1、可编程序控制器可编程序控制器(PLC)课程课程廖国华 中南大学信息学院自动化系=教材：教材： 现代电气及可编程控制技术现代电气及可编程控制技术主编：主编： 王永华王永华出版社：北京航空航天大学出版社出版社：北京航空航天大学出版社=参考教材：参考教材：深入浅出西门子深入浅出西门子S7S7200200出版社：北京航空航天大学出版社出版社：北京航空航天大学出版社 =参考教材：参考教材：西门子西门子S7S7200200用户手册用户手册西门子公司编西门子公司编=?可编程序控制器可编程序控制器(PLC)ProgrammableLogicController 产生产生 定义定义 分类分类 应用领域应用领域
2、国内外状况国内外状况 发展趋势发展趋势 组成组成 工作方式工作方式 选择选择什么是PLC著名品牌PLC的发展PLC系统设计PLC定 义分类应用领域产生 3.1 PLC的产生及定义1. PLC的产生l 传统的生产机械自动控制装置传统的生产机械自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统 优点优点结构简单、价格低廉、容易操作结构简单、价格低廉、容易操作 。缺点缺点体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差率高、可靠性及灵活性差 。应用应用比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。等工业应用场合。 美国最大
3、的汽车制造商通用汽车公司（GM）原汽车生产线采用的是继电器控制系统。 为了适应汽车型号不断更新的需要，实现小批量、多品种的生产需要， 于1968年提出设想，希望能有一种新型的工业控制器，它能够尽可能减少重新设计和更换电气控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。 其设计思想：集继电器控制及计算机两者的优点。其设计思想：集继电器控制及计算机两者的优点。 继电器控制系统继电器控制系统先进自动控制系统先进自动控制系统l 对先进自动控制装置提出对先进自动控制装置提出设想设想： 把把计算机计算机的功能完善、通用、灵活等优点和的功能完善、通用、灵活等优点和继电器继电器控控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等
4、优点结合制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用起来，制成一种通用控制装置控制装置。把计算机的编程方法。把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程。对象的语言编程。 工业控制单板机（计算机）工业控制单板机（计算机） 继电器控制系统继电器控制系统 先进控制装置先进控制装置 （1）编程方便，可现场修改程序；（2）维修方便，采用插件式结构；（3）可靠性高于继电器控制装置；（4）体积小于继电器控制盘；（5）数据可直接送入管理计算机；（6）成本可与继电器控制盘竞争；（7）输入为市电；（8）输出为市电
5、，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器；（9）扩展时原系统改变最小；（10）用户存储器大于4KB。 著名的GM10条l 可编程序逻辑控制器的可编程序逻辑控制器的产生产生 美国数字设备公司（美国数字设备公司（DECDEC）根据这一设想，于）根据这一设想，于19691969年年研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻可编程序逻辑控制器辑控制器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，PLC
6、PLC）。）。 2. PLC的定义因为PLC一直飞速发展，迄今为止还未有一个十分确切的定义。国际电工委员会（IEC) 对PLC的定义颁发过多稿；于1982年11月颁发PLC标准草案第一稿；于1985年1月颁发PLC标准第二稿；于1987年2月颁发PLC标准第三稿；国际电工委员会（ IEC）对可编程序控制器作了如下的定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业
