第四章微機(jī)控制系統(tǒng)選擇及接口設(shè)計(jì)

控制功能、控制形式和動(dòng)作控制方式依產(chǎn)品而不同。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第一節(jié)專(zhuān)用與通用的抉擇、硬件與軟件的權(quán)衡

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提出總的設(shè)計(jì)要求，各專(zhuān)業(yè)人員通力協(xié)作。

需要計(jì)算機(jī)控制理論、數(shù)字電路、軟件設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，更需要深入理解生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)工藝。

機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：選用微機(jī)、設(shè)計(jì)接口、控制形式和動(dòng)作控制方式等問(wèn)題。1.專(zhuān)用與通用選擇第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第一節(jié)專(zhuān)用與通用的抉擇、硬件與軟件的權(quán)衡

專(zhuān)用控制系統(tǒng)適合于大批量生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，如果要求具有機(jī)械與電子有機(jī)結(jié)合的緊湊結(jié)構(gòu)，也只有專(zhuān)用控制系統(tǒng)才能做到。

選用適當(dāng)?shù)耐ㄓ肐C芯片來(lái)組成控制系統(tǒng)，以便與執(zhí)行元件和檢測(cè)傳感器相匹配，或重新設(shè)計(jì)制作專(zhuān)用集成電路，把整個(gè)控制系統(tǒng)集成在一塊或幾塊芯片上。1.專(zhuān)用與通用選擇第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第一節(jié)專(zhuān)用與通用的抉擇、硬件與軟件的權(quán)衡

對(duì)于多品種、中小批量生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，由于還在不斷改進(jìn)，結(jié)構(gòu)還不十分穩(wěn)定，特別是對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，采用通用控制系統(tǒng)比較合理。

通用控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是合理選擇主控制微機(jī)機(jī)型，設(shè)計(jì)與其執(zhí)行元件和檢測(cè)傳感器之間的接口，并在此基礎(chǔ)上編制應(yīng)用軟件的問(wèn)題。實(shí)質(zhì)上就是通過(guò)接口設(shè)計(jì)和軟件編制來(lái)使通用微機(jī)專(zhuān)用化的問(wèn)題。2.硬件與軟件的組合第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第一節(jié)專(zhuān)用與通用的抉擇、硬件與軟件的權(quán)衡

大多數(shù)控制功能單元既可以使用軟件實(shí)現(xiàn)，也可以使用硬件實(shí)現(xiàn)，軟件方式與硬件方式各有優(yōu)缺點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)中硬件和軟件的合理組成，通常要根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和可靠性的標(biāo)準(zhǔn)權(quán)衡決定。

單元功能具體、穩(wěn)定、無(wú)變化，采用硬件成本低，則優(yōu)先采用硬件組成。否則，就采用軟件實(shí)現(xiàn)。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第二節(jié)微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

了解被控對(duì)象的控制要求，構(gòu)思微機(jī)控制系統(tǒng)整體方案。采用開(kāi)環(huán)控制還是閉環(huán)控制？采用閉環(huán)控制時(shí)，采用何種檢測(cè)傳感元件？檢測(cè)精度要求如何。1.確定系統(tǒng)整體控制方案

其次考慮執(zhí)行元件種類(lèi)，電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)？

第三，是否有特殊控制要求，高可靠性、高精度和快速性的系統(tǒng)采取哪些措施？

第四，微機(jī)在整個(gè)控制系統(tǒng)中的作用，設(shè)定計(jì)算？直接控制？還是數(shù)據(jù)處理？承擔(dān)哪些任務(wù)？應(yīng)具備哪些功能？需要哪些I/O通道？配備哪些外圍設(shè)備？

畫(huà)出系統(tǒng)組成框圖，作為下一步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和依據(jù)第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第二節(jié)微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

對(duì)具體微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、綜合或設(shè)計(jì)，首先應(yīng)建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，確定其控制算法。所選算法應(yīng)該滿足控制速度、控制精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求。2．確定控制算法3．確定微機(jī)種類(lèi)

對(duì)于給定的任務(wù)，選擇微機(jī)的方案不唯一，但微機(jī)應(yīng)能滿足具有較完善的中斷系統(tǒng)、足夠的存儲(chǔ)容量、完善的I/O通道和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等要求。4．系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

主要是對(duì)系統(tǒng)控制方案進(jìn)行具體實(shí)施步驟的設(shè)計(jì)。5．軟件設(shè)計(jì)第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)

