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PLC（可編程控制器）目前正向大容量、高速度、模擬量控制和遠(yuǎn)程通信與聯(lián)網(wǎng)等方向發(fā)展。

當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱是：

★PLC

★機(jī)器人

★CAD/CAM

PLC為什么發(fā)展如此迅速呢？那是因?yàn)樗幸幌盗袃?yōu)點(diǎn)。一、PLC的產(chǎn)生和發(fā)展二、PLC的特點(diǎn)

可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小維修工作量小，維修方便功能完善、性價(jià)比高體積小、重量輕、能耗低按結(jié)構(gòu)形式分類三、PLC的分類整體式PLC

將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。

三、PLC的分類

模塊式PLC

將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式PLC

將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。疊裝式PLC

還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來。整體式PLC

將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。按結(jié)構(gòu)形式分三、PLC的分類I/O總點(diǎn)數(shù)R—繼電器輸出T—晶體管輸出S—晶閘管輸出M—基本單元E—輸入輸出混合擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊EX—輸入專用擴(kuò)展模塊EY—輸出專用擴(kuò)展模塊16~256點(diǎn)(小型)0、2、ON、2C、2N型號(hào)的命名方式四、PLC的硬件組成特殊品種輸出形式單元類型系列序號(hào)

FX

FX2N－48MR四、PLC的硬件組成

四、PLC硬件組成小結(jié)1．微處理器（CPU）

2．存儲(chǔ)器

（1）系統(tǒng)存儲(chǔ)器相當(dāng)于操作系統(tǒng)，廠家固化在ROM

（2）用戶存儲(chǔ)器用戶設(shè)計(jì)的程序保存在隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（可由鋰電池作后備電源）中。還有EEPROM（可擦除）

3．輸入/輸出單元也稱I/O單元。通常有狀態(tài)指示。

4．通信接口

5．編程裝置

6．電源

五、PLC的工作方式個(gè)人計(jì)算機(jī)是等待命令的工作方式，如有鍵按下或有I/O動(dòng)作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序，否則繼續(xù)等待。而PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。CPU每次只執(zhí)行一個(gè)操作，按順序逐個(gè)執(zhí)行程序指令，因此又稱為串行工作方式。由于CPU速度很快，從外部出現(xiàn)的結(jié)果看幾乎是同時(shí)（并行）完成的。

1.內(nèi)部處理階段

2.通信服務(wù)階段

當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只完成上述兩階段的工作，當(dāng)處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時(shí)，除上述兩階段外還要完成以下三階段的工作。

3.輸入處理階段

4.程序執(zhí)行階段

5.輸出處理階段

執(zhí)行以上五階段的時(shí)間稱為掃描周期，它與用戶程序的長(zhǎng)短、指令種類和CPU速度有關(guān)，約為若干毫秒。掃描過程六、PLC

的工作過程

4.2FX系列PLC的內(nèi)部軟元件用戶使用的每一個(gè)輸入輸出單元、內(nèi)部存儲(chǔ)單元、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等都稱為軟元件。軟元件是PLC機(jī)器內(nèi)部的具有一定功能的器件，這些器件實(shí)際上是由電子電路和寄存器及存儲(chǔ)單元等組成。例如，輸入繼電器就是由輸入電路和輸入映像寄存器構(gòu)成的。為了與傳統(tǒng)繼電器區(qū)別，稱之為軟繼電器。它的最大特點(diǎn)是其觸點(diǎn)可以無數(shù)次使用。

PLC在運(yùn)行程序時(shí)，就是由這些軟繼電器執(zhí)行指令，從而實(shí)現(xiàn)PLC的各種功能。故在使用PLC之前，最重要的是先了解這些軟繼電器的配置和功能。型號(hào)：FX2N－48MR

用來接收外部輸入信號(hào)（接通時(shí)為“1”，斷開時(shí)為“0”），并存入輸入映象寄存器中。輸入繼電器（X）是輸入映象寄存器中的狀態(tài)，所以使用次數(shù)不受限制。

輸入接口輸入端子

4.2.1

輸入繼電器（X）

輸入繼電器必須由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)，不能用程序驅(qū)動(dòng)，所以在梯形圖中不可能出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。

FX2N系列輸入繼電器以八進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)，F(xiàn)X2N－48MR的24個(gè)輸入繼電器的編號(hào)是：

