《可编程控制器原理与应用》.ppt

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1、可编程控制器原理与应用电子教案 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望可编程控制器原理与应用可编程控制器原理与应用第第1章章 可编程控制器初步可编程控制器初步1.1 可编程控制器的起源与发展可编程控制器的起源与发展n一、背景一、背景20世纪世纪60年代，美国汽车制造业竞争日趋激烈，年代，美国汽车制造业竞争日趋激烈，汽车产品更新换代的周期越来越短，而继电器控制的汽车产品更新换代的周期越来越短，而继电器控制的汽车自动生产流水线汽车自动生产流水线设备体积大，触点

2、使用寿命低，设备体积大，触点使用寿命低，可靠性差，故障率高，维修和维护不便可靠性差，故障率高，维修和维护不便；同时这种控；同时这种控制系统制系统智能化程度很低智能化程度很低，当产品更新，生产工艺和流，当产品更新，生产工艺和流程变化时，整个系统都需要重新设计和安装，从而严程变化时，整个系统都需要重新设计和安装，从而严重影响了企业生产效率，延长了汽车产品的更新周期。重影响了企业生产效率，延长了汽车产品的更新周期。因此人们迫切需要一种因此人们迫切需要一种通用性强、灵活方便的新型控通用性强、灵活方便的新型控制系统制系统来替代原来的继电器控制系统。来替代原来的继电器控制系统。二、二、10项指标项指标n1

3、编程方便，可现场修改程序。编程方便，可现场修改程序。n2维修方便，采用插件式结构。维修方便，采用插件式结构。n3可靠性高于继电器控制系统。可靠性高于继电器控制系统。n4体积小于继电器控制柜。体积小于继电器控制柜。n5数据可直接送入管理计算机。数据可直接送入管理计算机。n6成本可与继电器控制系统竞争。成本可与继电器控制系统竞争。n7输入可为市电。输入可为市电。n8输出可为市电，输出电流要求在输出可为市电，输出电流要求在2安培以上，可直接驱动电磁阀、安培以上，可直接驱动电磁阀、接触器等。接触器等。n9系统扩展时，原系统变更最小。系统扩展时，原系统变更最小。n10用户存储器容量大于用户存储器容量大于

4、4K。n美国数字电子公司（美国数字电子公司（DEC）-1969年研制出世界上年研制出世界上第一台可编程控制器第一台可编程控制器n我国于我国于1974年开始研制，并于年开始研制，并于1977年生产出了第一台年生产出了第一台有实用价值的可编程控制器有实用价值的可编程控制器。n由于当初它主要用于逻辑控制、顺序控制，故称为可编由于当初它主要用于逻辑控制、顺序控制，故称为可编程逻辑控制器（程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），），简称简称PLC 可可编编程程控控制制器器的的功功能能逻辑运算、定时、计数逻辑运算、定时、计数算术运算、数据处理和传输算术运算、数据处理和传

5、输 通信联网通信联网 故障自诊断故障自诊断PLC、CAD/CAM、机器人、机器人将会成为工业自动化的三大支柱将会成为工业自动化的三大支柱1.可编程控制器构成及工作原理可编程控制器构成及工作原理一、可编程控制器构成一、可编程控制器构成PLC基本组成基本组成（）（）CPU：中央处理器，中央处理器，PLC的核心的核心组组成成控制器控制器运算器运算器作用作用:运行用户程序，监控运行用户程序，监控I/OI/O接口状态，接口状态，作出逻辑判断和进行数据处理作出逻辑判断和进行数据处理 （2）存储器存储器：用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些信息用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些信息 只

6、读存储器（只读存储器（ROMROM）：）：主要用来存放系主要用来存放系统统程序程序 只能只能读读出不能写入出不能写入 随机存取存随机存取存储储器（器（RAMRAM）：主要用来存放用主要用来存放用户户程序、各种程序、各种暂暂存存 数据和运算中间结果等。数据和运算中间结果等。可以随机可以随机对对其其进进行行读读出和写入出和写入 3.输入输入/输出（输出（I I/O O）接口：）接口：(1)(1)输入接口：用于连接输入设备输入接口：用于连接输入设备一般采用光电耦合电路一般采用光电耦合电路 PLC PLC通过输入接口接收各种控制信号，改变通过输入接口接收各种控制信号，改变输入元件的状态，并参与用户程序

7、的运算输入元件的状态，并参与用户程序的运算(2)(2)输出接口：用于连接输出设备输出接口：用于连接输出设备继电器输出型继电器输出型晶体管输出型晶体管输出型晶闸管输出型晶闸管输出型 4.电源电源nPLCPLC内部电路采用直流开关稳压电源内部电路采用直流开关稳压电源n输入传感器采用输入传感器采用24V24V直流电源直流电源n输入输入/输出回路的电源一般相互独立，避免干扰输出回路的电源一般相互独立，避免干扰5.扩展接口：扩展接口：用于系统扩展用于系统扩展 二、可编程控制器的工作原理二、可编程控制器的工作原理（一）（一）PLCPLC的工作方式：循环扫描的工作方式：循环扫描的方式的方式 （二）（二）PL

