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1、第3章 可编程控制器基础 1 13.1.13.1.1可编程控制器的定义可编程控制器的定义vProgrammable Controller PC Personal Computer PCvProgrammable Logic Controller PLC3.1 3.1 概述概述2 22/16/202333.1.2 3.1.2 可编程控制器的定义可编程控制器的定义可编程控制器的定义可编程控制器的定义 l l 国际电工委员会（国际电工委员会（国际电工委员会（国际电工委员会（IECIECIECIEC）于）于）于）于 1987198719871987年对可编程序控制器作了如下年对可编程序控制器作了如下年
2、对可编程序控制器作了如下年对可编程序控制器作了如下的定义：的定义：的定义：的定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运
3、算等其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型操作的命令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型操作的命令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型操作的命令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展
4、其功能的原则设计与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计”。l l 事实上，事实上，事实上，事实上，PLCPLCPLCPLC就是以嵌入式就是以嵌入式就是以嵌入式就是以嵌入式CPUCPUCPUCPU为核心，配以输入、输出等模块，为核心，配以输入、输出等模块，为核心，配以输入、输出等模块，为核心，配以输入、输出等模块，可以方便地用于工业控制领域的装置可以方便地用于工业控制领域的装置可以方便地用于工业控制领域的装置可以方便地用于工业控制领域的装置。PLCPLCPLCPLC与机器人、计算
5、机辅助与机器人、计算机辅助与机器人、计算机辅助与机器人、计算机辅助设计与制造一起称为现代工业的三大支柱。设计与制造一起称为现代工业的三大支柱。设计与制造一起称为现代工业的三大支柱。设计与制造一起称为现代工业的三大支柱。3 32/16/202343.1.2 PLC的特点1.1.1.1.可靠性好，抗干扰能力强可靠性好，抗干扰能力强可靠性好，抗干扰能力强可靠性好，抗干扰能力强 “专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机”2.2.2.2.功能完善：功能强，扩充方便，性能价格比高。功能完善：功能强，扩
6、充方便，性能价格比高。功能完善：功能强，扩充方便，性能价格比高。功能完善：功能强，扩充方便，性能价格比高。3.3.3.3.编程简单，使用方便。编程简单，使用方便。编程简单，使用方便。编程简单，使用方便。PLCPLCPLCPLC采用梯形图语言编程，容易掌握。采用梯形图语言编程，容易掌握。采用梯形图语言编程，容易掌握。采用梯形图语言编程，容易掌握。4.4.4.4.在线编程：在工业现场，用手持编程器或笔记本电脑可对在线编程：在工业现场，用手持编程器或笔记本电脑可对在线编程：在工业现场，用手持编程器或笔记本电脑可对在线编程：在工业现场，用手持编程器或笔记本电脑可对PLCPLCPLCPLC进行进行进行进
7、行编程，当编程，当编程，当编程，当PLCPLCPLCPLC联网后，可在网络的任一位置对联网后，可在网络的任一位置对联网后，可在网络的任一位置对联网后，可在网络的任一位置对PLCPLCPLCPLC编程。编程。编程。编程。5.5.5.5.容易安装，便于维护：采用模块化结构，现场安装非常简单，维修容易安装，便于维护：采用模块化结构，现场安装非常简单，维修容易安装，便于维护：采用模块化结构，现场安装非常简单，维修容易安装，便于维护：采用模块化结构，现场安装非常简单，维修方便。方便。方便。方便。6.6.6.6.体积小、重量轻、功耗低：是体积小、重量轻、功耗低：是体积小、重量轻、功耗低：是体积小、重量轻、
