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1、可编程序控制器可编程序限制器可编程序限制器（PLC）可编程序控制器课课程内容程内容任任务务一一 可可编编程序限制器的基程序限制器的基础础学学问问任任务务二二 CX-programmer编编程程软软件的运用件的运用任任务务三三 可可编编程序限制器的内部程序限制器的内部资资源源任任务务四四 基本基本逻辑逻辑限制限制任任务务五五 程序流向限制程序流向限制任任务务六六 定定时时器限制器限制任任务务七七 计计数器限制数器限制 任任务务八八 数据运算限制数据运算限制任任务务九九 程序限制指令程序限制指令任任务务十十 可可编编程序限制器系程序限制器系统设计统设计可编程序控制器任任务务一一 可可编编程序限制器
2、的基程序限制器的基础础学学问问学学习习目目标标：1.了解可了解可编编程序限制器的程序限制器的产产生与生与发发展展2.了解可了解可编编程序限制器的定程序限制器的定义义与特点与特点3.了解可了解可编编程序限制器的功能与分程序限制器的功能与分类类4.了解可了解可编编程序限制器的性能指程序限制器的性能指标标5.驾驭驾驭可可编编程序限制器的基本程序限制器的基本组组成成6.了解可了解可编编程序限制器的工作方式及周期程序限制器的工作方式及周期扫扫描机制描机制7.驾驭驾驭可可编编程序限制器的硬件接程序限制器的硬件接线线方法方法END可编程序控制器 教学内容：任任务务一一 可可编编程序限制器的基程序限制器的基础
3、础学学问问END 1.1 1.1 可编程序限制器的产生与发展可编程序限制器的产生与发展可编程序限制器的产生与发展可编程序限制器的产生与发展 1.2 1.2 可编程序限制器的定义与特点可编程序限制器的定义与特点可编程序限制器的定义与特点可编程序限制器的定义与特点 1.3 1.3 可编程序限制器的基本组成可编程序限制器的基本组成可编程序限制器的基本组成可编程序限制器的基本组成 1.4 1.4 可编程序限制器的功能与分类可编程序限制器的功能与分类可编程序限制器的功能与分类可编程序限制器的功能与分类 1.5 1.5 可编程序限制器的工作方式可编程序限制器的工作方式可编程序限制器的工作方式可编程序限制器
4、的工作方式 可编程序控制器1.1 可可编编程序限制器的程序限制器的产产生与生与发发展展 PLC 限制示例：水水处处理理 电电力力工工业业 任务一 可编程序限制器的基础学问 END可编程序控制器1.1.1 可可编编程序限制器的程序限制器的产产生生1969年，美国年，美国DEC公司研制出世界上第一台可公司研制出世界上第一台可编编程限制器。程限制器。GM10条是促使其条是促使其问问世的干脆世的干脆缘缘由。由。任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.编编程便利，可在程便利，可在现场现场修改程序；修改程序；2.修理便利，最好是插件式修理便利，最好是插件式结结构；构；3.牢靠性高于牢靠性高于继电继电器
5、限制装置；器限制装置；4.体体积积小于小于继电继电器限制装置；器限制装置；5.数据可以干脆数据可以干脆输输入管理入管理计计算机；算机；6.可以干脆用沟通可以干脆用沟通115V输输入；入；7.输输出出为为沟通沟通 115V，负载电负载电流要求流要求 2A以上，可干脆以上，可干脆驱动电驱动电磁磁阀阀、接触器等、接触器等负载负载元件；元件；8.通用性通用性强强，易，易扩扩展，展，扩扩展展时时原系原系统统只需很少只需很少变变更；更；9.用用户户存存储储器容量大于器容量大于4KB；10.成本可与成本可与继电继电器限制装置器限制装置竞竞争。争。GM10条条可编程序控制器1.1.2 可可编编程序限制器的程序
6、限制器的发发展展第一阶段：PLC刚问世时任务一 可编程序限制器的基础学问 END 功能简洁，只能完成逻辑运算、定时、计数等功能，硬件方面以分别元件为主，存储器接受磁芯存储器，存储容量为12KB左右，一台PLC只能取代200300个继电器，没有成型的编程语言。其次阶段：集成电路技术 集成集成电电路技路技术术的的发发展及微展及微处处理器的理器的产产生使生使PLC技技术术得到得到了了较较大大发发展。展。一、可一、可编编程序限制器的程序限制器的发发展展过过程程可编程序控制器1.1.2 可可编编程序限制器的程序限制器的发发展展任务一 可编程序限制器的基础学问 END第三阶段：单片机的出现第五阶段：RIS