X0～X7，X10～X17，X20～X27

4.2.2輸出繼電器（Y）繼電器輸出端子輸出繼電器用來將PLC內(nèi)部信號(hào)傳送給外部負(fù)載，它的線圈由PLC內(nèi)部程序驅(qū)動(dòng)，當(dāng)程序運(yùn)行的結(jié)果使輸出繼電器線圈得電時(shí)，它唯一的一對(duì)常開硬接點(diǎn)便將負(fù)載與電源連通。但梯形圖中同一輸出繼電器的常開、常閉接點(diǎn)卻可以多次使用。FX2N系列輸出繼電器也是采用八進(jìn)制編號(hào)，F(xiàn)X2N－48MR的24個(gè)輸出繼電器的編號(hào)是：

Y0～Y7，Y10～Y17，Y20～Y27

4.2.3輔助繼電器（M）輔助繼電器是可編程序控制器內(nèi)部具有的繼電器，它不能獲取外部輸入，也不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，只在程序中使用。其作用類似于繼電-接觸控制中的中間繼電器。

輔助繼電器采用M與十進(jìn)制數(shù)共同組成編號(hào)。注意有一些特殊輔助繼電器有各自的特殊功能，如：

（1）觸點(diǎn)型只能用觸點(diǎn)，線圈由PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)

M8000運(yùn)行監(jiān)視器（PLC運(yùn)行中接通）

M8002初始脈沖（運(yùn)行開始瞬間接通）

M8011產(chǎn)生10ms時(shí)鐘脈沖M8012產(chǎn)生100ms脈沖

M8013產(chǎn)生1s時(shí)鐘脈沖M8014產(chǎn)生1min時(shí)鐘脈沖

（2）線圈型由用戶程序驅(qū)動(dòng)線圈后PLC執(zhí)行特定動(dòng)作

M8033停止時(shí)保持輸出M8034禁止全部輸出4.2.4

狀態(tài)繼電器（S）狀態(tài)繼電器（S）用來記錄系統(tǒng)運(yùn)行中的狀態(tài)。是編制順序控制程序的重要編程元件。它與步進(jìn)順控指令配合應(yīng)用。（1）狀態(tài)繼電器也有無數(shù)多對(duì)常開和常閉接點(diǎn)

（2）狀態(tài)繼電器不與步進(jìn)順控指令配合應(yīng)用時(shí)，可作為輔助繼電器M使用

（3）FX2N可以通過程序設(shè)定將S0～S499設(shè)置為有斷電保持功能的狀態(tài)繼電器

4.2.5

定時(shí)器（T）

定時(shí)器（T）相當(dāng)于通電延時(shí)型時(shí)間繼電器，通過對(duì)一定周期的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累計(jì)而實(shí)現(xiàn)定時(shí)。1.通用定時(shí)器（1）100ms（T0～T199）設(shè)定值1～32767（2）10ms（T200～T245）設(shè)定值1～32767通用定時(shí)器線圈得電開始計(jì)脈沖數(shù)（計(jì)時(shí)），當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)定時(shí)器ON，常開接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開。線圈失電定時(shí)器復(fù)位，計(jì)數(shù)值也變?yōu)?。定時(shí)器脈沖周期×設(shè)定值=延遲時(shí)間通用定時(shí)器0.1S×1000=100S

4.2.6

計(jì)數(shù)器（C）1.內(nèi)部計(jì)數(shù)器（1）16位增計(jì)數(shù)器（C0～C199）C0～C99為通用型，C100～C199為斷電保持型。計(jì)數(shù)器的設(shè)定值為1～32767，可用常數(shù)K設(shè)定，也可通過數(shù)據(jù)寄存器設(shè)定。當(dāng)輸入信號(hào)個(gè)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器動(dòng)作，常開接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開。（2）32位增/減計(jì)數(shù)器（C200～C234）2.高速計(jì)數(shù)器（C235～C255）16

位增計(jì)數(shù)器4.2.7

數(shù)據(jù)寄存器（D）PLC在工作時(shí)，需要許多數(shù)據(jù)寄存器來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)。FX可編程序控制器的數(shù)據(jù)寄存器都是16位的，用兩個(gè)相鄰的數(shù)據(jù)寄存器合并起來可以存儲(chǔ)32位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，通常先指定低位（例如：D0），則高位為繼之其后的編號(hào)（如：D1）被自動(dòng)占有。