8、功耗低：是“机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化”特有的产品特有的产品特有的产品特有的产品 。7.7.7.7.价格便宜价格便宜价格便宜价格便宜4 42/16/202353.1.2 PLC的特点PLCPLCPLCPLC继电器继电器继电器继电器采用存储逻辑采用存储逻辑采用存储逻辑采用存储逻辑,为为为为“软软软软接线接线接线接线”硬接线逻辑硬接线逻辑硬接线逻辑硬接线逻辑灵活性和扩展性好灵活性和扩展性好灵活性和扩展性好灵活性和扩展性好灵活性和扩展性差灵活性和扩展性差灵活性和扩展性差灵活性和扩展性差连线少，体积小，功耗连线少，体积小，功耗连线少，体积小，功耗连线少，体积小，功耗小小小小连线多，体积大
9、，功耗连线多，体积大，功耗连线多，体积大，功耗连线多，体积大，功耗大大大大与继电器控制逻辑相比较与继电器控制逻辑相比较5 53.1.2 PLC的特点与微机比较：与微机比较：从从长长远远来来看看，由由于于PLCPLC的的功功能能不不断断增增强强，更更多多的的采采用用微微机机技技术术，而而微微机机也也为为了了适适应应用用户户需需要要，更更耐耐用用、更更易易维维护护的的计计算算机机将将投投放放市市场场，这这样样两两者者相相互互渗渗透透，使使PLCPLC和和微微机机的的界界限限会会变变得得越越来来越越模模糊糊，二二者者将将长长期期共共存存，各各用用所所长长，共共同发展。同发展。6 62/16/2023
10、73.1.3 PLC3.1.3 PLC的应用的应用1 1 1 1 取代继电器控制取代继电器控制取代继电器控制取代继电器控制 2 2 2 2 过程控制（模拟量控制）过程控制（模拟量控制）过程控制（模拟量控制）过程控制（模拟量控制）可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续变化的模拟量。变化的模拟量。变化的模拟量。变化的模拟量。3 3 3 3 位置、速度控制（闭环调节控制）位置、速度控制（闭环调节控制）位置、速度控制（闭环调节控制）位置、速度控制（闭环调节控制）4
11、4 4 4 数据监控数据监控数据监控数据监控 ：PLCPLCPLCPLC具有数学运算、数据传送、转换、排具有数学运算、数据传送、转换、排具有数学运算、数据传送、转换、排具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。和处理。和处理。和处理。5 5 5 5 组成分散控制系统组成分散控制系统组成分散控制系统组成分散控制系统 PLCPLCPLCPLC作为下位机，计算机作为上位机，可以组成作为下位机，计算机作为上位机，可
12、以组成作为下位机，计算机作为上位机，可以组成作为下位机，计算机作为上位机，可以组成“集中集中集中集中管理、分散控制管理、分散控制管理、分散控制管理、分散控制”的分布式控制系统。的分布式控制系统。的分布式控制系统。的分布式控制系统。7 7可编程序控制器当代工业自动化支柱之一可编程序控制器当代工业自动化支柱之一8 8可编程序控制器当代工业自动化支柱之一可编程序控制器当代工业自动化支柱之一9 9可编程序控制器当代工业自动化支柱之一可编程序控制器当代工业自动化支柱之一1010可编程序控制器当代工业自动化支柱之一可编程序控制器当代工业自动化支柱之一1111可编程序控制器当代工业自动化支柱之一可编程序控制
13、器当代工业自动化支柱之一12122/16/2023133.1.4 PLC3.1.4 PLC的发展的发展1 1 1 1 小型、微型化小型、微型化小型、微型化小型、微型化2 2 2 2 大型、超大型化大型、超大型化大型、超大型化大型、超大型化3 3 3 3 智能化智能化智能化智能化4 CPU4 CPU4 CPU4 CPU能力更强能力更强能力更强能力更强 5 5 5 5 支持更多的工业总线支持更多的工业总线支持更多的工业总线支持更多的工业总线 支支支支持持持持多多多多种种种种工工工工业业业业标标标标准准准准总总总总线线线线，使使使使联联联联网网网网更更更更加加加加容容容容易易易易和和和和简简简简单单
