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可编程控制器(PLC)原理及应用方案二、PLC的品牌产品三菱：FX1S、FX1N、FX2N、Q、A系列日立：E、EC、EM、EMII、H、EH-150、MICRO-EH系列东芝：EX20EX40系列富士：NB、NJ、NS、SPB系列松下：FP0、FP

1、FP2、FP2SH、FP3、FPM、FPC、FP5、FP10、FP10S、FP10SH系列欧姆龙：CPM1A、CPM2A、C200H、CQM1、CQM1A、CJ系列SIEMENS：SIMATICS7-2

00S7-300S7-400系列施耐德：Twido系列通用：GE-I系列德洲仪器：TI100系列LG：K10、K30、K60、K80、K100、K120、K120S（E）、K200、K300、K1000系列二

、PLC的品牌产品三、主要功能1.逻辑控制可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有“与”、“或“、“非”等逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、并联、串并联、并串联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑和顺序逻辑控制

。2.定时控制可编程序控制器具有定时控制功能。它为用户提供若干个定时器并设置了定时指令。定时时间可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，定时时间的最小单位也可在一定的范围内进行选择，因此，使用灵活，操作方便。3.计数

控制可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数器并设置了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两种不同的记数方式。4.A/D、D/A转换大多数可编程序控制器还具有摸/数（A/D）和数/摸（D/A）转换功

能，能完成对模拟量的检测与控制。三、主要功能5.定位控制有些可编程序控制器具有步进电动机和伺服电动机控制功能，能组成开环系统或闭环系统，实现位置控制。6.通信与联网有些可编程序控制器具有联网和通信功能，可以

进行远程I/O控制，多台可编程序控制器之间还可以进行同位链接，还可以与计算机进行上位链接。由一台计算机和多台可编程序控制器可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以完成较大规模的复杂控制。三、主要功能7.数据处理功能

大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行传送、比较运算；BCD码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的按位“与”、“或”、“异或”、求反、逻辑移位、算术移位、数据检索、比较、数制转换等操作。随

着科学技术的不断发展，可编程序控制器的功能还在不断拓宽和增强。三、主要功能BCD码:用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9这10个数码，简称BCD码，即BCD代码。Binary-CodedDecimal‎，简称BCD，称BCD码或二-十进制代码，亦称二进码十进数。是一种二进制的数字编码形式，

用二进制编码的十进制代码。四、主要特点1.可靠性高、抗干扰能力强、适用于恶劣工作环境2.编程简单易学3.应用灵活方便4.通用性强5.具有完善的监视和诊断功能6.体积小、重量轻、功耗小、安装维护方便、性价比高1）各种机械行业，可实现设备、自

动线的自动化控制；2）顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术；3）数字量、模拟量的数据采集；五、应用范围一、PLC的基本结构三菱PC基本单元外形CPU存储器通用串口扩展接口电源外部设备（编程器等）扩展单元、特殊功能单元等输入状态寄存器输出状态

寄存器输入接口输出接口现场输入信号现场输出信号PLC基本结构框图§2可编程控制器的硬件结构与工作原理2.存储器系统程序存储区：存放系统软件，固化在ROM或EPROM等只读存储器中。用户程序存储区：存放用户程序变量（数据）存储区：存放

内部变量或数据通常采用低功耗的CMOS-RAM存储器加备用电池，可读写1.中央处理单元CPU计算和控制中心。它的性能（位数和主频）决定了PLC的运算速度和信息处理量的大小。3.输入/输出接口：是CPU连接工业现场设备的桥梁。CPU：标准电平弱电数字量外部设备：开关量、模拟量不同电压等

级的交流、直流量高速、低速信号远程、本地信号输入/输出接口PC厂家为用户提供各种类型的I/O接口电路。直流开关量输入接口电路光耦的作用:电气隔离，抗干扰电平转换1)开关量输入接口：将工业现场的开关量信号转变成CPU能接受的

标准逻辑电平。(图)直流开关量输入接口交流开关量输入接口内部直流电源发光二极管光电耦合器输出方式2)开关量输出接口：通过该接口实现对外部设备的驱动控制继电器输出晶体管输出晶闸管输出继电器输出：输出接口由继电器构成。晶体管输出：输出接口由晶体管构成。晶闸管输出：输出接口由晶闸管构成。

