣與PLC控制技術(shù)3.3.3輸

25、出繼電器（Y）輸出繼電器的外部輸出接點(diǎn)連接到PLC的輸出端子上，輸出繼電器是PLC用來傳送信號到外部負(fù)載的元件。 PLC的輸出形式主要有三種：即繼電器輸出、晶體管輸出、雙向晶閘管輸出形式。圖3-3（a）、（b）、（c）分別為三種輸出形式的電路圖。 （a） （b） （c） 圖3-3 三種形式的輸出繼電器電路圖 電氣與PLC控制技術(shù)表3-6 FX系列PLC的輸出特性表電氣與PLC控制技術(shù)3.3.4輔助繼電器（M）PLC內(nèi)部有大量的輔助繼電器，輔助繼電器是靠軟件實(shí)現(xiàn)其功能，它們不能接收外部的輸入信號，也不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，只是一種內(nèi)部的狀態(tài)標(biāo)志，相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器。但它的常開常閉觸

26、點(diǎn)在PLC編程中可以無限制地使用。下面是常見的輔助繼電器。 電氣與PLC控制技術(shù)1. 通用型輔助繼電器通用型輔助繼電器的地址編號為M0M499（共500點(diǎn)）。通用型輔助繼電器，其用途與繼電器電路中的中間繼電器類似，常用于邏輯運(yùn)算的中間狀態(tài)存儲及信號類型的變換，比如狀態(tài)寄存、移位運(yùn)算等。 圖3-4 通用型輔助繼電器的應(yīng)用電氣與PLC控制技術(shù)2. 失電保持型輔助繼電器 失電保持型輔助繼電器的地址編號為M500M1023（共524點(diǎn)）。主要是在電源中斷時，用鋰電池保持RAM中映像寄存器中的內(nèi)容，或?qū)⑺鼈儽４嬖贓EPROM中，它們在PLC重新通電后的第一個掃描周期保持?jǐn)嚯娝查g的狀態(tài)，可以記憶它們在失電

27、前的狀態(tài)。 圖3-5 失電保持型輔助繼電器的應(yīng)用電氣與PLC控制技術(shù)3. 特殊輔助繼電器特殊輔助繼電器的地址編號為M8000M8255（共256點(diǎn)）。特殊輔助繼電器是具有各自特定功能的輔助繼電器，它們用來表示PLC的某些狀態(tài)，提供時鐘脈沖和標(biāo)志（如進(jìn)位、借位標(biāo)志）、設(shè)定PLC的運(yùn)行方式、或者用來步進(jìn)順控、禁止中斷、設(shè)定計數(shù)器是加還是減計數(shù)等。特殊輔助繼電器按其功能分為兩大類。（1） 觸點(diǎn)利用型 由PLC的系統(tǒng)程序來驅(qū)動觸點(diǎn)利用型特殊輔助繼電器的線圈，在用戶程序中直接使用其觸點(diǎn)，但在程序中不能出現(xiàn)它們的線圈。 電氣與PLC控制技術(shù) 圖3-6 波形圖（2） 線圈驅(qū)動型由用戶程序驅(qū)動其線圈，使PLC

28、執(zhí)行特定的操作，用戶并不使用它們的觸點(diǎn)。 電氣與PLC控制技術(shù)3.3.5狀態(tài)寄存器（S） 狀態(tài)寄存器S是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的重要元器件，它與后面的步進(jìn)指令STL組合使用，可以用于步進(jìn)順序控制。通常狀態(tài)寄存器有5種類型： 1.初始狀態(tài)器：S0S9（共10點(diǎn)）； 2.回零狀態(tài)器：S10S19（共10點(diǎn)）； 3.通用狀態(tài)器：S20S499（共480點(diǎn)）； 4.保持狀態(tài)器：S500S899（共400點(diǎn)）； 5.報警用狀態(tài)器：S900S999（共100點(diǎn)），用于外部故障診斷輸出。 狀態(tài)器的常開常閉觸點(diǎn)在PLC中可以自由使用，且使用次數(shù)不限。當(dāng)狀態(tài)寄存器不與步進(jìn)指令STL組合使用時，狀態(tài)寄存器S可以作為輔助繼

