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1、PLCPLC应用技术应用技术 项目一：认识项目一：认识PLCPLC主讲人：黄中玉主讲人：黄中玉PLC应用技术应用技术 项目一 PLC 可编程控制器技术基础 一、继电器一、继电器一、继电器一、继电器-接触器控制的特点接触器控制的特点接触器控制的特点接触器控制的特点 二、二、二、二、PLCPLC的产生及定义的产生及定义的产生及定义的产生及定义 三、三、三、三、PLCPLC的特点和分类的特点和分类的特点和分类的特点和分类 四、四、四、四、PLCPLC的应用和发展的应用和发展的应用和发展的应用和发展 五、五、五、五、PLCPLC的基本组成的基本组成的基本组成的基本组成 六、六、六、六、PLCPLC的编
2、程语言的编程语言的编程语言的编程语言 七、七、七、七、PLCPLC的工作原理的工作原理的工作原理的工作原理 八、三菱八、三菱八、三菱八、三菱FX2NFX2N系列系列系列系列PLCPLC的特点的特点的特点的特点PLC应用技术应用技术 一、继电器一、继电器-接触器控制的特点接触器控制的特点以小型三相异步电动机启停控制为例：电路中用到的低压电气元器件有熔断器、接触器、时间继电器、热继电器、控制按钮等PLC应用技术应用技术 接触器的结构组成接触器的结构组成接触器由电磁机构（线圈、铁心、衔铁）、触点系统（主触点、辅助触点）、灭弧状置和其他部件组成。PLC应用技术应用技术 接触器工作原理接触器工作原理当线
3、圈通电时，线圈中的电流产生磁场使铁心磁化，铁心产生电磁吸力吸引衔铁，由于触点系统与衔铁是联动的，从而带动触点动作，即常闭触点断开，常开触点闭合。当线圈断电时，铁心中的电磁吸力消失，衔铁在复位弹簧的作用下复位，使触点复位，即常闭触点闭合，常开触点断开。继电器-接触器控制系统就是通过控制继电器或接触器线圈的得电或失电来接通或断开电路，从而控制电动机运行或停车的。PLC应用技术应用技术 接触器KM的主触点起着接通或断开电动机电源的作用，相当于电源开关。熔断器FU作短路保护，热继电器FR作过载保护。一、继电器一、继电器-接触器控制的特点接触器控制的特点PLC应用技术应用技术 启保停启保停电路具有失路具
4、有失压保保护作作用用自锁回路自锁触点注意：SB2是按钮非开关一、继电器一、继电器-接触器控制的特点接触器控制的特点PLC应用技术应用技术 延时继电器KT在结构上多了延时机构，除有立即动作的瞬时触点外还有延时触点。通电延时型工作原理：线圈得电时，瞬时触点立即动作，延时触点在延时一段时间后动作。线圈断电时，全部触点立即复位。瞬时触点延 时触点一、继电器一、继电器-接触器控制的特点接触器控制的特点PLC应用技术应用技术 一、继电器一、继电器-接触器控制的特点接触器控制的特点从小型三相异步电动机启停控制实例中看出，继电器接触器电器控制的特点有：1、一旦控制要求改变，电器控制系统必须重新配线安装。2、大
5、型的继电器控制电路接线更加复杂，体积庞大。3、机械触点易损坏，因而系统的可靠性较差，检修工作相当困难。PLC应用技术应用技术 二、二、PLC的产生及定义的产生及定义采用可编程控制器对三相电机进行直接启动和延时启动，工作将变得轻松愉快。采用可编程控制器进行控制，硬件接线更加简单清晰。用户只需要将输入设备如启动按钮SB1、停止按钮SB2、热继电器FR接到PLC的输入端口，输出设备如接触器线圈KM接到PLC的输出端口，再接上电源就可以了。两种方式启停电机的硬件接线图完全相同。PLC应用技术应用技术 对新型控制器的主要技术要求对新型控制器的主要技术要求美国通用汽车公司(GE公司)1968年提出了研制新
6、型控制装置的十项指标，其主要内容如下：(1)编程简单，可在现场修改和调试程序；(2)价格便宜，性价比高于继电器控制系统；(3)可靠性高于继电器控制系统；(4)体积小于有继电器控制柜的体积，能耗少；(5)能与计算机系统数据通信；(6)输入量是交流115 V电压信号（美国电网电压是110V）(7)输出量是交流115 V电压信号、输出电流在2 A以上，能 直接驱动电磁阀等(8)具有灵活的扩展能力；(9)硬件维护方便，采用插入式模块结构；(10)用户存储器容量至少在4 KB以上 PLC应用技术应用技术 可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller)(PLC)可编程序控
7、制器（Programmable Controller)(PC)继电器控制电路PLC的产生及发展的产生及发展PLC应用技术应用技术 具有逻辑运算定时计数等简单功能速度提高功能增强可控制模拟量以16位32位微处理器为核心功能更强第一代第一代第一代第一代第三代第三代第三代第三代第二代第二代第二代第二代 PLC的产生和发展的产生和发展PLC应用技术应用技术 PLCPLC在早期是一种开关逻辑控制装置，被在早期是一种开关逻辑控制装置，被称为可编程序逻辑控制器称为可编程序逻辑控制器(Programmable(Programmable Logic Controller)Logic Controller)，简称
