第七章可編程控制器第一頁，共94頁。第七章可編程控制器本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容：了解可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)與基本原理；弄清PLC內(nèi)部等效繼電器電路的等效思想；熟悉PLC的指令系統(tǒng)；掌握PLC的編程方法和開發(fā)步驟。第二頁，共94頁。簡單的邏輯控制模擬量控制閉環(huán)控制伺服位置控制多任務(wù)系統(tǒng)分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)梯形圖編程狀態(tài)圖編程高級語言編程一體化結(jié)構(gòu)模塊化結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)PLC的發(fā)展7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第三頁，共94頁?？刂乒δ軓?qiáng)大（可以控制開關(guān)量、數(shù)字量、模擬量等），也可實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制和閉環(huán)控制;程序功能強(qiáng)大（支持程序控制的子程序、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、多任務(wù)、中斷等）;網(wǎng)絡(luò)功能（可以支持各種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線甚至TCP/IP等）;完善的自診斷、報(bào)警、監(jiān)控功能;可靠性高，專為惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)，硬件和軟件均考慮了提高可靠性的措施;使用靈活，通過軟件改變控制過程，不需要大量改變接線;操作、維護(hù)簡單;設(shè)計(jì)方便PLC的特點(diǎn)7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第四頁，共94頁。1．抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性好。

可編程控制器是專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)和制造中均采用了諸如屏蔽、濾波、隔離、無觸點(diǎn)、精選元器件等多層次有效的抗干擾措施，因此可靠性很高。此外，可編程控制器具有很強(qiáng)的自診斷功能，可以迅速方便地判斷出故障，減少故障排除時(shí)間?？稍诟鞣N惡劣的環(huán)境中使用。PLC的優(yōu)點(diǎn)7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第五頁，共94頁。2．編程方法簡單易學(xué)。

可編程控制器的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)可編程控制器時(shí)已充分考慮到使用者的習(xí)慣和技術(shù)水平以及用戶的使用方便，采用了與繼電器控制電路有許多相似之處的梯形圖作為程序的主要表達(dá)方式，程序清晰直觀，指令簡單易學(xué)，編程步驟和方法容易理解和掌握，其它的狀態(tài)圖和高級語言編程方法也是根據(jù)不同用戶的習(xí)慣而設(shè)計(jì)的。

PLC的優(yōu)點(diǎn)7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第六頁，共94頁。3．應(yīng)用靈活、通用性好。

可編程控制器的用戶程序可簡單而方便地修改，以適應(yīng)各種不同工藝流程變更的要求；可編程控制器品種多、可由各種組件靈活組成不同的控制系統(tǒng)，同一臺可編程控制器只要改變控制程序就可實(shí)現(xiàn)控制不同的對象或不同的控制要求；構(gòu)成一個實(shí)際的可編程控制器控制系統(tǒng)一般不需要很多配套的外圍設(shè)備。PLC的優(yōu)點(diǎn)7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第七頁，共94頁。4．完善的監(jiān)視和診斷功能。

各類可編程控制器都配有醒目的內(nèi)部工作狀態(tài)、通訊狀態(tài)、I/O點(diǎn)狀態(tài)和異常狀態(tài)等顯示，也可以通過局部通訊網(wǎng)絡(luò)由高分辨率彩色圖形顯示系統(tǒng)監(jiān)視網(wǎng)內(nèi)各臺可編程控制器的運(yùn)行參數(shù)和報(bào)警狀態(tài)等；具有完善的診斷功能，可診斷編程的語法錯誤、數(shù)據(jù)通訊異常、內(nèi)部電路運(yùn)行異常、RAM后備電池狀態(tài)異常、I/O模板配置變化等。

PLC的優(yōu)點(diǎn)7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第八頁，共94頁?？刂瞥绦蚍奖愕馗鶕?jù)工藝過程改變進(jìn)行修改，而繼電器系統(tǒng)需要改變硬件或接線;輸入/輸出響應(yīng)快;方便地與計(jì)算機(jī)或智能裝置等進(jìn)行連結(jié)可處理多種信號;內(nèi)部軟件模擬中間繼電器進(jìn)行邏輯運(yùn)算，對于復(fù)雜系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益高?？删幊炭刂破骱屠^電器接觸器控制系統(tǒng)的比較7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第九頁，共94頁。一、可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)

可編程控制器PC（ProgrammableController）又稱可編程邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController），是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型工業(yè)控制裝置。