14、单单，更更更更易易易易于于于于组组组组成工程控制网。成工程控制网。成工程控制网。成工程控制网。6 6 6 6 编程软件标准化编程软件标准化编程软件标准化编程软件标准化 采用国际标准化的编程语言，可大大缩短开发周期。采用国际标准化的编程语言，可大大缩短开发周期。采用国际标准化的编程语言，可大大缩短开发周期。采用国际标准化的编程语言，可大大缩短开发周期。7 7 7 7 人机交流功能增强人机交流功能增强人机交流功能增强人机交流功能增强 配配配配置置置置操操操操作作作作面面面面板板板板、触触触触摸摸摸摸屏屏屏屏等等等等人人人人机机机机对对对对话话话话手手手手段段段段，可可可可使使使使其其其其应应应应用
15、用用用领领领领域域域域进进进进一步扩展，应用更加方便。一步扩展，应用更加方便。一步扩展，应用更加方便。一步扩展，应用更加方便。8 8 8 8 数据处理能力大大增强数据处理能力大大增强数据处理能力大大增强数据处理能力大大增强1313继电器控制继电器控制14142/16/2023151 1 按照结构分类按照结构分类 (1)(1)整体式。整体式。(2)(2)模块式结构。模块式结构。(3)(3)整体模块混合式。整体模块混合式。3.1.5 PLC3.1.5 PLC的分类的分类1515整体式整体式PLC1616模块式模块式PLC17172/16/2023182 2 按照按照I/OI/O点数分类点数分类 （
16、1 1）小型：）小型：低档低档PLCPLC，I/OI/O点数点数128512512点。点。3.1.5 PLC3.1.5 PLC的分类的分类18182/16/2023193.1.6 PLC的主要技术指标的主要技术指标 用用户户在在选选用用PLCPLC时时，首首先先要要了了解解PLCPLC的的结结构构和和性性能能。若若只只需需大大致致了了解解PLCPLC的的性性能能。一一般般可可用用CPUCPU芯芯片片、编编程程语语言言、用用户户程程序序容容量量、扫扫描描速速度度（ms/kms/k）、I/OI/O点点数数这这五五方方面面情情况况予予以以反反映映。一一般般，CPUCPU档档次次高高、编编程程语语言言
17、完完善善、用用户户程程序序容容量量大大、扫扫描描速速度度快快、I/OI/O点点数数多多，则则PLCPLC性性能能就就好好，功能就强，价格也就较高了。功能就强，价格也就较高了。19192/16/2023201.1.用户存储器容量用户存储器容量 PLCPLC的的存存储储器器由由系系统统程程序序存存储储器器，用用户户程程序序存存储储器器和和数数据据存存储储器器三三部部分分组组成成。PLCPLC中中的的用用户户存存储储器器由由后后两两部部分分组组成成。PLCPLC存存储储容容量量通通常常指指用用户户程程序序存存储储器器和和数数据据存存储储器器容容量量之之和和，表表征征系系统统提提供供给给用用户户的的可
18、可用用资资源源，是是系系统统性性能能的的一一项项重重要要技技术术指指标标。该该存存储储器器的的容容量量越越大大，可可编编制制的的程程序序越越复复杂杂。一一般般小小型型机机的的用用户户存存储储器器容容量量为为几几千千字字，大大型型机机的的用用户户存存储储器器容容量量为为几几万万字字。3.1.6 PLC的主要技术指标的主要技术指标20202/16/2023212.I/O2.I/O点数点数 I/OI/OI/OI/O点点点点数数数数是是是是指指指指PLCPLCPLCPLC可可可可以以以以接接接接受受受受的的的的输输输输入入入入开开开开关关关关信信信信号号号号（外外部部输输入入）和和和和输输输输出出出出
19、开开开开关关关关信信信信号号号号的的的的总总总总和和和和。它它是是描描述述PLCPLC大大小的一个重要的参数。小的一个重要的参数。3.3.模数和数模通道数模数和数模通道数 为输入和输出的模拟量总和。为输入和输出的模拟量总和。3.1.6 PLC的主要技术指标的主要技术指标21212/16/2023224.4.扫描速度扫描速度 PLCPLC采用循环扫描方式工作，完成采用循环扫描方式工作，完成1 1次扫描所需的时次扫描所需的时间叫做扫描周期。间叫做扫描周期。扫描速度扫描速度是指是指PLCPLC扫描扫描1K1K字用户程序所字用户程序所需的时间，常常以需的时间，常常以ms/Kms/K字为单位，扫描速度越
20、快越好。字为单位，扫描速度越快越好。一般一般10001000条指令执行时间为条指令执行时间为10ms10ms左右。小型或超小型的左右。小型或超小型的机器扫描时间可能大于机器扫描时间可能大于40ms40ms。影响扫描速度的主要因素影响扫描速度的主要因素有用户程序的长度和有用户程序的长度和PLCPLC产品的类型。产品的类型。PLCPLC中中CPUCPU的类型、的类型、机器字长等直接影响机器字长等直接影响PLCPLC运算精度和运行速度。运算精度和运行速度。5.5.指令数量和功能指令数量和功能 指指令令系系统统是是指指PLCPLC所所有有指指令令的的总总和和。可可编编程程控控制制器器的的编编程程指指令