7、控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。定义强调了两点：一是PLC直接应用于工业环境，具有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范围；这是区别于微机控制系统的一个重要特征；二是 它也是一种计算机，是为工业环境而设计的工业计算机。PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（a）逻辑运算（b）弱电控制强电。 PLC是集自动控制技术、计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。n初级阶段 从第一台PLC问世到20世纪70年代中期。（简单功能、
8、梯形图编程）n崛起阶段 从20世纪70年代中期到80年代初期。（功能增强、推广应用）n成熟阶段 从20世纪80年代初期到90年代初期。（大规模应用、通信联网）n飞速发展阶段 从20世纪90年代初期到90年代末期。（过程控制、复杂控制系统）n开放性、标准化阶段 从20世纪90年代中期以后。（IEC61131）PLC发展的五个阶段发展的五个阶段PLC 发展到现在，其功能远远超出其定义的范围。3.2 PLC的分类1. 按按 IO点数分类点数分类（PLC可从外部接收多少个输入量和向外部输出多少个输出量）IO点数小于 32为微型PLC；IO点数在32128为微小型PLC；IO点数在128256为小型PL
9、C；IO点数在2562048为中型PLC；IO点数大于2048为大型PLC；IO点数在4000以上为超大型PLC。 以上划分不包括模拟量I0点数，且划分界限不是十分严格的。NEZA；s7-200 micrologix 1000 FXFX系列系列；OMRON 的的CPM2A系列系列S7-300系列 OMRON的C200H系列SLC500系列 TE的PREMIUM系列S7-400系列 OMRON的CS1系列和CNM1系列 ,SLC505系列 MODICON的QUANTUM系列,GE Faunc的7i系列3.2 PLC的分类 2 . 按结构形式分类按结构形式分类整体式PLC： 又称单元式或箱体式。整
10、体式PLC是将电源、CPU、I0部件都集中装在一个机箱内。一般小型PLC采用这种结构。 其优点低：结构紧凑，体积小，重量轻，价格低，容易装配在工业设备的内部，比较适合生产设备的单机控制。缺点：主机的I/O点数固定，使用不够灵活，维修不方便。模块式PLC：将PLC各部分分成若干个单独的模块，如 CPU模块、I0模块、电源模块和各种功能模块。模块式PLC由框架和各种模块组成。模块插在插座上。一般大、中型PLC采用模块式结构，有的小型PLC也采用这种结构。 优点：PLC配置灵活，装配方便，易于扩展。缺点：结构复杂，各种插件比较多，造价也比较高。有的PLC将整体式和模块式结合起来，称为叠装式PLC。S
11、IEMENS PLC系列SIEMENS PLC系列AB PLC系列AB PLC系列GE RX7i PLCGE 90-30PLCGE FAUNC PLC系列施耐德modicon M340 施耐德 PLC系列 (1) 继电器输出 为有触点输出方式，适用于低频大功率直流或交流负载。（2）晶体管输出 为无触点输出方式，适用于高频小功率直流负载。 （3）晶闸管输出 为无触点输出方式，适用于高速大功率交流负载。3.3 PLC的特点PLC种类虽然千差万别，但有许多共同的特点). 抗干扰能力强，可靠性高在硬件上，采用了隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施，所用元件是精心挑选的并经筛选老化处理；在软件上，采用数字
12、滤波等抗干扰技术和故障诊断措施；在工作方式上，采用了周期循环扫描方式，对输入或输出几乎同时进行处理，有效地提高了PLC的工作可靠性；在结构上，对耐热、防潮、防尘、抗振等都有精确考虑。). 控制系统结构简单，通用性强接线简单，一般直接连线，不需要用户再进行电路板的设计；控制要求及功能改变时只需修改程序。). 编程方便，易于使用梯形图与继电器原理图相似，形象直观，容易掌握，不需专门计算机知识。). 功能完善、通用性好，可实现三电一体化 多种功能模板，适应各种信号的输入输出。具有逻辑运算、算术运算、定时，计数，顺序控制，PID控制、排序查表函数运算、中断等功能。PLC将电控（逻辑控制）、电仪（过程控