29、電器M在程序中使用。電氣與PLC控制技術(shù)3.4數(shù)據(jù)寄存器（D）PLC在進(jìn)行輸入輸出處理、模擬量控制、位置控制時，需要許多數(shù)據(jù)寄存器用來存放數(shù)據(jù)和參數(shù)。FX系列PLC數(shù)據(jù)寄存器為16位，最高位為符號位，可用兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存放32位數(shù)據(jù)，最高位仍為符號位。最高位數(shù)據(jù)為0時，表示正數(shù)；最高位為1時，表示負(fù)數(shù)。16位/32位數(shù)據(jù)形式如圖3-7所示。 圖3-7 16位/32位數(shù)據(jù)電氣與PLC控制技術(shù)1. 通用數(shù)據(jù)寄存器D0D199（共200點(diǎn)）2. 失電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D200D511（共312點(diǎn)）3. 特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000D8255（共256點(diǎn)）4. 文件數(shù)據(jù)寄存器D1000D2999（共2

30、000點(diǎn)） 5. 變址數(shù)據(jù)寄存器（V/Z）電氣與PLC控制技術(shù)3.5計時/計數(shù)器3.5.1計時器（T）1. 通用計時器FX系列PLC的通用計時器最多可達(dá)246個，其編號為T0T245。在PLC內(nèi)，計時器是根據(jù)時鐘脈沖累積計時的，時鐘脈沖分別為：1ms、10ms、100ms三檔。在通用計時器中： 100ms計時器：T0T199 共200點(diǎn) 設(shè)定值：132767 計時范圍：0.13276.7s； 10ms計時器：T200T245 共46點(diǎn) 設(shè)定值：132767 計時范圍：0.01327.67s。圖3-8 通用計時器工作原理計時器動畫電氣與PLC控制技術(shù)通用計時器沒有保持功能，在輸入電路斷開或停電時

31、被復(fù)位。FX系列PLC的計時器只能提供其線圈“通電”后延遲動作的觸點(diǎn)，如果需要在輸入信號變?yōu)镺FF之后的延遲動作，可以使用如圖3-9所示的電路。 圖3-9 斷電延時電路電氣與PLC控制技術(shù)2. 積算計時器FX系列PLC內(nèi)有兩種積算計時器，1ms計時器和100ms計時器。 1ms計時器：T246T249共4點(diǎn) 設(shè)定值：132767 計時范圍：0.00132.76； 100ms計時器：T250T255共6點(diǎn) 設(shè)定值：132767 計時范圍：0.13276.。圖3-10 積算計時器工作原理電氣與PLC控制技術(shù)3. 計時器觸點(diǎn)的動作時序與精度 計時器觸點(diǎn)的動作精度時間t大致可用右邊公式計算：tTT0-

32、a式中 T計時器設(shè)定時間（s）； T0掃描周期（s）； a計時器時鐘周期 1ms、10ms、100ms計時器分別對應(yīng)0.001s、0.01s、0.1s。 若計時器的觸點(diǎn)指令在線圈指令之后，最大計時誤差為2T0加上輸入濾波時間。若計時器的觸點(diǎn)指令在線圈指令之前，最大計時誤差為3T0加上輸入濾波時間。 電氣與PLC控制技術(shù)圖3-11 計時器輸出觸點(diǎn)動作時序電氣與PLC控制技術(shù)3.5.2計數(shù)器（C）1. 內(nèi)部計數(shù)器 內(nèi)部計數(shù)器有16位遞增計數(shù)器和32位增減計數(shù)器兩種。 （1）16位遞增計數(shù)器 16位遞增計數(shù)器的設(shè)定值為K1K32767。設(shè)定值K0與K1意義相同，均在第一次計數(shù)時，其觸點(diǎn)動作。它有兩種

33、類型，通用型：C0C99 共100點(diǎn)；失電保持型：C100C199 共100點(diǎn)。 電氣與PLC控制技術(shù)失電保持型計數(shù)器與通用計數(shù)器不同在于前者即使失電，當(dāng)前值和輸出觸點(diǎn)的置位/復(fù)位狀態(tài)可以保持不變（被記憶），一旦得電就會恢復(fù)計數(shù)，計數(shù)器在原保持值上繼續(xù)計數(shù)，直到設(shè)定值時，計數(shù)器才會動作（輸出）。 圖3-12 16位遞增計數(shù)器的動作時序電氣與PLC控制技術(shù)（2）32位增減計數(shù)器增減計數(shù)器又稱雙向計數(shù)器，即有加計數(shù)和減計數(shù)兩種方式。32位增減計數(shù)器有兩種類型，通用型：C200C219 共20點(diǎn)；失電保持型：C220C234 共15點(diǎn)。 圖3-13 32位增減計數(shù)器的動作時序電氣與PLC控制技術(shù)2.