适于大功率、低速、交、直流负载适合于小功率、高速、直流负载适合于大功率、高速、交流负载请问PLC输出24V是否直接驱动接触器，接触器是不是直流接触器？补充：PLC控制的接触器控制220V的电路。要不要中间还要有什么转换

电路。PLC有多种输出控制，常见的是晶闸管，小型继电器，理论上是可以直接控制接触器的，但是万一你的接触器质量不好，是要烧坏PLC的，所以中间还是加套中间继电器控制，加保险丝(图)继电器输出型接口电路负载电源由外部提供继电器输出接口电路PLC通过

PhotoMOS继电器驱动电磁阀、接触器效果好使用PhotoMOS继电器驱动电磁阀、电磁开关、直流电机、接触器等高速1KHz无机械磨损无噪音无辐射污染5VTTL电平信号驱动直流5-48V3-20A电流24VPLC电平信号驱动直流5-48V3

-20A电流信号源可以是PLC,TTL,DCS,DSP,MCU6.编程器：是PLC的主要外设。用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视。便携式：本身不带CPU，只能联机编程。体积小、重量轻、便于生产现场调试。CRT智能式：带有显示屏的图形编程器，有CPU，可联机编程也可

脱机编程，可用多种语言编程。4.扩展接口：是用于扩展I/O单元或特殊功能单元。通用微机作为编程器：个人电脑，配上厂家提供的编程软件和通讯线。有效利用资源。5.电源：是PLC的供电电源一般为市电（也有24V供电的）。PLC内部设

计有电路进行稳压和变换。以适应内部电路的需要。二、PLC的基本工作原理PLC的工作方式：循环扫描工作方式扫描周期：从开始到输出结果完成所需的时间。一般为几毫秒~几十毫秒。(图)开始自诊断与编程器通信读入现场信号执行用户

程序输出结果STOPRUN用户程序输入映象寄存器输出映象寄存器执行用户程序输出读入PLC的分类按I/O点数分小型PLC：入出总点数256中型PLC：入出总点数256~2048大型PLC：入出总点数>2048按结构类型分整体式模块式（积木式）按功能分低档机中档机高

档机三、PLC分类、主要技术指标PLC的主要技术指标入/出点数扫描速度内存容量指令条数内部元件功能模块编程语言§3可编程控制器的软件和用户环境一、PLC的软件结构软件结构监控程序用户程序1.监控程序监控程序是可编程控制器产品必须包括的部分，由生产厂家提供。其功能如下：1）系统管

理运行管理：何时输入、何时输出、何时运算、何时自检、何时通讯等进行时间上的分配管理。程序空间的管理：生成用户环境。系统自检程序：系统出错检验、用户程序语法检验、句法检验等。2）用户指令解释程序编辑程序和

解释程序。3）标准程序和系统调用2.用户程序用户在PLC提供的编程环境下编制的完成控制功能的程序。1.用户数据结构1）位数据这是一类逻辑量，其值只有“0”或“1”。2）字数据其数制、字长有很多形式。单字或双字、十进制（K）或十六进制(H)等。3）位和字的混合。二、用户环境2、P

LC的内部等效电路输入设备输出设备COM1STKMX400X407Y430COMY437Y430T450M100X400Y430电源输出继电器逻辑控制输入继电器X401Y430SB1)输入部分：等效输入继电器。2)逻辑控制部分：由用户程序实现的逻辑关系。构成逻辑电

路的元件是等效编程元件。3)输出部分：等效输出继电器。X400COMX401X407Y430COMY437SBKM三菱F系列PLC的基本情况日本三菱的早期产品，小型机，整体式结构，包括：基本单元，扩展单元、特殊单元三种。3.PLC的元件用户可以使用的输入输出接口、内部存储单元——统称元

件。编程元件1.输入继电器（X0~X7，X10~X17，X20~X27，…）注意：元件编号采用八进制输入继电器线圈由外部信号驱动，触点可无限次使用。2.输出继电器（Y0~Y7，Y10~Y17，Y20~Y27，…）主要用于将内部逻辑结果传递到外部负载，每一输出继电器仅有一常开触点连到输出端子供外

