1.初識PLC《盾構機電氣與PLC控制技術》什么是PLC？是一種工業(yè)控制裝置，在電器控制技術和計算機技術的基礎上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)控制裝置。中文名稱為可編程控制器；英文名稱為ProgrammableLogicController，簡稱PLC。什么是PLC？2023年12月27日下午，在中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院舉辦的“國產高端工控系統(tǒng)研討會”上，華龍訊達成功發(fā)布國產木星大型PLC產品JICPLC8010。目錄CONTENTS1PARTONEPLC的產生與應用2PARTTWOPLC硬件系統(tǒng)結構01PARTONEPLC的產生與應用一、PLC的產生與應用（一）可編程控制器的產生因為繼電器邏輯電路配線復雜。一、PLC的產生與應用（一）可編程控制器的產生背景1968年美國通用汽車公司（GM），為了適應汽車型號的不斷更新，生產工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設計和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。一、PLC的產生與應用（一）可編程控制器的產生1969年，美國數(shù)字設備公司研制第一臺可編程控制器，并應用于工業(yè)現(xiàn)場。一、PLC的產生與應用（二）可編程控制器的應用領域開關量邏輯控制：注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、包裝生產線、電鍍生產線等。一、PLC的產生與應用（二）可編程控制器的應用領域過程控制：溫度，壓力，流量，液位和速度的連續(xù)變化的量。一、PLC的產生與應用（二）可編程控制器的應用領域運動控制一、PLC的產生與應用（二）可編程控制器的應用領域機器人物流電梯機械、機床一、PLC的產生與應用高性能、高速度、大容量發(fā)展；向小型化和大型化兩個方向發(fā)展；大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)與通信能力；增強外部故障的檢測與處理能力；編程語言多樣化。（三）可編程控制器的發(fā)展02PARTTWOPLC硬件系統(tǒng)結構二、PLC硬件系統(tǒng)結構PLC系統(tǒng)結構示意圖小結SUMMARY1PARTONE什么是PLC?2PARTTWOPLC可以做什么？目前有哪些最新的PLC芯片？/THINKING思考？2.2PLC的梯形圖編程語言《盾構機電氣與PLC控制技術》目錄CONTENTS1PARTONE梯形圖編程程序的基本組成2PARTTWO梯形圖的編寫規(guī)則3PARTTHREEX、Y編程元件01PARTONE梯形圖編程程序的基本組成一、梯形圖編程程序的基本組成圖1-1梯形圖程序梯形圖編寫程序是一種圖形語言，是在繼電器控制原理圖的基礎上產生的一種形象、直觀的邏輯編程語言。沿用繼電器的觸點、線圈、串并聯(lián)等術語和圖形符號，并增加了一些控制符號。形象、直觀，易于被熟悉繼電器控制系統(tǒng)的電氣技術人員所掌握，因而應用廣泛，被廠家作為第一編程語言。一、梯形圖編程程序的基本組成圖1-1梯形圖程序兩側的垂直公共線稱為公共母線，左側的母線稱為左母線，右側的母線稱為右母線。在分析梯形圖邏輯關系時，把左側母線假想為“火線”，右側母線假想為“零線”。觸點：“動合觸點”“動斷觸點”“線圈”：程序結束語：02PARTTWO梯形圖的編寫規(guī)則（一）總體原則書寫順序：先左后右，自上而下。每一行左母線開始，右母線為止，觸點在左邊，線圈在最右邊。程序結束，畫出結束符號。二、梯形圖的編寫規(guī)則圖1-2梯形圖程序二、梯形圖的編寫規(guī)則圖1-3觸點的串、并聯(lián)可多個觸點串并聯(lián)使用，且觸點數(shù)量不受限制，如圖1-3所示。（二）關于觸點的原則（a）串聯(lián)

（b）并聯(lián)二、梯形圖的編寫規(guī)則圖1-4交叉觸點的處理不允許交叉電路，如圖1-4所示。（二）關于觸點的原則（a）錯誤

（b）正確()X001X002X005X003X004Y001二、梯形圖的編寫規(guī)則圖1-5串聯(lián)觸點的處理串聯(lián)觸點多的在上，如圖1-5所示。（二）關于觸點的原則（a）不正確

（b）正確二、梯形圖的編寫規(guī)則圖1-6并聯(lián)觸點的處理并聯(lián)觸點多的在左，可減少程序步數(shù)，如圖1-6所示。（二）關于觸點的原則（a）不正確