8、，简称PLCPLC。随着计算机技术和通信技术的发展，随着计算机技术和通信技术的发展，PLCPLC采用微处理器作为其控制核心，它的功能已采用微处理器作为其控制核心，它的功能已不再局限于逻辑控制的范畴。因此，不再局限于逻辑控制的范畴。因此，19801980年年美国电气制造协会美国电气制造协会(NEMA)(NEMA)将其命名为将其命名为Programmable Controller(PC)Programmable Controller(PC)，但为避免与，但为避免与个人计算机个人计算机(Personal Computer)(Personal Computer)的简称的简称PCPC混混淆，习惯上仍将其
9、称为淆，习惯上仍将其称为PLCPLC。PLC的名称来历的名称来历PLC应用技术应用技术 3.1 3.1 可编程序控制器（可编程序控制器（PLCPLC）的特点）的特点 （1 1）使用灵活，通用性强；使用灵活，通用性强；（2 2）可靠性高；抗干扰能力强。可靠性高；抗干扰能力强。（3 3）编程简单、易于掌握；编程简单、易于掌握；（4 4）接口简单，维护方便接口简单，维护方便。三、三、三、三、PLCPLC的特点和分类的特点和分类的特点和分类的特点和分类PLC应用技术应用技术 1 1、按、按、按、按I/OI/O点数点数点数点数 小型小型小型小型PLCPLC：入出总点子数：入出总点子数：入出总点子数：入出
10、总点子数 256256 中型中型中型中型PLCPLC：入出总点子数：入出总点子数：入出总点子数：入出总点子数256204256204 大型大型大型大型PLCPLC：入出总点子数：入出总点子数：入出总点子数：入出总点子数204820482 2、按结构类型分、按结构类型分、按结构类型分、按结构类型分 整体式（单元式）：基本单元、扩展单元、特殊功能单元整体式（单元式）：基本单元、扩展单元、特殊功能单元整体式（单元式）：基本单元、扩展单元、特殊功能单元整体式（单元式）：基本单元、扩展单元、特殊功能单元 模块式（积木式）：模块式（积木式）：模块式（积木式）：模块式（积木式）：CPUCPU模块、模块、模块
11、、模块、I/OI/O模块、电源模块、存储器模块等。模块、电源模块、存储器模块等。模块、电源模块、存储器模块等。模块、电源模块、存储器模块等。叠装式：基本单元、扩展单元、特殊功能单元、扩展模块、特殊功能模块等。叠装式：基本单元、扩展单元、特殊功能单元、扩展模块、特殊功能模块等。叠装式：基本单元、扩展单元、特殊功能单元、扩展模块、特殊功能模块等。叠装式：基本单元、扩展单元、特殊功能单元、扩展模块、特殊功能模块等。3 3、按功能分、按功能分、按功能分、按功能分 低档机低档机低档机低档机 中档机中档机中档机中档机 高档机高档机高档机高档机4 4、按生产厂家分、按生产厂家分、按生产厂家分、按生产厂家分
12、日本立石（日本立石（日本立石（日本立石（OMRONOMRON）公司的）公司的）公司的）公司的SPCSPC系列系列系列系列可编程序控制器；可编程序控制器；可编程序控制器；可编程序控制器；日本三菱（日本三菱（日本三菱（日本三菱（MITSUBISHIMITSUBISHI）公司的）公司的）公司的）公司的F F、F1F1、F2F2、FX2NFX2N系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；日本松下（日本松下（日本松下（日本松下（PANASONICPANASONIC）电工公司的）电工公司的）电工公司的）电工公司的FP1FP1系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；系列
13、可编程序控制器；系列可编程序控制器；美国通用电气（美国通用电气（美国通用电气（美国通用电气（GEGE）公司的）公司的）公司的）公司的GEGE系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；美国艾论美国艾论美国艾论美国艾论布拉德利（布拉德利（布拉德利（布拉德利（A-BA-B）公司的）公司的）公司的）公司的PLC-5PLC-5系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；系列可编程序控制器；德国西门子（德国西门子（德国西门子（德国西门子（SIEMENSSIEMENS）公司的）公司的）公司的）公司的S5S5、S7S7系列可编程序控制器系列可编程序控制器系