微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)等。

第三節(jié)~第九節(jié)第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)

對(duì)輸入／輸出硬件電路的要求是：①能夠可靠地傳遞控制信息，并能夠輸入有關(guān)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信息；②能夠進(jìn)行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換，以滿足微機(jī)對(duì)輸入／輸出信息的轉(zhuǎn)換要求，如D/A、A/D轉(zhuǎn)換，并行數(shù)字量轉(zhuǎn)換成串行電脈沖、電平的轉(zhuǎn)換與匹配，電量與非電量之間的轉(zhuǎn)換，弱電與強(qiáng)電的轉(zhuǎn)換以及功率的匹配等；③應(yīng)具有較強(qiáng)的阻斷干擾信號(hào)進(jìn)入微機(jī)控制系統(tǒng)的能力，以提高系統(tǒng)的可靠性。第十節(jié)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十節(jié)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)一、光電隔離電路設(shè)計(jì)1.光電隔離電路

為防止強(qiáng)電干擾以及其他干擾信號(hào)通過(guò)I/O控制電路進(jìn)入計(jì)算機(jī)，通常的辦法是首先采用濾波吸收，抑制干擾信號(hào)的產(chǎn)生，然后采用光電隔離的辦法，使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地，阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十節(jié)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)一、光電隔離電路設(shè)計(jì)1.光電隔離電路

為防止強(qiáng)電干擾以及其他干擾信號(hào)通過(guò)I/O控制電路進(jìn)入計(jì)算機(jī)，通常的辦法是首先采用濾波吸收，抑制干擾信號(hào)的產(chǎn)生，然后采用光電隔離的辦法，使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地，阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)。

（1）輸入與輸出電路地線分開(kāi)，各自供電，阻斷干擾

（2）可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換

（3）可以提高驅(qū)動(dòng)能力第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十節(jié)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)常用光電耦合器第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十節(jié)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)一、光電隔離電路設(shè)計(jì)2.光電耦合隔離電路應(yīng)用第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十節(jié)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)二、信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)1.弱電轉(zhuǎn)強(qiáng)電電路第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十節(jié)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)二、信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)2.數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十節(jié)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)二、信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)3.A/DD/A轉(zhuǎn)換第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十節(jié)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)二、信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)4.電量轉(zhuǎn)非電量

可編程序控制器PLC概述可編程序控制器的基本組成和工作原理西門(mén)子S7-200系列可編程序控制器及其指令系統(tǒng)常用基本環(huán)節(jié)編程可編程序控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述

1968年美國(guó)通用汽車(chē)對(duì)汽車(chē)流水線控制系統(tǒng)提出具體要求：(1)編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序；(2)維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；(3)可靠性高于繼電器控制裝置；(4)體積小于繼電器控制盤(pán)；(5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；(6)成本可與繼電器控制盤(pán)競(jìng)爭(zhēng)；(7)輸入可以是AC115V(美國(guó)電壓標(biāo)準(zhǔn))；(8)輸出AC115V，容量≥2A，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等；(9)擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最?。?10)用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)展到4KB。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述1969年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公向(DEC)根據(jù)上述要求，研制開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在GM公司汽車(chē)生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。當(dāng)時(shí)人們把它稱為可編程序邏輯控制器：

（ProgrammableLogicalController）

簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)取代繼電接觸器邏輯控制。功能僅限于執(zhí)行繼電器邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等。

隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路、微處理器技術(shù)的發(fā)展成熟，PLC運(yùn)行速度大大提高，增加了許多特殊功能：如高速運(yùn)算、PID控制、運(yùn)動(dòng)控制、聯(lián)網(wǎng)控制等。

可編程序控制器(PLC)手持式編程器第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述

PLC的作用與功能：PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述

PLC的應(yīng)用領(lǐng)域：

開(kāi)關(guān)量的邏輯控制模擬量控制運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程控制數(shù)據(jù)處理通信及聯(lián)網(wǎng)

PLC的特點(diǎn)：

可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、維護(hù)、改造容易體積小，重量輕，能耗低易學(xué)易用第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述

PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)：臺(tái)式機(jī)、筆記本等運(yùn)行編程軟件；在編程軟件中編制控制程序；對(duì)控制程序進(jìn)行語(yǔ)法檢驗(yàn)；將控制程序進(jìn)行編譯處理；將控制程序下載到PLC；PLC運(yùn)行程序，實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述PLC控制程序的編制過(guò)程：PLC控制程序的修改方法：按照以上過(guò)程進(jìn)行；手持式編程器直接修改；筆記本監(jiān)控運(yùn)行并修改；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和修改。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述PLC控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單例子：FU三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)KM2SB1SB3FRQFRM3~SB2KM1KM1KM2KM1KM2KM1KM2PLC控制電路X0Y0X1

