高级技师培训-PLC课件

维修电工高级技师培训 之可编程控制器一、可编程控制器的一、可编程控制器的一、可编程控制器的一、可编程控制器的定义定义定义定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的可编程序控制器是一种数字运算操作的可编程序控制器是一种数字运算操作的可编程序控制器是一种数字运算操作的电子电子电子电子系统系统系统系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了，专为在工业环境下应用而设计。它采用了，专为在工业环境下应用而设计。它采用了，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程制各种类型的机械或生产过程制各种类型的机械或生产过程制各种类型的机械或生产过程。定义强调了定义强调了定义强调了定义强调了PLCPLCPLCPLC是：是：是：是：1 1 1 1 数字运算操作的电子系统数字运算操作的电子系统数字运算操作的电子系统数字运算操作的电子系统也是一种计算机也是一种计算机也是一种计算机也是一种计算机 2 2 2 2 专为在工业环境下应用而设计专为在工业环境下应用而设计专为在工业环境下应用而设计专为在工业环境下应用而设计 3 3 3 3 面向用户指令面向用户指令面向用户指令面向用户指令编程方便编程方便编程方便编程方便 4 4 4 4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 5 5 5 5 数字量或模拟量输入输出控制数字量或模拟量输入输出控制数字量或模拟量输入输出控制数字量或模拟量输入输出控制 6 6 6 6 易与控制系统联成一体易与控制系统联成一体易与控制系统联成一体易与控制系统联成一体 7 7 7 7 易于扩充易于扩充易于扩充易于扩充1.1.硬件组成硬件组成输出部件输出部件输出部件输出部件中央处理单元中央处理单元中央处理单元中央处理单元（CPUCPU）控制器的核心控制器的核心输入部件输入部件输入部件输入部件（I/OI/O部件）部件）部件）部件）连接现场设备与连接现场设备与CPUCPU之间的接口电路之间的接口电路电源部件电源部件电源部件电源部件 为为PLCPLC内部电路提供能源内部电路提供能源存储器存储器存储器存储器 存放用户程序和系统程序。存放用户程序和系统程序。编程器编程器编程器编程器 编写PLC用户程序输出部件输出部件输出部件输出部件中央处理单元中央处理单元中央处理单元中央处理单元（CPUCPU）控制器的核心控制器的核心输入部件输入部件输入部件输入部件连接现场设备与连接现场设备与CPUCPU之间的接口电路之间的接口电路电源部件电源部件电源部件电源部件 为为PLCPLC内部电路提供能源内部电路提供能源存储器存储器存储器存储器 存放用户程序和系统程序。存放用户程序和系统程序。编程器编程器编程器编程器 编写PLC用户程序二、二、可编程控制器可编程控制器结构及组成结构及组成硬件硬件软件软件CPUCPUI/OI/O接口接口接口接口存储器存储器存储器存储器电源电源电源电源编程器编程器编程器编程器用户程序用户程序用户程序用户程序系统程序系统程序系统程序系统程序2.2.可编程控制器可编程控制器由哪几部分组成？由哪几部分组成？1）CPUCPU的的的的作作作作用用用用：按按按按系系系系统统统统程程程程序序序序赋赋赋赋予予予予的的的的功功功功能能能能，指指指指挥挥挥挥PLCPLC有有有有条条条条不不不不紊地进行工作。归纳起来主要有以下五个方面紊地进行工作。归纳起来主要有以下五个方面紊地进行工作。归纳起来主要有以下五个方面紊地进行工作。归纳起来主要有以下五个方面：（1）接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据（2）诊断电源、诊断电源、诊断电源、诊断电源、PLCPLC内部电路故障和编程中的语法错误等内部电路故障和编程中的语法错误等内部电路故障和编程中的语法错误等内部电路故障和编程中的语法错误等（3）接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据（4）逐条读取并执行存储器中的用户程序，并将运算结果存入逐条读取并执行存储器中的用户程序，并将运算结果存入逐条读取并执行存储器中的用户程序，并将运算结果存入逐条读取并执行存储器中的用户程序，并将运算结果存入存储器中存储器中存储器中存储器中（5）根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接 口实现控制、制表打印或数据通讯等功能口实现控制、制表打印或数据通讯等功能口实现控制、制表打印或数据通讯等功能口实现控制、制表打印或数据通讯等功能存储器的作用：存储器的作用：存储器的作用：存储器的作用：在在在在PLCPLCPLCPLC中，存储器主要用于存储中，存储器主要用于存储中，存储器主要用于存储中，存储器主要用于存储 系统程序、用户系统程序、用户系统程序、用户系统程序、用户程序、用户数据等程序、用户数据等程序、用户数据等程序、用户数据等 存储器的类型：存储器的类型：存储器的类型：存储器的类型：可读可读可读可读/写操作的随机存储器写操作的随机存储器写操作的随机存储器写操作的随机存储器RAMRAMRAMRAM 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器ROMROMROMROM、EPROMEPROMEPROMEPROM和和和和EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM2 2）存储器存储器系统程序系统程序系统程序系统程序:系统程序系统程序系统程序系统程序是完成系统诊断、命令解释、功能子程是完成系统诊断、命令解释、功能子程是完成系统诊断、命令解释、功能子程是完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。