14、列可编程序控制器系列可编程序控制器 3.2 PLC3.2 PLC的分类的分类的分类的分类PLC应用技术应用技术 1.单元式结构（整体式）单元式结构（整体式）体积小、速度快内置RS-232C接口具有软PID功能PLC应用技术应用技术 2.模块式结构PLC应用技术应用技术 Power in a Small Package!电源模块CPU模块IO模块底 板中、大型机：中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合模块式。可根据需要在主板上随意组合。PLC应用技术应用技术 四、四、PLC的应用及发展趋势的应用及发展趋势开关量逻辑控制：取代传统的继电器接触器控制开关量逻辑控制：取代传统的继电器接触器控制
15、。这是这是PLC最广泛的应用最广泛的应用.过程控制：对生产过程中连续变化的模拟量进行检测和过程控制：对生产过程中连续变化的模拟量进行检测和 控制控制数据处理：数据运算、数据传递、数据转换，排序数据处理：数据运算、数据传递、数据转换，排序 查表、位操作等查表、位操作等通信联网与显示打印：可组成多级、分布式控制系通信联网与显示打印：可组成多级、分布式控制系 统。实现控制与管理的结合。统。实现控制与管理的结合。PLC应用技术应用技术 传送带生产线控制传送带生产线控制灌装及包装机械灌装及包装机械木材加工木材加工电梯控制电梯控制空调控制空调控制纺织机械纺织机械印刷机械印刷机械可编程序控制器的发展趋势 P
16、LC应用技术应用技术 五、五、PLC的基本结构的基本结构PLCPLC的硬件的硬件的硬件的硬件PLCPLC的基本的基本的基本的基本组成部分组成部分组成部分组成部分I/OI/O扩展部分扩展部分扩展部分扩展部分外部设备外部设备外部设备外部设备中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器CPUCPU存储器存储器存储器存储器输入接口输入接口输入接口输入接口输出接口输出接口输出接口输出接口电源电源电源电源PLCPLC的软件的软件的软件的软件用户程序用户程序用户程序用户程序系统监控程序系统监控程序系统监控程序系统监控程序PLC应用技术应用技术 输输出出设设备备输输入入设设备备 I/OI/O扩展扩展 单元单元 特
17、殊功特殊功 能单元能单元主机主机输输出出单单元元输输入入单单元元 电电 源源外外设设接接口口I/O/O扩扩展展口口存存 储储 器器 系统程序系统程序 存储器存储器 C P U 用户程序用户程序 存储器存储器盒式磁带机盒式磁带机打印机打印机EPROMEPROM写入器写入器 上位计算机上位计算机 PLCPLC编程器编程器可编程终端可编程终端PTPTPLC应用技术应用技术 CPUCPUCPUCPU的具体作用：的具体作用：的具体作用：的具体作用：（1 1 1 1）接收，存储用户程序；）接收，存储用户程序；）接收，存储用户程序；）接收，存储用户程序；（2 2 2 2）以扫描方式接收来自输入单元的数据和状
18、态信息，并存入相）以扫描方式接收来自输入单元的数据和状态信息，并存入相）以扫描方式接收来自输入单元的数据和状态信息，并存入相）以扫描方式接收来自输入单元的数据和状态信息，并存入相 应的数据存储区；应的数据存储区；应的数据存储区；应的数据存储区；（3 3 3 3）执行监控程序和用户程序；）执行监控程序和用户程序；）执行监控程序和用户程序；）执行监控程序和用户程序；（4 4 4 4）响应外部设备（如编程器，打印机）的请求。）响应外部设备（如编程器，打印机）的请求。）响应外部设备（如编程器，打印机）的请求。）响应外部设备（如编程器，打印机）的请求。5.1 5.1 中央处理单元（中央处理单元（中央处理
19、单元（中央处理单元（CPUCPU）CPUCPU是是是是PLCPLC的控制中枢，它是由控制器和运算器组成。的控制中枢，它是由控制器和运算器组成。的控制中枢，它是由控制器和运算器组成。的控制中枢，它是由控制器和运算器组成。PLCPLC中所采用的中所采用的中所采用的中所采用的CPUCPU通常有三种通常有三种通常有三种通常有三种 ：（1 1）通用处理器：通用处理器：通用处理器：通用处理器：80868086、8028680286、8038680386；（2 2）单片机芯片：）单片机芯片：）单片机芯片：）单片机芯片：80318031、80968096（3 3）位片式微处理器：位片式微处理器：位片式微处理器
