1、可编程序控制器 （PLC）可编程序控制器 1 1.概述概述 2.2.编程语言简介编程语言简介 3.3.PLC指令及编程方法指令及编程方法 4.4.应用举例应用举例 5.5.实验实验 1).PLC是什么含义?PLC-Programmable logic controller 可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称被称为为可编程控制器可编程控制器（Programmable controller，略写略写PC)。为区别于。为区别于Pers
2、onal Computer(PC)，故沿用，故沿用PLC 这个略写。这个略写。1.1.概述概述CPU POWERPCFP1-C16小型机：小型机：中、大型机：中、大型机：2)PLC的外形编程编程单元单元电源电源3)PLC结构示意图中中央央处处理理单单元元存存储储器器数数据据存存储储器器输输出出接接口口地址总线地址总线 控制总线控制总线数据总线数据总线照明电磁装置执行机构。输输入入接接口口模拟量输入行程开关继电器接点各种开关 4）各组成部分的作用 存储器：存储器：RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试
3、好的程序。存放监控程序和用户已调试好的程序。CPU：(1)将各种输入信号取入存储器。将各种输入信号取入存储器。(2)编译、执行指令。编译、执行指令。(3)把结果送到输出端。把结果送到输出端。(4)响应各种外部设备的请求。响应各种外部设备的请求。输入接口输入接口：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机转换成数字信号送入主机 采用光电隔离实现了实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔的内部电路与外部电路的电气隔离离减小了电磁干扰减小了电磁干扰减小了电磁干扰减小了电磁干扰PLC光电耦合输入电路示意图接线端子锁存电路CPUCOM公共端子 输出
4、接口：输出接口：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离 输出三种形式：继电器继电器 -低速大功率低速大功率可控硅可控硅 -高速大功率高速大功率晶体管晶体管 -高速小功率高速小功率（1）.继电器输出示意图继电器输出示意图输出数据锁存器输出控制电路负载内部电路KMKMCOM公共端子OUT输出端子（2）.晶体管输出示意图晶体管输出示意图输出数据锁存器输出控制电路负载5-12VCOMOUTOUT输出端子COM公共端子（3）.晶闸管输出晶闸管输出输出数据锁存器输出控制电路负载85-250VOUTCOMOUT输出端子COM
5、公共端子5）PLC的工作方式.微机：微机：等待命令。等待命令。PLC：循环扫描。循环扫描。CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又从第一条指令开始执行，遇到结束符又 返回第一条，不断循环。返回第一条，不断循环。一个扫描周期一个扫描周期 O刷新刷新 I刷新刷新执行指令执行指令这种工作方式这种工作方式有什么好处？有什么好处？答：对慢速响应系统，答：对慢速响应系统，增强了抗干扰能力。增强了抗干扰能力。2.编程语言简介PLC是如何描述逻辑关系?这种工作方式的好处是：抗干扰能力增强。这种工作方式的好处是：抗干扰能力增强。但使得但使得plc做成的控制系统响应速度变慢。做成的控制系统响应速度变慢。逻辑关系逻
6、辑关系 梯形图梯形图 助记符助记符Y0X0 X1STX0ANX1OTY0STX0ORX1OTY0ST/X0OTY0与与或或非非ANDORNOT当当 X0 与与 X1 都都“ON”时，时，则输出则输出 Y0“ON”。当当 X0 或或 X1 “ON”时，时，则输出则输出 Y0“ON”。当当 X0 “OFF”时，时，则输出则输出 Y0“ON”。Y0X0X1Y0X0母线母线ST：（Start）从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时，从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时，输入的第一条指令。输入的第一条指令。ST：以常开接点开始：以常开接点开始 ST/：以常闭接点开始：以常闭接点开始OT：（
