第一讲PLC的基本概念

GE Fanuc Automation第一讲：PLC的基本概念可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。一. PLC的由来在60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：1. 编程方便，现场可修改程序；2. 维修方便，采用模块化结构；3. 可靠性高于继电器控制装置；4. 体积小于继电器控制装置；5. 数据可直接送入管理计算机；6. 成本可与继电器控制装置竞争；7. 输入可以是交流115V；8. 输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9. 在扩展时，原系统只要很小变更；10. 用户程序存储器容量至少能扩展到4K。1969年，美国数字设备公司(DEC) 研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。二. PLC的定义PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA(National Electrical Manufactory Association) 经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为PC(Programmable Controller),并给PC作了如下定义：“PC是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。三. PLC的特点一. PLC的主要特点(一) 高可靠性1. 所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。2. 各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms.3. 各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。4. 采用性能优良的开关电源。5. 对采用的器件进行严格的筛选。6. 良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。7. 大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。(二)丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如： 交流或直流； 开关量或模拟量； 电压或电流； 脉冲或电位； 强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如： 按钮 行程开关 接近开关 传感器及变送器 电磁线圈 控制阀 直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。(三) 采用模块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。(四) 编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。(五) 安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。二. PLC的功能(一) 逻辑控制(二) 定时控制(三) 计数控制(四) 步进(顺序)控制(五) PID控制(六) 数据控制PLC具有数据处理能力。(七) 通信和联网(八) 其它PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。四. PLC的发展阶段虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段：一. 早期的PLC(60年代末70年代中期)早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制，定时等。它在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式梯形图。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。其中PLC特有的编程语言梯形图一直沿用至今。二. 中期的PLC(70年代中期80年代中，后期)在70年代，微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元(CPU)。这样，使PLC得功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC得应用范围得以扩大。三. 近期的PLC(80年代中、后期至今)进入80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的当次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软、硬件功能发生了巨大变化。五. PLC的分类(一) 小型PLC小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。