PLC的種類很多，大、中、小型PLC的功能也不盡相同，其結(jié)構(gòu)也有所不同，但主體結(jié)構(gòu)形式大體上是相同的，由輸入/輸出電路、中央控制、電源及編程器等構(gòu)成。結(jié)構(gòu)框圖和控制器外形如下圖所示：7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十頁，共94頁。7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十一頁，共94頁。1．中央控制單元CPU中央控制單元一般為微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括微處理器、系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。微處理器是PLC的核心，其主要作用是：接受從編程器輸入的用戶程序，并存入程序存儲器中；

用掃描方式采集現(xiàn)場輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存入輸入狀態(tài)寄存器中；執(zhí)行用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去控制輸出電路，實(shí)現(xiàn)程序規(guī)定的各種操作；通過故障診斷程序，診斷PLC的各種運(yùn)行錯誤。7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十二頁，共94頁。2．存儲器

系統(tǒng)程序存儲器，存放PLC系統(tǒng)程序（包括監(jiān)控、解釋、故障診斷、系統(tǒng)子程序等，使用ROM）用戶程序存儲器，存放用戶程序（FlashRAM,EPROM等）變量存儲器，存放各種變量（邏輯變量、寄存器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等值，RAM或者掉電保護(hù)的RAM,FlashRAM等）7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十三頁，共94頁。

3．輸入/輸出電路（I/O）1)輸入電路輸入電路是PLC與外部連接的輸入通道。輸入信號(如按鈕、行程開關(guān)以及傳感器輸出的開關(guān)信號或模擬量)經(jīng)過輸入電路轉(zhuǎn)換成中央控制單元能接受和處理的數(shù)字信號。2）輸出電路輸出電路是PLC向外部執(zhí)行部件輸出相應(yīng)控制信號的通道。通過輸出電路，PLC可對外部執(zhí)行部件(如接觸器、電磁閥、繼電器、指示燈、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等)進(jìn)行控制。輸入/輸出電路根據(jù)其功能的不同可分為數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬量輸入、模擬量輸出、位置控制、通訊等各種類型。7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十四頁，共94頁。直流開關(guān)量輸入接口電路光耦的作用:電氣隔離，抗干擾電平轉(zhuǎn)換開關(guān)量輸入接口：將工業(yè)現(xiàn)場的開關(guān)量信號轉(zhuǎn)變成CPU能接受的標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平。直流開關(guān)量輸入接口交流開關(guān)量輸入接口內(nèi)部直流電源發(fā)光二極管光電耦合器7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十五頁，共94頁。輸出方式開關(guān)量輸出接口：通過該接口實(shí)現(xiàn)對外部設(shè)備的驅(qū)動控制繼電器輸出晶體管輸出晶閘管輸出繼電器輸出：輸出接口由繼電器構(gòu)成。晶體管輸出：輸出接口由晶體管構(gòu)成。晶閘管輸出：輸出接口由晶閘管構(gòu)成。適于大功率、低速、交、直流負(fù)載適合于小功率、高速、直流負(fù)載適合于大功率、高速、交流負(fù)載7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十六頁，共94頁。(圖)繼電器輸出型接口電路負(fù)載電源由外部提供繼電器輸出接口電路7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十七頁，共94頁。

4．電源部件：

電源部件能將交流電轉(zhuǎn)換成中央控制單元、輸入/輸出部件所需要的直流電源；能適應(yīng)電網(wǎng)波動、溫度變化的影響，對電壓具有一定的保護(hù)能力，以防止電壓突變時(shí)損壞中央控制器。另外電源部件內(nèi)還裝有備用電池（鋰電池），以保證在斷電時(shí)存放在RAM中的信息不至丟失。因此用戶程序在調(diào)試過程中，可采用RAM貯存，便于修改程序。5．編程器

編程器是PLC的重要外部設(shè)備。它能對程序進(jìn)行編制、調(diào)試、監(jiān)視、修改、編輯，最后將程序固化在EPROM中。它可分成簡易型和智能型兩種。簡易型編程器只能在線編程，通過一個專用接口與PLC連接。智能型編程器既可在線編程，又可離線編程，還可遠(yuǎn)離PLC插到現(xiàn)場控制站的相應(yīng)接口編程。7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十八頁，共94頁。二、可編程序控制器的結(jié)構(gòu)形成按結(jié)構(gòu)形成的不同，PLC可分為整體式和模塊式兩種。外形如下圖所示：整體式模塊式7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第十九頁，共94頁。三、可編程序控制器的工作原理

PLC的輸入電路是用來收集被控設(shè)備的輸入信息或操作命令的；輸出電路則是用來驅(qū)動被控設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)與輸入信號、操作命令之間的控制邏輯則靠微處理器執(zhí)行用戶編制的控制程序來實(shí)現(xiàn)。