功能。功能。功能。系统程序系统程序系统程序系统程序由由由由PLCPLCPLCPLC的制造厂家编写的，在的制造厂家编写的，在的制造厂家编写的，在的制造厂家编写的，在PLCPLCPLCPLC使用过使用过使用过使用过程中不会变动，它和程中不会变动，它和程中不会变动，它和程中不会变动，它和PLCPLCPLCPLC的硬件组成有关，它关系到的硬件组成有关，它关系到的硬件组成有关，它关系到的硬件组成有关，它关系到PLCPLCPLCPLC的性能。的性能。的性能。的性能。系统程序系统程序系统程序系统程序 由制造厂家直接固化在只读存储器由制造厂家直接固化在只读存储器由制造厂家直接固化在只读存储器由制造厂家直接固化在只读存储器ROMROMROMROM、或或或或EPROMEPROMEPROMEPROM中，用户不能访问和修改。中，用户不能访问和修改。中，用户不能访问和修改。中，用户不能访问和修改。用户程序用户程序:用户程序用户程序用户程序用户程序是用户根据控制对象生产工艺及控制的要是用户根据控制对象生产工艺及控制的要是用户根据控制对象生产工艺及控制的要是用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编制的应用程序。它是由求而编制的应用程序。它是由求而编制的应用程序。它是由求而编制的应用程序。它是由PLCPLCPLCPLC控制对象的要求控制对象的要求控制对象的要求控制对象的要求而定的。而定的。而定的。而定的。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于于于于CMOSCMOSCMOSCMOS静态静态静态静态RAMRAMRAMRAM中，用锂电池作为后备电源，以保中，用锂电池作为后备电源，以保中，用锂电池作为后备电源，以保中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAMRAMRAMRAM中程中程中程中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在可将其固化在可将其固化在可将其固化在EPROMEPROMEPROMEPROM中，现在有许多中，现在有许多中，现在有许多中，现在有许多PLCPLCPLCPLC直接采用直接采用直接采用直接采用EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM作为用户存储器。作为用户存储器。作为用户存储器。作为用户存储器。输入输入输入输入/输出接口输出接口输出接口输出接口通常也称通常也称通常也称通常也称I/O I/O I/O I/O 单元或单元或单元或单元或I/O I/O I/O I/O 模块模块模块模块，是是是是PLCPLCPLCPLC与工业生产现场之间的连接通道。与工业生产现场之间的连接通道。与工业生产现场之间的连接通道。与工业生产现场之间的连接通道。I/O I/O I/O I/O 接口的作用：接口的作用：接口的作用：接口的作用：电电电电平平平平转转转转换换换换功功功功能能能能：由由由由于于于于外外外外部部部部输输输输入入入入设设设设备备备备和和和和输输输输出出出出设设设设备备备备所所所所需需需需的的的的信信信信号号号号电电电电平平平平是是是是多多多多种种种种多多多多样样样样的的的的，而而而而PLCPLCPLCPLC内内内内部部部部CPUCPUCPUCPU的的的的处处处处理的信号是标准电平信号。理的信号是标准电平信号。理的信号是标准电平信号。理的信号是标准电平信号。光电隔离和滤波功能，以提高光电隔离和滤波功能，以提高光电隔离和滤波功能，以提高光电隔离和滤波功能，以提高PLCPLCPLCPLC的抗干扰能力的抗干扰能力的抗干扰能力的抗干扰能力 通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护3 3）I/O接口模块接口模块输入接口模块电路输入接口模块电路输入接口模块电路输入接口模块电路关量输入接口电路关量输入接口电路关量输入接口电路关量输入接口电路：采用光电耦合电路，将限位开采用光电耦合电路，将限位开采用光电耦合电路，将限位开采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的关、手动开关、编码器等现场输入设备的关、手动开关、编码器等现场输入设备的关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号控制信号控制信号控制信号转换成转换成转换成转换成CPUCPUCPUCPU所能接受和处理的所能接受和处理的所能接受和处理的所能接受和处理的数字信号数字信号数字信号数字信号。开关量输出接口电路开关量输出接口电路 继电器输出接口继电器输出接口继电器输出接口继电器输出接口：（有触点输出方式）响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载 ，在输，在输，在输，在输出量变化不频繁时使用。出量变化不频繁时使用。出量变化不频繁时使用。出量变化不频繁时使用。晶体管输出接口晶体管输出接口晶体管输出接口晶体管输出接口：（无触点输出方式）响应速度快、动作频率高，只能用于驱动直流负载，适用响应速度快、动作频率高，只能用于驱动直流负载，适用响应速度快、动作频率高，只能用于驱动直流负载，适用响应速度快、动作频率高，只能用于驱动直流负载，适用于输出量变化快的场合。于输出量变化快的场合。于输出量变化快的场合。于输出量变化快的场合。晶闸管输出接口晶闸管输出接口晶闸管输出接口晶闸管输出接口：（无触点输出方式）响应速度快、动作频率高，响应速度快、动作频率高，响应速度快、动作频率高，响应速度快、动作频率高，只能用于驱动交流负载，适只能用于驱动交流负载，适只能用于驱动交流负载，适只能用于驱动交流负载，适用于输出量变化快的场合。用于输出量变化快的场合。