7、Output）表示输出一个变量。表示输出一个变量。ED：（End）表示程序无条件结束。表示程序无条件结束。CNED：（Condition end）程序有条件结束。程序有条件结束。NOP：（No-operation)空操作指令。空操作指令。基本指令基本指令逻辑关系逻辑关系 梯形图梯形图 助记符助记符STX0ORX1STX2ORX3ANSOTY0STX0ANX1STX2AN/X3ORSOTY0当当“X0 或或 X1”与与“X2 或或X3”都都“ON”时，时，则输出则输出 Y0“ON”。区块与区块与AND STACK区块或区块或OR STACK当当“X0 与与 X1”或或“X2 与与X3非非”“ON
8、”时，则输时，则输出出 Y0“ON”。Y0X0X1X2X3Y0X0X2X1X3例1：直接启动停车控制直接启动停车控制控制电路图控制电路图SB1SB2KMKMI/O分配：分配：X0：启动：启动 X1：停车：停车 Y0：KM常闭接点常闭接点常闭按钮常闭按钮Why?X1X0COMY0COMKMSB2SB1PLC外部接线图外部接线图程序：程序：(ED)Y0X1Y0X0例1：直接启动停车控制直接启动停车控制控制电路图控制电路图SB1SB2KMKMI/O分配：分配：X0：启动：启动 X1：停车：停车 Y0：KM常开接点常开接点常闭按钮常闭按钮Why?X1X0COMY0COMKMSB2SB1PLC外部接线图
9、外部接线图(ED)Y0X1Y0X0程序：程序：KMRM3A B CKMFFUQSKHKMFSB1KMFSBFKHKMRKMRSBRKMRKMFY0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1I/O分配：分配：STX0 SSF X1 SSR X2 KMF Y0 KMR Y1例2：三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制Y0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1Y0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1STX1ORY0AN/X0AN/Y1OTY1STX2ORY1AN/X0AN/Y0OTY0ED编程中应注意的几个问题编程中应注意的几个问题(ED)X0Y0X1Y0(ED)X1Y0X0Y01.用电路变换
10、简化程序用电路变换简化程序(减少指令的条数）减少指令的条数）2.逻辑关系应尽量清楚逻辑关系应尽量清楚(避免左轻右重避免左轻右重)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X5 X6X2X2编程中应注意的几个问题编程中应注意的几个问题3.避免出现无法编程的梯形图避免出现无法编程的梯形图X5(ED)X1X3X2Y1X4Y2X1(ED)X3X2Y1X5X3X1X4Y2X5编程中应注意的几个问题编程中应注意的几个问题PSHS,RDS,POPS （栈指令）Y0X0Y1R30X2X1X2ST X0PSHSAN X2OT Y0RDSAN X1OT Y1POPSA
11、N/X2OT R30功能解释功能解释PSHS (Push Stack)：将结果存入堆栈将结果存入堆栈RDS (Read Stack)：从堆栈读数从堆栈读数POPS (Pop Stack)：从堆栈读数并清空堆栈从堆栈读数并清空堆栈DF,DF/：微分指令微分指令(DF)R30(DF/)R31X0X1ST X0DFOT R30ST X1DF/OT R31X0接通瞬间（上升沿），接通瞬间（上升沿），R30接点接通一个扫描周期。接点接通一个扫描周期。X1断开瞬间（下降沿），断开瞬间（下降沿），R31接点接通一个扫描周期。接点接通一个扫描周期。功能解释指令使用当只需要信号的上升或下降沿时使用。例：启动或停