部负载用，同时也有软触点可无限次使用。3.辅助继电器(M)编号从M0开始十进制编码通用型和掉电保护型两种辅助继电器仅供内部使用4.定时器（T）编号从T0开始；十进制编码定时器按定时时钟的不同进行分组延时时间由设定的K值大小确定定时器做计时功能5.计数器(C)编号从C0开始；十进制编

码分加计数、减计数和双向计数器分掉电保护和通用型两种计数值由设定的K值大小确定可对外部事件或内部脉冲进行计数。§4可编程控制器的编程和基本的逻辑指令一、PLC的常用编程语言助记符语言：类似于汇编语言，用易于记忆的助记符表达某种操作梯形图语言:与传统的继电器－接触器控

制线路图相似，不同的是特定元件和构图规则LDX400ORX402ANIX401OUTY430LDX402OUTY431形象、直观、易于接受二、梯形图程序设计的规则和方法梯形图中的元件：必须是对应PLC中给定编号的编程元件梯形图符号线圈常开触点常闭触点母线：假

象能电流从左母线流向右母线逻辑行（每一继电器线圈为一逻辑行）：按自上而下，自左而右的顺序画逻辑行线圈和触点的使用：线圈：广义的线圈。线圈右边必须连右母线，左边必须有触点，同一程序中同一元件的线圈使用两次或以上称为双线圈输出，一般不应出现双线圈输

出。触点：软触点，可以无限次的使用，触点不能连到右母线。程序有结尾标志三、三菱F系列PLC的指令系统输入、输出指令LD：“取”指令,用于母线、分支电路开始的常开触点。LDI：“取反”指令，用于母线、分支电路开始的常闭触点。OUT：输出，驱动Y、M、T、C的线圈

，注意：驱动T或C时，该指令后必须设常数K值输入输出指令编程示例LDX000OUTY000LDIX001OUTM100OUTT0K19LDT0OUTY001LD、LDI地址码：X、Y、C、T、MOUT地址码：Y、C、T、M逻辑指令与指令AND：

“与”，串联一个常开触点ANI：“与非”，串联一个常闭触点地址码：X、Y、M、T、CLDX002ANDM102OUTY035LDY035ANIX003OUTM102ANDT1OUTY036或指令OR：”或“，并联一个常开触点ORI：”或非”，

并联一个常闭触点地址码：X、Y、M、T、CLDX014ORX016ORIM102OUTY035LDY035ANDX015ORM103ANIX017ORIM110OUTM103空操作指令NOP：不完成任何操作，只是占用一步的时间。程序结束指令END：用于结束程序，表示程序终了指令

小结：LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI——对触点操作的指令ANB、ORB——触点块连接指令OUT、SET、RST、PLS——对线圈操作的指令CJP、EJP、MC、MCR、MPS、MRD、MPP、N

OP、END——其它指令2.定时器及计数器的应用1)定时器用作时间继电器§5可编程控制器的应用一、电动机常用控制线路举例1.三相异步电动机起、停控制开关量逻辑控制SB1:起动按钮SB2:停止按钮图X400Y430Y430X402X401KH:热继电

器常开触点X402正转反转停止2.三相异步电动机正反转控制目标：按一下SB1，电机正转——KM1得电并保持按一下SB2，电机反转——KM2得电并保持按一下SB3，电机停转——KM1、KM2失电图X400X

401M100M100X402Y431M100T450K2T450Y430X401X400M101M101X402Y430M101T451K2T451Y431在上述正反转控制中，若梯形图设计为如下方

式，在实际运行中可行吗？为什么？X401X400Y430X401X401Y430Y431X402Y431X402X400Y430Y4313.三相异步电动机Y/启动控制Y：KM、KM1得电：KM、KM2得电起动停止KMKM2KM1引出分支母线起动

KM的同时T450开始延时KM1线圈失电后T451开始延保持KM得电KM1:ONKM2:OFFKM1:OFFKM2:ON先后分支母线返回图KM1KM2主电路KMX400X401Y430M100T450T450

M100Y430Y432Y431Y431Y432T451T451Y432Y432Y430Y432七、PLC控制系统的开发步骤