PLC一般采用對用戶程序循環(huán)掃描的工作方式。掃描工作方式分五個階段，如圖所示：1．自診斷：首先執(zhí)行自診斷程序，對輸入輸出點(diǎn)、存儲器和CPU進(jìn)行自診斷。2．通訊處理：如有通訊請求，在自診斷后就進(jìn)行通訊處理。3．輸入采樣階段：當(dāng)PLC開始工作時(shí)，微處理器首先以順序讀入所有輸入端的信號狀態(tài)，并逐一存入輸入狀態(tài)寄存器中。在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變。這些變化只能在下一個工作周期的輸入采樣階段才被讀入。7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第二十頁，共94頁。4．程序執(zhí)行階段：組成程序的每條指令都有順序號，在PLC中稱步號。指令按步號依次存入貯存單元。程序執(zhí)行期間，微處理器將指令順序調(diào)出并執(zhí)行。執(zhí)行時(shí)，對輸入和輸出狀態(tài)進(jìn)行“處理”，即按程序進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將結(jié)果存入輸出狀態(tài)寄存器中。5．輸出刷新階段：在所有的指令執(zhí)行完畢后，輸出狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)通過輸出鎖存電路轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接收的電壓或電流信號，以驅(qū)動被控設(shè)備。

7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第二十一頁，共94頁。PLC經(jīng)過這三個階段的工作過程為一個掃描周期。可見全部輸入、輸出狀態(tài)的改變需一個掃描周期，也就是輸入、輸出狀態(tài)的保持為一個掃描周期。掃描周期主要取決于可編程控制器的速度和程序的長短。一般在幾ms至幾十ms之間。7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第二十二頁，共94頁。PLC的品牌產(chǎn)品三菱：FX1S、FX1N、FX2N、Q、A系列日立：E、EC、EM、EMII、H、EH-150、MICRO-EH系列東芝：EX20EX40系列富士：NB、NJ、NS、SPB系列松下：FP0、FP1、FP2、FP2SH、FP3、FPM、FPC、FP5、FP10、FP10S、FP10SH系列歐姆龍：CPM1A、CPM2A、C200H、CQM1、CQM1A、CJ系列7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第二十三頁，共94頁。SIEMENS：SIMATICS7-200S7-300S7-400系列施耐德：Twido系列通用：GE-I系列德州儀器：TI100系列LG：K10、K30、K60、K80、K100、K120、K120S（E）、K200、K300、K1000系列PLC的品牌產(chǎn)品7.1PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第二十四頁，共94頁。

PLC內(nèi)部有許多具有不同功能的器件，實(shí)際上這些器件是由電子電路和存儲器組成的。例如輸入繼電器X是由輸入電路和映象輸入接點(diǎn)的存儲器組成；輸出繼電器Y是由輸出電路和映象輸出接點(diǎn)的存儲器組成；定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C、輔助繼電器M、狀態(tài)器S、數(shù)據(jù)寄存器D、變址寄存器V/Z等都是由存儲器組成的。為了把它們與通常的硬器件區(qū)分開，通常把上面的器件統(tǒng)稱為軟器件，也稱編程器件。

PLC內(nèi)部等效繼電器電路如下圖所示：7.2PLC的編程元件第二十五頁，共94頁。圖中虛線框內(nèi)的邏輯控制回路是虛擬的，實(shí)無連線，只是等效而以。7.2PLC的編程元件第二十六頁，共94頁。7.2PLC的編程元件第二十七頁，共94頁。時(shí)間繼電器T