13、制）和电结（运动控制）这三电集于一体。可以方便,灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统 。可靠性高(平均无故障时间3-5万小时）在硬件上，采用了隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施，所用元件是精心挑选的并经筛选老化处理； 在软件上，采用数字滤波等抗干扰技术和故障诊断措施；在工作方式上，采用了周期循环扫描方式，对输入或输出几乎同时进行处理，有效地提高了PLC的工作可靠性； 在结构上，对耐热、防潮、防尘、抗振等都有精确考虑。 简单方便 接线简单，一般直接连线，不需要用户再进行电路板的设计； 语言方面，所有厂家PLC都支持梯形图，编程简单直观； 模块化设计或者扩展模块的使用，简化了系统的形成； 系统
14、设计容易，开发周期短，程序易调试和修改； 利用PLC的网络和通信技术易于实现复杂或分散的控制任务。). 设计、施工调试的周期短设计和施工可同时进行，使用软件编程取代硬接线实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线工作。). 体积小，能耗低，性价比高，维护操作方便体积小，质量轻，便于安装；诊断功能强，便于直观监视系统的I/O状态，通讯状态、电源和故障状态。PLC的缺点 主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的：如专用总线、专家通信网络及协议，I/O模板不通用，甚至连机柜、电源模板亦各不相同。 编程语言虽多数是梯形图，但组态、寻址、语言结构均不一致，因此各公司的 PLC互不兼容。 SIEMEN
15、S等公司已经开发出以个人计算机为基础，在Windows平台下，结合IEC11313国际标准的新一代开放体系结构的PLC。 3.4 PLC的应用领域 PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应 用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、 交通等行业。经验表明， 80 以上的工业控制可以使用PLC来完成。 在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系统都已采用PLC来取代。（1）顺序控制应用最广也最适合PLC的领域，用来取代传统的继电器顺序控制。用在单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如装配生长线、电镀流水线、电梯控制等。（2） 运动控制具有拖动步进电机或伺服电机的单轴
16、或多轴位置控制模块，能把描述目标位置的数据送给模块，并输出移动一轴或数轴到目标位置，且轴移动时，位置控制模块能保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。（3）过程控制具有PID控制功能模块，用于过程控制。（4）数据处理大部分PLC都具有不同程度的数据处理功能，如加、减、乘、除、乘方、开方等（5）通讯联网为适应复杂的控制任务且节省资源，可采用单级网络或多级分布式控制系统。 （6） CIMS应用 CIMS是英语Computer Integrated Manufacturing System的缩写，意思是计算机集成制造系统。它是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。它是在信息技术、自动化技术、制造技术
17、与现代管理技术的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计、制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。集成化反映了自动化的广度，它把系统的范围扩展到了市场预测、产品设计、加工制造、检验、销售及售后服务等的全过程。智能化则体现了自动化的深度，它不仅涉及物资流控制的传统体力劳动自动化，还包括信息流控制的脑力劳动的自动化。 3.5 PLC控制系统的分类控制系统的分类 1. 集中式控制系统 集中式控制系统是用一个PLC控制一台或多个被控设备。主要用于输入、输出点数较少，各被控设备所处的位置比较近，且相互间的动作有一定联系的场合。其特