（b）正確二、梯形圖的編寫規(guī)則圖1-7禁止“線圈連接左母線”輸出線圈不能直接與左母線相連，如圖1-7所示。（二）關于觸點的原則（a）不正確

（b）正確二、梯形圖的編寫規(guī)則圖1-8禁止使用“雙線圈”（二）關于觸點的原則（a）不正確

（b）正確二、梯形圖的編寫規(guī)則允許多個線圈并聯(lián)輸出，不允許串聯(lián)輸出，如圖1-9所示。（二）關于觸點的原則（a）不正確

（b）正確圖1-9多個線圈的連接()()()X001Y001Y000Y002二、梯形圖的編寫規(guī)則圖1-10觸點右側線圈的處理線圈的右側不寫觸點，如圖1-10所示。（二）關于觸點的原則（a）不正確

（b）正確()()二、梯形圖的編寫規(guī)則圖1-11觸點間線圈的處理觸點間的線圈放在前面編寫，如圖1-11所示，可減少程序步數(shù)。（二）關于觸點的原則（a）不正確

（b）正確03PARTTHREEX、Y編程元件三、X、Y編程元件圖1-12梯形圖程序三、X、Y編程元件三、X、Y編程元件表1-1PLC的軟元件軟元件類型符號輸入繼電器X輸出繼電器Y輔助繼電器M狀態(tài)繼電器S定時器T計數(shù)器C數(shù)據(jù)寄存器D指針P/I變址寄存器V/Z用于接收外部元件（如按鈕SB、傳感器、行程開關等）發(fā)來的控制信號，與輸入端子（如X0、X1、X2）相連，其核心作用是將外部控制信號傳遞到PLC內部。只有觸點，沒有線圈。程序中只能讀取其狀態(tài)，不能強制修改。采用八進制編號。擴展時：X000~X367，共248個。三、X、Y編程元件圖1-2梯形圖01.輸入繼電器X用于將輸出信號傳遞給外部負載，具有一定的帶負載能力。既有觸點，也有線圈。采用八進制編號。擴展時：Y000~Y367，共248個。三、X、Y編程元件圖1-2梯形圖02.輸出繼電器Y小結SUMMARY1PARTONE梯形圖編程程序的基本組成2PARTTWO梯形圖的編寫規(guī)則3PARTTHREEX、Y編程元件梯形圖的編寫規(guī)則有哪些？梯形圖的組成元素有哪些？/THINKING思考？2.3梯形圖程序--點動、自鎖、互鎖及互控控制規(guī)律《盾構機電氣與PLC控制技術》目錄CONTENTS1PARTONE點動控制及串并聯(lián)邏輯2PARTTWO自鎖控制3PARTTHREE互鎖控制4PARTFOUR互控控制01PARTONE點動控制及串并聯(lián)邏輯定義：操作某一輸入設備時，對應輸出設備（控制對象）啟動或停止。實現(xiàn)方法：當“操作”某一輸入設備致輸出設備工作，則使用動合觸點驅動對應輸出線圈；若“操作”某一輸入設備致輸出設備停止工作時，則使用動斷觸點驅動對應輸出線圈。一、點動控制及串并聯(lián)邏輯圖1-1梯形圖程序（一）點動控制程序多個啟動條件同時滿足，對應控制對象工作，則采用串聯(lián)邏輯與；多個啟動條件任意一個滿足，對應控制對象工作，可采用并聯(lián)邏輯或。一、點動控制及串并聯(lián)邏輯圖1-1梯形圖程序（二）串、并聯(lián)邏輯02PARTTWO自鎖控制自鎖控制，也就是常說的“啟-停-保”控制。是通過啟動（X001、X002）、保持（Y000、Y001）和停止（X000）觸點實現(xiàn)的。實現(xiàn)方法：將輸出對應的動合觸點并接到啟動元件。二、自鎖控制圖1-2電動機正反轉梯形圖（一）梯形圖自鎖控制程序03PARTTHREE互鎖控制定義：兩個或兩個以上控制輸出，啟動1個控制輸出，其他控制輸出不能再啟動，直到該控制輸出停止。實現(xiàn)方法：通過將輸出的動斷觸點串聯(lián)在對方回路中實現(xiàn)互鎖控制。三、互鎖控制圖1-2電動機正反轉梯形圖04PARTFOUR互控控制定義：兩個或兩個以上控制輸出，啟動1個控制輸出，已啟動的控制輸出自行停止。實現(xiàn)方法：通過將輸入的動斷觸點串聯(lián)在對方回路中實現(xiàn)互控控制。四、互控控制圖1-3交通燈控制梯形圖程序互控控制小結SUMMARY1PARTONE點動控制及串并聯(lián)邏輯2PARTTWO自鎖控制3PARTTHREE互鎖控制4PARTFOUR互控控制分析下圖梯形圖程序中包含的控制規(guī)律。/THINKING思考？圖1-44人競賽搶答器梯形圖程序2.4聯(lián)鎖控制及M元件《盾構機電氣與PLC控制技術》目錄CONTENTS1PARTONE聯(lián)鎖控制2PARTTWOM元件01PARTONE聯(lián)鎖控制定義：某一控制對象的動作以另一個控制對象的動作為前提。