7、C芯片在计算机行业的大量运用第四阶段：超大规模集成电路技术一、可编程序限制器的发展过程可编程序控制器1.1.2 可可编编程序限制器的程序限制器的发发展展任务一 可编程序限制器的基础学问 END二、可编程序限制器的发展趋势2.向多品种方向向多品种方向发发展展1.向高速、大存向高速、大存储储容量方向容量方向发发展展可编程序控制器1.1.3 国内外主要国内外主要PLC产产品概况品概况 1 1 美国的美国的PLCPLC产产品品任务一 可编程序限制器的基础学问 END 美国是美国是PLC生生产产大国，在美国注册的大国，在美国注册的PLC厂商己超厂商己超过过百家。其中百家。其中AB公司、通用公司、通用电电
8、气气(GE)公司、莫迪康公司、莫迪康(MODICON)公司、德州公司、德州仪仪器器(T1)公司、公司、歌德歌德(Gould)公司、西屋公司等都是著名的大公司。公司、西屋公司等都是著名的大公司。AB公司是美公司是美国最大的国最大的PLC制造商，其制造商，其产产品品约约占美国占美国PLC市市场场50的的份份额额。A-B PLC可编程序控制器1.1.3 国内外主要国内外主要PLC产产品概况品概况 2 欧洲的欧洲的PLC产产品品任务一 可编程序限制器的基础学问 END德国的西德国的西门门子子(SIEMENS)、AEG及法国的及法国的TI公司是欧洲著名的公司是欧洲著名的PLC制造商。德国的西制造商。德国
9、的西门门子的子的电电子子产产品以性能精良而久品以性能精良而久负负盛名。盛名。西西门门子的主推子的主推产产品是品是S5系列，有系列，有S590U、S5 95U；S5100U；S5115U；S5115UH：S5155U；S5155H是是 西西门门子近期推出了子近期推出了S7系列机，有系列机，有S7200(小型小型)、S7。300(中型中型)及及S7400(大型大型)。施耐德施耐德Modicon TSX Premium西西门门子子S7-300系列系列西西门门子子S5系列系列可编程序控制器1.1.3 国内外主要国内外主要PLC产产品概况品概况 3 日本的日本的PLC产产品品任务一 可编程序限制器的基础
10、学问 END日本的小型日本的小型PLC很有特色如欧姆很有特色如欧姆龙龙、三菱、松下、富士、日立、三菱、松下、富士、日立、东东芝等。在世界小型芝等。在世界小型PLC市市场场上，上，日本日本产产品品约约占有占有70的份的份额额。在。在中国，中国，OMRON产产品的品的销销量居首位。量居首位。OMRON公司的公司的PLC产产品，大、中、小、微型具全，微型机：品，大、中、小、微型具全，微型机：SP系列；系列；小型机：小型机：P型、型、H型、型、CPM1A系列、系列、CPM2A系列以及系列以及CPM2C、CQM1、CQM1H等；中型机：等；中型机：C200H、C200H(C200HX/C200HG/C2
11、00HE)、CS l系列。大型机：系列。大型机：C1000H/C2000H、CV(CV500/CV1000/CV2000/CVM1)等。等。欧姆欧姆龙龙CPM2C-S1口口0C小型小型PL欧姆欧姆龙龙C60P欧姆欧姆龙龙CPM1A-20CDRA-A可编程序控制器1.1.3 国内外主要国内外主要PLC产产品概况品概况 3 日本的日本的PLC产产品品任务一 可编程序限制器的基础学问 END三菱公司三菱公司的的PLC也是也是较较早早进进入中国市入中国市场场的的产产品。其小型机品。其小型机F1/F2系系列列(F1/F212M、F1/F220M、F1/F240M、F1/F260M)；FX系列系列(FX1
12、6M、FX24M、FX32M、48M、FX64M、FX80M)；FX2系列系列(FX2 16M、FX224M、FX2 32M、FX248M、FX264M、FX2 80M)；FX2N(FX2N16M/FX2N128M)；三菱公司的中、大型机；三菱公司的中、大型机为为A系列，典型系列，典型产产品有品有A1、A2、A3系列等。系列等。三菱三菱FX1N系列系列三菱三菱FX2N系列系列三菱三菱MELSEC-Q系列系列可编程序控制器1.1.3 国内外主要国内外主要PLC产产品概况品概况 3 日本的日本的PLC产产品品任务一 可编程序限制器的基础学问 END松下松下电电工公司的工公司的PLC产产品中，品中，