21、令越越多多，软软件件功功能能就就越越强强，但但掌掌握握应应用用也也相相对对较较复复杂杂。用用户户应应根根据据实实际际控控制制要要求求选选择择合合适适指指令令功功能能的的可可编程控制器。编程控制器。3.1.6 PLC的主要技术指标的主要技术指标22222/16/2023236.6.内部寄存器的配置和容量内部寄存器的配置和容量 7.7.特殊功能单元特殊功能单元 8.8.可扩展性可扩展性 输入点数、输出点数、存储容量、联网功输入点数、输出点数、存储容量、联网功能及可扩展的模块数等能及可扩展的模块数等3.1.6 PLC的主要技术指标的主要技术指标23232/16/2023243.2 PLC的一般的一般
22、结结构构3.2.1 3.2.1 基本结构基本结构1.1.整体式整体式PLCPLC结构结构24242/16/2023253.2 PLC的一般结构的一般结构2.2.2.2.模块式模块式模块式模块式PLCPLCPLCPLC结构结构结构结构 模块式模块式PLCPLC是采用搭积木的方式组成系统。在一个机架上插是采用搭积木的方式组成系统。在一个机架上插上上CPUCPU、电源、电源、I/OI/O模块及特殊功能单元，构成一个总模块及特殊功能单元，构成一个总I/OI/O点数点数很多的大规模综合控制系统。很多的大规模综合控制系统。25252/16/2023263 3 3 3 混合式混合式混合式混合式PLCPLCP
23、LCPLC结构结构结构结构3.2 PLC的一般结构的一般结构26262/16/202327可编程控可编程控制器制器主机主机可编程可编程控制器控制器编程器编程器图图 可编程控制器及编程器可编程控制器及编程器3.2.2 PLC各部分电路介绍各部分电路介绍27272/16/2023281.CPU 1.CPU 1.CPU 1.CPU 芯片芯片芯片芯片CPUCPU是是可可编编程程控控制制器器的的控控制制中中枢枢，相相当当于于人人的的大大脑脑。一一般般由由控控制制电电路路、运运算算器器和和寄寄存存器器组组成成。各各个个PLCPLC公公司司的的CPUCPU芯芯片片类类型型不不同同，一一般是般是8 8位或位或
24、1616位单片机。位单片机。3.2.2 PLC各部分电路介绍各部分电路介绍28282/16/2023292.2.存储器存储器PLCPLC的的存存储储器器由由只只读读存存储储器器ROMROM、随随机机存存储储器器RAMRAM和和可可电电擦擦写写的的存存储储器器EEPROMEEPROM三三大大部部分分构构成成，主主要要用用于于存存放放系系统统程程序序、用用户户程程序序及及工工作作数数据据。系系统统程程序序一一般般存存放放在在EEPROMEEPROM中中，用用户户程程序序及及工工作数据放在有后备电池的作数据放在有后备电池的RAMRAM中。中。3.2.2 PLC各部分电路介绍各部分电路介绍29292/
25、16/2023303.3.3.3.输入输入输入输入/输出电路输出电路输出电路输出电路是是是是PLCPLCPLCPLC与与与与现现现现场场场场工工工工业业业业设设设设备备备备连连连连接接接接的的的的电电电电路路路路。现现现现场场场场的的的的开开开开关关关关通通通通过过过过输输输输入入入入电电电电路路路路输输输输入入入入PLCPLCPLCPLC。PLC PLC PLC PLC 输输输输出出出出的的的的开开开开关关关关信信信信号号号号则则则则通通通通过过过过输输输输出出出出电电电电路路路路输输输输出出出出到到到到工工工工业业业业设设设设备备备备。采采采采用用用用光光光光电电电电隔隔隔隔离离离离，实实
26、实实现现现现了了了了PLCPLCPLCPLC的的的的内内内内部部部部电电电电路路路路与与与与外外外外部部部部电电电电路路路路的的的的电电电电气气气气隔隔隔隔离离离离，减减减减小小小小了了了了电磁干扰。电磁干扰。电磁干扰。电磁干扰。输输输输入入入入电电电电路路路路：将将将将按按按按钮钮钮钮、行行行行程程程程开开开开关关关关或或或或传传传传感感感感器器器器等等等等产产产产生生生生的的的的信信信信号号号号，转转转转换换换换成成成成数数数数字信号送入主机。字信号送入主机。字信号送入主机。字信号送入主机。输出电路：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路输出电路：将主机向外输出的信号转换成可以驱动
