可編程序控制器簡(jiǎn)介5．1可編程序控制器的概述現(xiàn)代的可編程序控制器PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)而發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制器。它具有邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信、PID回路調(diào)節(jié)，自適應(yīng)控制及人工智能等功能。它將邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等控制功能以一種系統(tǒng)指令形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，然后根據(jù)存儲(chǔ)的程序，通過數(shù)字或模擬量輸入輸出部件對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的，以微處理器為中心的數(shù)字式電子裝置。可見，PLC實(shí)際上是一種自動(dòng)控制過程專用的計(jì)算機(jī)。可編程序控制器簡(jiǎn)介5.1.1可編程序控制器的特點(diǎn)1、軟件簡(jiǎn)單易學(xué)2、使用和維護(hù)方便3、抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠4、設(shè)計(jì)施工周期短可編程序控制器簡(jiǎn)介5.1.2可編程序控制器的組成1、輸入、輸出部件2、中央處理機(jī)用戶程序存儲(chǔ)器3、電源部件4、編程器圖5-1PLC的結(jié)構(gòu)框圖可編程序控制器簡(jiǎn)介5．2可編程序控制器的基本工作原理5.2.1可編程序控制器的等效電路可編程序控制系統(tǒng)的等效電路可分為三部分即輸入部分、內(nèi)部控制電路和輸出部分。5.2.2可編程序控制器的工作方式PLC采用循環(huán)掃描的方式工作。PLC對(duì)用戶程序的執(zhí)行過程是以微處理器的周期性循環(huán)掃描方式進(jìn)行的，分集中輸入采樣、執(zhí)行程序、集中輸出刷新三個(gè)階段。
PLC開始運(yùn)行時(shí)，首先清除輸入輸出狀態(tài)寄存器原來的內(nèi)容，然后進(jìn)行自診斷，自檢CPU及I/O組件，確認(rèn)工作正常后開始循環(huán)掃描。可編程序控制器簡(jiǎn)介5．3F系列器件和編號(hào)5.3.1輸入繼電器（X）輸入繼電器用來接受外部傳感器或開關(guān)的輸入信號(hào)，并把它輸給PLC。它等效地與PLC輸入接線端相連。輸入繼電器只能由外部輸入信號(hào)來驅(qū)動(dòng)，編程指令不能控制它。輸入繼電器采用八進(jìn)制編號(hào)。5.3.2輸出繼電器（Y）輸出繼電器將PLC的輸出信號(hào)，通過一對(duì)硬件動(dòng)合觸頭和PLC輸出接線端子與被控電器相連，并根據(jù)被控電器的額定電流和電壓外接負(fù)載電源，負(fù)載電源的公共端COM。輸出繼電器還為編程提供若干個(gè)內(nèi)部使用的動(dòng)合觸頭、動(dòng)斷觸頭。輸出繼電器也采用八進(jìn)制編號(hào)。可編程序控制器簡(jiǎn)介5.3.3輔助繼電器（M）PLC有許多輔助繼電器，它由PLC中各種器件的觸頭驅(qū)動(dòng)。它實(shí)質(zhì)是一些存儲(chǔ)器單元，起中間繼電器的作用。輔助繼電器帶有若干動(dòng)合觸頭和動(dòng)斷觸頭，供編程使用。它的觸頭不可直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，要通過輸出繼電器才能驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輔助繼電器又可分為通用和保持兩種類型。5.3.4移位寄存器移位寄存器由輔助繼電器組成，由8個(gè)或16個(gè)輔助繼電器組成一組。
移位寄存器的編號(hào)用構(gòu)成移位寄存器的第一個(gè)輔助繼電器表示。可編程序控制器簡(jiǎn)介5.3.5定時(shí)器（T）F系列PLC的定時(shí)器均為延遲接通型定時(shí)器，其工作時(shí)間用編程器設(shè)定。它們帶有若干個(gè)觸頭動(dòng)合、動(dòng)斷觸頭，供限時(shí)、定時(shí)使用。5.3.6計(jì)數(shù)器（C）F系列PLC中的計(jì)數(shù)器是一個(gè)減1計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值由編程器設(shè)定后，當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸入每出現(xiàn)一次由斷開到接通時(shí)，計(jì)數(shù)器就將當(dāng)前值減1，直到計(jì)數(shù)器的值為0時(shí)，計(jì)數(shù)器的動(dòng)合觸頭接通，動(dòng)斷觸頭斷開。每個(gè)計(jì)數(shù)器在電源中斷時(shí)，均將當(dāng)前計(jì)數(shù)值被保存下來。5.3.7特殊輔助繼電器F系列PLC還有M70、M71、M72、M76、M77等特殊用途的輔助繼電器可編程序控制器簡(jiǎn)介5．4F系列基本邏輯指令5.4.1LD、LDI、OUT指令LD(Load)：動(dòng)合觸頭與母線連接指令。LDI()：動(dòng)斷觸頭與母線連接指令。OUT(Out)：線圈驅(qū)動(dòng)指令。圖5-6LD、LDI、OUT的使用可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.2AND、ANI指令A(yù)ND（And）：用于動(dòng)合觸頭的串聯(lián)。)：用于動(dòng)斷觸頭的串聯(lián)。