Y1X2COMCOM1SB1SB2SB3KM1KM2KM2KM1FR負(fù)載電源正轉(zhuǎn)啟動(dòng)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)停止PLC控制程序

X0X2X1Y1Y0Y0

X1X2X0Y0Y1Y1正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較：

集散控制系統(tǒng)（DistributionControlSystem）：由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的分布式控制系統(tǒng)，在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)等方面有一定的優(yōu)勢(shì)。

PLC：已具備集散控制系統(tǒng)的形態(tài)，性價(jià)比好，可靠性高；但PLC以循環(huán)掃描方式進(jìn)行工作，掃描周期一般要限制在幾十毫秒范圍內(nèi)，不適于單獨(dú)構(gòu)成需要進(jìn)行較大數(shù)據(jù)量處理的集散控制系統(tǒng)。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例一、可編程序控制器PLC概述PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較：第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例二、PLC的基本組成及工作原理PLC的基本組成：CPURAM程序存儲(chǔ)器EPROM輸出模塊I/O接口通信接口輸入模塊外圍設(shè)備

計(jì)算機(jī)或其他PLCPLC的基本組成結(jié)構(gòu)BUSABDBCB用戶輸入設(shè)備用戶輸出設(shè)備第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例二、PLC的基本組成及工作原理PLC的外部連線原理：三菱FX系列PLC的一個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)：X001SX001PLC內(nèi)部電路COMV++Y000COM一個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn):Y000PLC內(nèi)部電路第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例二、PLC的基本組成及工作原理PLC的外部連線原理：PLC執(zhí)行用戶程序的方式：

PLC對(duì)用戶程序進(jìn)行反復(fù)地循環(huán)掃描，逐條地解釋用戶程序，并加以執(zhí)行。循環(huán)掃描工作方式簡(jiǎn)單直觀，簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)，并為PLC可靠運(yùn)行提供了有力的保證。

PLC進(jìn)行一次掃描的時(shí)間，也就是一個(gè)掃描周期，一般只有幾十毫秒。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例二、PLC的基本組成及工作原理PLC的工作原理：報(bào)警嚴(yán)重故障NYYNPLC的工作過(guò)程PLC的正常掃描工作過(guò)程:

A公共操作

B數(shù)據(jù)輸入/輸出操作

（1）采樣輸入信號(hào)階段

（2）掃描用戶程序

（3）輸出狀態(tài)刷新

C運(yùn)行監(jiān)視

D執(zhí)行外部設(shè)備指令第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例二、PLC的基本組成及工作原理循環(huán)掃描工作方式示意：公共操作輸入接口現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)映象區(qū)數(shù)據(jù)輸入執(zhí)行用戶程序數(shù)據(jù)輸出服務(wù)外設(shè)輸出鎖存器現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出數(shù)據(jù)映象區(qū)

PLC不是連續(xù)監(jiān)控外設(shè)的，而是間斷性地采集外設(shè)狀態(tài)信息的，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)變化被漏掉的情況呢，能滿足控制的實(shí)時(shí)性要求嗎？以開(kāi)關(guān)量為例，考察PLC的實(shí)時(shí)性：掃描1掃描2掃描3掃描4掃描5掃描6ONOFF外設(shè)狀態(tài)改變OFFONONPLC的實(shí)時(shí)性能可以滿足控制需要！

幾個(gè)重要結(jié)論：

（1）以掃描的方式進(jìn)行操作，其輸入/輸出信號(hào)間的邏輯關(guān)系，存在著原理上的滯后。

（2）掃描周期除了執(zhí)行用戶程序所占用的時(shí)間外，還包括系統(tǒng)管理操作占用的時(shí)間。

（3）第n次掃描執(zhí)行程序時(shí)，所依據(jù)的輸入數(shù)據(jù)是該次掃描之前的值Xn和

Yn－1，以及執(zhí)行程序過(guò)程中新產(chǎn)生的Yn

。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例二、PLC的基本組成及工作原理例題：

現(xiàn)有5個(gè)彩燈，要求按順序依次點(diǎn)亮，展現(xiàn)出流水燈效果。分別由按鍵開(kāi)關(guān)控制其正向流動(dòng)、反向流動(dòng)、定時(shí)全亮全滅。分析：