27、外部执行电路输出电路：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路输出电路：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。计算机与外部强电隔离。计算机与外部强电隔离。计算机与外部强电隔离。输出电路有三种输出形式：输出电路有三种输出形式：输出电路有三种输出形式：输出电路有三种输出形式：继电器继电器继电器继电器 -低速大功率低速大功率低速大功率低速大功率
28、 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3.2.2 PLC各部分电路介绍各部分电路介绍30302/16/2023314.4.4.4.电源模块电源模块电源模块电源模块PLCPLCPLCPLC电电电电源源源源的的的的输输输输入入入入电电电电压压压压有有有有直直直直流流流流12V12V12V12V、24V24V24V24V、48V48V48V48V和和和和交交交交流流流流110V110V110V110V、220V220V220V220V，PLCPLCPLCPLC电电电电源源源源模模模模块块块块的的的的
29、输输输输出出出出一一一一般般般般为为为为5V5V5V5V和和和和24V24V24V24V，用用用用以以以以向向向向CPUCPUCPUCPU、存储器等提供工作电源。存储器等提供工作电源。存储器等提供工作电源。存储器等提供工作电源。5.5.5.5.通信接口通信接口通信接口通信接口 一般至少有一个一般至少有一个RS232RS232或或RS485RS485通信口。通信有通信口。通信有PLCPLC之之间的通信和间的通信和PLCPLC与其他设备之间的通信。通信主要涉及与其他设备之间的通信。通信主要涉及通信模块、通信接口、通信协议和通信指令等内容。通信模块、通信接口、通信协议和通信指令等内容。PLCPLC的
30、组网和通信能力也已成为的组网和通信能力也已成为PLCPLC产品水平的重要衡产品水平的重要衡量指标之一。量指标之一。目前常用目前常用USBUSB接口接口。6.6.6.6.特殊功能单元特殊功能单元特殊功能单元特殊功能单元3.2.2 PLC各部分电路介绍各部分电路介绍31312/16/2023327.7.编程器编程器PLCPLCPLCPLC采用的编程器有下面三种类型：采用的编程器有下面三种类型：采用的编程器有下面三种类型：采用的编程器有下面三种类型：1 1 1 1）简易编程器：用于小型和超小型）简易编程器：用于小型和超小型）简易编程器：用于小型和超小型）简易编程器：用于小型和超小型PLCPLCPLC
31、PLC。2 2 2 2）CRTCRTCRTCRT编编编编程程程程器器器器：用用用用于于于于中中中中大大大大规规规规模模模模PLCPLCPLCPLC，可可可可显显显显示示示示梯梯梯梯形形形形图图图图、数数数数据信息和报警信息指示等。据信息和报警信息指示等。据信息和报警信息指示等。据信息和报警信息指示等。3 3 3 3）计计计计算算算算机机机机编编编编程程程程：随随随随着着着着计计计计算算算算机机机机的的的的大大大大力力力力普普普普及及及及，有有有有些些些些中中中中大大大大规规规规模模模模的的的的PLCPLCPLCPLC已已已已采采采采用用用用计计计计算算算算机机机机编编编编程程程程。此此此此时时
32、时时计计计计算算算算机机机机除除除除用用用用做做做做编编编编程程程程外，还兼有管理和操作指导功能。外，还兼有管理和操作指导功能。外，还兼有管理和操作指导功能。外，还兼有管理和操作指导功能。3.2.2 PLC各部分电路介绍各部分电路介绍32322/16/2023333.3PLC工作原理工作原理3.3.13.3.1工作原理工作原理概概括括的的讲讲，PLCPLC的的工工作作方方式式是是一一个个循循环环扫扫描描过过程程。其其过过程程为为图图1 1所所示示。这这个个过过程程分分为为读读输输入入(输输入入采采样样阶阶段段)、程程序序执执行行、写写输输出出（输输出出刷刷新新阶阶段段）三三个个阶阶段段。整整个