34、 高速計數(shù)器 高速計數(shù)器的類型主要有1相無啟動/復(fù)位端子高速計數(shù)器C235C240、1相帶啟動/復(fù)位端子高速計數(shù)器C241C245、2相2輸入（雙向）高速計數(shù)器C246C250、2相輸入（A-B相型）高速計數(shù)器C251C255。 高速計數(shù)器均為32位增減型計數(shù)器。 電氣與PLC控制技術(shù)表3-7 高速計數(shù)器表電氣與PLC控制技術(shù)1.1相無啟動/復(fù)位端子高速計數(shù)器（C235C240） 這類高速計數(shù)器的計數(shù)方式及觸點(diǎn)動作與前述32位計數(shù)器相同。遞加計數(shù)器時，當(dāng)計數(shù)器達(dá)到設(shè)定值時，觸點(diǎn)動作并保持；作遞減計數(shù)器時，達(dá)到計數(shù)值時則復(fù)位。1相無啟動/復(fù)位端子高速計數(shù)器計數(shù)方向取決于其對應(yīng)標(biāo)志M8（為對應(yīng)的計

35、數(shù)器地址編號），C235C240高速計數(shù)器各有一個計數(shù)輸入和復(fù)位輸入端。如圖3-15所示 電氣與PLC控制技術(shù)2.1相帶啟動/復(fù)位端子高速計數(shù)器（C241C245） 這類高速計數(shù)器的計數(shù)方式、觸點(diǎn)動作、計數(shù)方向與C235C240類似。C241C245高速計數(shù)器各有一個計數(shù)輸入和復(fù)位輸入。計數(shù)器C244C245還有一個啟動輸入。如圖3-16 圖3-16 C245計數(shù)器 電氣與PLC控制技術(shù)3.2相2輸入（雙向）高速計數(shù)器（C246C250） 這5個高速計數(shù)器有兩個輸入端，一個遞加、一個遞減。有的還具有復(fù)位和啟動輸入。如圖3-17所示 圖3-18是以C250為例說明帶復(fù)位和啟動端的雙向輸入高速計數(shù)

36、器的工作過程。 圖3-17 C246計數(shù)器 圖3-18 C250計數(shù)器電氣與PLC控制技術(shù) 4.2相輸入（A-B相型）高速計數(shù)器（C251C255） 在2相輸入高速計數(shù)器中，最多可有兩個2相32位二進(jìn)制增減計數(shù)器，其計數(shù)動作過程與前面所講的普通型32位增減計數(shù)器相同 圖3-19 C251、C255計數(shù)器 電氣與PLC控制技術(shù)5. 計數(shù)頻率 計數(shù)器最高計數(shù)頻率受兩個因素限制：一是各個輸入端的響應(yīng)速度，主要是受硬件的限制，其中X0、X2、X3最高計數(shù)頻率為10KHz，而X1、X4、X5的最高計數(shù)頻率為7KHz。二是全部高速計數(shù)器的處理時間，這是高速計數(shù)器計數(shù)頻率受限制的主要因素，因?yàn)楦咚儆嫈?shù)器是采

37、用中斷方式，故計數(shù)器用的越少，則可計數(shù)頻率就需高。若某些計數(shù)器采用比較低的頻率計數(shù)，則其他計數(shù)器可用較高的頻率計數(shù)。 電氣與PLC控制技術(shù)3.5.3計時/計數(shù)器的應(yīng)用 1. 擴(kuò)展計時器 T200為10ms時鐘脈沖計時器，它的最大計時時間為327.67s，一個T200無法實(shí)現(xiàn)10min的計時，但是將兩個T200計時器如圖3-20串聯(lián)起來就可以組成一個10min計時器。同樣也可用幾個計時器和計數(shù)器聯(lián)合使用組成擴(kuò)展計時器，如圖3-21所示。 3-20計時器串聯(lián)擴(kuò)展 圖3-21計時器和計數(shù)器聯(lián)合使用擴(kuò)展電氣與PLC控制技術(shù)2. 累加計數(shù)器 16位遞增計數(shù)器的設(shè)定值范圍為132767。如果計數(shù)值大于計數(shù)