12、当只需要信号的上升或下降沿时使用。例：启动或停车按钮信号。车按钮信号。TM:（定时指令）（定时指令）XTn输入接点输入接点定时器号码定时器号码（FP1:099）时间常数时间常数:132767类型类型R：时钟为：时钟为0.01秒秒X：时钟为：时钟为0.1秒秒Y：时钟为：时钟为1秒秒（1）时间常数与类型一起确定了定时的时间。）时间常数与类型一起确定了定时的时间。（2）定时器为减计数。当输入接点接通时，每来一个时）定时器为减计数。当输入接点接通时，每来一个时 钟脉冲减钟脉冲减1，直到减为，直到减为0。这时，定时器的常开接点。这时，定时器的常开接点 闭合，常闭接点断开。当输入接点断开时，定时器闭合，常
13、闭接点断开。当输入接点断开时，定时器 复位。复位。说明：说明：动作说明：动作说明：当当Y0闭合后，定时器闭合后，定时器TM5开始计时。经过开始计时。经过300.1=3s后，后，Y1闭合，闭合，Y2断开。断开。Y0TX K 305Y1T5Y2T5ST Y0TMX 5K 30ST T5OT Y1ST/T5OT Y2例：定时器应用举例定时器应用举例与定时器有关的两个寄存器：与定时器有关的两个寄存器：EVn 和和SVn (n (n为寄存器编号为寄存器编号,该编号与定时器编号对应该编号与定时器编号对应)EVn：存储定时器：存储定时器TMn的过程值。的过程值。SVn：存储定时器：存储定时器TMn的设置值。
14、的设置值。CTn计数器初始值：计数器初始值：132767计数器编号计数器编号(FP1机：机：100143)计数脉冲计数脉冲复位信号复位信号（1）复位信号接通时，计数器复位，装入初始值。）复位信号接通时，计数器复位，装入初始值。（2）复位信号断开时，每来一个计数脉冲减）复位信号断开时，每来一个计数脉冲减1，直，直 到减为到减为0，计数器的常开接点接通，常闭接点，计数器的常开接点接通，常闭接点 断开。断开。CT:（计数器）（计数器）说明：说明：与计数器有关的两个寄存器：与计数器有关的两个寄存器：EVn 和和SVn (n (n为寄存器编号为寄存器编号,该编号与计数器编号对应该编号与计数器编号对应)E
15、Vn：存储计数器：存储计数器 CTn 的过程值。的过程值。SVn：存储计数器：存储计数器 CTn 的设置值。的设置值。CT1003 】ED Y0C100X0X11.输入输入/输出点数输出点数(I/O点数点数)。2.扫描速度。扫描速度。单位：单位：ms/1000步步 或或 s/步步3.内存容量。内存容量。4.指令条数。指令条数。5.内部寄存器数目。内部寄存器数目。6.高功能模块。高功能模块。10.1.4 10.1.4 主要主要技术性能技术性能1.抗干扰、可靠性高。抗干扰、可靠性高。2.模块化组合式结构，使用灵活方便。模块化组合式结构，使用灵活方便。3.编程简单，便于普及。编程简单，便于普及。4.
16、可进行在线修改。可进行在线修改。5.网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。6.与传统的控制方式比较，线路简单。与传统的控制方式比较，线路简单。10.1.5 10.1.5 优点优点指令表（助记符）语言指令表（助记符）语言梯形图语言梯形图语言流程图语言流程图语言布尔代数语言布尔代数语言常用常用助记符语言：助记符语言：类似于微机中的汇编语言。类似于微机中的汇编语言。梯形图语言：梯形图语言：沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。10.2.2 编程语言编程语言一一.PLC 的编程语言有的编程语言有：二二.梯形图的规则：梯形图