時(shí)間繼電器又叫定時(shí)器，它由設(shè)定值寄存器、當(dāng)前值寄存器以及狀態(tài)寄存器組成，其工作原理圖如圖所示。7.2PLC的編程元件第二十八頁，共94頁。定時(shí)器的設(shè)定值由用戶設(shè)定，存放在設(shè)定值寄存器中；當(dāng)X0的狀態(tài)為1時(shí)，計(jì)數(shù)器（當(dāng)前值寄存器）累加時(shí)鐘脈沖個數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值等于設(shè)定值時(shí)，比較器輸出為1，即定時(shí)器的狀態(tài)為1，否則定時(shí)器的狀態(tài)為0。定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為設(shè)定值乘以時(shí)鐘脈沖周期。在可編程控制器中，不同的時(shí)間繼電器其輸入時(shí)鐘脈沖的周期不同，一般有1ms、10ms、100ms等幾種時(shí)鐘脈沖。因此，定時(shí)器根據(jù)時(shí)鐘脈沖周期的不同可分為1ms、10ms、100ms等定時(shí)器。1ms定時(shí)器的簡單應(yīng)用程序如下圖所示。7.2PLC的編程元件第二十九頁，共94頁。計(jì)數(shù)繼電器計(jì)數(shù)繼電器由設(shè)定值寄存器、當(dāng)前值寄存器以及狀態(tài)寄存器組成。7.2PLC的編程元件第三十頁，共94頁。計(jì)數(shù)器的設(shè)定值由用戶設(shè)定，存放在設(shè)定值寄存器中。當(dāng)X0的狀態(tài)為1時(shí)，計(jì)數(shù)器不計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為0；當(dāng)X0的狀態(tài)為0時(shí)，計(jì)數(shù)器對X1的脈沖個數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值（當(dāng)前值）等于設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)?，直到X0由0變?yōu)?，否則定時(shí)器的狀態(tài)為0。五、輔助繼電器MPLC中設(shè)有許多輔助繼電器，輔助繼電器由程序指令控制，專供內(nèi)部編程使用?？删幊炭刂破饕话阌型ㄓ幂o助繼電器、斷電保持輔助繼電器和特殊輔助繼電器三種。特殊輔助繼電器有五個,即:M70、M71、M72、M76、M777.2PLC的編程元件第三十一頁，共94頁。7.3.1PLC的編程方法與一般規(guī)則

一、PLC的編程語言

1、邏輯梯形圖與傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制電路非常相似,不同的是特定的元件和構(gòu)圖規(guī)則。

特點(diǎn)：形象、直觀、易于接受。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第三十二頁，共94頁。

2、邏輯功能圖類似于與、或、非邏輯電路。

特點(diǎn)：易于描述較為復(fù)雜的控制功能，表達(dá)直觀。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第三十三頁，共94頁。

3、順序功能流程圖類似計(jì)算機(jī)常用的程序框圖，但它有自己的規(guī)則。

特點(diǎn)：易于描述一些復(fù)雜的順序控制。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第三十四頁，共94頁。4、指令語句表（助記符語言）類似計(jì)算機(jī)的匯編語言，用易于記憶的助記符表達(dá)某種操作。

特點(diǎn)：對熟悉匯編語言的編程者，特別易于接受，且編程方便，編程設(shè)備簡單。LDX400ORX402ANIX401OUTY430LAX402OUTY4317.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第三十五頁，共94頁。二、梯形圖的設(shè)計(jì)規(guī)則與方法

7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第三十六頁，共94頁。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第三十七頁，共94頁。

母線：假想能流從左母線流向右母線。邏輯行（每一繼電器線圈為一邏輯行）：按自上而下，自左至右的順序畫邏輯行。線圈和觸點(diǎn)的使用：線圈：廣義的線圈。線圈右邊必須連右母線，左邊必須有觸點(diǎn)，同一程序由同一元件的線圈使用兩次或以上稱為雙線圈輸出，一般不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。觸點(diǎn)：軟觸點(diǎn)，可以無限次的使用，觸點(diǎn)不能連到右母線。程序有結(jié)尾標(biāo)志。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第三十八頁，共94頁。7.3.2PLC的指令系統(tǒng)

不同型號的可編程控制器，其編程語言不盡相同，但指令的基本功能大致相同，只要熟悉一種，掌握其它各種編程語言也就不困難了。下面用梯形圖和指令兩種程序表達(dá)方式對日本三菱FX系列的可編程控制器指令的功能等進(jìn)行說明。1、輸入、輸出指令LD：取指令。用于與母線連接的動合觸頭；LDI：取反指令。用于與母線連接的動斷觸頭；OUT：輸出指令。由于驅(qū)動輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。但不能用于輸入繼電器。OUT指令用于計(jì)數(shù)器、定時(shí)器時(shí)，后面必須緊跟常數(shù)K值，常數(shù)K的設(shè)定也作為一個步序。如下圖所示為LD、LDI、OUT指令應(yīng)用的實(shí)例。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第三十九頁，共94頁。LDX400；取動合觸頭X401狀態(tài)OUTY430；驅(qū)動輸出繼電器Y430LDIX401；取動斷觸頭X402的狀態(tài)OUTM100；驅(qū)動輔助繼電器M100OUTT450；驅(qū)動定時(shí)器T450K19；設(shè)定時(shí)常數(shù)LDT450；取定時(shí)器T450動合觸頭的狀態(tài)OUTY431；驅(qū)動輸出繼電器Y4317.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十頁，共94頁。2、邏輯指令