20、：位片式微处理器：AMD-2900AMD-2900小型小型小型小型PLCPLC多采用多采用多采用多采用8 8位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为CPUCPU；中型中型中型中型PLCPLC多采用多采用多采用多采用1616位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为CPUCPU；大型大型大型大型PLCPLC多采用高速位片式微处理器多采用高速位片式微处理器多采用高速位片式微处理器多采用高速位片式微处理器PLC应用技术应用技术 5.2 5.2 5.2 5.2 存储器存储器存储器存储器 主要用于存放系统程序，
21、用户程序和工作状态数据。主要用于存放系统程序，用户程序和工作状态数据。主要用于存放系统程序，用户程序和工作状态数据。主要用于存放系统程序，用户程序和工作状态数据。（1 1）系统存储器：存放系统管理程序。系统存储器：存放系统管理程序。系统存储器：存放系统管理程序。系统存储器：存放系统管理程序。（2 2）用户存储器：存放用户编制的控制用户存储器：存放用户编制的控制用户存储器：存放用户编制的控制用户存储器：存放用户编制的控制（3）工作数据存储器工作数据存储器：存储工作数据存储工作数据RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。ROM：存放监控程
22、序和用户已调试好的程序。存放监控程序和用户已调试好的程序。PLC应用技术应用技术 5.3 输入接口电路 PLC通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换，转通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换，转换成换成PLC所需的标准电平供所需的标准电平供PLC进行处理。进行处理。接到接到PLC输入接口的输入器件是：各种开关、按钮、传感器等。输入接口的输入器件是：各种开关、按钮、传感器等。PLC输入电路通常有三种类型：输入电路通常有三种类型：直流直流(1224)V输入、输入、交流交流(100120)V输入与交流输入与交流(200240)V输入输入交直流交直流(1224)V输入。输入。各种各种P
23、LC的输入电路大都相同，的输入电路大都相同，PLC输入电路中有光耦合器隔输入电路中有光耦合器隔离，并设有离，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。扰。输入接口作用：输入接口作用：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。PLC应用技术应用技术 直流输入直流输入接口接口电路电路PLC应用技术应用技术 交流输入交流输入接口接口电路电路PLC应用技术应用技术 交交直直流输入流输入接口接口电路电路PLC应用技术应用技术 5.4 输出接口：采用光电隔离，实现了输出
24、接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与的内部电路与 外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。输出接口作用：输出接口作用：输出接口作用：输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外将主机向外输出的信号转换成可以驱动外将主机向外输出的信号转换成可以驱动外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部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断部执行电路的信号，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。电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。电
25、；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。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：继电器输出三种形式：继电器输出三种形式：继电器输出三种形式：继电器 -低速大功率低速大功率低速大功率低速大功率 可控硅可控硅可控硅可控硅 -高速大功率高速大功率高速大功率高速大功率 晶体管晶体管晶体管晶体管 -高速小功率高速小功率高速小功率高速小功率PLC应用技术应用技术 晶体管输出电路晶体管输出电路PLC应用技术应用技术 晶闸管输出电路晶闸管输出电路PLC应用技术应用技术 继电器继电器输出电路输出电路PLC应用技术应用技术 5.5 电源单元电源单元把外部供把外部供应的的电源源变换成系成系统内部各内