8、C的工作过程的工作过程1.1.输输入入采采样样阶阶段段:PLCPLC顺顺序序扫扫描描各各输输入入端端，并并将将各各输输入入状状态态存存入入相相应应的的输输入入映映像像寄寄存存器器中中，输输入入映映像像寄寄存存器器被被刷刷新新，此此状状态态将将被被保保持到本扫描周期结束。持到本扫描周期结束。2.2.程序执行阶段程序执行阶段:PLCPLC从第从第0 0步开始从左到右、自上而下顺序扫描步开始从左到右、自上而下顺序扫描执行用户程序，并将当前输入映像寄存器和输出映像寄存器的相执行用户程序，并将当前输入映像寄存器和输出映像寄存器的相关内容读入，参与程序的运算、处理；最后将结果存入输出映像关内容读入，参与程

9、序的运算、处理；最后将结果存入输出映像寄存器。寄存器。3.3.输输出出刷刷新新阶阶段段:PLCPLC将将输输出出映映像像寄寄存存器器中中的的内内容容转转存存到到输输出出锁锁存存器器，刷刷新新输输出出锁锁存存器器的的内内容容，从从而而改改变变输输出出端端子子的的状状态态，驱驱动动负负载实现控制。载实现控制。（三）（三）PLC 的扫描周期的扫描周期PLC每扫描一次称为一个扫描周期，主要分成三个阶段每扫描一次称为一个扫描周期，主要分成三个阶段 1.3 1.3 三菱三菱FX2FX2系列可编程控制器系列可编程控制器FX2FX2系系列列的的机机型型主主要要有有FX2FX216M16M、FX2FX224M2

10、4M、FX2-32MFX2-32M、FX2FX248M48M、FX2FX264M64M、FX2FX280M80M等几种。等几种。其型号的含义如图所示。其型号的含义如图所示。一、型号含义一、型号含义二、三菱二、三菱FX2-32MRFX2-32MR型型PLCPLC的面板的面板介绍介绍1输入端子输入端子：用于连接输入元件用于连接输入元件三菱三菱FX2-32MRFX2-32MR型型PLC输入继电器（输入继电器（X）以）以8进制编进制编码，编号为码，编号为X000X007、010X017共共16点。点。输输入入回回路路连连接接 2输出端子输出端子：用于驱动负载（用于驱动负载（接触器、电磁阀和接触器、电磁

11、阀和指示灯等指示灯等）实现控制。）实现控制。三三菱菱FX2-32MRFX2-32MR型型PLCPLC输输出出继继电电器器（Y Y）以以8 8进进制制编编码码，编编号号为为Y000Y000Y007Y007、Y010Y010Y017共共1616点点，每每4 4点点共共用用一一个个公共端口（公共端口（COMCOM），以适应不同负载。），以适应不同负载。输输出出回回路路的的连连接接n三菱三菱FXFX系列系列PLCPLC的通讯接口主要有的通讯接口主要有RS-232CRS-232C、RS-422RS-422和和RS-RS-485485等。等。nFX2FX2系列系列PLCPLC与计算机的通讯采用与计算机的通

12、讯采用RS-232CRS-232C接口，用一根接口，用一根SC-SC-0909电缆连接。电缆连接。SC-09SC-09电缆如图所示。电缆如图所示。nSC-09SC-09电缆一端是电缆一端是9 9芯的芯的D D型插头，应插入计算机的串行口型插头，应插入计算机的串行口COM1COM1或或COM2COM2；n电缆的另一端是电缆的另一端是2525芯的芯的D D型插头，插入型插头，插入PLCPLC的编程器接口的编程器接口 3.3.通讯接口通讯接口：4.SWOPC-FXGP-WIN-C:4.SWOPC-FXGP-WIN-C:三三菱菱FXFX系系列列PLCPLC的的专专用用编程软件，其初始界面如图所示。编程

13、软件，其初始界面如图所示。（1 1）端口设置）端口设置a.a.点击菜单栏点击菜单栏“PLC”“PLC”“端口设置端口设置”菜单菜单 b.b.选择与计算机通讯的端口和传送速率，点击选择与计算机通讯的端口和传送速率，点击“确认确认”按钮。按钮。（2 2）串口设置）串口设置a.a.点击点击“新文件新文件”。b选择选择PLCPLC机型机型 c.c.点击菜单栏点击菜单栏“PLC”“PLC”“串行口设置串行口设置”菜单。菜单。d.d.进行串行口设置。进行串行口设置。1.4 1.4 一个简单的开关量控制应用实例一个简单的开关量控制应用实例 一、一、电动机单向运转继电器控制电路电动机单向运转继电器控制电路主要