（1）邏輯“與”指令A(yù)ND：與指令。動合觸頭串聯(lián)連接指令。ANI：與非指令。動斷觸頭串聯(lián)連接指令。這兩條指令只能用于一個觸頭與前面接點(diǎn)電路的串聯(lián)。如圖所示為AND、ANI兩條指令的應(yīng)用舉例。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十一頁，共94頁。LDX402；取X402的狀態(tài)ANDM102；動合觸頭串聯(lián)連接OUTY435；驅(qū)動輸出繼電器Y435LDY435；取Y435的狀態(tài)ANIX403；動斷觸頭串聯(lián)連接OUTM102；驅(qū)動輔助繼電器M102ANDT451；動合觸頭串聯(lián)連接OUTY436；驅(qū)動輸出繼電器Y4367.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十二頁，共94頁。（2）邏輯“或”指令

OR：或指令。用于動合觸頭的并聯(lián)。

ORI：或非指令。用于動斷觸頭的并聯(lián)。如下圖所示是OR、ORI兩條指令的應(yīng)用舉例。LDX414ORX416；動合觸頭并聯(lián)連接ORIM102；動斷觸頭并聯(lián)連接OUTY435LDY435ANDX415ORM103；動合觸頭并聯(lián)連接ANIX417ORIM110；動斷觸頭并聯(lián)連接OUTM1037.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十三頁，共94頁。（3）支路并聯(lián)指令兩個觸頭串聯(lián)連接后組成的電路稱為支路。ORB：支路并聯(lián)連接指令。用于兩條以上支路并聯(lián)連接的情況。如所示是ORB指令的應(yīng)用舉例。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十四頁，共94頁。（4）電路塊串聯(lián)連接指令兩條以上支路并聯(lián)連接后組成的電路稱為電路塊。

ANB：電路塊串聯(lián)連接指令。用于兩個電路塊串聯(lián)連接的情況。如圖7.14所示是ANB指令的應(yīng)用舉例7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十五頁，共94頁。3．復(fù)位指令

RST指令用于計(jì)數(shù)器或移位寄存器的復(fù)位。即清除計(jì)數(shù)器的邏輯狀態(tài)，并使計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值恢復(fù)到設(shè)定值，或清除移位寄存器的內(nèi)容。一般使用脈沖信號對計(jì)數(shù)器或移位寄存器進(jìn)行復(fù)位。如下圖所示是RST指令在對計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位的應(yīng)用舉例。

LD400OR71RST460；復(fù)位LD401OUT460；計(jì)數(shù)

K10LD460；輸出OUT4307.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十六頁，共94頁。4．移位寄存器和移位指令移位寄存器由輔助繼電器組成，可由8個（或16個）組成一個8位（或16位）的移位寄存器。組成移位寄存器的第一個輔助繼電器的地址號就是移位寄存器的地址號。當(dāng)輔助寄存器作為移位寄存器時(shí)就不能作為它用。SFT：移位指令，使移位寄存器的內(nèi)容進(jìn)行移位操作。如圖所示是SFT指令的應(yīng)用舉例。LD402OUT110；移位內(nèi)容的輸入LD400SFT110；移位LD401RST110；復(fù)位7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十七頁，共94頁。5．主令控制指令MC：主令控制起始指令，用于公共串聯(lián)觸頭的連接。MCR：主令控制結(jié)束指令，用于MC指令的復(fù)位指令。多個繼電器同時(shí)受一個觸點(diǎn)或一組觸點(diǎn)控制，這種控制稱為主控指令多，占用內(nèi)存多7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十八頁，共94頁。輸出繼電器Y530、Y531、Y532受輸入繼電器X500、X501主控LDX500ANDX501OUTM100MCM100LDX502OUTY530LDX503OUTY531LDX504OUTY532MCRM100LDX505OUTY533更好的辦法：采用主控指令7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第四十九頁，共94頁。注意：MC、MCR必須成對出現(xiàn)。分支母線上每一邏輯行編程時(shí)，都要用LD或LDI指令開始?？汕短资褂弥骺啬妇€指令，最多8次。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十頁，共94頁。6．跳轉(zhuǎn)指令CJP：條件跳轉(zhuǎn)開始指令；EJP：條件跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令。如圖所示是跳轉(zhuǎn)指令的應(yīng)用舉例。