26、部各单元所需的元所需的电源。源。有的有的电源源单元元还向外提供向外提供24v隔离直流隔离直流电源，可供开关量源，可供开关量输入入单元元连接的接的现场无无源开关等使用。源开关等使用。PLC应用技术应用技术 PLC的外部设备主要有：的外部设备主要有：编程设备触摸屏操作面板文本显示器打印机 等 5.6 外部设备外部设备PLC应用技术应用技术 5.7 7 编程设备编程设备编程设备编程设备PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVAC
27、LRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR 利用编程器可将用户程序输入利用编程器可将用户程序输入利用编程器可将用户程序输入利用编程器可将用户程序输入PLCPLC的存储的存储的存储的存储器，还可以用编程器检查程序、修改程序；器，还可以用编程器检查程序、修改程序；器，还可以用编程器检查程序、修改程序；器，还可以用编程器检查程序、修改程序；利用编程器还可以监视利用编程器还可以监视利用编程器还可以监视利用编程器还可以监视PLCPLC的工作状态。编的工作状态。编的工作状态。编的工作状态。编程器一般分简易型程器一般分简易型程器一般分简易型程器一般分简易型 和智能型。和智
28、能型。和智能型。和智能型。PLC应用技术应用技术 专专 用用 编编 程程 器器 在装有专用编程软件的计算机上编程在装有专用编程软件的计算机上编程 简易编程器简易编程器 直插式、便携式直插式、便携式 计算机辅助编程计算机辅助编程 图形编程器图形编程器编程工具编程工具编程工具编程工具PLC应用技术应用技术 5.8 PLC的的软件系件系统在在在在PLCPLC中，软件分为两大部分：中，软件分为两大部分：中，软件分为两大部分：中，软件分为两大部分：1 1系统监控程序：用于控制可编程控制器本系统监控程序：用于控制可编程控制器本系统监控程序：用于控制可编程控制器本系统监控程序：用于控制可编程控制器本身的运行
29、。主要由管理程序、用户指令解释身的运行。主要由管理程序、用户指令解释身的运行。主要由管理程序、用户指令解释身的运行。主要由管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块，系统调用。程序和标准程序模块，系统调用。程序和标准程序模块，系统调用。程序和标准程序模块，系统调用。2 2用户程序：它是由可编程控制器的使用者用户程序：它是由可编程控制器的使用者用户程序：它是由可编程控制器的使用者用户程序：它是由可编程控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行。编制的，用于控制被控装置的运行。编制的，用于控制被控装置的运行。编制的，用于控制被控装置的运行。PLC应用技术应用技术 系系统程序程序 系系统程序程序是由
30、PLC的制造者采用汇编语言编写的，固化于ROM型系统程序存储器中，用于控制PLC本身的运行，用户不能更改。系系统程序分程序分为：1.1.系系统管理程序管理程序2.2.用用户指令解指令解释程序程序3.3.标准程序模准程序模块和系和系统调用程序用程序 PLC应用技术应用技术 用用户程序程序 用用户程序又称程序又称为应用程序，是用用程序，是用户为完成某一控制任完成某一控制任务而利用而利用PLCPLC的的编程程语言言编制的程序。用制的程序。用户程序是程序是线性地存性地存储在系在系统程序制定的存程序制定的存储区内。区内。1 1用用户环境境 用用户环境是由系境是由系统程序生成的，它包括用程序生成的，它包括
31、用户数据数据结构、用构、用户元件区、用元件区、用户程序存程序存储区、用区、用户参数、文件存参数、文件存储区等。区等。2 2用用户程序程序结构构 用用户程序程序结构大致可以分构大致可以分为三种：三种：（1 1）线性程序（性程序（2 2）分）分块程序（程序（3 3）结构化程序构化程序3 3用用户程序程序语言言 PLCPLC的的编程程语言有多种，其中梯形言有多种，其中梯形图、语句表、功能句表、功能块图是三种基本是三种基本语言。言。PLC应用技术应用技术 六、六、PLC的的编程程语言言状态转移图状态转移图 梯形图梯形图指令表指令表顺序功能图顺序功能图 逻辑功能图逻辑功能图高级语言高级语言PLC应用技术
32、应用技术 6.1、梯形、梯形图 梯形梯形图编程程语言言习惯上叫梯形上叫梯形图。梯形。梯形图沿沿袭了了继电器控制器控制电路的形式，也可以路的形式，也可以说，梯形，梯形图编程程语言是在言是在电气气控制系控制系统中常用的中常用的继电器、接触器器、接触器逻辑控制基控制基础上上简化了化了符号演符号演变而来的，具有形象、直而来的，具有形象、直观、实用，用，电气技气技术人人员容易接受，是目前用得最多的一种容易接受，是目前用得最多的一种PLC编程程语言。言。PLC应用技术应用技术 6.2 指令表指令表 梯形梯形图编程程语言言优点是直点是直观、简便，但要求用便，但要求用带 CRT 屏幕屏幕显示的示的图形形编程器