(二) 中型PLC中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在2561024点之间。I/O的处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入，刷新输出。它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。(三) 大型PLC一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动化。大型PLC还可以采用三CPU构成表决式系统，使机器的可靠性更高。六. PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图所示：中央处理单元(CPU)编程器输入电路输出电路系统程序存储器系统程序存储器电源一. 中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。二. 存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。(一) PLC常用的存储器类型1. RAM (Random Assess Memory)这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。2. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种可擦除的只读存储器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。3. EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。(二) PLC存储空间的分配虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间各不相同，但是根据PLC的工作原理其存储空间一般包括以下三个区域： 系统程序存储区 系统RAM存储区(包括I/O映象区和系统软设备等) 用户程序存储区1. 系统程序存储区在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该PLC的性能。2. 系统RAM存储区系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备，如： 逻辑线圈 数据寄存器 计时器 计数器 变址寄存器 累加器等存储器。(1) I/O映象区由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。因此，它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O的状态和数据，这些单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中的一个位(bit)，一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字(16个bit)。因此整个I/O映象区可看作两个部分组成： 开关量I/O映象区 模拟量I/O映象区(2) 系统软设备存储区除了I/O映象区区以外，系统RAM存储区还包括PLC内部各类软设备(逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等)的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在PLC断电时，由内部的锂电池供电，数据不会遗失；后者当PLC断电时，数据被清零。1) 逻辑线圈与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位，但不能直接驱动外设，只供用户在编程中使用，其作用类似于电器控制线路中的继电器。另外，不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈，具有不同的功能。2) 数据寄存器与模拟量I/O一样，每个数据寄存器占用系统RAM存储区中的一个字(16 bits)。另外，PLC还提供数量不等的特殊数据寄存器，具有不同的功能。3) 计时器4) 计数器3. 用户程序存储区用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型的PLC，其存储容量各不相同。三. 电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。七. PLC的工作原理最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的： 继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点(包括其常开或常闭触点)在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。 PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式-扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。一. 