LD400CJP701LD401RST460LD402OUT460K10LD403OUT450K5LD450OUT430EJP701LD450OUT431END7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十一頁，共94頁。在上述程序中，程序A、程序C為必須執(zhí)行的程序，而程序B是否執(zhí)行要根據(jù)X400的狀態(tài)而定，當(dāng)X400閉合（X400=1）時(shí)，CJP指令使程序的執(zhí)行跳過程序B，否則順序執(zhí)行。

使用跳轉(zhuǎn)指令時(shí)應(yīng)注意：CJP、EJP必須成對使用，成對使用的兩條指令中的目的地址號要相同；對于不同的可編程控制器，其目的地址號不同，使用時(shí)請查閱使用說明書。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十二頁，共94頁。7．脈沖指令PLS脈沖指令PLS利用中間繼電器將脈寬較寬的輸入信號變?yōu)槊}寬為PLC的一個掃描周期的脈沖信號，如圖所示：

計(jì)數(shù)器或移位寄存器需外觸發(fā)信號復(fù)位和移位寄存器移位時(shí),通常需要使用這種脈沖。

7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十三頁，共94頁。例如，計(jì)數(shù)器復(fù)位端對復(fù)位信號的脈寬要求較高。如果直接采用400作為計(jì)數(shù)器的RST觸發(fā)信號，若400的脈寬小于PLC的掃描周期，PLC就采不到400的脈沖信號，計(jì)數(shù)器得不到復(fù)位；反之，若400的脈寬太寬，計(jì)數(shù)器RST將一直處于有信號狀態(tài)，而不能接受輸入的計(jì)數(shù)脈沖。采用PLS指令后，只要400的脈寬大于PLC的掃描周期，計(jì)數(shù)器的復(fù)位操作就能正常進(jìn)行。圖所示為PLS指令用于計(jì)數(shù)器復(fù)位的示例。LD400PLS106;輔助繼電器106產(chǎn)生脈沖LD106RST460；106的脈沖使計(jì)數(shù)器復(fù)位LD401OUT460K10LD460OUT4307.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十四頁，共94頁。8．置位和復(fù)位指令

SET：置位指令；RST：復(fù)位指令。如圖所示是置位指令和復(fù)位指令的應(yīng)用舉例。LDX401SM202LDX402RM2027.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十五頁，共94頁。9．程序結(jié)束指令END在PLC中，END指令有兩個作用：當(dāng)有效程序結(jié)束時(shí)，寫一條END指令，可以縮短掃描周期。如：F-40MR型PLC允許用戶程序長度為890步，當(dāng)用戶程序不到890步時(shí)，在程序的結(jié)尾處加上一條END指令。程序掃描到END指令時(shí)便自動返回。如果程序的結(jié)尾出未加END指令，程序?qū)⒃?00—890之間反復(fù)運(yùn)行。使調(diào)試程序方便?？捎肊ND指令將用戶程序分塊進(jìn)行程序的檢驗(yàn)和調(diào)試。10．空操作指令NOPNOP指令用于修改程序，便于調(diào)整程序。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十六頁，共94頁。指令小結(jié)：LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI——對觸點(diǎn)操作的指令；ANB、ORB——觸點(diǎn)塊連接指令；OUT、S、R、PLS、RST、SFT——對線圈操作指令；CJP、EJP、MC、MCR、NOP、END——其它指令。各個指令操作元素可見表9.4。各個編程元件（內(nèi)部等效繼電器）的地址編號見表9.2。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十七頁，共94頁。1、對一些常見電路的處理

為了簡化程序，減少指令，有效減少用戶程序空間，一般來說，對于復(fù)雜的串并聯(lián)電路，有如下基本的編程技巧。(1)對于復(fù)雜的串并聯(lián)電路的處理原則

觸點(diǎn)串并聯(lián)原則：“左重右輕，上重下輕”7.3.3常用的編程技巧7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十八頁，共94頁。

LDX400LDIX402ANDX401LDX400ORIX402ANDX401OUTY030ORBOUTY030(a)對于并聯(lián)電路，串聯(lián)觸頭多的支路最好排在梯形圖的上面。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第五十九頁，共94頁。