33、才能程器才能输入入图形符号。小型的形符号。小型的编程器一般无法程器一般无法满足，而是采用足，而是采用经济便携的便携的编程器将程序程器将程序输入到可入到可编程控制器中，程控制器中，这种种编程方法使用指令程方法使用指令语句，它句，它类似于微机中的似于微机中的汇编语言。言。语句是指令句是指令语句表句表编程程语言的基本言的基本单元元，每个控制功能有一个或多个，每个控制功能有一个或多个语句句组成的程序来成的程序来执行。每条行。每条语句句规定可定可编程控制器中程控制器中 CPU 如何如何动作的作的指令，它是由操作指令，它是由操作码和操作数和操作数组成的。成的。6.3顺序功能序功能图 顺序功能序功能图常用来
34、常用来编制制顺序控制序控制类程序。它包含步、程序。它包含步、动作、作、转换三个三个要素。要素。顺序功能序功能编程法可将一个复程法可将一个复杂的控制的控制过程分解程分解为一些小的工作状一些小的工作状态，这些状些状态按按顺序序连接接组合成整体的控制程序。合成整体的控制程序。6.4功能功能块图 功能功能图编程程语言言实际上是用上是用逻辑功能符号功能符号组成的功能成的功能块来表达命令的来表达命令的图形形语言，与数字言，与数字电路中路中逻辑图一一样，它极易表，它极易表现条件与条件与结果之果之间的的逻辑功能。功能。6.5结构文本构文本 PLC应用技术应用技术 七、七、PLC的内部等效电路与工作原理的内部等
35、效电路与工作原理以两台电动机启动控制为例7.1 PLC内部等效电路PLC应用技术应用技术 7.2 PLC的运行方式：（1 1）运行工作模式）运行工作模式）运行工作模式）运行工作模式(run)(run)当处于运行工作模式时，当处于运行工作模式时，当处于运行工作模式时，当处于运行工作模式时，PLCPLC要进行从内部处理、通信服务、输入处理、要进行从内部处理、通信服务、输入处理、要进行从内部处理、通信服务、输入处理、要进行从内部处理、通信服务、输入处理、程序处理、输出处理，然后按上述过程循环扫描工作。程序处理、输出处理，然后按上述过程循环扫描工作。程序处理、输出处理，然后按上述过程循环扫描工作。程序
36、处理、输出处理，然后按上述过程循环扫描工作。在运行模式下，在运行模式下，在运行模式下，在运行模式下，PLCPLC通过反复执行反映控制要求的用户程序来实现控制功通过反复执行反映控制要求的用户程序来实现控制功通过反复执行反映控制要求的用户程序来实现控制功通过反复执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能，为了使能，为了使能，为了使能，为了使PLCPLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是不断地重复执行，直至执
37、行一次，而是不断地重复执行，直至执行一次，而是不断地重复执行，直至执行一次，而是不断地重复执行，直至PLCPLC停机或切换到停机或切换到停机或切换到停机或切换到STOPSTOP工作模式。工作模式。工作模式。工作模式。注：注：注：注：PLCPLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。（2 2）停止模式）停止模式）停止模式）停止模式 当处于停止工作模式时，当处于停止工作模式时，当处于停止工作模式时，当处于停止工作模式时，PLCPLC只进行内部处理和通信服
38、务等内容。只进行内部处理和通信服务等内容。只进行内部处理和通信服务等内容。只进行内部处理和通信服务等内容。PLC应用技术应用技术 7.3 PLC 的循环扫描工作过程的循环扫描工作过程 扫描工作分为扫描工作分为 5 个阶段个阶段 内部内部处理阶段处理阶段 通讯服务通讯服务阶段阶段 输入处理输入处理阶段阶段 程序执行程序执行阶段阶段 输出输出处理阶段处理阶段内部处理阶段内部处理阶段内部处理阶段内部处理阶段通讯服务阶段通讯服务阶段通讯服务阶段通讯服务阶段 stop runPLC应用技术应用技术(1)(1)内部处理阶段：内部处理阶段：在此阶段，在此阶段，PLCPLC检查检查CPUCPU模块的硬件是否正
39、常，复位监视定时器，以及完成一模块的硬件是否正常，复位监视定时器，以及完成一些其它内部工作。些其它内部工作。(2)(2)通信服务阶段通信服务阶段 在此阶段，在此阶段，PLCPLC与一些智能模块通信、响应编程器键入的命令，更新编程器的与一些智能模块通信、响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容等，当显示内容等，当PLCPLC处于停状态时，只进行内容处理和通信操作等内容。处于停状态时，只进行内容处理和通信操作等内容。(3)(3)输入处理输入处理 输入处理也叫输入采样。在此阶段顺序读入所有输入端子的通断状态，并将输入处理也叫输入采样。在此阶段顺序读入所有输入端子的通断状态，并将读入的信息存入内存中