實現(xiàn)方法：通過將前置控制對象線圈的動合觸點串聯(lián)在后續(xù)控制對象線圈前實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。一、聯(lián)鎖控制圖1-1傳動帶電機啟動梯形圖程序02PARTTWOM元件表1-1PLC的軟元件軟元件類型符號輸入繼電器X輸出繼電器Y輔助繼電器M狀態(tài)繼電器S定時器T計數(shù)器C數(shù)據(jù)寄存器D指針P/I變址寄存器V/Z二、M元件圖1-1傳動帶電機啟動梯形圖程序二、M元件輔助繼電器（M）：是PLC內部的一種狀態(tài)標志，相當于繼電控制電路中的中間繼電器。采用十進制編號。分類編號數(shù)量一般用斷電保持輔助繼電器M0~M499500M500~M1023524特定功能輔助繼電器M8000~M8511512表1-2輔助繼電器二、M元件圖1-1傳動帶電機啟動梯形圖程序有觸點和線圈。與輸出繼電器一樣，該類輔助繼電器只能由程序來驅動，但不能直接驅動外部負載。常用于狀態(tài)暫存或中間過程處理。（一）一般、斷電保持輔助繼電器圖1-2電機控制往復運動梯形圖程序二、M元件（一）一般用輔助繼電器：M0~M499圖1-3電機控制往復運動梯形圖程序二、M元件（二）斷電保持輔助繼電器：M500~M1023分類編號數(shù)量一般用斷電保持輔助繼電器M0~M499500M500~M1023524特定功能輔助繼電器M8000~M8511512二、M元件（三）特殊輔助繼電器：M8000~M8511有各自特定的功能。有觸點型和線圈型。類型編號功能觸點型M8000運行監(jiān)控，PLC運行時為ON。M8002初始脈沖，PLC運行運行開始時接通一個掃描周期。M8005電池電壓過低，PLC后備鋰電池電壓過低時接通。M801110ms時鐘脈沖。M8012100ms時鐘脈沖。M80131s時鐘脈沖。M80141min時鐘脈沖。線圈型M8031非保持型繼電器、寄存器狀態(tài)清除。M8032保持型繼電器、寄存器狀態(tài)清除。M8033線圈被驅動后，在PLC停止運行時，各軟元件將保持運行時的狀態(tài)。M8034線圈被驅動后，復位所有的輸出（Y）。二、M元件表1-3特殊輔助繼電器小結SUMMARY1PARTONE聯(lián)鎖控制2PARTTWOM元件根據(jù)如下控制要求編寫梯形圖程序：設計一個四路搶答器與PLC輸入相連，對應4個搶答指示燈與PLC輸出相連，只有最早按下?lián)尨鸢粹o的人，其對應搶答指示燈才會亮起，后續(xù)按下?lián)尨鸢粹o均不會有輸出。當主持人按下復位按鈕后，該搶答器復位，進入下一輪搶答。若突然停電，該搶答器仍能保持斷電前的狀態(tài)。/THINKING思考？2.5計數(shù)控制及C元件《盾構機電氣與PLC控制技術》目錄CONTENTS1PARTONE計數(shù)控制2PARTTWOC元件01PARTONE計數(shù)控制一、計數(shù)控制按以下控制要求編寫梯形圖程序：場景：在流水線上，需要電機帶動傳送帶，每次送料3個產品到指定位置。實現(xiàn)：用一個傳感器（如光電開關）來檢測每個產品。每檢測到一個產品，計數(shù)器加1。當計數(shù)達到10時，計數(shù)器發(fā)出信號，控制電機停止。案例圖1-1傳送帶計數(shù)控制梯形圖程序一、計數(shù)控制計數(shù)控制圖1-1傳送帶計數(shù)控制梯形圖程序定義：對輸入信號的通斷次數(shù)進行計數(shù)，達到設定值后改變控制對象的工作狀態(tài)。實現(xiàn)方法：通過輸入信號后串接計數(shù)器線圈。并將計數(shù)器的動合/動斷觸點作為控制對象的啟動/停止條件。一、計數(shù)控制12302PARTTWOC元件二、C元件（一）計數(shù)器相當于繼電器控制控制系統(tǒng)中的計數(shù)繼電器。有觸點和線圈。采用十進制編號。其設定值范圍為：16位計數(shù)器為0~32767，32位計數(shù)器為-2,147,483,648~2,147,483,648。