18、点是控制结构简单。2. 远程式控制系统 远程式控制系统是指控制单元远离控制现场，PLC通过通信电缆与被控设备进行信息传递。该系统一般用于被控设备十分分散，或工作环境比较恶劣的场合。其特点是需要采用远程通信模块，提高了系统的成本和复杂性。3. 分布式控制系统 分布式控制系统即采用几台小型PLC分别独立控制某些被控设备，然后再用通信线将几台PLC连接起来，并用上位机进行管理。该系统多用于有多台被控设备的大型控制系统，其各被控设备之间有数据信息传送的场合。其特点是系统灵活性强、控制范围大，但需要增加用于通信的硬件和软件，系统的复杂性也更大。长沙二水厂DCS系统配置图重庆方盛55MW FCB机组DCS
19、系统北京胜新纪元科技发展有限公司重庆方盛电力有限责任公司 1 X 55MW FCB机组DCS监控系统 DCS硬件系统配置图锅炉配置12个I/O站1012点汽机配置7个I/O站692点电气和公用部分配置3个I/O 站360点I/O总配置2064点ACNR15至SIS系统C-NET（同轴） 5M锅炉过程站汽机过程站电气过程站DCS系统配置图 24口以太网交换机POWERSRMSRMPOWERACNR15ACNR15ACNR15ACNR15ACNR15CPUACNR15ACNR15ACNR15ACNR15IE8ACNR15ACNR15ACNR15ACNR15ACNR15ACNR15ACNR15ACN
20、R15ACNR15ACNR15ACNR15POWERCNBRPOWERSRMCNBRSRMENBTETNBETBNETBNPOWERSRMSRMCNBRCNBRPOWERETBNETNBDPUDPUDPUDPUDPUDPU操作员站1GPS时钟系统21操作员站3操作员站2212121黑白激光打印机打印机服务器黑白针式打印机工程师站21彩色激光打印机服务器115CNBCNBPOWERCNBDE CNBRPOWERUPTNBSRMCNBD ECNBRTUP NBSRM电气输煤CNBCNB2#柜CNBRCNBR3#柜公用1#柜2#柜3#柜CNBR2#柜4#柜5#柜15服务器2AI=264RTD=40T
21、C=96DI=288DO=256TC=16DO=160DI=336RTD=64AI=104AO=68DI=192DO=128AI=32RTD=8AO=12锅炉过程站1012汽机过程站1#柜1#柜692360电气过程站操作员站41#柜C-NET（同轴） 5MC-NET（同轴） 5MC-NET（同轴） 5M21通讯机方盛电厂控制室方盛电厂控制室发展趋势防火墙国内外状况品牌3.6 PLC的国内外状况出世界上第一台PLC以后，日本、德国、法国等国相继研制了各自的PLC。1969年美国研制70年代中期，PLC进入了实用化阶段。70年代末和 80年代初，PLC进入了成熟阶段。美国PLC发展得最快：1984
22、年有48家，生产150多种PLC；1987年有63家，生产243种PLC；1996年有70余家，生产近300种PLC。著名厂家有AB（AllenBradley）艾伦一布拉德利公司，MODICON莫迪康公司，GEFANUC公司，TI（Texas Instrument）德州仪器公司，WESTHOUSE Electric西屋电气公司， IPM（International Parallel Machines）国际并行机器公司等。（2）欧洲PLC 欧洲PLC的厂家有60余家: 西门子（Siemens）于1973年研制出第一台PLC。金钟默勒 （Klockner Moeller Gmbh）， AEG，法国
23、的TE(Telemecanique）(施耐德）瑞士的Selectron公司等。1. 三大流派，各有特色（1）美国PLC 1971年，日本从美国引进PLC技术，由日立公司研制成功日本第一台PLC。 （3）日本PLC 日本生产PLC的厂家有40余家：三菱电机(MITSUBISHI),欧姆龙(OMRON),富士电机（Fuji Electric）,东芝（TOSHIBA）,光洋（KOYO),松下电工（MEW）,和泉（IDEC）,夏普(SHARP）,安川等公司。韩国、台湾及国产PLC产品，所占市场份额小，不属于主流产品。 我国在 70年代末和 80年代初随国外成套设备引进，开始PLC的研制。我国早期独立研