17、的规则：（1）梯形图的左边为起始母线，右边为结束母线。）梯形图的左边为起始母线，右边为结束母线。梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。（2）梯形图中的接点（对应触头）有两种：）梯形图中的接点（对应触头）有两种：常开（常开（）和和 常闭（常闭（）（3）输出用）输出用 表示，表示，如如 -R0、-Y0。一个。一个 输出变量只能输出一次。输出前面必须有接点。输出变量只能输出一次。输出前面必须有接点。（4）梯形图中，接点可串可并，但输出只能并不能串。）梯形图中，接点可串可并，但输出只能并不能串。（5）程序结束时有结束符）程序结束时有结束符-（ED）。）。10.3
18、10.3 PLC指令及编程方法指令及编程方法各个厂家生产的各个厂家生产的 PLC 产品的指令系统大同小异。编产品的指令系统大同小异。编程方法也类似。程方法也类似。以下介绍以松下电工的以下介绍以松下电工的PLC产品为例。产品为例。10.3.1、指令的分类、指令的分类 键盘指令、非键盘指令、高级指令键盘指令、非键盘指令、高级指令一一.按编程器输入指令的方式分类按编程器输入指令的方式分类PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVA
19、CLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR键盘指令：键盘指令：可从键盘上可从键盘上直接键入的指令直接键入的指令扩展功能指令：扩展功能指令：用用F键加功键加功能号方可键入的指令。能号方可键入的指令。非键盘指令：非键盘指令：用指令代码方可用指令代码方可输入的指令。输入的指令。SCSC指令指令代码代码 基本指令基本指令 数据传送指令数据传送指令 算术运算指令算术运算指令 位移指令位移指令 位操作指令位操作指令 数据变换指令数据变换指令 转移控制指令转移控制指令 特殊控制指令特殊控制指令二二.按指令的功能分类按指令的功能分类按指令的功能可分为：按指令的功能可分为：
20、一一.数据传送指令：数据传送指令：F0(MV)、F1(MV/)F0 MV S D功能说明：功能说明：S为常数或寄存器，为常数或寄存器，D 为寄为寄存器。当条件满足时，存器。当条件满足时，S或或S的内容传的内容传送到送到D。F0(MV)：把把 S 或或 S 的内容传送到的内容传送到D。F1(MV/)：把把 S 或或 S 的内容求反后传送到的内容求反后传送到D。10.3.3、其他常用指令简介其他常用指令简介其他传送指令常用的有：其他传送指令常用的有：F10(BKMV)，F11(COPY)等等。等等。例：例：某控制控制系统，若出现严重故某控制控制系统，若出现严重故障信号，则所有的动作全停，故障指障信
21、号，则所有的动作全停，故障指示显示示显示。F0 MV K1 WY0X0I/O分配：分配：X0：故障信号：故障信号 Y0：故障指示：故障指示 其他输出端：其他输出端：Y1YF二二.算术指令：算术指令：F60(CMP)F60 CMP EV0 K100R10Y0R10 R900AY1R10 R900BY2R10 R900C其它的算术运算指令，如算术运算、其它的算术运算指令，如算术运算、BCD码运算、比较码运算、比较指令等等。指令等等。功能说明：当功能说明：当R10接通时，接通时，比较比较EV0和和100，若若EV0100，则，则Y0接通；若接通；若EV0=100，则，则Y1接通；接通；若若EV010
22、0，则，则Y2接通。接通。例：例：设计一个顺序控制电路设计一个顺序控制电路:启动时，电机启动时，电机D1先启动，先启动，3s后电机后电机D2启动，再过启动，再过5s后电机后电机D3启动。启动。I/O分配：分配：X0：启动按钮：启动按钮X1：停车按钮：停车按钮Y0：电机：电机D1Y1：电机：电机D2Y2：电机：电机D3Y1(DF)TX K 300TX K 501(ED)Y0X0Y0T0X1Y0Y2T1Y1方案一方案一(DF)TX K 300TX K 501(ED)Y0X0Y0T0X1Y0Y2T1Y1Y1方案一方案一方案二方案二(DF)TX K 800(ED)Y0X0Y0R900CX1Y0Y2T0