3個(gè)開(kāi)關(guān)量5個(gè)開(kāi)關(guān)量1.有5個(gè)彩燈，應(yīng)該使用輸出點(diǎn)；2.分別由按鍵開(kāi)關(guān)控制其正向流動(dòng)、反向流動(dòng)、定時(shí)全亮全滅。應(yīng)該使用輸入點(diǎn)。第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例二、PLC的基本組成及工作原理輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)SA1I0.0LD1Q0.0SA2I0.1LD2Q0.1SA3I0.2LD3Q0.2LD4Q0.3LD5Q0.4使用西門(mén)子S7-200系列PLC，I/O點(diǎn)分配如下：第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例二、PLC的基本組成及工作原理PLCL++24V-SA1SA2SA3LD1LD2LD3LD4LD5I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4硬件連線圖：第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例二、PLC的基本組成及工作原理M1M1L可編程序控制器的編程語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言助記符語(yǔ)言順序功能圖（SFC）語(yǔ)言布爾代數(shù)語(yǔ)言邏輯功能圖和某些高級(jí)語(yǔ)言第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例三、PLC編程及S7-200基本指令

梯形圖語(yǔ)言

繼電器控制原理圖使用的是硬件繼電器和定時(shí)器，靠硬件連接組成控制線路；

PLC梯形圖使用的是內(nèi)部軟繼電器，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等，靠軟件實(shí)現(xiàn)控制。更靈活，修改控制更方便?？删幊绦蚩刂破鞯木幊陶Z(yǔ)言第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例三、PLC編程及S7-200基本指令（1）按行依次從左至右，從上而下順序編寫(xiě)；（2）梯形圖左邊垂直線稱母線，左側(cè)放置輸入接點(diǎn)和內(nèi)部繼電器接點(diǎn)；（3）最右側(cè)必須放置輸出元素；（4）輸入接點(diǎn)和內(nèi)部繼電器接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，而輸出元素只能并聯(lián)不能串聯(lián)；（5）輸出線圈只對(duì)應(yīng)輸出映像區(qū)的相應(yīng)位，不能直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備?？删幊绦蚩刂破鞯木幊陶Z(yǔ)言第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例

梯形圖設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介三、PLC編程及S7-200基本指令

PLC的命令語(yǔ)句表達(dá)式，類(lèi)似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言。用戶可以直觀地根據(jù)梯形圖寫(xiě)出助記符語(yǔ)言，也可以根據(jù)助記符寫(xiě)出梯形圖語(yǔ)言。不同廠家生產(chǎn)的PLC使用的助記符不同?？删幊绦蚩刂破鞯木幊陶Z(yǔ)言第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例助記符語(yǔ)言三、PLC編程及S7-200基本指令位邏輯指令

觸點(diǎn)指令

輸出指令其他指令返回S7-200基本指令第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例三、PLC編程及S7-200基本指令定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令通電延時(shí)定時(shí)器指令斷電延時(shí)定時(shí)器指令保持型通電延時(shí)定時(shí)器定時(shí)器當(dāng)前值刷新的方法計(jì)數(shù)器指令

第四章微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)第十一節(jié)可編程邏輯控制器(PLC)的構(gòu)成及應(yīng)用舉例三、PLC編程及S7-200基本指令S7-200基本指令通電延時(shí)定時(shí)器指令

定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值、設(shè)定值均為16位有符號(hào)整數(shù)(INT)，允許的最大值為32767。返回

通電延時(shí)定時(shí)器(TON)輸入端(IN)的輸入電路接通時(shí)開(kāi)始定時(shí)。當(dāng)前值大于等于PT(PresetTime，預(yù)置時(shí)間)端指定的設(shè)定值時(shí)(PT=1～32767)，定時(shí)器位變?yōu)镺N，梯形圖中對(duì)應(yīng)定時(shí)器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。達(dá)到設(shè)定值后，當(dāng)前值仍繼續(xù)計(jì)數(shù)，直到最大值32767。

輸入電路斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器被復(fù)位，當(dāng)前值被清零，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。第一次掃描時(shí)定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。定時(shí)器有1ms、10ms和100ms三種分辨率，分辨率取決于定時(shí)器號(hào)(見(jiàn)表)。定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間等于設(shè)定值與分辨率的乘積，圖中的T33為l00ms定時(shí)器，設(shè)定時(shí)間為l00ms×3=0.3s