24、制PLC的单位有：北京机械工业自动化研究所，上海工业自动化仪表研究所，大连组合机床研究所，成都机床电器研究所，中科院北京计算机所及自动化所，长春一汽，上海起重电器厂，上海香岛机电公司，上海自力电子设备厂等单位。 以上诸单位都没有形成规模化生产。 辽宁无线电二厂引进德国西门子技术生产PLC；无锡电器和日本光洋合资生产的 PLC;中美合资的厦门 AB公司生产的PLC；上海香岛机电公司引进技术生产的PLC;上海OMRON公司;西安Siemens公司等。国内PLC生产厂家有30余家，但在目前上市的众多产品产品中，还没有形成规模化的生产和名牌的产品。从技术角度看，国内外的小型PLC差距正在缩小，微型PL
25、C已经比较成熟。2. 国内市场现状从2004年度PLC市场研究报告表明：1）PLC为目前国内市场上的主流控制器，2004年PLC总需求高达31亿，但国产PLC不到整个市场份额的1%。2）在市场份总量中，小型PLC（256点以下）的市场份额巨大，占据市场总额的64%。3）中国以其制造业发展的迅猛及范围的的广泛为人所瞩目，使PLC在某些自动化领域增长超过20%，中国的PLC市场在未来的5年内，以14.1%的综合年增长率增长。3.7 PLC的未来及发展趋势1. PLC的未来n 自动化市场的未来，PLC仍然处于一种核心的地位。在最近出现在美国、欧洲和国内有关探讨PLC发展的文献中，这个结论是众口一词的
26、。n 在全球经济不景气的情况下，PLC的市场销售依然坚挺，虽然PC控制有了很大的进展，但只对PLC高端产品形成竞争，小型、超小型PLC的发展势头令人刮目相看。n PLC和PC控制可能在今后互相融合，美国已经提出可编程自动化控制器（Programmable Automation Controller，PAC）的概念，3.8 PLC著名品牌 1993年中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家：美国 AB公司 （AllenBradley）德国西门子公司（Siemens）美国GEFanuc公司美国的莫迪康（Modicon）和法国的TE电器公司日本欧姆公司（OMRON）日本三菱电机株式会社（MITSUBIS
27、HI）日本富士电机株式会社（Fuji Electric）日本东芝公司（TOSHIBA）日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子(CKE）日本松下电工株式会社（MEW）：Matsushita Electric Works Ltd） 根据美国 Automation Research Co.（ARC）的商情调查，在1994年PLC市场上，最大的5家PLC制造商是: SIEMENS， AllenBradly，（Rockwell) AEG Schneider， 三菱电机, OMRON(立石电机） （1996年中国PLC市场）工作方式选择系统组成1. CPU2. 存储器3. I/O单元4. 电源5. 通
28、信接口6. 扩展接口7. 编程设备8. 其他部件1）中央处理单元通过输入装置读入外设的状态，由用户程序去处理，并根据处理结果通过输出装置去控制外设。一般的中型可编程控制器多为双微处理器系统，一个是字处理器，它是主处理器，由它处理字节操作指令，控制系统总线，内部计数器，内部定时器，监视扫描时间，统一管理编程接口，同时协调位处理器及输入输出。另一个为位处理器，也称布尔处理器，它是从处理器，它的主要作用是处理位操作指令和在机器操作系统的管理下实现编程语言向机器语言转换。处理速度是指执行条基本指令所花费的时间。2）存储器存储器主要存放系统程序，用户程序及工作数据。所用的存储器基本上由，及AM等组成。系
29、统存储器：系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块与系统调用。 用户存储器：用户程序存储区、功能存储区（数据）存储器3）输入输出部件（I0单元）通过接口可以检测被控对象或被控生产过程的各种参数，以这些现场数据作为对被控对象进行控制的信息依据。同时又通过接口将处理结果送给被控设备或工业生产过程，以实现控制。输入输出信号类型可以是开关量、模拟量、数字量。I0单元包含与被控设备相连的接口电路与I/O映像寄存器；输入接口的输入类型可以是直流、交流和交直流；输出接口电路的类型有：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型，输出电流值一般为0.5-2A ,其额定值与负载性质有关。为使PLC免受瞬间大电流