14、元器件的功能表主要元器件的功能表代代号号名名称称作作 用用KMKM交流接触器交流接触器正转控制正转控制SB1SB1停止按钮停止按钮停止控制停止控制SB2SB2启动按钮启动按钮正转启动控制正转启动控制FRFR热继电器热继电器过载保护过载保护FU1FU1主熔断器主熔断器主回路短路保护主回路短路保护FU2FU2控制熔断器控制熔断器控制回路短路保护控制回路短路保护二、二、输输入入/输输出分配出分配 输入输入/输出分配表输出分配表输入输入输出输出元件元件作用作用输入点输入点输出点输出点元件元件作用作用SB1SB1停止停止X0X0Y0Y0KMKM控制电机运转控制电机运转SB2SB2启动启动X1X1FRFR

15、过载保护过载保护X2X22输入输入/输出接线图输出接线图3.3.程序设计程序设计1 设计方法设计方法（1）翻译法）翻译法:将继电器电路的控制逻辑图直接转化为将继电器电路的控制逻辑图直接转化为PLC梯形图的程序设计方法。梯形图的程序设计方法。（2 2）解析法）解析法:是将输入信号、输出信号的逻辑关系用逻是将输入信号、输出信号的逻辑关系用逻辑表达式表示，并用逻辑代数简化程序的设计方法。辑表达式表示，并用逻辑代数简化程序的设计方法。2.2.梯形图程序设计基本原则梯形图程序设计基本原则（1 1）梯形图程序起始于左母线，终止于右母线，应按自）梯形图程序起始于左母线，终止于右母线，应按自上而下、从左至右的

16、方式编制。上而下、从左至右的方式编制。逻辑线圈应和右母线直接相连，中间不能有任何元件。逻辑线圈应和右母线直接相连，中间不能有任何元件。（2 2）几条支路并联时，串联触点多的支路尽量放在上方）几条支路并联时，串联触点多的支路尽量放在上方。（3）并联电路块串联时，并联支路多的电路块尽量靠近）并联电路块串联时，并联支路多的电路块尽量靠近左母线。左母线。（4 4）桥式电路应转换为连接关系更明确的电路。）桥式电路应转换为连接关系更明确的电路。（5 5）在梯形图中一般不宜出现双线圈。）在梯形图中一般不宜出现双线圈。本本 章章 结结 束束第第第第2 2章章章章 可编程控制器基本指令的应用可编程控制器基本指令

17、的应用可编程控制器基本指令的应用可编程控制器基本指令的应用2.1 2.1 三相交流异步电动机的正反转控制2.2 流水灯控制2.3电动机的单按钮开关控制 2.4 小车自动往返控制2.1 2.1 三相交流异步电动机的正反转控制三相交流异步电动机的正反转控制2.1.1控制任务分析1控制要求（1）三相三相交流交流异步异步电动机正转、反转均能启动电动机正转、反转均能启动（2）三相三相交流交流异步异步电动机正、反转之间能够直接进行切换电动机正、反转之间能够直接进行切换（3）具有短路保护和过载保护。）具有短路保护和过载保护。2 2控制要求分析控制要求分析 电气原理图电气原理图图图 主要元器件的功能主要元器件

18、的功能各个主令信号和各个主令信号和PLCPLC输入点相连，输出点输入点相连，输出点Y0Y0、Y1Y1驱动接触器控制电机正反转驱动接触器控制电机正反转PLCPLC控制系统的主电路与图控制系统的主电路与图1 1相同，而控制电路的功能相同，而控制电路的功能通过编制通过编制PLCPLC程序实现程序实现用用PLCPLC控制三相交流异步电动机正反转时，通过程序控制三相交流异步电动机正反转时，通过程序控制输出线圈，输出点驱动接触器控制输出线圈，输出点驱动接触器KM1KM1、KM2KM2实现电机实现电机正反转正反转 1.1.逻辑取（逻辑取（LDLD、LDILDI）与线圈驱动（）与线圈驱动（OUTOUT）指令）

19、指令nLDLD:逻逻辑辑取取常常开开触触点点指指令令，用用于于常常开开触触点点与与左左母母线线的的连连接接，即逻辑运算起始于常开触点。即逻辑运算起始于常开触点。nLDILDI：逻逻辑辑取取常常闭闭触触点点指指令令，用用于于常常闭闭触触点点与与左左母母线线的的连连接，即逻辑运算起始于常闭触点。接，即逻辑运算起始于常闭触点。nOUTOUT:线线圈圈驱驱动动指指令令，用用于于根根据据逻逻辑辑运运算算结结果果驱驱动动一一个个指指定线圈。定线圈。2.1.2相关基础知识指令的应用举例说明说明：（1 1）LDLD、LDILDI的的操操作作元元件件为为输输入入继继电电器器X X、输输出出继继电电器器Y Y、辅