分類編號數(shù)量（個）16位加計數(shù)一般用C0~C99100斷電保持C100~C19910032位加/減計數(shù)一般用C200~C21920斷電保持C220~C23415表1-1計數(shù)器二、C元件（二）16位加計數(shù)器分類編號數(shù)量（個）16位加計數(shù)一般用C0~C99100斷電保持C100~C199100二、C元件（二）16位加計數(shù)器分類編號數(shù)量（個）16位加計數(shù)一般用C0~C99100斷電保持C100~C199100二、C元件（三）32位加/減計數(shù)器分類編號數(shù)量（個）32位加/減計數(shù)一般用C200~C21920斷電保持C220~C23415二、C元件（三）32位加/減計數(shù)器分類編號數(shù)量（個）32位加/減計數(shù)一般用C200~C21920斷電保持C220~C23415分類編號數(shù)量（個）32位加/減計數(shù)一般用C200~C21920斷電保持C220~C23415可使用特殊輔助繼電器M8200~M8234指定加/減計數(shù)器的方向；對于CXXX計數(shù)器，當驅動特殊繼電器M2XX后，為減計數(shù)器，不驅動繼電器時為加計數(shù)器。二、C元件小結SUMMARY1PARTONE計數(shù)控制2PARTTWOC元件用計數(shù)器知識編寫梯形圖程序，實現(xiàn)單按鈕控制電動機啟停的功能。具體要求如下：第一次單擊按鈕SB1，電動機啟動運行；第二次單擊按鈕SB1，電動機停止運行；第三次單擊按鈕SB1，電動機啟動運行，如此往復。/THINKING思考？2.6延時控制及T元件《盾構機電氣與PLC控制技術》目錄CONTENTS1PARTONE延時控制2PARTTWOT元件01PARTONE延時控制一、延時控制按以下控制要求編寫梯形圖程序：有兩臺電動機M1、M2，按下啟動按鈕，電動機M1啟動，延時5s后，電動機M2自動啟動，實現(xiàn)順序啟動控制；當按下停止按鈕時，電動機M2先停止運行，然后過10s后，電動機M1自動停止運行，實現(xiàn)電動機的逆序停止。案例圖1-1電機先后延時啟動梯形圖程序定義：輸入信號變?yōu)镺N狀態(tài)一段時間后，控制對象才處于ON狀態(tài)。實現(xiàn)方法：輸入信號后串聯(lián)定時器線圈，并將定時器動斷觸點作為控制對象的啟動條件。一、延時控制（一）延時接通圖1-1電機先后延時啟動梯形圖程序定義：輸入信號變?yōu)镺N狀態(tài)以后，保持控制對象在一定時間內處于ON狀態(tài)。實現(xiàn)方法：將定時器線圈并聯(lián)到控制對象輸出線圈上，并將其動斷觸點作為控制對象的停止條件。一、延時控制（二）延時斷開02PARTTWOT元件分類編號數(shù)量一般用100msT0~T19920010msT200~T24546累計1msT246~T2494100msT250~T2556二、T元件（一）定時器相當于繼電器控制控制系統(tǒng)中的時間繼電器。有觸點和線圈。采用十進制編號。其設定值范圍為：1~32767表1-1定時器二、T元件（二）一般用定時器分類編號數(shù)量一般用100msT0~T19920010msT200~T24546圖1-2梯形圖程序10.1sx145=14.5s二、T元件（二）一般用定時器分類編號數(shù)量一般用100msT0~T19920010msT200~T24546圖1-3梯形圖程序20.01sx123=1.23s二、T元件（三）累計定時器分類編號數(shù)量累計1msT246~T2494100msT250~T2556圖1-4梯形圖程序30.001sx125=0.125s小結SUMMARY1PARTONE延時控制2PARTTWOT元件用定時器實現(xiàn)指示器周期閃爍控制，要求指示燈滅3s閃1s。/THINKING思考？2.7PLC的基本指令《盾構機電氣與PLC控制技術》目錄CONTENTS1PARTONE邏輯取及驅動線圈指令LD/LDI/OUT2PARTTWO邏輯取及驅動線圈指令LD/LDI/OUT3PARTTHREE電路塊指令ANB/ORB4PARTFOUR置位與復位指令SET/RST目錄CONTENTS5PARTFIVE棧操作指令MPS/MRD/MPP6PARTSIX脈沖輸出指令PLS/PLF7PARTSEVEN運算結果脈沖化指令MEP/MEF8PARTEIGHT脈沖式觸點指令LDP/LDF/ANDP/ANDF/ORP/ORF目錄CONTENTS9PARTNINE邏輯運算取反指令INV10PARTTEN空操作和程序結束指令NOP/ENDPLC的基本指令“指令表語言”作為PLC的另一種編程語言，常應用于通過手持編程器錄入程序的情況。指令表語言就是助記符編程語言。通常一條指令由助記符和元件編號組成。