38、值32767時，將無法計數(shù)，但可以將計數(shù)器串聯(lián)起來編程，將計數(shù)值擴(kuò)大到32767以上，如圖3-22所示將兩個16位遞增計數(shù)器C0、C1串聯(lián)，每個計數(shù)器的設(shè)定值為200，則總計數(shù)值可達(dá)40000次。點(diǎn)動計時器如圖3-23所示 3. 點(diǎn)動計時器 電氣與PLC控制技術(shù)圖3-22累加計數(shù)器 圖3-23點(diǎn)動計時器電氣與PLC控制技術(shù)4. 振蕩電路圖3-24所示為一個振蕩電路及時序波形圖 圖3-24 振蕩電路電氣與PLC控制技術(shù)習(xí)題及思考題1.FX中有哪幾種元器件？它們的作用是什么？2.PLC中計時器的使用必須注意哪些問題？3.FX計數(shù)器有哪幾種類型？4.計數(shù)器C200C234的計數(shù)方向如何設(shè)定？5.洗手

39、間小便池在有人使用時，光電開關(guān)使X0為ON,沖水控制系統(tǒng)在使用者使用3s后令Y0為ON，沖水2s，使用者離開后沖水3s，設(shè)計出梯形圖程序。電氣與PLC控制技術(shù)The End可編程控制器原理及應(yīng)用第4章 FX2型可編程控制器 的編程語言及基本指令 第4章FX2型可編程控制器的編程語言及基本指令4.1PLC的編程語言及格式4.2基本指令4.3梯形圖的編程規(guī)則4.4基本指令編程實(shí)例4.1 PLC的編程語言及格式4.1.1梯形圖語言 1. 梯形圖與繼電器控制的區(qū)別 梯形圖是在傳統(tǒng)的繼電器控制電路圖的基礎(chǔ)上演變而來的，在形式上類似繼電器控制電路，是PLC的主要編程語言，由觸點(diǎn)、線圈和功能塊等組成： 觸點(diǎn)

40、：代表邏輯的輸入條件，如外部的開關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件。 線圈：代表邏輯的輸出結(jié)果，用來控制外部的負(fù)載和內(nèi)部的輸出條件。 功能塊：用來表示計數(shù)器、計時器和數(shù)學(xué)運(yùn)算等功能指令。 如圖4-1所示是一個繼電器控制電路圖與相應(yīng)梯形圖的比較示例，可以看出兩者的區(qū)別在于繼電器控制圖使用的是硬件繼電器和定時器，靠導(dǎo)線連接組成控制電路，而PLC梯形圖使用的是內(nèi)部繼電器、計時器和計數(shù)器，靠軟件來實(shí)現(xiàn)控制。 (a) 繼電器控制電路 （b）等效PLC梯形圖圖4-1 繼電器控制電路圖及其等效PLC梯形圖 2. 梯形圖的格式 梯形圖的編程格式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）梯形圖按行從上至下、每行從左至右的順序編寫。PLC程序執(zhí)行

41、順序與梯形圖的編寫順序一致。 （2）梯形圖左、右邊垂直線稱為起始母線、終止母線。每一邏輯行必須從起始母線開始畫起，終止母線可以省略。 （3）梯形圖的觸點(diǎn)有兩種，即常開觸點(diǎn)“”和常閉觸點(diǎn)“”。這些觸點(diǎn)可以是PLC的輸入觸點(diǎn)或內(nèi)部輔助繼電器的觸點(diǎn)，也可以是內(nèi)部計時器、計數(shù)器的狀態(tài)。每個觸點(diǎn)都有自己的特殊標(biāo)志，以表示區(qū)別，同一標(biāo)志的觸點(diǎn)可以反復(fù)使用，次數(shù)不限。 （4）梯形圖的右邊必須連接輸出元件。PLC的輸出元件用圓圈或橢圓表示，如“”，“”是指輸出變量的代號。機(jī)型不同，輸出元件表示有些區(qū)別。同一輸出變量只能使用一次。 （5）梯形圖中的觸點(diǎn)可以任意串聯(lián)和并聯(lián)，而輸出線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。 （6）程