20、辅助助继继电电器器M M、状状态继电器态继电器S S、定时器、定时器T T、计数器、计数器C C的触点。的触点。（2 2）LDLD、LDILDI除除用用于于触触点点与与左左母母线线的的连连接接外外，还还可可与与后后面面介介绍绍的的ANBANB、ORBORB指指令配合使用于各分支的起始位置。令配合使用于各分支的起始位置。（3 3）OUTOUT指指令令的的操操作作元元件件为为Y Y、M M、S S、T T、C C的的线线圈圈，多多次次连连续续使使用用OUTOUT指指令令可可实现多个线圈的并联；但实现多个线圈的并联；但OUTOUT指令不能驱动输入继电器指令不能驱动输入继电器X X。AND：“与与”操

21、作指令，用于单个操作指令，用于单个常开触点的串联触点的串联ANI：“与非与非”操作指令，用于单个操作指令，用于单个常闭触点的串联触点的串联2.2.触点串联（触点串联（ANDAND、ANIANI）指令）指令说明说明：（1 1）ANDAND、ANIANI指指 令令 的的 操操 作作 元元 件件 为为 X X、Y Y、M M、S S、T T、C C的触点。的触点。（2 2）ANDAND、ANIANI指指令令可可连连续续重重复复使使用用，用用于于单单个个 触点的连续串联，使用次数不限。触点的连续串联，使用次数不限。指令的应用举例OR:“或”操作指令，用于单个常开触点的并联。ORI:“或非”操作指令，用

22、于单个常闭触点的并联。3.3.触点并联（触点并联（OROR、ORIORI）指令）指令说明：（1）OR、ORI指令的操作元件为X、Y、M、S、T、C的触 点。（2）OR、ORI指令可将触点并联于以LD、LDI起始的电路块。（3）OR、ORI指令可连续重复使用，用于单个触点的连续并联，使用次数不限。指令的应用举例4.4.串联电路块的并联（串联电路块的并联（ORBORB）指令）指令ORB：串联电路块的并联指令，用于两个或两个以上串联电路块的并联。串联电路块串联电路块是指两个或两个以上触点串联连接的支路每个串联电路块都以每个串联电路块都以LDLD、LDILDI指令起始，用指令起始，用ORBORB指令将

23、指令将两个串联电路块并联连接。两个串联电路块并联连接。指令的应用举例指令的应用举例说明说明：（1 1）ORBORB指令不带操作元件。指令不带操作元件。（2 2）多多个个串串联联电电路路块块并并联联时时，若若每每并并联联一一个个电电路路块块均均使使用用一一次次ORBORB指令，则并联的电路块数没有限制。指令，则并联的电路块数没有限制。（3 3）多个串联电路块并联时，也可集中连续使用）多个串联电路块并联时，也可集中连续使用ORBORB指令，但使指令，但使用的次数应限制在用的次数应限制在8 8次。次。5.5.并联电路块的串联（并联电路块的串联（ANBANB）指令）指令ANB:ANB:并联电路块的串联

24、指令，用于并联电路块的串联并联电路块的串联指令，用于并联电路块的串联并联电路块是指两个或两个以上触点并联连接的电路并联电路块是指两个或两个以上触点并联连接的电路在并联电路块串联时，每个并联电路块都以在并联电路块串联时，每个并联电路块都以LDLD、LDILDI指指令起始，用令起始，用ANBANB指令将两个并联电路块串联连接指令将两个并联电路块串联连接指令的指令的应应用用举举例例 说明：说明：（1 1）ANBANB指令不带操作元件。指令不带操作元件。（2 2）多多个个并并联联电电路路块块串串联联时时，若若每每串串联联一一个个电电路路块块均均使使用用一一次次ANBANB指令，则并联的电路块数没有限制

25、。指令，则并联的电路块数没有限制。（3 3）多个并联电路块串联时，也可集中连续使用）多个并联电路块串联时，也可集中连续使用ANBANB指令，但使指令，但使用的次数应限制在用的次数应限制在8 8次。次。6.多重输出（MPS、MRD、MPP）指令nMPS(Push)：进栈指令，用于存储当前的运算结果，栈中内容下移。nMRD(Read)：读栈指令，用于读出栈顶的内容。nMPP(Pop)：出栈指令，用于读出并清除栈顶的内容，栈中内容上移。栈操作示意图三菱三菱FXFX系列系列PLCPLC中有中有1111个用于存储中间运算结果的存储个用于存储中间运算结果的存储区域，称为栈存储器，相当于计算机中的堆栈区域，