13、FP0为为微型机，微型机，FP1为为整整体式小型机，体式小型机，FP3为为中型机，中型机，FP5/EPl0(FPl0的改的改进进型型)、FP20为为大型机，其中大型机，其中FP20是最新是最新产产品。品。松下松下FP1-C16松下松下FP1-C72可编程序控制器1.1.3 国内外主要国内外主要PLC产产品概况品概况 4 我国的我国的PLC产产品品任务一 可编程序限制器的基础学问 END 中国科学院自中国科学院自动动化探化探讨讨所的所的PLC0088，北京，北京联联想想计计算机集算机集团团公司公司的的GK40，上海机床，上海机床电电器厂的器厂的CKY40，上海起重，上海起重电电器厂的器厂的F40
14、MR旧旧R，苏苏州州电电子子计计算机厂的算机厂的YZPC001A，原机，原机电电部北京机械部北京机械工工业业自自动动化探化探讨讨所的所的MPC001/20、KB 20/40，杭州机床，杭州机床电电器厂器厂的的DKK02，天津中天津中环环自自动动化化仪仪表公司的表公司的DJK S 84/86/480，上，上海独立海独立电电子子设备设备厂的厂的KKI系列，上海香系列，上海香岛岛机机电电制造有限公司的制造有限公司的ACMYS80、ACMYS256、无、无锡华锡华光光电电子工子工业业有限公司有限公司(合合资资)的的SR10、SR/20/21等。等。江江苏苏无无锡锡HL-26R2小型小型PLC可编程序控
15、制器本本节节小小结结 可可编编程序限制器是以微程序限制器是以微处处理器理器为为核心，核心，综综合合计计算机技算机技术术、自、自动动限制技限制技术术和通信技和通信技术发术发展起来的一种新型工展起来的一种新型工业业自自动动限制装置。限制装置。1969 1969年，美国年，美国DECDEC公司研制出世界上第一台可公司研制出世界上第一台可编编程程限制器。限制器。GM10GM10条是促使其条是促使其问问世的干脆世的干脆缘缘由。由。追溯追溯PLCPLC的的发发展展历历史可以看到，世界上史可以看到，世界上200200多家多家PLCPLC厂商，厂商，400400多品种的多品种的PLCPLC产产品大体可以按地域
16、分成三个流派：品大体可以按地域分成三个流派：一个流派是美国；一个流派是欧洲一个流派是美国；一个流派是欧洲产产品；品；还还有一个流派是有一个流派是日本日本产产品。品。任务一 可编程序限制器的基础学问 END可编程序控制器1.1.美国美国电电气制造商气制造商协协会会(NEMA)(NEMA)PC PC是一种数字的是一种数字的电电子装置，它运用可子装置，它运用可编编程序的存程序的存储储器以及存器以及存储储指令，能指令，能够够完成完成逻辑逻辑、依次、定、依次、定时时、计计数及算数及算术术运算等功能，运算等功能，并通并通过过数字或模数字或模拟拟的的输输入、入、输输出接口限制各种机械或生出接口限制各种机械或
17、生产过产过程。程。任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.2 可可编编程序限制器的定程序限制器的定义义与特点与特点 2.2.国国际电际电工委工委员员会（会（IECIEC）可可编编程序限制器是一种数字运算操作的程序限制器是一种数字运算操作的电电子系子系统统，专为专为在在工工业环业环境下境下应应用而用而设计设计。它接受可。它接受可编编程序的存程序的存储储器，用来在其内器，用来在其内部存部存储执储执行行逻辑逻辑运算、依次限制、定运算、依次限制、定时时、计计数和算数和算术术运算等操作运算等操作的指令，并通的指令，并通过过数字式、模数字式、模拟拟式的式的输输入和入和输输出，限制各种出，限制各种类类型
18、的型的机械或生机械或生产过产过程。可程。可编编程序限制器及其有关程序限制器及其有关设备设备，都，都应应按易于与按易于与工工业业限制器系限制器系统连统连成一个整体、易于成一个整体、易于扩扩充其功能的原充其功能的原则设计则设计。1.2.1可可编编程序限制器的定程序限制器的定义义可编程序控制器1.敏捷性和通用性敏捷性和通用性强强。任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.2.2可可编编程序限制器的特点程序限制器的特点 2.抗干抗干扰实扰实力力强强、牢靠性高。、牢靠性高。4.PLC与外部与外部设备设备的的连连接接简洁简洁、运用便利。、运用便利。3.编编程程语语言言简洁简洁易学。易学。5.PLC的功能