30、而损坏，保护措施为： （a）输入与输出公共端接熔断器；（b）采用保护电路：对交流感性负载，一般用阻容吸收电路；对直流感性负载，用续流二极管4) 编程装置和编程软件是以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。5) 电源6）其它扩展接口、通信接口、存储器卡等其它部件S7-300 PLCS7-300 PLCS7-300与ET200构成的分布式系统S7-400 PLCPLC外形图PLC交流输入接口PLC直流输入接口PLC继电器输出接口PLC晶体管输出接口PLC晶闸管输出接口标准编程器通用编程器2. 工作方式 PLC采用循环扫描的工作方式，这个过程可分为内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理
31、几个阶段，整个过程扫描一次所需要的时间称为扫描周期。内部处理：CPU检测主机硬件，同时检查所有IO模块的状态，在RUN下，还检查用户程序存储器，如异常，则停机并显示出错。通信服务：自动检测并处理通信端口接收到的任何信息，检查是否有编程器、计算机等通信请求，若有则进行相应处理。输入扫描：对各数字量输入点的当前状态进行输入扫描，并将扫描结果分别写入对应的映像寄存器中。执行用户程序：用户程序按顺序存放，CPU从第一条指令开始顺序取指令并执行，直到最后一条指令结束。指令执行时从映象存储器中读取各输入点的状态经算术或逻辑运算，然后结果送到输出映象寄存器中。输出处理：CPU从输出映象寄存器中的数据几乎同时
32、集中对输出点进行刷新，通过输出接口转化成被控设备所接受的电压或电流信号，以驱动被控设备。PLC方式开关处于RUN时，执行所有阶段，处于STOP时，只执行前2个阶段，此时PLC可联机或离线编程。PLC的运行方式 PLC的工作方式 PLC的工作按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。 工作过程 上电处理 扫描过程 出错处理PLC的运行方式 形象理解典型例子PLC的运行方式 形象理解典型例子PLC扫描过程的中心内容输入采样阶段一般情况下，PLC对输入信号的要求程序执行阶段输出刷新阶段扫描周期的长短与CPU的运算速度、I/O点数、用户程序的长短及编程情况有关，通常用PLC执行1KB指令所
33、需的时间来说明其扫描速度。数量级为零点几微秒到上百微秒。对响应速度要求快的系统，在硬件选定之后，应尽量缩短和优化程序代码。输入输出处理原则输入输出处理原则n 输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入点在上一刷新器件的接通和断开状态。n 程序执行结果取决于用户所编程序和输入输出映像寄存器的内容及其它各元件映像寄存器内容。n 输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果。n 输出锁存器的数据，由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。 输出端子的接通和断开状态，由输出锁存器决定。 3. 编程语言PLC的编程语言概述IEC61131-3五种编程语言 梯形图（Ladder Diagram，L
34、D）、 功能块图（Function Block Diagram，FBD） 顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC） 结构化文本（Structured Text，ST） 指令表或语句表（Instruction List，IL或STL）（1）. 梯形图：最常用、最直观的编程语言。 名字的由来 定义及内容 能流的概念梯形图（所有厂商都支持LAD) 它是一种图形化的面向控制过程的“自然语言”，它沿用了继电器的触点、线圈、串并联等述语和图形符号，同时增加了一些继电器控制系统中没有的特殊符号，以便扩充PLC的控制功能。 梯形图它继承了继电接触控制系统中的框架结构和逻辑关系，