26、称为栈存储器，相当于计算机中的堆栈 栈操作示意图 这这3 3条条指指令令可可将将当当前前接接点点的的运运算算结结果果保保存存起起来来，当当需需要要该该接接点点处处的的运运算算结结果果时时再再读读出出，以以保保证证多多重输出电路的正确连接。重输出电路的正确连接。指令的应用举例指令的应用举例 说明：说明：（1 1）MPSMPS、MRDMRD、MPPMPP指令不带操作元件。指令不带操作元件。（2 2）多重输出指令为组合指令，不能单独使用，）多重输出指令为组合指令，不能单独使用，MPSMPS、MPPMPP指令必须指令必须成对成对使用，但使用次数应少于使用，但使用次数应少于1111次。次。（3 3）MR

27、DMRD指令可以多次出现，但应保证多重输出电路不指令可以多次出现，但应保证多重输出电路不超过超过2424行。行。2.1.3输入输入/输出分配输出分配1.1.输入输入/输出分配表输出分配表输入输入输出输出元件元件作用作用输入输入点点输出输出点点元件元件作用作用SB1SB1正转启动正转启动X0X0Y0Y0KM1电机正转电机正转控制控制SB2SB2反转启动反转启动X1X1Y1Y1KM2电机反转电机反转控制控制SB3SB3停止停止X2X2FR FR 过载保护过载保护X3X32输入输入/输出接线图输出接线图2.1.4程序设计由翻译法容易得出电机正反转控制梯形图程序如图所示由翻译法容易得出电机正反转控制梯

28、形图程序如图所示 修改后的正反转控制梯形图修改后的正反转控制梯形图 2.2 2.2 流水灯控制流水灯控制2.2.1 2.2.1 控制任务及分析控制任务及分析有三盏灯分别为红灯、绿灯和黄灯。要求：（1）按下启动按钮SB1三盏灯按以下顺序循环：（2）按下停止按钮SB2三盏灯均熄灭，系统恢复初始状态。1控制要求2 2控制任务分析控制任务分析 这是一个典型的时间顺序控制问题，中间的时间间这是一个典型的时间顺序控制问题，中间的时间间 隔可以通过定时器来控制隔可以通过定时器来控制 定时器和继电器电路中的时间继电器相似，也有线圈定时器和继电器电路中的时间继电器相似，也有线圈和常开、常闭延时触点，因此可以按继

29、电器电路的设计方和常开、常闭延时触点，因此可以按继电器电路的设计方法来设计该法来设计该PLCPLC控制程序控制程序 2.2.2 2.2.2 相关基础知识相关基础知识1.1.辅助继电器（辅助继电器（M M）辅助继电器相当于继电器电路中的中间继电器，经常用作辅助继电器相当于继电器电路中的中间继电器，经常用作状态暂存、移位运算等，每个辅助继电器都有无数个常开、状态暂存、移位运算等，每个辅助继电器都有无数个常开、常闭触点可供常闭触点可供PLCPLC内部编程时使用，但内部编程时使用，但不能直接驱动负载不能直接驱动负载。（1 1）通用辅助继电器）通用辅助继电器该继电器的元件编号为该继电器的元件编号为M0M

30、0M499M499共共500500点，编程时每个点，编程时每个通用辅助继电器的线圈仍由通用辅助继电器的线圈仍由OUTOUT指令驱动，而其触点的状态指令驱动，而其触点的状态取决于线圈的通、断。取决于线圈的通、断。通用辅助继电器用法通用辅助继电器用法 按按下下X0X0，M0M0线线圈圈接接通通自自锁锁，其其常常开开触触点点闭闭合合Y0Y0、Y1Y1接接通通；按按下下X1X1时时，M1M1线线圈圈接接通通，其其常常闭闭触触点点断断开开，M0M0线线圈圈断断开开，Y0Y0、Y1Y1断断开开。M0M0、M1M1在在程程序序中中起起到到了了继继电电器器电电路路中中中中间间继继电电器器的的作用。作用。（2

31、2）停电保持辅助继电器）停电保持辅助继电器n停电保持辅助继电器的元件编号为停电保持辅助继电器的元件编号为M500M500M1024M1024共共524524点，用于点，用于保存停电瞬间的状态，并在来电后继续运行。保存停电瞬间的状态，并在来电后继续运行。若若按按下下X0X0，M0M0、Y0Y0、M500M500线线圈圈均均接接通通自自锁锁，此此时时突突然然断断电电则则M0M0、Y0Y0、M500M500线圈均断开。线圈均断开。当当重重新新来来电电PLCPLC投投入入运运行行时时，M0M0、Y0Y0线线圈圈仍仍处处于于断断开开状状态态，而而M500M500线线圈圈恢恢复复断电前的接通状态；断电前的