19、的功能强强、功能的、功能的扩扩展展实实力力强强。6.PLC限制系限制系统统的的设计设计、调试调试周期短。周期短。7.PLC体体积积小、重量小、重量轻轻、易于、易于实现实现机机电电一体化。一体化。可编程序控制器 整体式整体式PLC的的组组成示意成示意图图任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.3可可编编程序限制器的基本程序限制器的基本组组成成 1.3.1 可可编编程序限制器的硬件程序限制器的硬件组组成成 可编程序控制器组组合式合式PLC的的组组成示意成示意图图任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.3.1 可可编编程序限制器的硬件程序限制器的硬件组组成成 可编程序控制器1.主机（主机（C
20、PU模模块块）任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.3.1 可可编编程序限制器的硬件程序限制器的硬件组组成成 2.电电源源3.3.输输入入/输输出模出模块块7.其他外其他外设设6.编编程器程器5.扩扩展口展口4.功能模功能模块块可编程序控制器1.系系统统程序程序 任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.3.2 可可编编程序限制器的程序限制器的软软件件组组成成 2.用用户户程序程序 3.编编程程语语言言 可编程序控制器1.系系统统程序程序 任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.3.2 可可编编程序限制器的程序限制器的软软件件组组成成 2.用用户户程序程序 3.编编程程语语言言 系
21、系统统程序是程序是PLC赖赖以工作的基以工作的基础础，接受，接受汇编语汇编语言言编编写，在写，在PLC出厂出厂时时就已固化于就已固化于ROM型系型系统统程序程序存存储储器中。器中。系系统统程序分程序分为为系系统监统监控程序和控程序和说说明程序。明程序。系系统监统监控程序用于控程序用于监视监视并限制并限制PLC的工作，如的工作，如诊诊断断PLC系系统统工作是否正常，工作是否正常，对对PLC各模各模块块的工作的工作进进行限制，与行限制，与处设处设交交换换信息，依据用信息，依据用户户的的设设定使定使PLC比比处处在在编编制用制用户户程序状程序状态态或者或者处处在运行用在运行用户户程序状程序状态态等。
22、等。说说明程序用于把用明程序用于把用户户程序程序说说明成微明成微处处理器能理器能够执够执行的程序。行的程序。可编程序控制器1.系系统统程序程序 任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.3.2 可可编编程序限制器的程序限制器的软软件件组组成成 2.用用户户程序程序 3.编编程程语语言言 用用户户程序又称程序又称为应为应用程序，是用用程序，是用户为户为完成某一特定完成某一特定 的限制任的限制任务务而利用而利用PLC的的编编程程语语言言编编制的程序。制的程序。用用户户程序通程序通过编过编程器程器输输入到入到PLC的用的用户户程序存程序存储储器器中。中。可编程序控制器1.系系统统程序程序 任务一
23、可编程序限制器的基础学问 END1.3.2 可可编编程序限制器的程序限制器的软软件件组组成成 2.用用户户程序程序 3.编编程程语语言言 可可编编程限制器是通程限制器是通过过程序程序对对系系统进统进行限制的，所以各行限制的，所以各种机型的种机型的PLC都有自己的都有自己的编编程程语语言。言。PLC的的编编程程语语言有多种，如梯形言有多种，如梯形图图、语语句表、句表、逻辑逻辑功能功能图图、逻辑逻辑方程式等。下面介方程式等。下面介绍绍常用的梯形常用的梯形图图和和语语句表句表编编程程语语言。言。可编程序控制器PLC是一种工是一种工业业限制用限制用计计算机，其算机，其组组成与成与微型微型计计算机基本相
24、同。算机基本相同。PLC的硬件一般由的硬件一般由主机、主机、I/O扩扩展机及外部展机及外部设备组设备组成成 可可编编程序限制器的程序限制器的软软件件组组成包括系成包括系统统程序程序 和用和用户户程序程序 任务一 可编程序限制器的基础学问 END本本节节小小结结 可编程序控制器1.4.1可可编编程序限制器的功能程序限制器的功能 任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.4可可编编程序限制器的功能与分程序限制器的功能与分类类 1.1.逻辑逻辑限制功能限制功能 2.2.定定时时限制功能限制功能 3.3.计计数限制功能数限制功能 4.4.步步进进限制功能限制功能 5.5.数据数据处处理功能理功能 6