(b)對于串聯(lián)電路，并聯(lián)觸頭多的電路塊最好排在梯形圖的左邊，如圖所示。

LDX400LDX401ORIX402LDX400ANDX401ORIX402OUTY030ANBOUTY0307.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第六十頁，共94頁。(2)指令的能實(shí)現(xiàn)性7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第六十一頁，共94頁。Y431雙線圈輸出，前一個無效7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第六十二頁，共94頁。2移位寄存器的使用1）移位寄存器的串聯(lián)移位寄存器以8位為一組，當(dāng)8位不夠用時(shí)，可以將兩組或兩組以上串聯(lián)起來，組成16位或更多位的移位寄存器。下圖所示是將100和110兩組串聯(lián)組成的16位移位寄存器。LD107OUT110LD401SFT110LD401RST110LD402OUT100LD401SFT100LD402RST1007.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第六十三頁，共94頁。串聯(lián)連接的規(guī)則是：a.在梯形圖中，基本移位寄存器放在下面，需要串聯(lián)的往上加；b.將第一組末位的輸出接到第二組的輸入；c.兩組的移位和復(fù)位信號是相同的。2）環(huán)形移位寄存器將移位寄存器的末位的輸出信號作為本移位寄存器的輸入信號，就構(gòu)成了環(huán)形移位寄存器，如圖

所示。環(huán)形移位寄存器的初值由402設(shè)置。LD117OR402OUT110LD400SFT110LD401RST1107.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第六十四頁，共94頁。

3定時(shí)器的使用PLC中的定時(shí)器其工作原理是完全相同的，但用戶可根據(jù)實(shí)際要求，編制不同的用戶程序，實(shí)現(xiàn)不同的延時(shí)功能。1）通電延時(shí)通電延時(shí)即輸入接通，延時(shí)一段時(shí)間后輸出才接通，實(shí)現(xiàn)上述功能的程序如圖所示。梯形圖表示，當(dāng)輸入信號X400閉合時(shí)，定時(shí)器T450開始計(jì)時(shí)，當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值等于設(shè)定時(shí)間時(shí)，輸出Y030接通，直到輸入信號X400斷開為止。輸入輸出之間的關(guān)系如圖(b)所示。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第六十五頁，共94頁。2）斷電延時(shí)斷電延時(shí)即輸入斷開，延時(shí)一段時(shí)間后輸出才斷開，實(shí)現(xiàn)上述功能的程序如圖所示。7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第六十六頁，共94頁。3）用定時(shí)器產(chǎn)生周期脈沖信號T450線圈得電—延時(shí)T1秒T451、Y430得電—延時(shí)T2秒T451常閉觸點(diǎn)斷T450失電T451失電T451線圈Y430線圈OFFT450觸點(diǎn)T451線圈Y430線圈ONT450觸點(diǎn)7.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第六十七頁，共94頁。4）實(shí)現(xiàn)長延時(shí)：將兩個計(jì)數(shù)器串起來使用C460觸點(diǎn)作為下一個計(jì)數(shù)器C461的計(jì)數(shù)輸入信號M71脈沖使C460、C461同時(shí)初始復(fù)位C460、C461各自的觸點(diǎn)控制自己復(fù)位，實(shí)現(xiàn)連續(xù)計(jì)數(shù)。總延時(shí)＝(100ms

999)999M1007.3PLC的編程和指令系統(tǒng)第六十八頁，共94頁。

可編程序控制器已廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程的自動控制，隨著PLC產(chǎn)品的發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣，目前，PLC主要應(yīng)用于下列幾個方面。1．用于開關(guān)量邏輯控制2．用于閉環(huán)過程控制3．PLC配合數(shù)字控制4．用于工業(yè)機(jī)器人控制5．用于組成多級控制系統(tǒng)7.4PLC的應(yīng)用第六十九頁，共94頁。一、電動機(jī)常用控制線路舉例1．三相異步電動機(jī)啟、停控制三相異步電動機(jī)啟、?？刂剖请妱訖C(jī)最基本的控制，雖然簡單，但在各種復(fù)雜的控制中都不可缺少。下圖給出了主電路、PLC外部接線及控制程序。圖中，SB1為啟動按鈕，SB2為停止按鈕。7.4PLC的應(yīng)用第七十頁，共94頁。

2．三相異步電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制三相異步電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制的主電路，PLC外部接線及控制程序如圖所示。7.4PLC的應(yīng)用第七十一頁，共94頁。3．三相異步電動機(jī)Y－Δ啟動控制

7.4PLC的應(yīng)用第七十二頁，共94頁。二、裝配流水線的控制如圖所示為裝配流水線的示意圖。

傳送帶共有八個工位，工件從0號位裝入，分別在1、3、5、7四個工位完成四種裝配操作；0、2、4、6號工位用于傳送工作，在0號位裝有傳感器，工件裝入時(shí)傳感器發(fā)出信號，當(dāng)合上電源啟動傳送帶（未裝入工作，傳送帶不動）時(shí)，每5s移動一個工位。這是一個典型的順序控制，利用移位寄存器操作最為方便。設(shè)定一個8位移位寄存器，每位移動一次，控制相應(yīng)的操作。7.4PLC的應(yīng)用第七十三頁，共94頁。