40、所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新，读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新，接着进入程序的执行阶段。接着进入程序的执行阶段。(4)(4)程序执行程序执行 根据根据PLCPLC梯形图程序扫描原则，按先左后右，先上后下的步序，逐句扫描，执梯形图程序扫描原则，按先左后右，先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转行程序。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。若用户程序涉及到输入输出状态时，地址。若用户程序涉及到输入输出状态时，PLCPLC从输入映象寄存器中读出上一从输入映象寄存器中读出上
41、一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器的当阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器的当前状态。根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关器件寄存器中。前状态。根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关器件寄存器中。(5)(5)输出处理输出处理 程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即元件映象寄存器中的程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即元件映象寄存器中的Y Y寄存器的状态，寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱
42、动外部负载。输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。PLC应用技术应用技术 输出刷新阶段输出刷新阶段输出刷新阶段输出刷新阶段 用户程序执行阶段用户程序执行阶段用户程序执行阶段用户程序执行阶段 输入采样阶段输入采样阶段输入采样阶段输入采样阶段 输输入入端端子子输输入入映映象象寄寄存存器器元件元件映象映象寄存寄存器器输输出出锁锁存存器器输输出出端端子子 扫描周期扫描周期写写 周期扫描过程周期扫描过程周期扫描过程周期扫描过程X0Y0读读用用户户输输入入设设备备用用户户输输出出设设备备Y0M100读读PLC应用技术应用技术 以两台电动机启动控制为例-周期扫描过程PLC应用技术应用技术 七、七、PLC
43、的内部等效电路与工作原理的内部等效电路与工作原理7.3 PLC的工作特点的工作特点采用采用采用采用循环扫描方式循环扫描方式循环扫描方式循环扫描方式 在在PLCPLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。注意注意 由于PLC是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入发生了变化，输入状态映象寄存器的内容也不会变化，要等到下一周期的输入处理阶段才能改变。PLC应用技术应用技术 八、三菱八、三菱FX系列可编程控制器简介系列可编程控制器简介8.1 FX系列系列PLC型号型号F
44、X系列可编程控制器型号命名的基本格式为：系列序号：0，0S，0N，1，2，2C，1S，1N，2N，2NC。I/O总点数：14256。单元类型：M-基本单元；E-输入输出混合扩展模块；EX-输入专用扩展模块；EY-输出专用扩展模块；输出形式：R-继电器输出；T-晶体管输出 S-晶闸管输出特殊品种区别：D-DC电源，DC输入；AI-AC电源，AC输入；H-大电流输出扩展模块(1A/1点)；V-立式端子排的扩展模块；C-接插口输入输出方式；F-输入滤波器1ms的扩展模块；L-TTL输入型扩展模块；S-独立端子(无公共端)扩展模块。PLC应用技术应用技术 8.2 FX 系列可编程控制器的基本组成系列可编程控制器的基本组成 8.3FX系列系列PLC主要指标主要指标 8.4.FX系列系列PLC的编程软元件的编程软元件A 输入继电器(X0 X1 X7)接受外部开关信号外部信号驱动,程序中不能出现线圈B 输出继电器(Y0 Y1 Y7)PLC内部信号输出传送给 外部负荷输出继电器的线圈只能由程序驱动