32、接通状态；若若断断电电前前已已按按下下X1,M500X1,M500线线圈圈处处于于断断开开状状态态，则则PLCPLC重重新新投投入入运运行行时时M500M500线线圈不接通，仍保持断电前的断开状态。圈不接通，仍保持断电前的断开状态。a.a.不可驱动线圈型不可驱动线圈型：用户只能应用其触点编程，线圈由用户只能应用其触点编程，线圈由PLCPLC自动驱动，用户自动驱动，用户不能编程驱动。不能编程驱动。M8000:M8000:运行监控（运行监控（PLCPLC为为RUNRUN时接通）时接通）M8002:M8002:初始脉冲（初始脉冲（PLCPLC为为RUNRUN时接通一个扫描周期）时接通一个扫描周期）M

33、8013:1SM8013:1S时钟脉冲（以时钟脉冲（以1S1S为周期不断地接通和断开）为周期不断地接通和断开）例例：（3 3）特殊辅助继电器）特殊辅助继电器b.b.可驱动线圈型：可驱动线圈型：需要用户编程驱动其线圈，接通后需要用户编程驱动其线圈，接通后PLCPLC完成特定的动作。完成特定的动作。例例：M8030:M8030:熄灭锂电池欠压指示灯熄灭锂电池欠压指示灯 M8033:PLC M8033:PLC停止（停止（STOPSTOP）时使输出保持）时使输出保持 M8034:M8034:禁止所有输出禁止所有输出2.定时器（定时器（T）n定时器作为时间元件主要用于定时控制，每个定时器定时器作为时间元

34、件主要用于定时控制，每个定时器也都有线圈和无数个触点可供用户编程使用。也都有线圈和无数个触点可供用户编程使用。n编程时其线圈编程时其线圈仍由仍由OUT指令驱动指令驱动，但用户必须设置其，但用户必须设置其设定值。设定值。n三菱三菱FX2系列系列PLC的定时器为的定时器为增定时器增定时器，当其线圈接通，当其线圈接通时，定时器当前值由时，定时器当前值由0开始递增，直到当前置达到设定开始递增，直到当前置达到设定值时，定时器触点动作。值时，定时器触点动作。n与继电器电路不同的是与继电器电路不同的是PLC中中无失电延时定时器，无失电延时定时器，若若需使用可以通过编程实现。需使用可以通过编程实现。定时器以十

35、进制编号，可分为通用定时器和积算定时器两类。定时器以十进制编号，可分为通用定时器和积算定时器两类。（1 1）通用定时器）通用定时器：通用定时器的编号为通用定时器的编号为T0T0T245T245共共245245点。点。按定时单位不同可分为按定时单位不同可分为100ms100ms定时器和定时器和 10ms 10ms定时器。定时器。a.100msa.100ms定时器定时器100ms100ms定时器的编号为定时器的编号为T0T0T199T199共共200200点，定时单位为点，定时单位为0.1S0.1S，最大，最大设定值为设定值为K32767(KK32767(K表示十进制数表示十进制数),),定时时间

36、为定时时间为0.1S0.1S3276.7S3276.7S。b.10msb.10ms定时器定时器10ms10ms定时器的编号为定时器的编号为T200T200T245T245共共4646点，定时单位为点，定时单位为0.01S0.01S，最大，最大设定值为设定值为K32767,K32767,定时时间为定时时间为0.01S0.01S327.67S327.67S。通用定时器应用举例如图所示图中图中X0X0闭合，闭合，T0T0线圈接通开始计时，线圈接通开始计时，20S20S后定时器后定时器T0T0动作，其常开触点闭合，动作，其常开触点闭合，T1T1开始计时，开始计时，20S20S后后Y0Y0接通。接通。用

37、一个定时器定时的最长时间为用一个定时器定时的最长时间为3276.7S,3276.7S,若定时时间超过若定时时间超过这一值，就可以用几个定时器定时时间相加的方法来实现。这一值，就可以用几个定时器定时时间相加的方法来实现。图中若定时器在计时期间图中若定时器在计时期间X0X0断开或断开或PLCPLC断电，则断电，则定时器定时器T0T0、T1T1复位，其当前值恢复为复位，其当前值恢复为0 0。（2）积算定时器 积算定时器所计时间为其线圈接通的累计时间，若在计时期间线圈断开或PLC断电，定时器并不复位，而是保持其当前值不变，当线圈再次接通或PLC上电定时器继续计时，直到累计时间达到设定值定时器动作。积积

38、算算定定时时器器按按定定时时单单位位不不同同可可分分为为1ms1ms积积算定时器和算定时器和100ms100ms积算定时器。积算定时器。100ms100ms定时器的编号为定时器的编号为T250T250T255T255共共6 6点，定时单位为点，定时单位为 0.1S 0.1S，最大设定值为，最大设定值为K32767,K32767,定时时间为定时时间为0.1S0.1S3276.7S3276.7S。a.1msa.1ms积算定时器积算定时器b.100msb.100ms积算定时器积算定时器1ms1ms定时器的编号为定时器的编号为T246T246T249T249共共4 4点，定时单位为点，定时单位为 0.