一個(gè)16位數(shù)據(jù)寄存器處理的范圍為-32768～32767。4.2.8

常數(shù)（K、H）K表示十進(jìn)制整數(shù)的符號(hào)，用來指定定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值及應(yīng)用功能指令操作數(shù)中的數(shù)值；H表示十六進(jìn)制數(shù)的符號(hào)，用來表示應(yīng)用功能指令的操作數(shù)值。例如：數(shù)字20用十進(jìn)制表示為K20，用十六進(jìn)制則表示為H14。FX2N

基本指令的使用

一、電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)FRKMM3~電源開關(guān)接觸器主觸點(diǎn)熱繼電器熱元件熔斷器三相異步電動(dòng)機(jī)主電路

4.3FX系列PLC的基本邏輯指令

電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)：I/O接線圖啟動(dòng)按鈕SB1－X1停止按鈕SB2－X2SB1KM1SB2COM1Y1COMX1X2FR運(yùn)行接觸器KM－Y1FRX3熱繼電器的常閉觸點(diǎn)可以作為輸入信號(hào)進(jìn)行過載保護(hù)，也可以在輸出側(cè)進(jìn)行保護(hù)熱繼電器電源

4.3FX系列PLC的基本邏輯指令

電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)：梯形圖啟動(dòng)停止Y1END輸出線圈X1Y1X2X1X2Y1時(shí)序圖

4.3FX系列PLC的基本邏輯指令

常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理電氣原理圖KMKMSB1SB2X2X1SB1SB2COM常閉觸點(diǎn)梯形圖X1Y1Y0X2常開觸點(diǎn)

4.3FX系列PLC的基本邏輯指令

二、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制FUKM1QS正轉(zhuǎn)接觸器反轉(zhuǎn)接觸器L1L2L3主電路KM2FRM3~注意調(diào)相返回

4.3FX系列PLC的基本邏輯指令

二、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

4.3FX系列PLC的基本邏輯指令

I/O分配表輸入點(diǎn)控制功能輸出點(diǎn)輸出設(shè)備X0正轉(zhuǎn)啟動(dòng)Y1正轉(zhuǎn)接觸器X1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)Y2反轉(zhuǎn)接觸器X2停止電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)：I/O接線圖正轉(zhuǎn)啟動(dòng)SB2-X0反轉(zhuǎn)啟動(dòng)SB3-X1停止SB1-X2KM2SB2KM1SB3SB1KM2KM1電源FR正轉(zhuǎn)接觸器KM1-YI反轉(zhuǎn)接觸器KM2-Y2正轉(zhuǎn)互鎖反轉(zhuǎn)互鎖Y1COMX0X1X2Y2COM1

4.3FX系列PLC的基本邏輯指令

電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)：梯形圖指令表

0LDX11ORY12ANIX23

ANIX14ANI

Y25OUTY16LDX17ORY28ANIX29ANIX010ANI

Y111OUTY212END正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)X0Y1Y1X2Y2X1X1Y2Y2X2Y1X0END正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停止停止

4.3FX系列PLC的基本邏輯指令

4.4步進(jìn)順序控制指令

什么是步進(jìn)控制系統(tǒng)如果一個(gè)控制系統(tǒng)可以分解成幾個(gè)獨(dú)立的控制動(dòng)作，并且這些動(dòng)作必須按照一定的先后次序執(zhí)行,這樣的控制系統(tǒng)稱為順序控制系統(tǒng),也稱為步進(jìn)控制系統(tǒng)。其控制總是一步一步地按順序進(jìn)行，當(dāng)條件滿足時(shí)，系統(tǒng)能夠從一“步”轉(zhuǎn)移到另一“步”，或者說從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài)。在工業(yè)控制中，步進(jìn)控制系統(tǒng)應(yīng)用很廣。

以紅綠燈控制為例，其對(duì)應(yīng)的順序功能圖如右圖所示。

S0—S9：初始狀態(tài)專用

S10—S19：原點(diǎn)復(fù)位用

S20—S499：一般用

S500—S899：停電保持用

S900—S999：報(bào)警用

針對(duì)順序控制要求，PLC提供了順序功能圖（SFC），又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，由一系列狀態(tài)（用S表示）組成。系統(tǒng)提供S0—S999共1000個(gè)狀態(tài)供編程使用，其中：順序功能圖（狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）

STL是利用內(nèi)部軟元件（狀態(tài)S）在順控程序上進(jìn)行步進(jìn)控制的指令。

RET是用于狀態(tài)流程的結(jié)束，實(shí)現(xiàn)返回主程序（母線）的指令。步進(jìn)順序控制指令FX系列PLC提供了下面一對(duì)步進(jìn)指令：