扫描技术当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。第(n+1)个扫描周期输入采样第(n-1)个扫描周期输出刷新第n 个扫描周期输入采样输出刷新用户程序执行(一) 输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。(二) 用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。(三) 输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。比较下二个程序的异同：程序1：( )( )( )( )%I1%M1%M2%M3%M1%M2%M3%M4程序2：%M1%M2%M3%M4%I1%M1%M2%M3( )( )( )( )这两段程序执行的结果完全一样，但在PLC中执行的过程却不一样。 程序1只用一次扫描周期，就可完成对%M4的刷新； 程序2要用四次扫描周期，才能完成对%M4的刷新。这两个例子说明：同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，也可以看到：采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。输出刷新用户程序执行输入采样自诊断RUN上电通讯故障二. PLC的I/O响应时间为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式(扫描技术)。以上两个主要原因，使得PLC得I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统满的多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。所谓I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间如图所示：第(n-1)个扫描周期最短I/O响应时间：第(n+1)个扫描周期用户程序执行输出刷新输入采样第n 个扫描周期输出刷新输入采样最短I/O响应时间最长I/O响应时间：第n +1个扫描周期第n 个扫描周期用户程序执行用户程序执行输出刷新输出刷新输入采样输入采样最长I/O响应时间八. PLC的I/O系统一. I/O寻址方式PLC的硬件结构主要分单元式和模块式两种。前者将PLC的主要部分(包括I/O系统和电源等)全部安装在一个机箱内。后者将PLC的主要硬件部分分别制成模块，然后由用户根据需要将所选用的模块插入PLC机架上的槽内，构成一个PLC系统。不论采取哪一种硬件结构，都必须确立用于连接工业现场的各个输入/输出点与PLC的I/O映象区之间的对应关系，即给每一个输入/输出点以明确的地址确立这种对应关系所采用得方式称为I/O寻址方式。I/O寻址方式有以下三种： 固定的I/O寻址方式这种I/O寻址方式是由PLC制造厂家在设计、生产PLC时确定的，它的每一个输入/输出点都有一个明确的固定不变的地址。一般来说，单元式的PLC采用这种I/O寻址方式。 开关设定的I/O寻址方式这种I/O寻址方式是由用户通过对机架和模块上的开关位置的设定来确定的。 用软件来设定的I/O寻址方式这种I/O寻址方式是有用户通过软件来编制I/O地址分配表来确定的。第二讲 GE FANUC PLC简介一. GE FANUC Series 90TM Micro PLC 简介系列90TM Micro PLC是GE FANUC 系列90TM PLC家族的一员。其紧凑的物理设计，简易的安装方式，强大的控制功能，和极具竞争力的价格，可用于许多经费紧张，低成本的小规模控制场合。一. Micro PLC 的类型 14点 Micro； 28点 Micro； 23点 Micro（带2 AI/1 AO）； 14点扩展 Micro；二. 技术参数1. CPU14点 Micro PLC28点 Micro PLC程序执行时间1.8ms/K1.0ms/K标准功能块执行时间48s29s内存容量3K6K内存类型RAM、Flash、EEPROM数据寄存器2562048内部线圈10241024计时/计数器80600编程语言梯形图梯形图串行口1个口RS422：SNP、RTU2个口RS422：SNP、RTU2. I/O电源输入点数输入类型输出点数输出类型IC693UDR00185-265VAC8 DI24VDC6继电器IC693UDR00210-30VDC8 DI24VDC6继电器IC693UDR00385-265VAC8 DI85-132VAC685-265VACIC693UDR00585-265VAC16 DI24VDC111继电器24VDCIC693UAL00685-265VAC13 DI2 AI24VDCAnalog911 AQ继电器24VDCAnalogIC693UAA00785-265VAC16 DI85-132VAC1285-265VACIC693UDR01024VDC16 DI24VDC111继电器24VDCIC693UEX01185-265VAC8 DI24VDC6继电器三. Micro PLC 的特点 两个外置可调电位器（对其他I/O设置门限值）； 软件组态功能（无DIP开关）； 直流输入可组态成5KHz的高数计数器； 直流输出可组态成PWM（脉宽调制19hz 2Khz）信号； 28点/23点Micro PLC 支持实时时钟； 14点的扩展模块最多可扩展到84点（28点 Micro）和79点（23 点Micro）； 23点Micro PLC提供2路模拟量输入1路模拟量输出； 内置RS-422通讯口支持SNP主从协议、RTU从站协议； 28/23点Micro PLC支持ASCII输出。