39、001S 0.001S，最大设定值为，最大设定值为K32767,K32767,定时时间为定时时间为0.001S0.001S32.767S32.767S。积算定时器应用举例如图所示。积算定时器应用举例如图所示。积算定时器可以用积算定时器可以用RSTRST指令复位，将其当前值恢复为指令复位，将其当前值恢复为0 0。3.3.主控（主控（MCMC、MCRMCR）指令）指令用于公共串联触点的连接，将左母线移至主控触点之后。用于公共串联触点的连接，将左母线移至主控触点之后。MC:MC:主控指令主控指令MCR:MCR:主控复位指令主控复位指令使左母线回到使用主控指令前的位置使左母线回到使用主控指令前的位置

40、编程时，当多个线圈受控于同一个或一组触点时，若编程时，当多个线圈受控于同一个或一组触点时，若每个线圈都串入相同触点作为控制条件，将会占用更多每个线圈都串入相同触点作为控制条件，将会占用更多的存储单元，此时使用主控指令则可使程序得到优化。的存储单元，此时使用主控指令则可使程序得到优化。主控指令的应用举例主控指令的应用举例在使用主控复位在使用主控复位（MCRMCR）指令，左）指令，左母线已恢复原位，母线已恢复原位，所以程序第所以程序第1616步步X3X3常开触点也使常开触点也使用用LD LD 指令。指令。按按X0X0，M100M100接接通，执行主控电通，执行主控电路块内的程序。路块内的程序。按按

41、X2X2，Y0Y0线圈接线圈接通自锁，定时器通自锁，定时器T0T0开始计时，开始计时，10S10S后后T0T0动作动作Y1Y1线圈接通；线圈接通；若按若按X1X1，M100M100断开不断开不执行主控电路块内的程执行主控电路块内的程序，此时即使按下序，此时即使按下X2X2输输出点出点Y0Y0也不接通，但也不接通，但PLCPLC仍扫描这段程序。仍扫描这段程序。由于使用主控（由于使用主控（MCMC）指令后，左母线移至主指令后，左母线移至主控触点之后，所以程序控触点之后，所以程序第第6 6、1212步步X2X2、T0T0常开常开触点仍用触点仍用LDLD指令；指令；说明：说明：n（1 1）主主控控指指

42、令令的的操操作作元元件件为为Y Y、M M（特特殊殊辅辅助助继继电电器器除外）。除外）。n（2 2）主主控控指指令令可可嵌嵌套套使使用用，嵌嵌套套级级的的编编号号为为0 07 7，最多不能超过最多不能超过8 8级。级。n（3 3）主主控控指指令令嵌嵌套套使使用用时时，嵌嵌套套级级的的编编号号应应从从0 0开开始始顺次递增，返回时从大的嵌套级开始逐级返回。顺次递增，返回时从大的嵌套级开始逐级返回。等效电路等效电路 1.1.输入输入/输出分配表输出分配表输入输入输出输出元件元件作用作用输入输入点点输出输出点点元件元件作用作用SB1SB1启动启动X0X0Y0Y0HL1HL1红灯红灯SB2SB2停止停

43、止X1X1Y1Y1HL2HL2绿灯绿灯Y2Y2HL3HL3黄灯黄灯2.2.3 2.2.3 输入输入/输出分配输出分配2输入输入/输出接线图输出接线图2.2.4 .4 程序设计程序设计 控制任务要控制任务要求分别由启动按求分别由启动按钮、停止按钮控钮、停止按钮控制系统的启动和制系统的启动和停止，因此可以停止，因此可以用主控指令来编用主控指令来编制程序。制程序。将启动按钮作将启动按钮作为主控指令的触为主控指令的触发信号，并使其发信号，并使其自锁保持，而将自锁保持，而将流水灯控制程序流水灯控制程序放在主控电路块放在主控电路块之中；之中；n当需要停止时，用停止按钮解除主控指令触发信号的自锁，使其断开，

44、从而PLC不执行流水灯控制程序，系统停止工作。n上图中分别用六个定时器T0T5进行六个时间段的时间控制，为保持T3和T5的线圈得电，程序中采用了两个通用辅助继电器M1和M2，以保证流水灯按控制要求正确运行。2.3 2.3 电动机的单按钮开关控制电动机的单按钮开关控制2.3.1 2.3.1 控制任务分析控制任务分析1控制要求控制要求（1 1）按按下下按按钮钮SB1SB1奇奇数数次次时时，交交流流接接触触器器KM1KM1得得电电，电电动动 机机M1M1启动运转。启动运转。（2 2）按按下下按按钮钮SB1SB1偶偶数数次次时时，交交流流接接触触器器KM1KM1失失电电，电电动动机机M1M1停止运转。