用于输出量变化快的场合。用于输出量变化快的场合。继电器输出接口电路继电器输出接口电路晶体管输出接口电路晶体管输出接口电路晶闸管输出接口电路晶闸管输出接口电路模拟量接口电路模拟量接口电路（1 1 1 1）模拟量输入接口模拟量输入接口模拟量输入接口模拟量输入接口：把现场连续变化的模拟量把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合标准信号转换成适合PLCPLC内部处理的有若干位二进内部处理的有若干位二进制数字表示的信号标准的模拟量信号：制数字表示的信号标准的模拟量信号：电流信号：电流信号：420mA420mA 电压信号：电压信号：110V110V110V110V （2 2 2 2）模拟量输出接口模拟量输出接口模拟量输出接口模拟量输出接口：将将PLCPLC运算处理的若干位运算处理的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出，以满数字量信号转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制的要求信号足生产过程现场连续控制的要求信号 （3 3 3 3）智能输入输出接口智能输入输出接口智能输入输出接口智能输入输出接口：自带自带CPUCPU，由专门的处，由专门的处理能力，与主理能力，与主CPUCPU配合共同完成控制任务，可减轻配合共同完成控制任务，可减轻主主CPUCPU工作负担，又可提高系统的工作效率工作负担，又可提高系统的工作效率 PLCPLCPLCPLC的电源的电源的电源的电源是指将外部输入的交流电处理后转换成满是指将外部输入的交流电处理后转换成满足足PLCPLC的的CPUCPU、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块。许多的直流电源电路或电源模块。许多PLCPLC的直流电源采用直的直流电源采用直流开关稳压电源，不仅可提供多路独立的电压供内部电路流开关稳压电源，不仅可提供多路独立的电压供内部电路使用，而且还可为输入设备（传感器）提供标准电源。使用，而且还可为输入设备（传感器）提供标准电源。4 4）PLCPLC的电源模块的电源模块5 5）编程器）编程器）编程器）编程器 编程器的作用编程器的作用编程器的作用编程器的作用：是编辑、调试、输入用户程序，也可在线是编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控监控PLCPLC内部状态和参数，与内部状态和参数，与PLCPLC进行人机对话。它是开进行人机对话。它是开发、应用、维护发、应用、维护PLCPLC不可缺少的设备。不可缺少的设备。简易编程器简易编程器 专用编程器专用编程器 编程器编程器编程器编程器 智能编程器智能编程器 通用编程系统：通用编程系统：PCPC上配专用编程软件包上配专用编程软件包3.PLC的应用领域 目前，目前，目前，目前，PLCPLCPLCPLC在国内外已广泛应用冶金、石油、化在国内外已广泛应用冶金、石油、化在国内外已广泛应用冶金、石油、化在国内外已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着文化娱乐等各行各业，随着文化娱乐等各行各业，随着文化娱乐等各行各业，随着PLCPLCPLCPLC性能价格比的不断提性能价格比的不断提性能价格比的不断提性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。高，其应用领域不断扩大。高，其应用领域不断扩大。高，其应用领域不断扩大。从从从从PLCPLC应用类型看，大致可归纳为以下几个方面：应用类型看，大致可归纳为以下几个方面：应用类型看，大致可归纳为以下几个方面：应用类型看，大致可归纳为以下几个方面：开关量逻辑控制开关量逻辑控制开关量逻辑控制开关量逻辑控制 运动控制运动控制运动控制运动控制 过程控制（过程控制（过程控制（过程控制（PIDPIDPIDPID闭环控制闭环控制闭环控制闭环控制 ）数据处理数据处理数据处理数据处理 通信联网（构成通信联网（构成通信联网（构成通信联网（构成DCSDCSDCSDCS、FCSFCSFCSFCS系统系统系统系统）6.FX6.FX6.FX6.FX2N 2N 2N 2N PLCPLCPLCPLC外观构成外观构成外观构成外观构成整体式整体式整体式整体式PLC PLC PLC PLC：电源、：电源、：电源、：电源、CPUCPUCPUCPU中央处理系统、中央处理系统、中央处理系统、中央处理系统、I/OI/OI/OI/O接接接接口都集成在一个机壳内。如口都集成在一个机壳内。如口都集成在一个机壳内。如口都集成在一个机壳内。如FX2NFX2NFX2NFX2N系列。系列。系列。系列。结构形式结构形式结构形式结构形式 分为分为分为分为 整体式，模块式整体式，模块式整体式，模块式整体式，模块式模块式模块式模块式模块式PLC PLC PLC PLC：各种模块相互独立，并安装在固：各种模块相互独立，并安装在固：各种模块相互独立，并安装在固：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的定的机架（导轨）上，构成一个完整的定的机架（导轨）上，构成一个完整的定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLCPLCPLCPLC应用应用应用应用系统。如：系统。如：系统。如：系统。如：西门子西门子西门子西门子S7-300S7-300S7-300S7-300、S7-400S7-400S7-400S7-400系列系列系列系列。