33、个过过程程进进行行一一次次所所需需要要的的时时间间称称为为扫扫描描周周期期（也也叫叫工工作作周周期期或扫描时间）。或扫描时间）。33332/16/2023341.三个阶段的工作过程三个阶段的工作过程3434PLC控制的等效电路控制的等效电路35352/16/202336 2.2.响应时间响应时间 由于采用了扫描工作方式，故从由于采用了扫描工作方式，故从PLCPLC输入端有一个输入信号发生输入端有一个输入信号发生变化到输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间，这段时变化到输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间，这段时间就称为间就称为PLCPLC的的响应时间响应时间或或滞后时间滞后时间。响应时间
34、产生的原因响应时间产生的原因（1）输入滤波器有时间常数 它由它由RCRC滤波电路的时间常数决定。改变时间常数可调整输入滤波电路的时间常数决定。改变时间常数可调整输入延迟时间。延迟时间。（2）输出电路输出电路时间常数时间常数 输出电路的滞后时间，与输出电路的输出方式有关。继电器输出电路的滞后时间，与输出电路的输出方式有关。继电器输出方式的滞后时间为输出方式的滞后时间为10ms10ms左右；双向晶闸管输出方式，在接左右；双向晶闸管输出方式，在接通负载时滞后时间约为通负载时滞后时间约为1ms1ms，切断负载时滞后时间小于，切断负载时滞后时间小于10ms10ms；晶体管输出方式的滞后时间小于晶体管输出
35、方式的滞后时间小于1ms1ms。36362/16/202337（3 3 3 3）程序语句的安排，也影响响应时间。）程序语句的安排，也影响响应时间。）程序语句的安排，也影响响应时间。）程序语句的安排，也影响响应时间。（4 4 4 4）PLCPLCPLCPLC循环扫描的工作方式循环扫描的工作方式循环扫描的工作方式循环扫描的工作方式 PLCPLCPLCPLC循环操作时，进行公共处理、循环操作时，进行公共处理、循环操作时，进行公共处理、循环操作时，进行公共处理、I/OI/OI/OI/O刷新和执行用刷新和执行用刷新和执行用刷新和执行用户程户程户程户程 序等产生扫描周期。序等产生扫描周期。序等产生扫描周期
36、。序等产生扫描周期。（5 5 5 5）PLCPLCPLCPLC对对对对I/OI/OI/OI/O的刷新方式。的刷新方式。的刷新方式。的刷新方式。其其其其中中中中4 4 4 4）5 5 5 5）是是是是由由由由PLCPLCPLCPLC的的的的工工工工作作作作原原原原理理理理决决决决定定定定的的的的，无无无无法法法法改改改改变变变变。而而而而其其其其它它它它因因因因素素素素并并并并非非非非固固固固定定定定的的的的，可可可可以以以以通通通通过过过过选选选选择择择择合合合合理理理理的的的的元元元元件件件件及及及及合合合合理编制程序使滞后较小理编制程序使滞后较小理编制程序使滞后较小理编制程序使滞后较小。3
37、7372/16/202338由由于于PLCPLC是是循循环环扫扫描描工工作作方方式式，因因此此响响应应时时间间与与收收到到输输入入信信号号的的时时刻有关。刻有关。u最最短短响响应应时时间间：如如果果在在一一个个扫扫描描周周期期刚刚结结束束时时收收到到一一个个输输入入信信号号，下下一一个个扫扫描描周周期期一一开开始始这这个个信信号号就就被被采采样样，使使输输入入刷刷新新，这这时时响响应应时间最短。最短响应时间可以用下式表示：时间最短。最短响应时间可以用下式表示：最短响应时间最短响应时间=输入延迟时间输入延迟时间+一个扫描周期一个扫描周期+输出延迟时间输出延迟时间38382/16/202339l
38、l 最长响应时间：最长响应时间：最长响应时间：最长响应时间：如如果果在在第第n n个个扫扫描描刚刚执执行行完完输输入入刷刷新新后后，输输入入发发生生变变化化，在在该该扫扫描描周周期期内内这这个个信信号号不不会会发发生生作作用用，要要到到n+1n+1个个扫扫描描周周期期的的输输入入刷刷新新阶阶段段才才能能采采样样到到输输入入变变化化，在在输输出出刷刷新新阶阶段段输输出出作作出出反反应应，这时响应时间最长。这时响应时间最长。最长响应时间最长响应时间=输入延迟时间输入延迟时间+两个扫描周期两个扫描周期+输出延迟时间输出延迟时间最长响应时间要求输入信号的持续时间应大于一个扫描周期，最长响应时间要求输入