25、.6.回路限制功能回路限制功能 7.7.通通讯联讯联网功能网功能 8.8.监监控功能控功能 9.9.停停电记忆电记忆功能功能 10.10.故障故障诊诊断功能断功能 可编程序控制器1.4.2可可编编程序限制器的分程序限制器的分类类 任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.1.按按结结构形式分构形式分类类（1 1）整体式）整体式PLCPLC：（2 2）组组合式合式PLCPLC：2.2.按限制按限制规规模分模分类类 （1 1）小型）小型PLCPLC：I/OI/O点数点数较较少，在少，在256256点以下的点以下的PLCPLC。（2 2）中型）中型PLCPLC：I/OI/O点数点数较较多，在多，在
26、256256点以上、点以上、2048 2048点以下的点以下的PLCPLC。（3 3）大型）大型PLCPLC：I/OI/O点数点数较较多，在多，在20482048点以上的点以上的PLCPLC。3 3按按实现实现的功能分的功能分类类（1 1）低档机：）低档机：（2 2）中档机：）中档机：（3 3）高档机：）高档机：可编程序控制器1.4.3可可编编程序限制器的性能指程序限制器的性能指标标 任务一 可编程序限制器的基础学问 END1.1.输输入入输输出点数。出点数。2.2.程序容量。程序容量。3.3.指令的种指令的种类类和条数。和条数。4.4.指令指令处处理速度。理速度。5.5.内部器件的种内部器件
27、的种类类和数量。和数量。6.6.扩扩展展实实力。力。7.7.智能智能单单元的数量元的数量可编程序控制器 系统程序存放在系统程序存储器中。这里说的存储容量指的是用户程序存储器的容量。用户程序存储器容量确定了PLC可以容纳用户程序的长短，一般以字为单位来计算。每1024个字为1K字。中、小型PLC的存储容量一般在8K以下，大型PLC的存储容量可达到256K2M。也有的PLC用存放用户程序的指令条数来表示容量。1.存存储储容量容量2.输输入入/输输出点数出点数 I/O点数即PLC面板上的输入、输出端子的个数。I/O 点数越多，外部可按的输入器件和输出器件就越多，限制规模就越大。因此I/O点数是衡量P
28、LC性能的重要指标之一。任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器3.扫扫描速度描速度 扫扫描速度是指描速度是指PLC执执行程序的速度，是衡量行程序的速度，是衡量PLC性能的重要指性能的重要指标标。一般以。一般以扫扫描描1K字所用的字所用的时间时间来衡量来衡量扫扫描速度。描速度。PLC用用户户手册一般手册一般给给出出执执行各条指令所用的行各条指令所用的时间时间，可以通，可以通过过比比较较各种各种PLC执执行相同的操行相同的操作所用的作所用的时间时间，来衡量，来衡量扫扫描速度的快慢。描速度的快慢。4.编编程指令的种程指令的种类类和条数和条数 这也是衡量PLC实力强弱的主要指标。编程指令种类
29、及条数越多，其功能就越强，即处理实力、限制实力越强。任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器5.内部器件的种内部器件的种类类和数量和数量 内部器件包括各种继电器、计数器/定时器、数据存储器等。其种类越多、数量越大，存储备种信息的实力和限制实力就越强。6.扩扩展展实实力力 PLC的扩展实力表现在以下几个方面。大部分PLC可以用I/O扩展单元进行I/O点数的扩展：有的PLC可以便用各种功能模块进行功能扩展等。任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器7.智能智能单单元的数量元的数量 PLC不仅能完成开关量的逻辑限制，而且利用智能单元可完成模拟量限制、位置和速度限制以及通信联网等功能。
30、智能单元种类的多少和功能的强弱是衡量PLC产品水平凹凸的一个重要指标。各个生产厂家都特别重视智能单元的开发，近年来智能单元的种类日益增多，功能越来越强。任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器本本节节小小结结可可编编程序限制器的功能程序限制器的功能 包括包括逻辑逻辑限制功能限制功能、计计数限制功数限制功能能、定、定时时限制功能限制功能、步、步进进限制功能限制功能、数据、数据处处理功能理功能、回路限制功能回路限制功能、通、通讯联讯联网功能网功能、监监控功能控功能、停、停电记忆电记忆功功能能、故障、故障诊诊断功能。断功能。PLC的种的种类类很多，其很多，其实现实现的功能、内存容量、限制的功