梯形圖指令表指令表語言助記符

元件編號

01PARTONE邏輯取及驅動線圈指令LD/LDI/OUT一、邏輯取及驅動線圈指令LD/LDI/OUT符號、名稱功能電路表示操作元件程序步LD取動合觸點邏輯運算起始X、Y、M、T、C、S1LDI取反動斷觸點邏輯運算起始X、Y、M、T、C、S1OUT輸出線圈驅動Y、M、T、C、SY、M：1S、特M：2T：3C:3~5一、邏輯取及驅動線圈指令LD/LDI/OUT用法實例02PARTTWO觸點串并聯(lián)指令AND/ANI/OR/ORI二、觸點串并聯(lián)指令AND/ANI/OR/ORI符號、名稱功能電路表示操作元件程序步AND與動合觸點串聯(lián)連接X、Y、M、T、C、S1ANI與非動斷觸點串聯(lián)連接X、Y、M、T、C、S1OR或動合觸點并聯(lián)連接X、Y、M、T、C、S1ORI或非動斷觸點并聯(lián)連接X、Y、M、T、C、S1二、觸點串并聯(lián)指令AND/ANI/OR/ORI用法實例03PARTTHREE電路塊指令ANB/ORB三、電路塊指令ANB/ORB符號、名稱功能電路表示操作元件程序步ORB電路塊或串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接無1ANB電路塊與并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接無1三、電路塊指令ANB/ORB用法實例串聯(lián)電路塊并聯(lián)時，各電路塊分支開始時用LD或LDI指令，分支結尾用ORB指令。有多個并聯(lián)回路時，在每個電路塊中使用ORB指令，實現(xiàn)并聯(lián)連接。并聯(lián)電路塊串聯(lián)時，各分支開始時用LD或LDI指令，在并聯(lián)好電路塊后，使用ANB指令與前面的電路塊串聯(lián)。有多個并聯(lián)電路塊串聯(lián)，依次以ANB指令與前面支路連接。三、電路塊指令ANB/ORB用法實例04PARTFOUR置位與復位指令SET/RST四、置位與復位指令SET/RST助記符功能梯形圖表示指令對象SET（置位）令元件保持ON狀態(tài)Y、M、SRST（復位）令元件保持OFF狀態(tài)Y、M、S、C、D、V/Z四、置位與復位指令SET/RST用法實例05PARTFIVE棧操作指令MPS/MRD/MPP五、棧操作指令MPS/MRD/MPP符號、名稱功能電路表示操作元件程序步MPS進棧進棧無1MRD讀棧讀棧無1MPP出棧出棧無1五、棧操作指令MPS/MRD/MPP在PLC中，有11個被稱為堆棧的內存，用于記憶運算的中間結果（ON或OFF）。堆棧采用先進后出的數(shù)據(jù)存儲方式。MPS：進棧指令，用于存儲電路中分支節(jié)點處的邏輯運算結果，以便后續(xù)處理。MPP：出棧指令，讀取并刪除堆錢最上層單元的數(shù)據(jù)，每使用一次MPP指令，堆棧中各層的數(shù)據(jù)順次向上移動一層（最上層的數(shù)據(jù)在讀出