圖5-7AND、ANI的使用可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.3OR、ORI指令OR(Or)：用于動(dòng)合觸頭的并聯(lián)。ORI()：用于動(dòng)斷觸頭的并聯(lián)。圖5-9OR、ORI的使用可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.4ORB指令ORB（）：電路塊并聯(lián)連接指令。兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸頭串聯(lián)連接的電路稱為“串聯(lián)電路圖5-10ORB的使用串聯(lián)電路塊可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.5ANB指令A(yù)NB（）：電路塊串聯(lián)連接指令。兩個(gè)或兩個(gè)以上觸頭并聯(lián)連接的電路稱為“并聯(lián)電路塊”。并聯(lián)電路塊圖5-11ANB的使用可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.6S、R指令S（Set）：置位指令，使操作保持的指令。R(Reset)：復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位的指令。圖5-12指令的使用M205可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.7RST指令RST（Reset）：復(fù)位指令，用于計(jì)數(shù)器和移位寄存器的復(fù)位。
將計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值回復(fù)到設(shè)定值或清除移位寄存器的內(nèi)容使用RST指令。圖5-13是計(jì)數(shù)器電路和RST指令的使圖5-13計(jì)數(shù)器電路和RST的使用OUT復(fù)位輸入計(jì)數(shù)輸入可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.8PLS指令PLS（Pulse）:脈沖指令，又叫微分輸出指令。要在輔助繼電器觸頭接通后產(chǎn)生一脈沖信號(hào)，可使用PLS指令，該脈沖的寬度等于一個(gè)掃描周期。PLS指令可作計(jì)數(shù)器、移位寄存器的復(fù)位輸入。掃描周期圖5-14PLS的使用可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.9SFT指令SFT（Shift）：移位指令，將移位寄存器的內(nèi)容做移位的指令。復(fù)位輸入移位輸入數(shù)據(jù)輸入圖5-15移位寄存器電路和SFT的使用可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.10NOP指令NOP（Non-）：空操作指令。可用來取代已寫入的LD、LDI、ANB、ORB等指令，但修改后電路結(jié)構(gòu)改變圖5-16使用NOP指令修改電路短路觸頭與前面OUT電路相連LDNOP可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.11MC、MCR指令MC()：主控指令，用于公共觸頭串聯(lián)連接指令。
MCR()：主控復(fù)位指令，MC指令的復(fù)位指令。 X403 X404 X405 Y430 Y431 Y432 Y433 MCR 圖5-17 MC、MCR的使用 可編程序控制器簡(jiǎn)介5.4.12 CJP、EJP指令 CJP（ jump）：條件跳步指令，用于跳步開始。 EJP(End jump)：跳步結(jié)束指令，用于指示跳步終點(diǎn)。X411 CJP 700 EJP 700 程序A 程序B 程序C 圖5-19 CJP、EJP的電路功能 5.4.13 END指令 END（End）：結(jié)束指令，表示程序結(jié)束。 可編程序控制器簡(jiǎn)介5.5 常用基本電路的編程 5.5.1 編程的基本規(guī)則 (1)輸入/輸出、輔助繼電器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器的觸頭 的使用次數(shù)是無限制的。 (2)梯形圖每一行都是從左邊母線開始，線圈接在右 邊的母線，所有的觸頭不能放在線圈的右邊。在繼電 接觸器控制電路中，熱繼電器的觸頭常放在線圈右邊， 而PLC的梯形圖中是不允許的。 (3)線圈不能直接接在左邊的母線上，如需要的話， 可通過動(dòng)斷觸頭連接線圈。