31、能、内存容量、限制规规模、模、外型等方面均存在外型等方面均存在较较大的差异。因此，大的差异。因此，PLC的分的分类类没有一没有一个个严严格的格的统统一一标标准，而是依据准，而是依据结结构形式、限制构形式、限制规规模、模、实现实现的功能的功能进进行大致地分行大致地分类类 任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器1.5 可可编编程序限制器的工作方式程序限制器的工作方式 输输入部分：它入部分：它们们干脆接受来自操作台上的操作吩咐，或来自干脆接受来自操作台上的操作吩咐，或来自 被控被控对对象上的各种状象上的各种状态态信息，如按信息，如按钮钮、开关、开关、传传 感器等。感器等。输输出部分：它出部
32、分：它们们用来接受程序用来接受程序执执行行结结果的状果的状态态，以操作各种，以操作各种 被控被控对对象，如象，如电动电动机、机、电电磁磁阀阀、状、状态态指示部件等。指示部件等。限制部分：接受微限制部分：接受微处处理器和存理器和存储储器，器，执执行依据被控行依据被控对对象的象的实实 际际要求要求编编制并存入程序存制并存入程序存储储器的程序，来完成控器的程序，来完成控 制任制任务务。1.5.1 存存储储程序限制程序限制 任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器1.5.2 PLC限制系限制系统统的的组组成成任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器1.5.3 PLC的循的循环扫环扫描工
33、作方式描工作方式 1.1.可可编编程序限制器的工作方式程序限制器的工作方式循循环扫环扫描的工作方式：描的工作方式：PLC PLC接受循接受循环扫环扫描的工作方式，它可以看成是一种由系描的工作方式，它可以看成是一种由系统软统软件支持的件支持的扫扫描描设备设备，不，不论论用用户户程序运行与否，都周而程序运行与否，都周而复始地复始地进进行循行循环扫环扫描，并描，并执执行系行系统统程序程序规规定的任定的任务务。每一。每一个循个循环环所所经验经验的的时间时间称称为为一个一个扫扫描周期。每个描周期。每个扫扫描周期又描周期又分分为为几个工作几个工作阶阶段，每个工作段，每个工作阶阶段完成不同的任段完成不同的任
34、务务。任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器任务一 可编程序限制器的基础学问 2.可可编编程序限制器的周期程序限制器的周期扫扫描机制描机制PLC上上电电后首后首先先进进行初始行初始化，然后化，然后进进入循入循环扫环扫描描工作工作过过程。程。一次循一次循环扫环扫描描过过程可程可归归纳为纳为五个工五个工作作阶阶段。段。可编程序控制器1.上上电电后初始后初始处处理理 为为PLC工作做好准工作做好准备备，清除内部，清除内部继电继电器区，并复位全部器区，并复位全部计时计时器，硬件器，硬件检查检查、用、用户户内存内存检查检查。检查检查I/O外套的外套的链链接等。接等。任务一 可编程序限制器的基础
35、学问 在每一次在每一次扫扫描起先之前，描起先之前，CPU都要都要进进行复位行复位监监视视定定时时器、硬件器、硬件检查检查、用、用户户内存内存检查检查等操作。假如等操作。假如有异有异样样状况，除了故障状况，除了故障显显示灯亮以外，示灯亮以外，还还推断并推断并显显示故障的性示故障的性质质。假如属于一般性故障。假如属于一般性故障则则只只报报警不停警不停机，等待机，等待处处理。假如属于理。假如属于严严峻故障，峻故障，则则停止停止PLC的的运行。公共运行。公共处处理理阶阶段所用的段所用的时间时间一般是固定的，不一般是固定的，不同机型的同机型的PLC有所差异。有所差异。可编程序控制器2.上位上位链链接服接
36、服务务 在构成微机一在构成微机一PLC网网络时络时，用于，用于处处理与微机理与微机间间的通的通讯讯。上位。上位链链接服接服务时间务时间Tl在在0一一8ms之之间间。若未构成微机。若未构成微机PLC网网络络，PC上上未装未装HOST LINK，则则Tl=0若构成微机一若构成微机一PLC网网络络，则则Tlmax8ms。任务一 可编程序限制器的基础学问 3.程序程序执执行行阶阶段段 在程序执行阶段，CPU对用户程序按先左后右、先上后下的依次逐条地进行说明和执行。CPU从输入映像寄存器和元件映像寄存器中读取各继电器当前的状态，依据用户程序给出的逻辑关系进行逻辑运算，运算结果再写入元件映像寄存器中。可编