四. Micro PLC的扩展RS-422 LAN五. Micro PLC 的通讯二. GE FANUC Series 90TM 90-30 PLC 简介GE FANUC 系列90-30可编程控制器是由一系列的控制器，输入/输出系统和各种专用模板构成的，它适用于工业现场各种控制需求。系列90-30可编程控制器从1989年推出，并首次在小型可编程序控制器类型里引入了诸多新功能。至今安装量已超过20万套系统。一. 90-30 PLC的类型90-30 PLC根据CPU的种类来划分类型，其I/O模块支持全系列的CPU，而有些智能模块只支持高档CPU模块。其CPU类型如下： CPU311、CPU313、CPU323； CPU331； CPU340、CPU341； CPU350、CPU351、CPU352； CPU360二. 技术参数CPU311CPU313CPU323CPU331CPU340CPU341CPU351CPU352I/O点数80/160160/320102410244096AI/AO点数64In-32Out64In-32Out128In-64Out1024In-256Out2048In-256Out寄存器字5121024204899999999用户逻辑内存6K字节6K字节16K字节32K/80K80K程序运行速度18ms/K0.6ms/K0.4ms/K0.3ms/K0.22ms/K内部线圈10241024102410244096计时/计数器17034068020002000高速计数器有有有有有轴定位模块有有有有有可编程协处理器模块没有没有有有有浮点运算无无无无无/有超控没有没有有有有后备电池时钟没有没有有有有口令有有有有有中断没有没有没有有有诊断I/O、CPUI/O、CPUI/O、CPUI/O、CPUI/O、CPU三. I/O模块几乎所有的I/O模块都可用在全系列的90-30 PLC上。 四. 智能模块 电源模块 GENIUS 模块 高数计数模块 以太网模块 PROFIBUS 模块 通讯协处理器模块 可编程协处理器模块五. 90-30 PLC的扩展（无需特殊模块，底板上带扩展口）需终端电阻最远距离15米1. 本地扩展2. 远程扩展最远距离213米需终端电阻六. 网络通讯90-30 PLC 支持如下网络类型： RS-485 串行网络； Genius 网络； Profibus 网络； 以太网 其他现场工业总线三. GE FANUC Series 90TM 90-70 PLC 简介系列90-70 PLC适用大型、复杂及高速的自动化应用。一. 90-70 PLC的类型90-70 PLC 也根据CPU的种类来划分类型，其大部分模块适用于全系列的PLC产品。CPU的类型： CPU731、CPU732； CPU771、CPU772； CPU780； CPU781、CPU782； CPU788； CPU789； CPU790； CPU915、CPU925； CSE784； CSE925； CPX935。技术参数CPU(MHZ)CPU(处理器)I/O点数AI/AO点数用户内存浮点运算备注731/732880C1865128K32K无/有771/7721280C18620488K64/512K无/有7801680386DX12K8K可选有热备冗余7881680386DX3528K206K无三冗余7891680386DX12K8K206K无三冗余7906480486DX212K8K512K有三冗余915/92532/6480486DX/DX212K8K1M有热备冗余CSE784168038612K8K512K有State LogicCSE9256480486DX212K8K1M有State LogicCPX9359680486DX412K8K1M,4M有热备冗余二. 智能模块 电源模块； GENIUS 模块； 高数计数模块； 以太网模块； PROFIBUS 模块（VME模块）； 通讯协处理器模块； 可编程协处理器模块。三. 90-70 PLC的扩展（需扩展模块）90-70 PLC 的机架不分本地机架和括展机架，其区分依赖机架上所插的模块。（插BTM的是主机架，插BRM的是扩展机架）。四. 90-70 PLC 支持如下网络类型： RS-485 串行网络； Genius 网络； Profibus 网络； 以太网 其他现场工业总线 因90-70 PLC所采用的是开放的VME总线，而在全世界共有100多家厂家生产各种各样VME的模块。而这些模块都可用在90-70 的系统上。这样一来就大大丰富90-70的模块种类，扩展了90-70 的应用范围，使其有更广泛的应用。第三讲. GE FANUC PLC指令集(一) 继电器指令一. 继电器触点: 二. 继电器线圈指令:三. 注意点1.脉冲触点的特点(包括上升沿触点与下降沿触点), 其程序及波形图如下:%I1%M1%I1( )T%M1q %I1: 输入信号q %M1:输出线圈q T :一次扫描周期2.延续触点与延续线圈每行程序最多可以有9个触点，一个线圈。如超过这个限制，则要用到延续触点与延续线圈。注意延续触点与延续线圈的位置关系。