PS(电源模块)CPU IM(接口模块)SM:DISM:DOSM:AISM:AO CP:-点-到-点-PROFIBUS-工业以太网二、可编程序控制器的工作原理及编程语言二、可编程序控制器的工作原理及编程语言检查检查检查检查CPUCPU等内部硬件，对监视定时器等内部硬件，对监视定时器等内部硬件，对监视定时器等内部硬件，对监视定时器（WDTWDT）复位以及其它工作复位以及其它工作复位以及其它工作复位以及其它工作 与其它智能装置（如编程器、计算与其它智能装置（如编程器、计算与其它智能装置（如编程器、计算与其它智能装置（如编程器、计算机等）实现通信机等）实现通信机等）实现通信机等）实现通信 按顺序对所有输入端的状态进行采按顺序对所有输入端的状态进行采按顺序对所有输入端的状态进行采按顺序对所有输入端的状态进行采样，并存入相应寄存器样，并存入相应寄存器样，并存入相应寄存器样，并存入相应寄存器对用户程序扫描执行对用户程序扫描执行对用户程序扫描执行对用户程序扫描执行 ，并将结果，并将结果，并将结果，并将结果存入相应的寄存器存入相应的寄存器存入相应的寄存器存入相应的寄存器将寄存器中与输出有关状态，转到将寄存器中与输出有关状态，转到将寄存器中与输出有关状态，转到将寄存器中与输出有关状态，转到输出锁存器，输出驱动外部负载输出锁存器，输出驱动外部负载输出锁存器，输出驱动外部负载输出锁存器，输出驱动外部负载 开机开机内部处理内部处理通讯服务通讯服务输入处理输入处理程序执行程序执行输出处理输出处理一）一）PLCPLC的工作原理的工作原理（PLCPLC的工作方式的工作方式:循环循环扫描）扫描）信号传递过程信号传递过程(从输入到输出从输入到输出)输输入入端端输输入入电电路路输输入入映映像像寄寄存存器器a.输入输入输入输入刷新阶段刷新阶段刷新阶段刷新阶段-CPU-CPU从输入电路的输出端读从输入电路的输出端读从输入电路的输出端读从输入电路的输出端读出各路状态，并将其写入输入映像寄存器；出各路状态，并将其写入输入映像寄存器；出各路状态，并将其写入输入映像寄存器；出各路状态，并将其写入输入映像寄存器；X0X1b.b.b.b.程序执行阶段程序执行阶段程序执行阶段程序执行阶段 -CPU CPU从输入映像寄存器和元从输入映像寄存器和元从输入映像寄存器和元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，并根据件映像寄存器中读出各继电器的状态，并根据件映像寄存器中读出各继电器的状态，并根据件映像寄存器中读出各继电器的状态，并根据 此状态执行用户程序，执行结果再写入元件映此状态执行用户程序，执行结果再写入元件映此状态执行用户程序，执行结果再写入元件映此状态执行用户程序，执行结果再写入元件映 像寄存器中；像寄存器中；像寄存器中；像寄存器中；c c c c.紧接着的输出刷新阶段紧接着的输出刷新阶段紧接着的输出刷新阶段紧接着的输出刷新阶段-将输出映像寄存将输出映像寄存将输出映像寄存将输出映像寄存器的状态写入输出锁存电路，再经输出电路器的状态写入输出锁存电路，再经输出电路器的状态写入输出锁存电路，再经输出电路器的状态写入输出锁存电路，再经输出电路传递输出端子，从而控制外接器件动作。传递输出端子，从而控制外接器件动作。传递输出端子，从而控制外接器件动作。传递输出端子，从而控制外接器件动作。X0Y0Y0Y1元元件件映映像像寄寄存存器器读读写写输输出出锁锁存存器器输输出出电电路路输输入入端端Y0Y1读读写写PLCPLC的梯形图编程方式和传统的继电器系统的编的梯形图编程方式和传统的继电器系统的编的梯形图编程方式和传统的继电器系统的编的梯形图编程方式和传统的继电器系统的编程方式非常接近，举例如下：程方式非常接近，举例如下：程方式非常接近，举例如下：程方式非常接近，举例如下：常开触点常闭触点线圈二）编程基础二）编程基础二）编程基础二）编程基础用以上符号可完成基本逻辑控制用以上符号可完成基本逻辑控制用以上符号可完成基本逻辑控制用以上符号可完成基本逻辑控制&=X0X1Y0X0X0X0X1X1X1X0Y0Y0Y0Y0X0Y0案例案例1、三相异步电机的全压启动的、三相异步电机的全压启动的PLC控制控制继电器控制系统电路图施控元件施控元件施控元件施控元件被控对被控对被控对被控对象象象象如果用如果用PLC控制怎么实现呢？控制怎么实现呢？PLC 控制系统电路图控制系统电路图SB1SB2FRKMKMPLC通过程序的执行来实现以上的起动，自锁，停止电路，我们今后把这种典型电路叫做起保停电路。三）三）PLCPLC的编程语言的编程语言1.1.1.1.顺序功能图顺序功能图顺序功能图顺序功能图(SFC)-(SFC)-(SFC)-(SFC)-是一种顺序控制语言是一种顺序控制语言是一种顺序控制语言是一种顺序控制语言SFC程序的组成:步,转换,动作可转换为顺序控制梯形图SFC 程序的工作原理:特定时间执行特定的程序步,并扫描相应的转换条件,当转换条件满足时,进入下个程序步,直到结束句2 2 2 2、梯形图、梯形图、梯形图、梯形图梯形图构成:n左母线,右母线n逻辑行n常开触点,常闭触点n线圈X1X0X2X0Y1Y2Y1Y2梯形图编程注意事项梯形图编程注意事项梯形图编程注意事项梯形图编程注意事项:1)1)程序应按照自上而下程序应按照自上而下,自左至右的顺序编程。自左至右的顺序编程。2)2)编程时每个元件都要有标号，表示其地址。编程时每个元件都要有标号，表示其地址。3)3)线圈不能直接和左母线相连，触点不能放在线圈的线圈不能直接和左母线相连，触点不能放在线圈的右侧，两个线圈不能串联。右侧，两个线圈不能串联。4)4)适当的安排程序步适当的安排程序步,以减少程序步数。串联多的电路以减少程序步数。串联多的电路应尽量放在上面应尽量放在上面,并联多的支路应靠近左母线。并联多的支路应靠近左母线。5)5)避免使用同一编号的线圈。避免使用同一编号的线圈。6)6)输入输出触点和外部接线对应。输入输出触点和外部接线对应。3 3 3 3、功能块图、功能块图、功能块图、功能块图(FBD)(FBD)(FBD)(FBD)OR4 4 4 4、指令表、指令表、指令表、指令表nLD X1nOR Y1nANI X0nOUT YIX1X0X2X0Y1Y2Y1Y2四）可编程控制器的技术性能指标四）可编程控制器的技术性能指标四）可编程控制器的技术性能指标四）可编程控制器的技术性能指标1）.