37、程序控制器4.I/O刷新刷新阶阶段段 在I/O刷新阶段，CPU要作两件事情。其一，从输入电路中读取各输入点的状态，并将此状态写入输入映像寄存器中，也就是刷新输入映像寄存器的内容。自此输入映像寄存器就与外界隔离，无论输入点的状态怎样变更，输入映橡寄存器的内容都保持不变，始终到下一个扫描周期的I/O刷新阶段，才会写进新内容。这就是说，各输入映像寄存器的状态要保持一个扫描周期不变。其二，将全部输出继电器的元件映像寄存器的状态传送到相应的输出锁存电路中，再经输出电路的隔离和功率放大部分传送到PLC的输出端，驱动外部执行元件动作。I/O刷新阶段的时间长短取决于I/O点数的多少。任务一 可编程序限制器的基
38、础学问 可编程序控制器5.外外设设端口服端口服务阶务阶段段 这个阶段里，CPU完成与外设端口连接的外围设备的通信处理。完成上述各阶段的处理后，又返回公共处理阶段，周而复始地进行扫描。图描述了信号从输入端子到输出端子的传递过程。在I/O刷新阶段，CPU从输入电路的输出端读出各输入点的状态，并将其写入输入映像寄存器中。在紧接着的下一个扫描周期用户程序执行阶段，CPU从输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出各继电器的状态，并依据此状态执行用户程序，再将执行结果写入元件映像寄存器中。在I/O刷新阶段，将输出映橡寄存器的状态写入输出锁存电路，再经输出电路传递到输出端子。任务一 可编程序限制器的基础学问 可
39、编程序控制器PLC 信号的信号的传递过传递过程程任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器分析分析 在执行用户程序阶段，要留意所运用的输入和输出数据的问题。设输入数据为允输出数据为Yo在第n次扫描执行用户程序时，所依据的输入数据是第n-1次扫描I/O刷新阶段读取的X n-1；执行用户程序过程中，元件映像寄存器中的数据既有第n-1次扫描存入的数据入Y，也有本次执行程序的中间结果。第n次扫描的I/O刷新时输出的数据是Y n。如图所示，在某一个扫描周期里执行用户程序的具体过程是：执行第一个梯级时，CPU从输入映像寄存器中读出00000号输入继电器的状态，设其为1；再读出00001号输入继电器的
40、状态，设其为0。由00000和00001的状态结算出01000号继电器当前的状态是1。若此前01000的状态是0，则CPU用当前的1去改写元件映像寄存器中01000对应的位。下一步再执行其次个梯级，从元件映像寄存器中读出01000号继电器的状态1(即前一步存入的)，结算出01001号继电器的状态是1。若此前01001的状态是0，则CPU用当前的1去改写元件映像寄存器中01001对应的位。本次扫描加刷新的结果是：01000为1，01001为1。任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器结论结论 由上述分析可得出，执行用户程序的扫描阶段其特点是：其一，在执行用户程序的过程中，输入映像寄存器的
41、状态不变。其二，元件映像寄存器的内容随程序的执行在变更，前一步的结算结果随即作为下一步的结算条件，这一点与输入映像寄存器完全不同。其三，程序的执行是由上而下进行的，所以各梯级中的继电器线圈不行能同时变更状态。其四，执行用户程序的结果要保持到下一个扫描周期的用户程序执行阶段。在编写应用程序时，务必要留意PLC的这种循环扫描工作方式，不少应用程序的错误就是由于忽视了这个问题而造成的。任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器6.PLC的的扫扫描描时间时间 1 上电后初始处理 2 共同处理 Tc=2.6ms PLC与微机构成网络 08ms 3 上位链接服务 Tl=PLC与微机不构成网络 0ms