定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值的數(shù)據(jù)類(lèi)型均為INT型，除了常數(shù)外，還可以用VW、IW等作它們的設(shè)定值。返回通電延時(shí)定時(shí)器指令斷電延時(shí)定時(shí)器指令

斷電延時(shí)定時(shí)器(TOF)用來(lái)在IN輸入電路斷開(kāi)后延時(shí)一段時(shí)間，再使定時(shí)器位OFF。它用輸入從ON到OFF的負(fù)跳變啟動(dòng)定時(shí)。返回

接在定時(shí)器IN輸入端的輸入電路接通時(shí)定時(shí)器位變?yōu)镺N，當(dāng)前值被清零。輸入電路斷開(kāi)后，開(kāi)始定時(shí)，當(dāng)前值從0開(kāi)始增大，當(dāng)前值等于設(shè)定值時(shí)，輸出位變?yōu)镺FF，當(dāng)前值保持不變，直到輸入電路接通(見(jiàn)圖)

TOF與TON不能共享相同的定時(shí)器號(hào)，例如:不能同時(shí)使用TONT32和TOFT32。

可用復(fù)位(R)指令復(fù)位定時(shí)器。復(fù)位指令使定時(shí)器位變?yōu)镺FF，定時(shí)器當(dāng)前值被清零。在第一個(gè)掃描周期，TON和TOF被自動(dòng)復(fù)位，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。

斷電延時(shí)定時(shí)器指令保持型通電延時(shí)定時(shí)器

保持型通電延時(shí)定時(shí)器(RetentiveOn-DelayTimer，TONR)的輸入電路接通時(shí)，開(kāi)始定時(shí)。當(dāng)前值大于等于PT端指定的設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)镺N。達(dá)到設(shè)定值后，當(dāng)前值仍繼續(xù)計(jì)數(shù)，直到最大值32767.

輸入電路斷開(kāi)時(shí)，當(dāng)前值保持不變。可用TONR來(lái)累計(jì)輸入電路接通的若干個(gè)時(shí)間間隔。復(fù)位指令(R)用來(lái)清除它的當(dāng)前值，同時(shí)使定時(shí)器位OFF。圖中的時(shí)間間隔≥100ms時(shí)，10ms定時(shí)器T2的定時(shí)器位變?yōu)镺N。在第一個(gè)掃描周期，定時(shí)器位為OFF。可以在系統(tǒng)塊中設(shè)置TONR的當(dāng)前值有斷電保持功能。返回返回保持型通電延時(shí)定時(shí)器定時(shí)器當(dāng)前值刷新的方法1)1ms定時(shí)器

1ms定時(shí)器對(duì)啟動(dòng)后的1ms時(shí)間間隔計(jì)數(shù)。定時(shí)器指令執(zhí)行期間每隔1ms對(duì)定時(shí)器位和當(dāng)前值刷新一次，這一過(guò)程不與掃描周期同步。因?yàn)榭赡茉?ms內(nèi)的任意時(shí)刻啟動(dòng)定時(shí)器，設(shè)定值必須比最小要求的定時(shí)間隔大一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。例如對(duì)1ms定時(shí)器，為了保證時(shí)間間隔至少為56ms，設(shè)定值應(yīng)為57。10ms、l00ms定時(shí)器也有類(lèi)似的問(wèn)題，可用相同的原則處理，即設(shè)定值等于要求的最小時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的值加1。

返回2)10ms定時(shí)器

10ms定時(shí)器對(duì)啟動(dòng)后的10ms時(shí)間間隔計(jì)數(shù)。執(zhí)行定時(shí)器指令時(shí)開(kāi)始定時(shí)，在每一掃描周期開(kāi)始時(shí)刷新定時(shí)器，將一個(gè)掃描周期內(nèi)增加的10ms時(shí)間間隔的個(gè)數(shù)加到當(dāng)前值。定時(shí)器的當(dāng)前值和定時(shí)器位在一個(gè)掃描周期內(nèi)其余的時(shí)間保持不變。

定時(shí)器當(dāng)前值刷新的方法3)100ms定時(shí)器

100ms定時(shí)器對(duì)啟動(dòng)后的100ms時(shí)間間隔計(jì)數(shù)。它在每一掃描周期開(kāi)始時(shí)刷新定時(shí)器，將一個(gè)掃描周期內(nèi)增加的100ms時(shí)間間隔的個(gè)數(shù)加到當(dāng)前值。只有在執(zhí)行定時(shí)器指令時(shí)，才