输入输入/输出点数输出点数输入/输出点数指的是外部输入、输出端子数量的总和，又称为主机的开关量输入/输出点数，它是描述可编程控制器大小的一个重要参数。2）.存储容量存储容量可编程控制器存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供给用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。3）.扫描速度扫描速度可编程控制器采用循环扫描方式工作，完成一次扫描所需的时间叫做扫描周期，扫描速度与扫描周期成反比。4）.指令系统指令系统指令系统是指可编程控制器所有指令的总和。可编程控制器的编程指令越多，软件功能就越强，但掌握应用也相对较复杂。5).可扩展性可扩展性小型可编程控制器的基本单元（主机）多为开关量I/O接口，模拟量处理、高速处理、温度控制、通信等智能扩展模块的多少及性能也已成为衡量可编程控制器产品水平的标志。6).通信功能通信功能可编程控制器的组网和通信能力也已成为可编程控制器产品水平的重要衡量指标之一。三、FX2NPLC系统FX2N系列可编程控制器型号格式如下：FX2N -系列名系列名I/O总点数总点数单元功能单元功能电源和输入输电源和输入输出类型特性出类型特性输出类型输出类型R：继电器输出：继电器输出T：晶体管输出：晶体管输出S：晶闸管输出：晶闸管输出M：基本单元：基本单元E：输入输出混合扩展单元与扩展模块：输入输出混合扩展单元与扩展模块EX：输入专用扩展模块：输入专用扩展模块EY：输出专用扩展模块：输出专用扩展模块一）一）一）一）FX2NFX2N系列系列系列系列PLCPLC的型号的型号的型号的型号无标记：无标记：AC电源，电源，DC输入输入D：DC电源，电源，DC输入输入UA1/UL：AC电源，电源，AC输入输入 FXFX系列系列系列系列PLCPLC编程元件的编程元件的编程元件的编程元件的物理实质是：物理实质是：物理实质是：物理实质是：电子电路及电子电路及电子电路及电子电路及存储器存储器存储器存储器，称，称，称，称“软继电器软继电器软继电器软继电器”。其编号由其编号由其编号由其编号由 字母字母字母字母 和和和和 数字数字数字数字 组成组成组成组成其中其中其中其中:输入继电器和输出继电器用输入继电器和输出继电器用输入继电器和输出继电器用输入继电器和输出继电器用八进制八进制八进制八进制数字编号数字编号数字编号数字编号 其它均采用其它均采用其它均采用其它均采用十进制十进制十进制十进制数字编号数字编号数字编号数字编号例如：例如：例如：例如：二）二）PLC编程元件概述编程元件概述X 0功能字母功能字母数字数字可编程控制器的编程元件列表可编程控制器的编程元件列表输入继电器输入继电器输入继电器输入继电器X X状态器状态器状态器状态器S S输出继电器输出继电器输出继电器输出继电器数据寄存器数据寄存器数据寄存器数据寄存器D D辅助继电器辅助继电器辅助继电器辅助继电器MM变址寄存器变址寄存器变址寄存器变址寄存器V/ZV/Z定时器定时器定时器定时器T T指针指针指针指针P/IP/I计数器计数器计数器计数器C C常数（常数（常数（常数（K/HK/H）PLC编程元件功能及作用编程元件功能及作用 输入继电器是输入继电器是输入继电器是输入继电器是PLCPLC用来接收用户输入设备发来的输入信号，用来接收用户输入设备发来的输入信号，用来接收用户输入设备发来的输入信号，用来接收用户输入设备发来的输入信号，可编程控制器输入接口的一个接线点对应一个输入继电器。可编程控制器输入接口的一个接线点对应一个输入继电器。可编程控制器输入接口的一个接线点对应一个输入继电器。可编程控制器输入接口的一个接线点对应一个输入继电器。输入继电器线圈由外部输入信号所驱动，输入继电器线圈由外部输入信号所驱动，输入继电器线圈由外部输入信号所驱动，输入继电器线圈由外部输入信号所驱动，不能用指令来驱动，不能用指令来驱动，不能用指令来驱动，不能用指令来驱动，所以所以所以所以程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈 每个输入继电器的常开与常每个输入继电器的常开与常每个输入继电器的常开与常每个输入继电器的常开与常闭触点均可无数次使用闭触点均可无数次使用闭触点均可无数次使用闭触点均可无数次使用 1 1、输入继电器（输入继电器（输入继电器（输入继电器（X X）FX2NFX2N系列的输入继电器系列的输入继电器系列的输入继电器系列的输入继电器 采用采用采用采用八进制地址编号，八进制地址编号，八进制地址编号，八进制地址编号，X0X0X267X267最最最最多可达多可达多可达多可达184184点点点点 输出继电器是用来将输出继电器是用来将输出继电器是用来将输出继电器是用来将PLCPLC内部信号输出传送给外部负载，内部信号输出传送给外部负载，内部信号输出传送给外部负载，内部信号输出传送给外部负载，PLCPLC输出接口的一个接线点对应一个输出继电器。输出接口的一个接线点对应一个输出继电器。输出接口的一个接线点对应一个输出继电器。输出接口的一个接线点对应一个输出继电器。输出继电器线圈是由输出继电器线圈是由输出继电器线圈是由输出继电器线圈是由PLCPLC内部程序驱动，其线圈状态传送给内部程序驱动，其线圈状态传送给内部程序驱动，其线圈状态传送给内部程序驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载 .每个输出继电器在输出单元每个输出继电器在输出单元每个输出继电器在输出单元每个输出继电器在输出单元中都对应有一个常开硬触点中都对应有一个常开硬触点中都对应有一个常开硬触点中都对应有一个常开硬触点，但在程序中供编程的输出继电但在程序中供编程的输出继电但在程序中供编程的输出继电但在程序中供编程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，器，不管是常开还是常闭触点，器，不管是常开还是常闭触点，器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次使用。