%I1( )%M1%I2( )%M2当%I1得电时，%M1与%M2不会得电，只有%I2得电时，%M1与%M2才会得电。 3. 带“M”线圈的涵义带“M”线圈说明该线圈是带断电保护，如果PLC失电时，带“M”的线圈数据不会丢失。附录：一些系统触点的含意（只能做触点用，不能做线圈用）：ALW_ON：常开触点；ALW_OFF：常闭触点；FST_SCN：在开机的第一次扫描时为“1”，其他时间为“0”T_10ms：周期为0.01秒的方波；T_100ms：周期为0.1秒的方波；T_Sec：周期为1秒的方波；T_Min：周期为1分钟的方波。第四讲. GE FANUC PLC指令集(二) 计时器、计数器一. 计时器GE FANUC PLC计时器分为三种类型：EnableEnable输出端Enable预置值q 延时计时器梯形图：注释：输出端其工作波形图如下：A = 当ENABLE端由“01”时，计时器开始计时。B = 当计时计到后，输出端置“1”，计时器继续计时。C = 当ENABLE“10”, 输出端置“0”，计时器停止计时，当前值被清零。D = 当ENABLE端由“01”时，计时器开始计时。E = 当当前值没有达到预置值时，ENABLE端由“10”, 输出端仍旧为零，计时器停止计时，当前值被清零。注：每一个计时器需占用3个连续的寄存器变量。q 保持延时计时器预置值复位端输出端梯形图：Enable注释：复位端Enable输出端其工作波形图如下：A = 当ENABLE端由“01”时，计时器开始计时；B = 当计时计到后，输出端置“1”，计时器继续计时；C = 当复位端由“01”时， 输出端被清零；计时值被复位； D = 当复位端由“10”时， 计时器重新开始计时；E = 当ENABLE端由“10”时， 计时器停止计时，但当前值被 保留；F = 当ENABLE端再由“01”时， 计时器从前一次保留值开始 计时；G 当计时计到后，输出端置“1”，计时器继续计时，直到使能 端为“0”并复位端为“1”，或当前值达到最大值；H = 当ENABLE端由“10”时，计时器停止计时，但输出端仍旧 为“1”。注：每一个计时器需占用3个连续的寄存器变量。q 断电延时计时器Enable预置值输出端Enable梯形图：注释：输出端其工作梯形图如下：A = 当ENABLE端由“01”时；输出端也由 “01”；B = 当ENABLE端由“10”时，计时器开始计时；输出端继续为“1” C = 当当前值达到预置值时; 输出端由“10”，计时器停 止计时；D = 当ENABLE端由“01”时，计时器复位（当前值被清零）；E = 当ENABLE端由“10”;计时器开始计时；F = 当ENABLE又由“01”时，且当前值不等于预置值时计时器复位（当前值被清零。） G = 当ENABLE端再由“01”; 计时器开始计时；H = 当当前值达到预置值时; 输出端由“10”，计时器停 止计时。注：每一个计时器需占用3个连续的寄存器变量。二. 计数器GE FANUC PLC的计数器有两种：q 加计数器计数端复位端输出端梯形图：预置值注释：当计数端输入由“01”（脉冲信号），当前值加“1”，当当前值等于预置值时，输出端置“1”。只要当前值大于或等于预置值，输出端始终为“1”，而且该输出端带有断电自保功能，在上电时不自动初始化。该计数器是复位优先的计数器，当复位端为“1”时（无需上升沿跃变），当前值于预置值均被清零，如有输出，也被清零。另，该计数器计数范围为0至32,767。注：q 每一个计数器需占用3个连续的寄存器变量。q 计数端的输入信号一定要是脉冲信号，否则将会屏蔽下一次计数。q 减计数器输出端计数端复位端梯形图：预置值注释：当计数端输入由“01”（脉冲信号），当前值减“1”，当当前值等于“0”时，输出端置“1”。只要当前值小于或等于预置值，输出端始终为“1”，而且该输出端带有断电自保功能，在上电时不自动初始化。该计数器是复位优先的计数器，当复位端为“1”时（无需上升沿跃变），当前值被置成预置值，如有输出，也被清零。该计数器的最小预置值为“0”，最大预置值为“32,767”，最小当前值为“32,767”。注：q 每一个计数器需占用3个连续的寄存器变量。q 计数端的输入信号一定要是脉冲信号，否则将会屏蔽下一次计数。第五讲. 数学运算 GE FANUC PLC 提供以下数学运算功能：一. 四则运算和求余四则运算的梯形图及语法基本类似，现以加法指令为例：EnableOK和 加数被加数梯形图：注释：q 在I1端为被加数，I2端为加数，Q为和，其操作为QI1I2当Enable为“1”时（无需上升沿跃变），指令就被执行。I1、I与Q是三个不同的地址时，Enable端是长信号或脉冲信号没有不同。q 当I1或I2之中有一个地址于Q地址相同时，即：I1(Q)=I1+I2或I2(Q)=I1+I2 其Enable端要注意是长信号还是脉冲信号。是长信号时，该 加法指令成为一个累加器，每个扫描周期，执行一次，直至 溢出。是脉冲信号时，当Enable端为“1”时， 执行一次。q 当计算结果发生溢出时，Q保持当前数型的最大值（如是带符号的数，则用符号表示是正溢出还是负溢出。）q 当Enable端为“1”时，指令正常执行时，没有发生溢出时， OK端为“1”，除非发生以下情况： 对ADD来说，( ) ( )； 对SUB来说， ( + ) ( + )； 对MUL来说，0 ( )； 对DIV来说，0/0，1/； I1和（或）I2不是数字。