42、序結(jié)束時有結(jié)束符號，一般用“END”表示。4.1.2助記符語言 PLC的助記符語言是與計算機(jī)的匯編語言中的指令相似的表達(dá)式，它是由操作碼和操作數(shù)兩部分組成： 操作碼：用助記符表示，它表示CPU要完成的某種操作功能。 操作數(shù)：包括為執(zhí)行某種操作所必須的信息。 4.1.3流程圖語言 流程圖語言是一種描述順序控制系統(tǒng)功能的圖解表示法，所以又稱順序功能圖語言，簡稱SFC語言。 4.2基本指令 4.2.1邏輯取及輸出線圈驅(qū)動指令（LD、LDI、OUT）LD：取指令。表示一個與輸入母線相連的常開觸點(diǎn)指令，即常開觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算開始。 LDI：取反指令。表示一個與輸入母線相連的常閉觸點(diǎn)指令，即常閉觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算開

43、始。 OUT：線圈驅(qū)動指令，也叫輸出指令。LD、LDI兩條指令的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C，用于將觸點(diǎn)接到母線上。也可以與后面的ANB、ORB指令配合使用，在分支起點(diǎn)也可使用。OUT是驅(qū)動線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是Y、M、S、T、C。對輸入繼電器X不能使用。OUT指令可以連續(xù)多次使用。 表 4-1 LD、LDI、OUT指令的功能、電路表示、操作元件、所占程序步圖4-2 LD、LDI、OUT指令用法LD動畫4.2.2單個觸點(diǎn)串聯(lián)指令（AND、ANI） AND：與指令。用于單個常開觸點(diǎn)的串聯(lián)。 ANI：與非指令。用于單個常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。 AND、ANI指令均用于單個觸點(diǎn)的串聯(lián)，串聯(lián)觸點(diǎn)數(shù)

44、個數(shù)沒有限制，可以多次重復(fù)使用。指令的目標(biāo)元件為X、Y、M、S、T、C。 AND動畫圖4-3 AND、ANI指令用法圖4-4 不推薦的形式4.2.3單個觸點(diǎn)并聯(lián)指令（OR、ORI） 當(dāng)梯形圖的控制線路由若干觸點(diǎn)并聯(lián)組成時，要用到OR、ORI指令。 OR：或指令，用于常開觸點(diǎn)的并聯(lián)。 ORI：或非指令，用于常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。 OR、ORI指令的目標(biāo)元件為X、Y、M、S、T、C。這兩條指令都是并聯(lián)一個觸點(diǎn)。當(dāng)需要兩個以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接電路快的并聯(lián)連接時，需要用到后面的ORB指令。圖4-5 OR、ORI指令用法OR動畫4.2.4串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令（ORB）ORB：兩個以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路為串聯(lián)電路

45、塊，將串聯(lián)電路塊并聯(lián)使用時，用LD、LDI指令表示分支開始，用ORB指令表示分支結(jié)束。 ORB指令是不帶操作元件的指令。 如果有多條并聯(lián)電路時，在每個電路塊后使用ORB指令，對并聯(lián)電路數(shù)沒有限制，但考慮到LD、LDI指令只能連續(xù)使用8次，因此ORB指令的使用次數(shù)也應(yīng)限制在8次以內(nèi)。 ORB指令使用如圖4-6所示。圖4-6 ORB指令用法4.2.5并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令（ANB）ANB：兩個或兩個以上的觸點(diǎn)并聯(lián)連接的電路為并連電路塊，當(dāng)分支并連電路塊與前面的電路串聯(lián)使用時，要使用ANB指令。 ANB指令是不帶操作元件的指令。圖4-7 ANB指令用法 圖4-8 ANB指令用法ANB指令原則上可以無限

46、制使用，但考慮到LD、LDI指令只能連續(xù)使用8次，因此ANB指令的使用次數(shù)也應(yīng)限制在8次以內(nèi)。4.2.6多重輸出電路指令（MPS、MRD、MPP）MPS（Push）：進(jìn)棧指令、MRD（Read）：讀棧指令、MPP（POP）：出棧指令。 這組指令用于多重輸出電路?？蓪⑦B接觸點(diǎn)的狀態(tài)先儲存，用于后面的電路。MPS、MRD、MPP指令都是不帶操作元件的指令。 如圖4-9所示，在FX系列PLC中有11個用來存儲運(yùn)算中間結(jié)果的存儲區(qū)域叫做棧存儲器。 MPS、MPP必須成對使用，并且連續(xù)使用應(yīng)少于11次。 圖4-9 棧存儲器 圖4-10 一層堆棧電路4.2.7主控及主控復(fù)位指令（MC、MCR）MC：主控指