都可以无数次使用。都可以无数次使用。都可以无数次使用。2 2、输出继电器（、输出继电器（、输出继电器（、输出继电器（Y Y）输出继电器的地址编号也输出继电器的地址编号也输出继电器的地址编号也输出继电器的地址编号也是八进制，是八进制，是八进制，是八进制，Y0Y0Y267Y267，最，最，最，最多可达多可达多可达多可达184184点。点。点。点。辅助继电器是辅助继电器是辅助继电器是辅助继电器是PLCPLCPLCPLC中数量最多的一种继电器，其作用相当于中数量最多的一种继电器，其作用相当于中数量最多的一种继电器，其作用相当于中数量最多的一种继电器，其作用相当于继电器控制系统中的中间继电器。继电器控制系统中的中间继电器。继电器控制系统中的中间继电器。继电器控制系统中的中间继电器。和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电器都有无限多对常开常闭触点，供编程使用。但是，其触点电器都有无限多对常开常闭触点，供编程使用。但是，其触点电器都有无限多对常开常闭触点，供编程使用。但是，其触点电器都有无限多对常开常闭触点，供编程使用。但是，其触点不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能实现对外部负不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能实现对外部负不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能实现对外部负不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能实现对外部负载的驱动。载的驱动。载的驱动。载的驱动。FXFX系列系列系列系列PLCPLC的的的的辅助继电器有：辅助继电器有：辅助继电器有：辅助继电器有：3 3、辅助继电器、辅助继电器、辅助继电器、辅助继电器通用辅助继电器通用辅助继电器通用辅助继电器通用辅助继电器(M0-M499M0-M499M0-M499M0-M499，共，共，共，共500500500500个点个点个点个点)断电保持辅助继电器断电保持辅助继电器断电保持辅助继电器断电保持辅助继电器(M500-M1023 M1024-M3071M500-M1023 M1024-M3071M500-M1023 M1024-M3071M500-M1023 M1024-M3071共共共共2572257225722572点点点点)特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器(M8000-M8255M8000-M8255M8000-M8255M8000-M8255，共，共，共，共256256256256个点个点个点个点)通用辅助继电器和输出继电器一样，在通用辅助继电器和输出继电器一样，在通用辅助继电器和输出继电器一样，在通用辅助继电器和输出继电器一样，在PLCPLC电源中断后，电源中断后，电源中断后，电源中断后，其状态将变为其状态将变为其状态将变为其状态将变为OFFOFF。当电源恢复后，除因程序使其变为当电源恢复后，除因程序使其变为当电源恢复后，除因程序使其变为当电源恢复后，除因程序使其变为 ONON外，外，外，外，其它仍保持其它仍保持其它仍保持其它仍保持OFFOFF X0M0M0M0 保保保保持持持持用用用用辅辅辅辅助助助助继继继继电电电电器器器器在在在在PLCPLC电电电电源源源源中中中中断断断断后后后后，它它它它具具具具有有有有保保保保持持持持断断断断电电电电前的瞬间状态的功能，并在恢复供电后继续断电前的状态前的瞬间状态的功能，并在恢复供电后继续断电前的状态前的瞬间状态的功能，并在恢复供电后继续断电前的状态前的瞬间状态的功能，并在恢复供电后继续断电前的状态 特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器通常可分为两类：通常可分为两类：触点型触点型触点型触点型 和和 线圈型线圈型线圈型线圈型 触点型触点型触点型触点型 特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动，用户只可以利用其触点。线圈型线圈型线圈型线圈型特殊辅助继电器的线圈由用户控制，其线圈得电后，PLC作出特定动作。4 4、特殊辅助继电器、特殊辅助继电器、特殊辅助继电器、特殊辅助继电器M8000 M8000 -运行监视用特殊辅助继电器运行监视用特殊辅助继电器PLC运行时运行时M8000得电，得电，PLC停止时停止时M8000失电失电M8002-M8002-初始脉冲特殊辅助继电器 M8002-只在PLC开始运行的第一个扫描周期内得电，其余时间均断电。常用M8002的 触 点 作为 一 些 继电 器 的 初始 化 复 位信号M8011M8011、M8012M8012、M8013M8013、M8014M8014-分别为产生周期为分别为产生周期为10ms、100ms、1s、1min脉冲脉冲的的特殊辅助继电器特殊辅助继电器（PLC RUN）例如：例如：例如：例如：以下为线圈驱动形以下为线圈驱动形,用户通过程序驱动其线圈用户通过程序驱动其线圈,其其线圈得电后起以下的作用线圈得电后起以下的作用:M8031-M8031-非保持型继电器、寄存器状态清除非保持型继电器、寄存器状态清除M8032-M8032-保持型继电器、寄存器状态清除保持型继电器、寄存器状态清除M8033-M8033-RUNSTOP时，输出保持时，输出保持RUN前状态前状态M8039-M8039-以以D8039中指定的扫描时间工作中指定的扫描时间工作 5、定时器（、定时器（T）PLCPLC的的的的定定定定时时时时器器器器相相相相当当当当于于于于电电电电器器器器系系系系统统统统中中中中的的的的通通通通电电电电延延延延时时时时时时时时间间间间继继继继电器电器电器电器 定定定定时时时时器器器器可可可可提提提提供供供供无无无无数数数数对对对对的的的的常常常常开开开开、常常常常闭闭闭闭延延延延时时时时触触触触点点点点供供供供编编编编程程程程用用用用 定定定定时时时时器器器器中中中中有有有有一一一一个个个个设设设设定定定定值值值值寄寄寄寄存存存存器器器器、一一一一个个个个当当当当前前前前值值值值寄寄寄寄存存存存器器器器和和和和一一一一个个个个用用用用来来来来存存存存储储储储其其其其输输输输出出出出触触触触点点点点的的的的映映映映象象象象寄寄寄寄存存存存器器器器（一一一一个个个个二进制位），这三个量使用同一地址编号。