注：要注意四则运算的数型，相同的数型才能运算：q INT带符号整数（16位）-32,768 +32767q UINT不带符号整数（16位）0 65,535q DINT双精度整数（32位）+2,147,483,648q REAL浮点数（32位）q MIXED混合型（90-70乘、除法时用）16位16位X32位16位16位/32位 二. 开方EnableOK梯形图：根被开方数注释：求IN端的平方根，当Enable为“1”时（无需上升沿跃变），Q端为IN的平方根（整数部分）。当Enable为“1”时， OK端就为“1”，除非发生下列情况：q IN0；q IN不是数值。注：平方根指令支持以下数型：q INTq DINTq REALEnableOK三. 绝对值梯形图：绝对值待求值注释：求IN端的绝对值，当Enable为“1”时（无需上升沿跃变），Q端为IN的绝对值。当Enable为“1”时， OK端就为“1”，除非发生下列情况：q 对数型INT来说， IN是最小值；q 对数型DINT来说，IN是最小值；q 对数型REAL来说，IN不是数值。注：绝对值指令支持下列数型：q INTq DINTq REAL四. 三角函数（只支持浮点数）系列90-70 PLC提供6种三角函数，分别是正弦函数、余弦函数、正切函数、反正弦函数、反余弦函数、反正切函数。其语法大致相同，现以正弦函数为例。Enable梯形图：正弦值待求值当Enabel 端为“1”时（无需上升沿跃变），该指令执行如下操作：QSIN (IN)。其输入端/输出端取值范围如下：输入端输出端SIN-263IN263-1Q1COS-263IN263-1Q1TAN-263IN263-Q+ASIN-1IN1-/2Q+/2ACOS-1IN1-/2Q+/2ATAN-Q+-/2QI2等。当Enable为“1”时，OK端即为“1”，除非I1或I2不是数值。比较指令支持如下数型（相同数型才能比较）：q INTq DINTq REAL q UNIT二. CMP指令大于条件满足输出值等于条件满足输出值小于条件满足输出值EnableOK被比较值梯形图：比较值注释：比较I1和I2的值，且当Enable为“1”时（无需上升沿跃变），如I1I2，GT端置“1”；I1=I2，EQ端置“1”，I1I2，I1I2。当Enable为“1”时，OK端即为“1”，除非I1或I2不是数值。注：比较指令支持如下数型（相同数型才能比较）：q INTq DINTq REAL q UNIT三. Range指令条件满足输出EnableOK范围值1梯形图：输入端范围值2注释：当Enable为“1”时（无需上升沿跃变），该指令比较输入端IN是否在L1和L2所指定的范围内（L1INL2 或 L2XL1），如条件满足，Q端置“1”，否则置“0”。当Enable为“1”时，OK端即为“1”，除非L1、L2和IN不是数值。注：Range指令支持的数型（相同数型才能比较）：q INTq DINTq UNITq WORDq DWORD第七讲. 位操作指令GE FANUC PLC 提供以下位操作指令功能：一. 与、或、非操作与或非操作指令格式基本一致，现以“AND”指令为例：输出字1OKEnable梯形图：字2注释：Enable：使能端OK：OK端I1：执行“与”指令的字1I2：执行“与”指令的字2Q：“与”后的结果LEN：执行“与”指令字的长度（I1、I2和Q指出起始地址LEN指出长度）。当Enable端为“1”时（无需上升沿跃变），该指令执行与操作，字2字1其功能如下：Q该指令最多对256个字（128个双字）进行“与”操作。当 Enable端为“1”时，OK端即为“1”。二. 移位指令（左移、右移指令）左移指令与右移指令，除了移动的方向不一致外，其余参数都一致，现以左移指令为例：移位后的值的地址溢出位（最后一位）EnableOK移位字串起始地址梯形图：移入位（触点）移几位注释：Enable：使能端；OK：OK端；LEN:移位字串长度;IN：需移位字串的起始地址；N：每次移位移几位(大于0，小于LEN)；B1：移入位（为一继电器触点）；B2：溢出位（保留最后一个溢出位）；Q：移位后的值的地址（如要产生持续移位的效果，Q端与IN端的地址应该一致）。当Enable端为“1”时（无需上升沿跃变），该指令执行移位操作，其功能如下：移位前字串内容：00000000000011101100000000000001执行移位指令图示如下：B1B2N=31111其各参数取值如下：INQB1ALW_ON1B2%M1N3三. 循环移位指令循环移位指令分左循环移位指令和右循环移位指令，除了移动的方向不一致外，其余参数都一致，现以左循环移位指令为例：移几位移位后的值的地址移位字串起始地址EnableOK梯形图：注释：Enable：使能端；OK：OK端；LEN:移位字串长度;IN：需移位字串的起始地址；N：每次移位移几位(大于0，小于LEN)；Q：移位后的值的地址（如要产生循环移位的效果，Q端与IN端的地址应该一致）。当Enable端为“1”时（无需上升沿跃变），该指令执行移位操作，其功能如下：移位前字串内容：10000000000011111111000000000001执行循环移位指令图示如下：N=3111其各参数取值如下：INQN3三. 位测试指令检测字串中指定位的状态，决定当前位是“1”还是“0”，结果输出至“Q”。被检测字串地址该位的值EnableOK梯形图：检测第几位注释：Enable：使能端；IN：被