47、令，用于公共串聯(lián)觸點(diǎn)的連接。MCR：主控復(fù)位指令，即MC的復(fù)位指令。 MC、MCR指令的操作元件為Y、M，但不允許使用特殊輔助繼電器M。使用主控指令的觸點(diǎn)為主控觸點(diǎn)，它在梯形圖中與一般的觸點(diǎn)垂直，它們是與母線相連的常開觸點(diǎn)，相當(dāng)于控制一組電路的總開關(guān)。MC、MCR指令的使用說明如圖4-14所示。 圖4-14 MC、MCR指令用法 MC、MCR必須成對使用。在MC指令內(nèi)再使用MC指令時，嵌套級N的編號（07）順次增大，返回時用MCR指令，從大的嵌套級開始解除。如圖4-15所示是多重嵌套主控指令。 圖4-15 多重嵌套主控指令4.2.8置位和復(fù)位指令（SET、RST）SET：置位指令，使操作動作保

48、持。RST：復(fù)位指令，使操作動作保持復(fù)位。 SET指令的目標(biāo)操作元件為Y、M、S，RST指令的目標(biāo)操作元件為Y、M、S、T、C、D、V、Z。 SET、RST指令使用說明如圖4-16所示。由波形圖可知，當(dāng)X0一接通，即使再變成斷開，Y0也保持接通。X1接通后，即使再斷開，Y0也保持?jǐn)嚅_。 圖4-16 SET、RST指令用法用RST指令可以對計時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容進(jìn)行清零。RST復(fù)位指令對計數(shù)器、計時器的使用說明如圖4-17所示。 圖 4-17 RST復(fù)位指令對計數(shù)器、計時器的用法4.2.9脈沖輸出指令（PLS、PLF）PLS：上升沿微分輸出，專用于操作元件的短時間脈沖輸

49、出。PLF：下降沿微分輸出，控制線路由閉合到斷開。PLS、PLF指令的目標(biāo)操作元件為Y、M，但特殊輔助繼電器不能作為目標(biāo)操作元件。 使用PLS指令時，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入觸點(diǎn)接通后的一個掃描周期內(nèi)動作（置1）；而使用PLF指令時，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入斷開后的一個掃描周期內(nèi)動作。使用這兩條指令時，要特別注意目標(biāo)元件 圖4-18 PLS、PLF指令用法4.2.10空操作指令（NOP）NOP：空操作指令，是一條無動作、無目標(biāo)操作元件的指令，它使該步序作空操作。NOP指令功能、電路表示、操作元件、所占程序步如表4-10所示。NOP指令使用說明如圖4-19所示。 4.2.11程序結(jié)束指令（END）

50、END：程序結(jié)束指令，用于程序的結(jié)束，是無元件編號的獨(dú)立指令。END指令功能、電路表示、操作元件、所占程序步如表4-11所示。 4.3梯形圖的編程規(guī)則4.3.1梯形圖設(shè)計規(guī)則1. 水平不垂直 梯形圖的觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上，如圖4-20所示。圖4-20 規(guī)則12. 多上串左有串聯(lián)電路并聯(lián)時，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面。有并聯(lián)電路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左邊。這種安排程序簡潔、語句也少，如圖4-21所示。圖4-21 規(guī)則23. 線圈右邊無觸點(diǎn)不能將觸點(diǎn)畫在線圈的右邊，只能觸點(diǎn)的右邊接線圈，如圖4-22所示。 圖4-22 規(guī)則34. 雙線圈輸

51、出不可用如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效，只有最后一次輸出有效，如圖4-23所示。一般不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。圖 4-23 雙線圈輸出4.3.2輸入信號的最高頻率問題輸入信號的狀態(tài)是在PLC輸入處理時間內(nèi)被檢測的。如果輸入信號的ON時間或OFF時間過窄，有可能檢測不到。也就是說，PLC的輸入信號的ON或OFF時間，必須比PLC的掃描周期長。若考慮輸入濾波器的響應(yīng)延遲為10ms，掃描周期為10ms，則輸入的ON或OFF時間至少為20ms。因此。要求輸入脈沖的頻率低于1000Hz/（2020）25Hz。不過，用PLC后面的功能指令結(jié)合使用，可以處理較高