二进制位），这三个量使用同一地址编号。二进制位），这三个量使用同一地址编号。二进制位），这三个量使用同一地址编号。定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。PLCPLC定时器工作原理：定时器工作原理：定时器工作原理：定时器工作原理：定定定定时时时时器器器器是是是是根根根根据据据据时时时时钟钟钟钟脉脉脉脉冲冲冲冲累累累累积积积积计计计计数数数数而而而而达达达达到到到到定定定定时时时时的的的的目目目目的的的的，时时时时钟钟钟钟脉脉脉脉冲冲冲冲有有有有1ms 1ms、10ms 10ms、100ms100ms，当当当当所所所所计计计计数数数数达达达达到到到到设定值时，其触点动作。设定值时，其触点动作。设定值时，其触点动作。设定值时，其触点动作。设定值可用常数设定值可用常数设定值可用常数设定值可用常数KK或数据寄存器或数据寄存器或数据寄存器或数据寄存器D D的内容来设置。的内容来设置。的内容来设置。的内容来设置。设定值的范围：设定值的范围：设定值的范围：设定值的范围：1 13276732767 100ms100ms100ms100ms定时器定时器定时器定时器 T0T0T0T0T199T199T199T199共共共共200200200200点点点点 每个设定值范围为每个设定值范围为每个设定值范围为每个设定值范围为0.10.10.10.13276.7s3276.7s3276.7s3276.7s；10ms10ms10ms10ms定时器定时器定时器定时器 T200T200T200T200T245T245T245T245共共共共46464646点点点点 每个设定值范围每个设定值范围每个设定值范围每个设定值范围0.010.010.010.01327.67s327.67s327.67s327.67s。通用定时器：通用定时器：通用定时器：通用定时器：通用定时器不具备断电的保持功能，即当通用定时器不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器的动作过程通用定时器的动作过程n编号：FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N （FX2NC）100ms T0T49 T0T62 T0T62 T0T199 10ms T24T49 T32T62 T32T62 T200T2451ms -T63 -100ms100ms定时器定时器定时器定时器 定时范围为定时范围为定时范围为定时范围为0.10.13276.7s3276.7s10ms10ms定时器定时器定时器定时器 定时范围为定时范围为定时范围为定时范围为0.010.01327.67s327.67s 1ms1ms定时器定时器定时器定时器 定时范围为定时范围为定时范围为定时范围为0.0010.00132.767s32.767s【编程练习编程练习】：按下启动按钮：按下启动按钮,使第一台电机起动使第一台电机起动,过过5 5秒后秒后,第二台电机自动起动第二台电机自动起动,按下停止按钮按下停止按钮,控制控制两台电机同时停止两台电机同时停止,试设计梯形图。试设计梯形图。X0X1Y0Y0T0 K50T0X1Y1Y1基本原理基本原理基本原理基本原理注：注：16位增计数器分为通用型和保持型两种位增计数器分为通用型和保持型两种6、16位增计数器位增计数器 FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N （FX2NC）普通普通 C0-C13 C0-C15 C0-C15 C0-C15 C0-C99 保持保持 C14-C15 C16-C31 C16-C31 C16-C199C100-C19916位增计数器编号位增计数器编号三）三）PLCPLC应用系统的设计调试方法应用系统的设计调试方法PLCPLC控制系统是将硬件和软件分开，控制系统是将硬件和软件分开，着力进行软件的编程设计。但是，着力进行软件的编程设计。但是，不论什么控制系统，在设计规划不论什么控制系统，在设计规划时，必须符合电气控制系统设计时，必须符合电气控制系统设计的基本原则。的基本原则。任何一种电气控制系统都是为了任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。效率和产品质量。1.PLC1.PLC系统设计的原则与内容系统设计的原则与内容 在设计在设计PLCPLC控制系统时，应遵循以下基本原则：控制系统时，应遵循以下基本原则：（1 1）最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求，）最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求，这些生产工艺要求是电气控制系统设计的依据。这些生产工艺要求是电气控制系统设计的依据。（2 2）在在满满足足生生产产工工艺艺要要求求前前提提下下，设设计计方方案案力力求求简简单单、经经济济、合合理理，不不要要盲盲目目追追求求自自动动化化和和高高指指标标。力力求求控控制制系系统统操操作作简简单单、使用及维修方便。