39、信号的持续时间应大于一个扫描周期，否则就不能确保输入信号被采样，也就不能被响应了。否则就不能确保输入信号被采样，也就不能被响应了。39394040程序语句的安排，对响应时间的影响程序语句的安排，对响应时间的影响41412/16/2023423.3.3 PLC3.3.3 PLC3.3.3 PLC3.3.3 PLC的编程语言的编程语言的编程语言的编程语言梯形图语言和助记符语言梯形图语言和助记符语言l梯形图语言是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表梯形图语言是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电接触器控制电路演变过来的。示控制关系的编程语言，是从继电接触器控
40、制电路演变过来的。l因因PLCPLC是专为工业控制开发的装置，主要使用对象是广大技术是专为工业控制开发的装置，主要使用对象是广大技术人员，他们可能不十分懂电气，但是对生产流程却非常在行，人员，他们可能不十分懂电气，但是对生产流程却非常在行，梯形图语言和助记符语言就是为他们开发的语言。梯形图语言和助记符语言就是为他们开发的语言。l各各个个PLCPLC生生产产厂厂家家使使用用的的梯梯形形图图语语言言基基本本类类似似（助助记记符符可可能能不不同同），互互相相转转换换较较容容易易，但但助助记记符符语语言言完完全全不不同同，转转换换起起来来较较困难。困难。lPLCPLC实实际际上上只只认认识识助助记记符
41、符语语言言，梯梯形形图图语语言言需需转转换换成成助助记记符符语语言再存入言再存入PLCPLC的存储器中。的存储器中。42422/16/2023433.3.5 PLC3.3.5 PLC的编程的编程 指指指指用用用用梯梯梯梯形形形形图图图图和和和和助助助助记记记记符符符符语语语语言言言言编编编编制制制制程程程程序序序序，并并并并将将将将该该该该程程程程序序序序送送送送入入入入PLCPLCPLCPLC。编编编编程程程程时时时时可可可可以以以以使使使使用用用用专专专专用用用用编编编编程程程程器器器器，也也也也可可可可用用用用计计计计算算算算机机机机。编编编编程程程程器器器器只只只只能能能能使使使使用用
42、用用助助助助记记记记符符符符语语语语言言言言；用用用用计计计计算算算算机机机机编编编编程程程程，梯梯梯梯形形形形图图图图和和和和助助助助记记记记符符符符语言都可以使用。语言都可以使用。语言都可以使用。语言都可以使用。编编编编程程程程器器器器需需需需专专专专门门门门配配配配置置置置，但但但但体体体体积积积积小小小小巧巧巧巧轻轻轻轻便便便便，在在在在控控控控制制制制现现现现场场场场使使使使用用用用方方方方便便便便。用用用用计计计计算算算算机机机机编编编编程程程程时时时时需需需需使使使使用用用用PLCPLCPLCPLC专专专专用用用用软软软软件件件件，用用用用这这这这些些些些软软软软件不仅可以编程和
43、调试程序，且可以监视件不仅可以编程和调试程序，且可以监视件不仅可以编程和调试程序，且可以监视件不仅可以编程和调试程序，且可以监视PLCPLCPLCPLC的运行。的运行。的运行。的运行。3.3.4 PLC3.3.4 PLC的指令系统的指令系统43432/16/2023441.4梯形图梯形图1.4.1 1.4.1 梯形图的由来梯形图的由来梯形图的由来梯形图的由来 (1)(1)常开按扭常开按扭该该该该按按按按钮钮钮钮的的的的触触触触点点点点平平平平常常常常的的的的工工工工作作作作状状状状态态态态是是是是断断断断开开开开状状状状态态态态，当当当当用用用用手手手手按按按按动动动动时时时时，触触触触点点点
44、点闭闭闭闭合合合合，为为为为连连连连接接接接状状状状态态态态，当当当当手手手手离离离离开开开开按按按按钮钮钮钮时时时时，触触触触点断开，恢复断开状态。点断开，恢复断开状态。点断开，恢复断开状态。点断开，恢复断开状态。(2)(2)常闭按钮常闭按钮 该该该该按按按按钮钮钮钮的的的的触触触触点点点点平平平平常常常常的的的的工工工工作作作作状状状状态态态态是是是是闭闭闭闭合合合合状状状状态态态态，当当当当用用用用手手手手按按按按动动动动时时时时，触触触触点点点点断断断断开开开开，为为为为断断断断开开开开状状状状态态态态，当当当当手手手手离离离离开开开开按按按按钮钮钮钮时时时时，触触触触点闭合，恢复连接