52、頻率的信號。4.4基本指令編程實(shí)例例4-1 使用PLC完成自動臺車的控制。某自動臺車在啟動前位于導(dǎo)軌的中部，如圖4-24所示。其一個工作周期的控制要求如下： （1）按下啟動按鈕SB，臺車的電機(jī)M正轉(zhuǎn)，臺車前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ1后，臺車的電機(jī)M反轉(zhuǎn)，臺車后退。 （2）臺車后退碰到限位開關(guān)SQ2后，臺車的電機(jī)M停止，臺車停車，停5s，第二次前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ3后，再次后退。 （3）當(dāng)后退再次碰到限位開關(guān)SQ2時，臺車停止。解：為設(shè)計本控制系統(tǒng)的梯形圖，先安排輸入、輸出口及機(jī)內(nèi)器件。臺車由電機(jī)M驅(qū)動，正轉(zhuǎn)（前進(jìn)）由PLC的輸出點(diǎn)Y1控制；反轉(zhuǎn)（后退）由Y2控制。為解決延時5s，選用計時器T0。

53、將啟動按鈕SB及限位開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3分別接于X0、X1、X2、X3。（除說明以外，一般都使用FX系列PLC）根據(jù)對啟-保-停電路的分析，梯形圖設(shè)計的根本目的是找出符合控制要求的以輸出為對象的工作條件。本例的輸出是代表電機(jī)前進(jìn)及后退的兩個接觸器。分析電機(jī)的前進(jìn)與后退的條件，得出以下幾點(diǎn)：（1）第一次前進(jìn)：從啟動按鈕SB（X0）按下開始至碰到SQ1（X1）為止。（2）第二次前進(jìn)：由SQ2（X2）接通引起的計時器T0延時時間到開始至SQ3（X3）被接通為止。（3）第一次后退：從SQ1（X1）接通時起至SQ2（X2）被接通。（4）第二次后退：從SQ3（X3）接通時起至SQ2（X2）被接通。梯

54、形圖設(shè)計的過程可以是以下這樣的：（1）畫第一次前進(jìn)的支路：依照啟-保-停電路的基本模式，以啟動按鈕X0為啟動條件，限位開關(guān)X1的常閉觸點(diǎn)為停止條件，選用輔助繼電器M100為代表第一次前進(jìn)的中間變量。（2）畫第二次前進(jìn)的支路：依照啟-保-停電路的基本模式，啟動信號是計時器T0計時時間到，停止條件為限位開關(guān)X3的常閉觸點(diǎn)。選M101為代表第二次前進(jìn)的中間變量。為了得到T0的計時時間到條件，還要將計時器工作條件相關(guān)的梯形圖畫出。（3）畫總的前進(jìn)梯形圖支路：綜合中間繼電器M100、M101，得總的前進(jìn)梯形圖。（4）畫后退梯形圖支路：由畫二次前進(jìn)體形圖的經(jīng)驗(yàn)，后退梯形圖中沒有使用輔助繼電器。而是將二次后

55、退的啟動條件并聯(lián)置于啟-保-停電路的啟動條件位置，它們分別是X1及X3，停止條件為X2。（5）最后對前面畫出的各個分支進(jìn)行完善。如在后退支路的啟動條件X1后串入M101的常閉觸點(diǎn)，以表示X1條件在第二次前進(jìn)時無效。針對Y1、Y2不能同時工作，在它們的支路中沒有互鎖觸點(diǎn)等。依據(jù)以上步驟設(shè)計出的梯形圖如圖4-25所示。圖 4-25 自動臺車控制梯形圖 例4-2 使用PLC完成交通信號燈的控制。十字路口交通信號等布置如圖4-26所示。其一個工作周期的控制要求如下：信號燈受啟動開關(guān)控制。當(dāng)啟動開關(guān)接通后，信號燈系統(tǒng)開始工作，先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。（1）南北綠燈和

56、東西綠燈不能同時亮；如果同時亮應(yīng)關(guān)閉信號燈系統(tǒng)，并立刻報警。（2）南北紅燈亮維持25s。在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20s。到20s時，東西綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2s。到2s時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮。同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。（3）東西紅燈亮維持30s。南北綠燈亮維持25s，然后閃亮3s后熄滅，同時南北黃燈亮，維持2s后熄滅。這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。上述動作循環(huán)進(jìn)行。解：根據(jù)控制要求，畫出交通燈的狀態(tài)圖，如圖4-27所示。 圖 4-27 交通燈的狀態(tài)圖根據(jù)控制任務(wù)要求，可以算出I/O點(diǎn)數(shù)以及寫出其I/O地址分配表如下： 輸入 輸出 啟