QG—電源開關(guān)，ST—工件裝入信號，SB

—

總復(fù)位信號

設(shè)定400接電源開關(guān)QG，401接傳感器發(fā)出的工件裝入信號ST，402接總復(fù)位信號SB，430~433四位輸出繼電器分別由移位寄存器1、3、5、7位的控制信號驅(qū)動。并設(shè)定時(shí)器的地址號為450，移位寄存器的地址號為110，PLC的實(shí)際接線圖和梯形圖如下所示。7.4PLC的應(yīng)用第七十四頁，共94頁。PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)步驟

用PLC完成對生產(chǎn)過程的自動控制，可以采用如下圖所示的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行。7.4PLC的應(yīng)用第七十五頁，共94頁。

應(yīng)用PLC的設(shè)計(jì)任務(wù)分為硬件和軟件設(shè)計(jì)兩部分。中小型PLC編程時(shí)，通常采用梯形圖和指令程序，具體地講，一般可按下述步驟進(jìn)行。1．畫工藝流程圖和動作順序表設(shè)計(jì)一個PLC控制系統(tǒng)時(shí)，首先，必須詳細(xì)分析控制過程與要求，全面、清楚地掌握具體的控制任務(wù)，確定被控系統(tǒng)必須完成的動作及完成這些動作的順序，畫出工藝流程圖和動作順序表。對PLC而言，必須了解哪些是輸入量，用什么傳感器等來反映和傳送輸入信號；哪些是輸出量（被控量），用什么執(zhí)行元件或設(shè)備接收PLC送出的信號。常見的輸入、輸出類型的例子如表所示。7.4PLC的應(yīng)用第七十六頁，共94頁。7.4PLC的應(yīng)用第七十七頁，共94頁。2．PLC的選擇

PLC規(guī)模估算:

I/O點(diǎn)估算:留15%~20%裕量以備擴(kuò)充.

存儲器估算:總點(diǎn)數(shù)×(10~12)=指令語句數(shù)(小型機(jī)的初略估算）PLC選型:

功能:邏輯控制=小型機(jī)。

輸入接口模塊:輸入信號電壓、電流、速度等與輸入接口模塊的匹配。

輸出接口模塊：模塊的工作電壓、電流、速度等應(yīng)與所帶的負(fù)載匹配。如燈絲負(fù)載、電容性負(fù)載、電機(jī)負(fù)載、電感性負(fù)載等。

PLC的可靠性、價(jià)格、可擴(kuò)充性、軟件開發(fā)的難易、是否便于維修等問題也是考慮因素。

7.4PLC的應(yīng)用第七十八頁，共94頁。3．編制I/O分配對照表4．畫出PLC與現(xiàn)場器件的實(shí)際連線圖（安裝圖）5．畫出梯形圖（1）設(shè)計(jì)梯形圖與設(shè)計(jì)繼電器-接觸器控制線路圖的方法相類似。若制系統(tǒng)比較復(fù)雜，則可以采用“化整為零”方法，待一個個控制功能的梯形圖設(shè)計(jì)出來后，再“積零為整”，完善相互關(guān)系。（2）PLC的運(yùn)行是以掃描的方式進(jìn)行的，它與繼電器-接觸器控制線路的工作不同，一定要遵照自上而下的順序原則來編制梯形圖，否則就會出錯，因程序順序不同，其結(jié)果是不一樣的。

6．按照梯形圖編寫指令程序7．將指令程序通過編程器送入PLC8．進(jìn)行系統(tǒng)模擬調(diào)試和完善程序9．進(jìn)行硬件系統(tǒng)的安裝10．對整個系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試和試運(yùn)行11．正式投入使用12．保存程序7.4PLC的應(yīng)用第七十九頁，共94頁。例1:鉆孔動力頭的控制動力頭停在處于原位，1ST被壓合起動SB，電磁閥1YA得電，使動力頭快進(jìn)到達(dá)工位2，2ST被壓合，使電磁閥1YA、2YA都得電，動力頭工進(jìn)到達(dá)工位3，3ST被壓合，使電磁閥1YA、2YA失電，動力頭停止前進(jìn)，工進(jìn)延時(shí)1S，等待加工完成。延時(shí)時(shí)間到，電磁閥3YA得電，動力頭退回7.4PLC的應(yīng)用第八十頁，共94頁。步序輸入條件輸出1YA3YA2YA原位1ST－－－－－－－－－－－－－－＋＋