35、是最接近于继电接触系统中的电气控制原理图，它形象直观，易学，实用，为广大电气技术人员所熟悉，是应用最多一种编程语言。 有的PLC有两根母线，大部分PLC只保留左边的母线，在LAD中，触点代表逻辑“输入”条件如开关、按纽、内部条件等；线圈通常代表逻辑“输出”结果，如灯，电机接触器、中间继电器等，对S7-200 PLC来说，还有一种输出“盒”代表附加的指令，如定时器、计数器和功能指令等。SB1SB2KMKM继电器启停控制线路I0.0I0.1Q0.0Q0.0PLC梯形图X1X2Y30Y30常开触点常闭触点线圈 例：三相异步电动机单向运行电气控制系统 输入设备输入设备 输出设备输出设备 三相异步电动机
36、单向运行PLC控制系统n PLC编程的基本原则编程的基本原则 每个梯形图网络由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多个支路组成。 梯形图每一行都是从左母线开始，而且输出线圈接在最右边，输入触点不能放在输出线圈的右边。 输出线圈不能直接与左母线连接。 多个的输出线圈可以并联输出。 在一个程序中各输出处同一编号的输出线圈若使用两次称为“双线圈输出”。双线圈输出容易引起误动作，禁止使用。 梯形图中，外部输入输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的触点可多次重复使用。 梯形图中串联或并联的触点的个数没有限制，可无限次的使用。 在用梯形图编程时，只有在一个梯级编制完整后才能继续后
37、面的程序编制。 梯形图程序运行时其执行顺序是按从左到右，从上到下的原则。n 编程技巧及原则编程技巧及原则“上重下轻，左重右轻，避免混联上重下轻，左重右轻，避免混联” 梯形图应把串联触点较多的电路放在梯形图上方 梯形图应把并联触点较多的电路放在梯形图最左边 为了输入程序方便操作，可以把一些梯形图的形式作适当变换S7200LD I0.0O Q0.0AN I0.1 Q0.0三菱F1LD X1O R Y30AN I X2OUT Y30的语句：操作码操作数的语句：操作码操作数操作码用来指定要执行的功能，告诉该进行什么操作；操作数内包含为执行该操作所必需的信息，告诉用什么地方的数据来执行此操作。操作数的分
38、配原则： 为了让区别不同的编程元素，每个独立的元素应指定一个互不重复的地址 所指定的地址必须在该型机器允许的范围之内。（3）功能块图（FBD）功能块图的图形结构与数字电路的结构极为相似，如图模块有输入和输出端，输入和输出端的关系使用与、或、非、异或等，逻辑模块之间的连接方式与电路的连接方式也基本相同。适用于于熟悉布尔代数逻辑图的用户。（4） 顺序功能流程图（SFC）（最常用、最方便的编程语言）是一种描述顺序控制系统的图解表示方法，能完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性，是分析设计电气控制系统程序的重要工具。适用于有技术背景，无PLC编程经验的用户。小型PLC：一般先将控制要求设计成顺序功能
39、流程图，然后再转化成梯形图。大型PLC：有些的大PLC可直接用顺序流程图编程。I0.0I0.1Q0.0Q0.00123M1启动M2启动M1、M2停止启动按纽定时延时到停止按纽SFC示例：两台电机M1、M2，按下启动按纽，M1 启动，经延时后，M2接着自动启动，按下停止按纽，M1、M2停止运行。转移条件输出结果初始状态路径（5）结构化文本结构化文本是一种类似于PASCAL的高级文本编辑语言，可以简化数学计算、数据管理和组织工作。适适合熟悉计算机的高级语合熟悉计算机的高级语言的编程人员使用，当言的编程人员使用，当遇到复杂运算和处理大遇到复杂运算和处理大量数据时，使用它可大量数据时，使用它可大大地节
40、省编程时间，而大地节省编程时间，而且使程序结构清晰易读，且使程序结构清晰易读，降低出错等降低出错等（ Structured Text，ST ）4. PLC与继电器控制系统的区别 PLC的梯形图与继电器控制线路图十分相似，主要原因是PLC的梯形图大致上沿用了继电器控制的电路元件符号，仅个别之处有些不同，信号的输入输出形式及控制功能基本上是相同的，但PLC控制与继电器控制又有不同之处，其主要差别如下：5. PLC的选择 IO设备的位置确定 选择IO接口模块的型号 A/D、D/A等特殊接口部件的选择 系统有IO规格要求时，初步确定PLC的大体规模 输入输出设备的数量 PLC的内存容量、PLC的指令系统 其它外围设备，如通信联网、编程器等 =END=