23、F60 CMP EV0 K50R9010Y1三三.移位指令：移位指令：(1)左移指令左移指令 SR INCPCLRSR WRn（1）SR指令只能对指令只能对WR型寄存器进行移位。型寄存器进行移位。（2）IN：串行输入端（补位），接点通，补：串行输入端（补位），接点通，补1，接点断，补接点断，补0。（3）CP：移位脉冲：移位脉冲（4）CLR：复位清零。：复位清零。INOUT说明：说明：210534SW2SW3SW1MV次品次品正品正品SW1:SW1:检测有无次品检测有无次品SW2:SW2:检测凸轮的突起检测凸轮的突起SW3:SW3:检测有无次品落下检测有无次品落下SW1,SW2,SW3SW1,S
24、W2,SW3为光电传感器为光电传感器:凸轮每转一圈发出一个脉冲，且每个凸轮每转一圈发出一个脉冲，且每个脉冲过一个物品。当次品移到脉冲过一个物品。当次品移到4号位时，号位时，电磁阀电磁阀MV打开，次品落入次品箱内。打开，次品落入次品箱内。无次品则自动掉入正品箱内。有一复无次品则自动掉入正品箱内。有一复位按钮位按钮SB实现手动复位。实现手动复位。I/O分配：分配：X0:SW1X1:SW2X2:SW3X3:SBY0:MV例：例：I/O分配：分配：X0:SW1 检测有无次品检测有无次品X1:SW2 检测凸轮的突起检测凸轮的突起X2:SW3 检测有无次品落下检测有无次品落下X3:SB 复位复位Y0:MV
25、X1X0R4X3X2(ED)SR WR 0KP Y0 RF RE RD RC RB RA R 9 R 8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0IN无次品时该位无次品时该位总为总为0例一：冲压机控制程序例一：冲压机控制程序工作指示灯工作指示灯带式输送机带式输送机输送机传动电机输送机传动电机工件工件冲压机冲压机气筒气筒冲压工冲压工作结束作结束加工品检测加工品检测搬运结束搬运结束(x1)(X1)(X3)(X2)启动开关启动开关(X1)(Y0)(Y1)10.4 10.4 应用举例应用举例10.5.1 PLC的三种工作方式：的三种工作方式：program,remote,run编程时，把开关拨到
26、编程时，把开关拨到 PROG.处。处。运行时，把开关拨到运行时，把开关拨到 RUN 处。处。与与PC机通讯时，开关拨至机通讯时，开关拨至 REMOTE 处。处。若开关在若开关在 RUN 处就试图修改程序，则蜂鸣器响。处就试图修改程序，则蜂鸣器响。这时，按这时，按 ACLR 键键 或或 CLR 键，然后把开关拨键，然后把开关拨到正确位置。到正确位置。10.5 10.5 实验实验10.5.2 指令输入：指令输入：2.I/O功能键有多种功能，如：功能键有多种功能，如：，输入，输入 的是什么由编程器自动判断。的是什么由编程器自动判断。STX.WX3.操作键有多种功能，如操作键有多种功能，如 ，用，用
27、键切换。键切换。(HELP)CLRSC1.每输入一条指令按一下每输入一条指令按一下 键存入。键存入。WRTPCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR键盘指令：键盘指令：可从键盘上直接键入可从键盘上直接键入非键盘指令：非键盘指令：用指令代码输入用指令代码输入SCSC指令指令代码代码若不知道指令代码则用若不知道指令代码则用 调出非键盘指令表，用调出
28、非键盘指令表，用或或找出代码。找出代码。(HELP)CLRSCI/OI/O指令指令操作键操作键扩展功能指令：扩展功能指令：用用F键加功能号键入键加功能号键入若指令后有操作数，则在最后若指令后有操作数，则在最后一个操作数之前，每输入一个一个操作数之前，每输入一个按一下按一下ENT键，最后一个操键，最后一个操作数输入后按作数输入后按WRT键。键。编程步骤：编程步骤：（1）清除老程序：）清除老程序：（2）开始编程：）开始编程：（3）输入程序：）输入程序：（例）（例）（4）输入结束行：）输入结束行：(DELT)INSTSCENDREAD 0显示：显示：0 NOPENDWRTSC01SCST X 1WRT1STXWXSTXWXOR Y 0WRT0ANYWYORRWRACLR(-)OP0STXWXTMTSVBINK/H5ENTWRT03TM X5K 30可编程序控制器 （PLC）结束