42、 4 外设服务 T13ms 0.06XTms 5 运算处理 Tp=平均速度X指令条数 主机 输入 0.07ms/8个 6 I/O刷新 Tr =输出 0.04ms/8个 远程 1.3ms+nX0.2ms扫描时间可编程序控制器例例 31 某PLC限制系统由主机和1号近程扩展机构成，型号为C200H。主机上装有2个8点输入模块，3个16点输入模块，3个12点输出模块。1号扩展机上装有2个16点输入模块，3个8点输出模块。用户程序为5000条指令组成，假定汉有基本指令，每条指令执行时间平均为0.94Ps。试计算下列状况下的扫描时间T5：PLC不与微机构成网络，不带编程器；PLC不与微机构成网络，带编程
43、器；PLC与微机构成网络，带编程器。任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器 解：该例中三种状况的共同处理时间Tc、运算处理时间T，和I/O刷新时间Tr相同的。因此，应先计算Tc、Tp和Tr。Tc2.6ms Tp0.945000=4.7103(s)4.7ms 该例中输入模块共有：主机上2个8点输入模块：3个16点输入模块，扩展机上2个16点输入模块。由于16点模块按2个8点模块设计，因此，可认为有2+32+2212个8点输入模块共有：主机上3个12点输出模块，扩展机3个8点输出模块。12点输出模块可按2个8点模块计，所以可以认为有32+3=9个8点输出模块。因此，I/O刷新时间Tr为：
44、Tr=0.0712+0.0491.2(ms)任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器PLC不与微机构成网络时，上位链接服务时间Tl=0。因此，不带编程器时的扫描时间为。Ts=Tc+Tp+Tr2.6+4.7+1.2 8.5(ms)编程器时的扫描时间就是带外设时间的T，因T13ms，所以此时的外设服务时间To为0.8ms。带编程器时的扫描时间为 Ts=Tc+Tp+Tr+To2.6+4.7+1.2+0.89.3(ms)PLC与微机构成网络时，上位链接服务时间Tl=8ms，则 T=Tc+Tp+Tr+Tl2.6+4.7+1.2+816.5(ms)模块 因T13ms，所以外设服务时间为 To=T0
45、.0616.50.06=1(ms)Ts=Tc+Tp+Tr+Tl+To2.6+4.7+1.2=8+1=17.(ms)任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器例例 32 某C200H型PLC系统，由主机和远程扩展机构成。主机上装有3个16点输入模块，2个12点输出模块。远程扩展机上装有3个16点输入模块，一个12点输出模块。程序有5000条指令，假定程序中运用的指令均为基本指令，平均执行时间为0.94屿。试计算不与微机构成网络且不带编程器时的扫描时间。任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器 解：解：共同处理时间Tc=2.6m。因不与微机构成网络，故上位链接服务时间T l=0。因不
46、带外设，所以外设服务时间To=0。运算处理时Tp0.9450004.7103(ms)=4.7ms。主机部分的3个16点模块可看作6个8点输入模块，2个12点输出模块可看作4个8点输出模块。远程扩展机部分3个16点输入模块和1个12点输出模块共占用4个通道。因此，I/O刷新时间为:Tr=0.076+0.044+(1.3+0.24)=2.68(ms)所以，该PLC系统在不与微机构成网络，不带编程器时的扫描时间为:Ts=Tc+Tl+To+Tp+Tr=2.6+4.7+2.710(ms)任务一 可编程序限制器的基础学问 可编程序控制器本本节节小小结结可可编编程序限制器是一种存程序限制器是一种存储储程序限
47、制器，支配限制系程序限制器，支配限制系统统工工作的程序存放在存作的程序存放在存储储器中，利用程序来器中，利用程序来实现实现限制限制逻辑逻辑，完，完成限制任成限制任务务。在可。在可编编程序限制器构成的限制系程序限制器构成的限制系统统中，要中，要实实现现一个限制任一个限制任务务，首先要，首先要针对针对具体的被控具体的被控对对象，分析它象，分析它对对限制系限制系统统的要求，然后的要求，然后编编制出相制出相应应的限制程序，利用的限制程序，利用编编程程器将限制程序写入可器将限制程序写入可编编程序限制器的程序存程序限制器的程序存储储器中。器中。共同共同处处理、上位理、上位链链接服接服务务、外、外设设服服务务、运算、运算处处理、理、IO刷刷新所占用的新所占用的时间时间构成了构成了PLC的的扫扫描描时间时间。任务一 可编程序限制器的基础学问