步進(jìn)指令的梯形圖表示

步進(jìn)指令的功能圖表示上述步進(jìn)梯形圖也可以用順序功能圖表示：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的每一步包含三個(gè)內(nèi)容：本步驅(qū)動(dòng)的內(nèi)容、轉(zhuǎn)移條件及轉(zhuǎn)換的目標(biāo)。

功能圖和梯形圖的轉(zhuǎn)換

[例一]廣告牌字體循環(huán)閃光控制分別用Y0、Y1、Y2控制燈光，使“歡迎你”三個(gè)字明亮閃爍?？刂屏鞒桃娤卤恚碇?為得電，空白為不得電。每步序停留1秒，要求反復(fù)循環(huán)。試畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖并編寫梯形圖。

步序（秒）1s1s1s1s文字Y0++歡Y1++迎Y2++你分析：本例要用到四個(gè)狀態(tài)，設(shè)為S20～S23，用到四個(gè)定時(shí)器，設(shè)為T0～T3。

[例一]字體循環(huán)閃光

步進(jìn)順序控制實(shí)例二電動(dòng)機(jī)Ｙ/△啟動(dòng)控制

1.控制要求(1)星形啟動(dòng)接觸器KM－Y先合，主接觸器KM才能合，經(jīng)一定的延時(shí)KM－Y斷開,延時(shí)0.5秒后三角形運(yùn)行接觸器KM－△合，延時(shí)0.5秒要有信號(hào)顯示。(2)KM－Y動(dòng)作后，有閃光信號(hào)顯示，閃光周期為1秒。KM－Y斷開后，閃光信號(hào)指示才能結(jié)束。(3)接觸器KM－Y與接觸器KM－△要有互鎖功能。2.I/O點(diǎn)分配：見后頁狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖Y/△啟動(dòng)控制X1—停止X2—啟動(dòng)X0—熱繼電器Y0—主接觸器Y1—Y接觸器Y2—△接觸器Y3—啟動(dòng)信號(hào)Y4—轉(zhuǎn)換信號(hào)步進(jìn)順序控制實(shí)例三、四交通燈控制

簡(jiǎn)易機(jī)械手控制

詳見實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)對(duì)梯形圖和順序功能圖應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：狀態(tài)編號(hào)不可重復(fù)使用。如果狀態(tài)觸點(diǎn)接通，則與其相連的電路動(dòng)作；如果狀態(tài)觸點(diǎn)斷開，則與其相連的電路停止工作。在不同狀態(tài)之間，允許對(duì)輸出元件重復(fù)輸出，但對(duì)同一狀態(tài)內(nèi)不允許雙重輸出。使用注意事項(xiàng)1.狀態(tài)的動(dòng)作與輸出的重復(fù)使用步進(jìn)控制指令的使用

定時(shí)器線圈與輸出線圈一樣，也可對(duì)在不同狀態(tài)的同一軟元件編程，但在相鄰的狀態(tài)中不能編程。如果在相鄰狀態(tài)下編程，則工序轉(zhuǎn)移時(shí)定時(shí)器線圈不能斷開，定時(shí)器當(dāng)前值不能復(fù)位。

2.定時(shí)器的重復(fù)使用步進(jìn)控制指令的使用

3.輸出的互鎖在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中，由于在瞬間（1個(gè)掃描周期），兩個(gè)相鄰的狀態(tài)幾乎會(huì)同時(shí)接通，因此為了避免不能同時(shí)接通的一對(duì)輸出同時(shí)接通，必須設(shè)置軟件互鎖和外部硬接線互鎖。步進(jìn)控制指令的使用

如右圖所示，在狀態(tài)內(nèi)的母線將LD或LDI指令寫入后，對(duì)不需要觸點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)就不能再編程，需要按下圖方式進(jìn)行變換。

4.輸出的驅(qū)動(dòng)方法或步進(jìn)控制指令的使用OUT指令與SET指令對(duì)于狀態(tài)轉(zhuǎn)移具有同樣的功能。

5.狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法步進(jìn)控制指令的使用

但是，SET指令用于向相鄰的下一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移，而使用OUT指令時(shí)，用于向狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的分離狀態(tài)轉(zhuǎn)移，包括向前跳步、向后跳步甚至跳到另一個(gè)序列。一、單流程結(jié)構(gòu)如紅綠燈控制程序，雖然