57、動 X0 南北綠燈 Y0 南北黃燈 Y1 南北紅燈 Y2 警燈 Y3 東西綠燈 Y4 東西黃燈 Y5 東西紅燈 Y6根據(jù)控制過程可以畫出其梯形圖如圖4-28所示。圖 4-28 交通燈控制系統(tǒng)梯形圖動畫效果例4-3 完成多種液體混合裝置的控制。多種液體混合裝置如圖4-29所示。適合于飲料的生產(chǎn)、酒廠的配液、農(nóng)藥廠的配比等。L1、L2、L3為液面?zhèn)鞲衅鳎好嫜蜎]時接通，兩種液體的輸入和混合液體放液閥由電磁閥Y1、Y2、Y3控制，M為攪勻電動機(jī)。圖 4-29 多種液體混合裝置示意圖解：根據(jù)控制要求可以算出I/O點(diǎn)數(shù)以及寫出其I/O地址分配表如下： 輸入 輸出 啟動按鈕 X0 液體A電磁閥 Y0 停止

58、按鈕 X1 液體B電磁閥 Y1 液面?zhèn)鞲衅?L1 放液電磁閥 Y3 液面?zhèn)鞲衅?L2 攪拌電機(jī) Y4 液面?zhèn)鞲衅?L3根據(jù)控制過程可以畫出其梯形圖如圖4-30所示。 例4-4 完成五組搶搭器控制設(shè)計。五個隊(duì)參加搶搭比賽。比賽規(guī)則及使用的設(shè)備如下：設(shè)有主持人總臺及各個參賽隊(duì)分臺?？偱_設(shè)有總臺燈及總臺音響，總臺開始及總臺復(fù)位按鈕。分臺設(shè)有分臺燈及分臺搶按鈕。各隊(duì)必須在主持人給出題目，說了“開始”并同時按了開始按鈕后的10s內(nèi)進(jìn)行，如提前，搶搭器將報出“違例”信號。（違例扣分）。10s時間到，還沒人搶搭，搶搭器將給出應(yīng)答時間到信號，該題作廢。在有人搶搭的情況下，搶得的隊(duì)必須在30s內(nèi)完成答題。如30

59、s內(nèi)沒完成，則作答題超時處理。燈光及音響信號的安排是這樣安排的：音響及某臺燈：正常搶搭。音響及某臺燈加總臺燈：違例。音響加總臺燈：沒人搶搭及答題超時。在一個題目回答后，主持人按下復(fù)位按鈕，搶搭器恢復(fù)到原始狀態(tài)，為第二輪搶搭作準(zhǔn)備。 解：根據(jù)控制要求可以算出I/O點(diǎn)數(shù)以及寫出其I/O地址分配表和其他機(jī)內(nèi)元件分配情況如下： 本例輸出元件較多，且需相互配合表示一定的意義。分析搶搭器的控制要求，發(fā)現(xiàn)以下幾項(xiàng)事件很重要。（1）主持人是否按下開始搶搭按鈕。這是正常搶搭和違例的界線。（2）是否有人搶搭，（3）應(yīng)答時間是否到時。（4）答題時間是否到時。 程序設(shè)計時，要先用機(jī)內(nèi)元件將以上事件表達(dá)出來，并在后續(xù)的

60、設(shè)計中用這些元件的狀態(tài)表達(dá)輸出的條件。設(shè)計步驟可表述如下： （1）先畫出“應(yīng)答允許”、“應(yīng)答時限”、“搶搭繼電器”、“答題時限”等支路，這些支路中的輸出元件的狀態(tài)是下一步設(shè)計的基礎(chǔ)，（2）設(shè)計各臺燈梯形圖，各臺燈啟動條件中串入M2的常閉觸點(diǎn)體現(xiàn)了搶搭器的一個基本原則：競時封鎖，在已有人搶搭之后按鈕是無效的。（3）設(shè)計總臺燈梯形圖，總臺燈的工作條件含有四個分支： M1常閉觸點(diǎn)和M2常開觸點(diǎn)串聯(lián)：主持人未按開始按鈕即有人搶搭，違例； T1的常開觸點(diǎn)和M2常閉觸點(diǎn)串聯(lián)：應(yīng)答時間到無人搶搭，本題作廢； T2的常開觸點(diǎn)和M2常開觸點(diǎn)串聯(lián)：答題超時； Y14常開觸點(diǎn)：自保觸點(diǎn)。（4）設(shè)計總臺音響梯形圖，總