45、停止运转。（3 3）具有短路保护和过载保护。）具有短路保护和过载保护。2 2控制要求分析控制要求分析 n利用一个按钮控制电动机的启停，类似于开关型轻触按键，但它要求内部必须具有自锁的功能。n在整个的工作过程中，电动机的启停频率是按纽按下的频率的一半，因此要实现控制要求实际上只需将按钮信号的频率进行二分频。2.3.2 2.3.2 相关基础知识相关基础知识1.1.时序图及其画法时序图及其画法 (1)时序图时序图 是指输入状态、电路状态和输出状态等随时间变化的波形图。是指输入状态、电路状态和输出状态等随时间变化的波形图。(2)时序图的画法时序图的画法a、画出输入点、时钟等信号变化的波形图画出输入点、

46、时钟等信号变化的波形图b、找出各相关元件状态变化的分界点找出各相关元件状态变化的分界点c、根根据据电电路路的的逻逻辑辑功功能能，准准确确确确定定各各元元件件在在各各分分界界点点时时刻的状态刻的状态d、最后画出各元件相应的波形。最后画出各元件相应的波形。（3 3）单按钮控制电动机启停时序图）单按钮控制电动机启停时序图按钮接于按钮接于X0X0，控制电机的接触器接于，控制电机的接触器接于Y0Y0 2.微分脉冲输出（微分脉冲输出（PLS、PLF）指令）指令PLS：上升沿微分脉冲输出指令，在触发信号的上升沿时使操作元件产生一个扫描周期的脉冲输出。PLF：下降沿微分脉冲输出指令，在触发信号的下降沿时使操作

47、元件产生一个扫描周期的脉冲输出。微分脉冲指令可以将脉宽较宽的触发信号变成脉宽等于PLC扫描周期的触发脉冲信号微分脉冲指令用法当按下当按下X000X000时，时，Y000Y000接通并自锁，按下接通并自锁，按下X002X002，Y000Y000断开；断开；当按下当按下X001X001时，在时，在X001X001上升沿上升沿M0M0接通一个扫描周期，接通一个扫描周期，Y000Y000接通；接通；在在X001X001下降沿下降沿M1M1接通一个扫描周期，断开接通一个扫描周期，断开Y000Y000。由此可见，该梯形图实现了由此可见，该梯形图实现了Y000Y000的的点动点动和和自锁自锁两个功能。两个功

48、能。脉冲触点指令用法 该该图图中中上上升升沿沿脉脉冲冲触触点点ORPORP指指令令代代替替了了上上图图中中PLSPLS指指令令，同同样样当当与与X001X001相相连连的的按按钮钮按按住住不不放放时时，X001X001的的上上升升沿沿脉脉冲冲触触点点也也只只接接通通一个扫描周期。一个扫描周期。说明：（1 1）PLS/PLFPLS/PLF指令的操作元件为指令的操作元件为Y Y，M M和和S S（2 2）使使用用PLSPLS指指令令时时，操操作作元元件件（Y Y，M M和和S S）仅仅在在触触发发信信号号上上升升沿沿到到来来时时的的一一个个扫扫描描周周期期内内接接通通；使使用用PLFPLF指指令令

49、时时，操操作作元元件件（Y Y，M M和和S S）仅仅在在触触发发信信号号下下 降沿到来时的一个扫描周期内接通。降沿到来时的一个扫描周期内接通。（3 3）特殊继电器不能用作）特殊继电器不能用作PLSPLS和和PLFPLF指令的操作元件。指令的操作元件。3.置位置位/复位（复位（SET/RST）指令）指令 SETSET：置位指令置位指令 在触发信号接通时，使操作元件接通并保持（置在触发信号接通时，使操作元件接通并保持（置1 1）。）。RST：复位指令复位指令 在触发信号接通时，使操作元件断开复位（置在触发信号接通时，使操作元件断开复位（置0）。）。当当X000X000的上升沿到来时，的上升沿到来

50、时，M0M0接通一个扫描周期，将接通一个扫描周期，将Y000Y000置位并置位并保持；保持；当当X001X001下降沿到来时，下降沿到来时，M1M1接通一个扫描周期，将接通一个扫描周期，将Y000Y000复位，省复位，省去了去了Y000Y000的自锁电路。的自锁电路。置位和复位指令的应用举例及对应的时序图如图所示置位和复位指令的应用举例及对应的时序图如图所示。说明：说明：（1 1）SETSET指指令令的的操操作作元元件件为为Y Y，M M和和S S；RSTRST指指令令的的操操作作元元件件为为Y Y，M M，S S，T T，C C（计计数数器器），D D（数数据据寄寄存存器器），V V、Z Z