使用及维修方便。（3 3）正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可靠地工）正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可靠地工作，同时考虑技术进步、造型美观。作，同时考虑技术进步、造型美观。（4 4）为适应生产的发展和工艺的改进，在选择控制设备时，设）为适应生产的发展和工艺的改进，在选择控制设备时，设备能力留有适当余量。备能力留有适当余量。2.2.设计内容：设计内容：（1 1）拟订控制系统设计的技术条件。技术条件一般）拟订控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。（2 2）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构。构。（3 3）选定）选定PLCPLC的型号。的型号。（4 4）绘制电气原理图及）绘制电气原理图及PLCPLC的输入的输入/输出分配表。输出分配表。（5 5）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计。计。（6 6）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计。设计。（7 7）设计操作台、电气柜。）设计操作台、电气柜。（8 8）编写设计说明书和使用说明书。）编写设计说明书和使用说明书。根据具体任务，上述内容可适当调整。根据具体任务，上述内容可适当调整。四）四）PLCPLC控制系统设计的一般步骤控制系统设计的一般步骤1 1熟悉控制对象设计工艺布置图熟悉控制对象设计工艺布置图 2 2PLCPLC选型及确定硬件配制选型及确定硬件配制3 3设计电气原理图并编制材料清单设计电气原理图并编制材料清单 4 4设计控制台（柜）设计控制台（柜）5 5设计安装所需的图纸设计安装所需的图纸6 6编制控制程序编制控制程序7 7程序调试程序调试 8 8编制技术文件编制技术文件（一）（一）PLCPLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 PLCPLC的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有不同，使用场合也各令系统、编程方法、价格等各有不同，使用场合也各有侧重。因此，合理选择有侧重。因此，合理选择PLCPLC对于提高对于提高PLCPLC控制系统的控制系统的技术经济指标起着重要作用。技术经济指标起着重要作用。（二）（二）PLCPLC机型的选择机型的选择PLCPLC机型的选择应是在满足控制要求的前提下，保证机型的选择应是在满足控制要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。具体应可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。具体应考虑以下几方面：考虑以下几方面：1 1性能与任务相适应性能与任务相适应2 2结构上合理、安装要方便、机型上应统一结构上合理、安装要方便、机型上应统一 3 3编程设备的选择编程设备的选择4 4是否满足响应时间的要求是否满足响应时间的要求 5 5对联网通信功能的要求对联网通信功能的要求6 6其他特殊要求其他特殊要求1.I/O1.I/O点数的确定：点数的确定：PLCPLC的的I/OI/O点数的确定以系统实际的输入输出点数为基点数的确定以系统实际的输入输出点数为基础确定。在础确定。在I/OI/O点数的确定时，应留有适当余量。通点数的确定时，应留有适当余量。通常常I/OI/O点数可按实际需要的点数可按实际需要的101015%15%考虑余量；当考虑余量；当I/OI/O模块较多时，一般按上述比例留出备用模块。模块较多时，一般按上述比例留出备用模块。2.2.存储器容量的确定：存储器容量的确定：用户程序占用多少存储容量与许多因素有关，如用户程序占用多少存储容量与许多因素有关，如I/OI/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此在点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此在程序编制前只能粗略的估算。程序编制前只能粗略的估算。（三）（三）PLCPLC容量估算容量估算对对PLCPLC来讲，信号形式可分为四类：来讲，信号形式可分为四类：（1 1）数字量输入信号）数字量输入信号 （2 2）数字量输出信号）数字量输出信号 （3 3）模拟量输入信号）模拟量输入信号 （4 4）模拟量输出信号）模拟量输出信号 不同的不同的I/OI/O模块，其电路和性能不同，它直接影响模块，其电路和性能不同，它直接影响着着PLCPLC的应用范围和价格，应该根据实际情况合理选的应用范围和价格，应该根据实际情况合理选择。择。（四）（四）I/OI/O模块的选择模块的选择（五）安全回路设计（1）短路保护（2）互锁与联锁措施（3）失压保护与紧急停车措施（4）极限保护五）控制系统的接地设计在设计PLC系统接地时，应注意以下几点：1.接地线应尽量粗，一般用大于1.5mm2的接地线；2.接地点应尽量靠近控制器，一般不大于50米；3.接地线应尽量避开强电回路和主回路，不能避开时，应垂直相交。六）抗I/O干扰设计1从抗干扰角度选择I/O模块 I/O模块的选择一般要考虑以下因素：（1）输入输出信号与内部回路隔离的模块比非隔离的模块抗干扰性能好；（2）晶体管等无触点输出的模块比有触点输出的模块在控制器侧产生的干扰小；（3）输入模块允许的输入信号ON/OFF电压差大，抗干扰性能好；OFF电压高，对抗感应电压干扰是有利的；（4）输入信号响应慢的输入模块抗干扰性能好。（3）PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一