45、状态。点闭合，恢复连接状态。点闭合，恢复连接状态。点闭合，恢复连接状态。梯形图语言实际是图形，它来源于继电梯形图语言实际是图形，它来源于继电器控制电路图，在继电器控制电路中，器控制电路图，在继电器控制电路中，由由5 5种基本图形就可以组成很复杂的控种基本图形就可以组成很复杂的控制线路。制线路。44442/16/202345(3)(3)常开触点（常开触点（NormalOpenNormalOpen）该该该该触触触触点点点点平平平平常常常常的的的的工工工工作作作作状状状状态态态态是是是是断断断断开开开开状状状状态态态态，当当当当继继继继电电电电器器器器线线线线圈圈圈圈通通通通电电电电时时时时，触触触
46、触点点点点闭闭闭闭合合合合，为为为为连连连连接接接接状状状状态态态态；当当当当继继继继电电电电器器器器线线线线圈圈圈圈断断断断电电电电时时时时，触触触触点点点点断断断断开开开开，恢恢恢恢复复复复断断断断开开开开状态。状态。状态。状态。(4)(4)常闭触点常闭触点 该该该该触触触触点点点点平平平平常常常常的的的的工工工工作作作作状状状状态态态态是是是是闭闭闭闭合合合合状状状状态态态态，当当当当继继继继电电电电器器器器线线线线圈圈圈圈通通通通电电电电时时时时，触触触触点点点点断断断断开开开开，为为为为断断断断开开开开状状状状态态态态；当当当当继继继继电电电电器器器器线线线线圈圈圈圈断断断断电电电电
47、时时时时，触触触触点点点点闭闭闭闭合合合合，恢恢恢恢复复复复连连连连接接接接状态状态状态状态。(5)(5)继电器线圈继电器线圈 继继继继电电电电器器器器线线线线圈圈圈圈只只只只有有有有连连连连接接接接该该该该线线线线圈圈圈圈的的的的所所所所有有有有触触触触点点点点都都都都闭闭闭闭合合合合时时时时，线线线线圈圈圈圈通通通通电电电电，由由由由线线线线圈圈圈圈和和和和动动动动铁铁铁铁组组组组成成成成的的的的电电电电磁磁磁磁铁铁铁铁吸吸吸吸引引引引闭闭闭闭合合合合，带带带带动动动动常常常常开开开开触触触触点点点点闭闭闭闭合合合合，常常常常闭闭闭闭触触触触点断开。点断开。点断开。点断开。45452/16
48、/20234646462/16/202347若若若若用用用用“1 1 1 1”表示按钮、继电器触点的闭合状态和继电表示按钮、继电器触点的闭合状态和继电表示按钮、继电器触点的闭合状态和继电表示按钮、继电器触点的闭合状态和继电器线圈的得电状态，器线圈的得电状态，器线圈的得电状态，器线圈的得电状态，若若若若用用用用“0 0 0 0”表示按钮、继电器触表示按钮、继电器触表示按钮、继电器触表示按钮、继电器触点的断开状态和继电器线圈的失电状态，点的断开状态和继电器线圈的失电状态，点的断开状态和继电器线圈的失电状态，点的断开状态和继电器线圈的失电状态，则这个继电则这个继电则这个继电则这个继电器控制电路就可以
49、用计算机实现。器控制电路就可以用计算机实现。器控制电路就可以用计算机实现。器控制电路就可以用计算机实现。用计算机实现继电器控制电路是用计算机实现继电器控制电路是用计算机实现继电器控制电路是用计算机实现继电器控制电路是PLCPLCPLCPLC的最初目的，而的最初目的，而的最初目的，而的最初目的，而梯形图就是继承继电器控制系统的实现方法，梯形图就是继承继电器控制系统的实现方法，梯形图就是继承继电器控制系统的实现方法，梯形图就是继承继电器控制系统的实现方法，成为了成为了成为了成为了PLCPLCPLCPLC输入的一种方式。输入的一种方式。输入的一种方式。输入的一种方式。在在在在PLCPLCPLCPLC
50、中，这些按钮的触点和线圈就是中，这些按钮的触点和线圈就是中，这些按钮的触点和线圈就是中，这些按钮的触点和线圈就是存储器中存存储器中存存储器中存存储器中存储单元储单元储单元储单元，又称为，又称为，又称为，又称为操作数操作数操作数操作数。4747演示：传统控制电路转换成梯形图以第二章部分控制电路为例48482/16/202349继电器控制系统中的继电器触点在继电器控制系统中的继电器触点在PLCPLC中是存储器中的数，继电中是存储器中的数，继电器的触点数量有限，设计时需要合理分配使用继电器的触点，而器的触点数量有限，设计时需要合理分配使用继电器的触点，而PLCPLC中的存储器中的存储器“数数”可以反