可編程序控制器簡(jiǎn)介(4)在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如使用兩次稱為 雙線圈輸出。雙線圈輸出容易引起誤操作可編程控制器簡(jiǎn)介，應(yīng)盡量避 免線圈重復(fù)使用。 (5)梯形圖必須符合順序執(zhí)行（從左到右，從上到下 地執(zhí)行）。 (6)在梯形圖中串聯(lián)觸頭和并聯(lián)觸頭數(shù)，從原理上講 沒有限制，但如采用圖形編程器編程，則受屏幕尺寸 的限制。 可編程序控制器簡(jiǎn)介5.5.2 編程技巧 1.把串聯(lián)觸頭多的電路編在上方 2.把并聯(lián)電路放在左邊 3.橋式電路的編程 4.復(fù)雜電路的處理 X400 X401 圖5-27可重新排列電路(4) X400 X402 X403 X403 X401 X404 Y430 Y431 Y430 Y431 X402 X403 X404 可編程序控制器簡(jiǎn)介5.5.3 由于繼電接觸器電氣原理圖與PLC的梯形圖相類似，可以將繼電器電氣原理圖轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的梯形圖，但在轉(zhuǎn)變 時(shí)必須對(duì)輸入到PLC的動(dòng)斷觸頭進(jìn)行處理。 SB1 SB2 X00 X00 X02 X02 Y31 Y31 Y31 Y31 KM KM 圖5-29輸入動(dòng)斷觸頭的編程 可編程序控制器簡(jiǎn)介5.5.4 基本電路的編程 1.瞬時(shí)輸入延時(shí)斷開電路的編程 X402 Y430 Y430 Y430 X402 T450 T450 K19 圖5-30 瞬時(shí)輸入延時(shí)斷開電路 可編程序控制器簡(jiǎn)介2．三相異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制 三相異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制的主電路，PLC外 部接線及控制程序如圖5-31所示。
圖5.-31籠型三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路 KM2 SB1 SB2 Y431 X400 X402 COM COM PLC X401 L1 L2 L3 FUKM1 FR 可編程序控制器簡(jiǎn)介圖5-31為籠型三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)梯形圖。 M100 X400 M100 M100 T450 X401 X402 T450 Y431 K2 M101 X401 M101 M101 T451 X400 X402 T451 Y432 K2 圖5-31 籠型三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)梯形圖 END 可編程序控制器簡(jiǎn)介3.異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ換接起動(dòng)電路的編程 用PLC實(shí)現(xiàn)籠型三相異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ起動(dòng)，主電路和 PLC的輸入、輸出外接線如圖5-32a、 b所示。 圖5-32 籠型三相異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ起動(dòng)電路 KM1 KM3 KM2 FR SB1 SB2 L1 L2 L3 FUKM1 FR X401 X402 Y432 Y433 COM COM KM3 KM2 KM2 可編程序控制器簡(jiǎn)介圖5-33為滿足換接起動(dòng)控制要求的梯形圖。 圖5-33籠型三相異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ起動(dòng)梯形圖 M100 X400 M100 M100 M100 Y431 X401 X402 T451 T451 T451 T452 T452 Y432 Y432 Y433 Y433 S2END 可編程序控制器簡(jiǎn)介4．搶答顯示電路的編程 搶答智力比賽示意圖如圖5-34所示。
學(xué)生 兒童 教授 HL1 HL2 HL3 主持人 彩球 SB11 SB12 SB2 SB31 SB32 SB4 SA 圖5-34 搶答智力比賽示意圖 可編程序控制器簡(jiǎn)介1、競(jìng)賽者若要回答主持人所提出的問題時(shí)，需 搶先按下桌上的按鈕。 2、指示燈亮后，需等到主持人按下復(fù)位按鈕SB4 后才熄滅。為了給參賽兒童一些優(yōu)待，SBll和SBl2 中任一個(gè)按下時(shí)，燈HLl都亮。為了對(duì)教授組作一 定限制，HL3只有在SB31和SB32按鈕都按下時(shí)才 3、如果競(jìng)賽者在主持人打開SA開關(guān)的l0s內(nèi)壓下按鈕，外接的電磁線圈將使彩球搖動(dòng)可編程控制器簡(jiǎn)介，以示競(jìng)賽 者得到一次幸運(yùn)的機(jī)會(huì)。 可編程序控制器簡(jiǎn)介輸入輸出分配 男兒童按鈕SB11 X400 女兒童按鈕SBl2 X401 學(xué)生按鈕 SB2 X402 女教授按鈕SB31 X403 男教授按鈕SB32 X404 主持人按鈕SB4 X405 主持人按鈕SA X406 兒童臺(tái)上燈HLl Y431 學(xué)生臺(tái)上燈HL2 Y432 教授臺(tái)上燈HL3 Y433 外接的電磁線圈KM Y434 圖5-36 搶答比賽PLC梯形圖 X401 Y432 X400 X405 Y432 Y433 Y431 Y431 Y433 Y433 Y433 Y432 Y432 Y431 X405 X405 X402 X403 Y431 X404 X406 T450 K10 Y434 T450 X406 Y431 Y432 Y433 Y434 END 可編程序控制器簡(jiǎn)介5．工位裝配生產(chǎn)線的編程 圖5-37為一條模擬的裝配生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線有8個(gè)工 位，完成對(duì)產(chǎn)品的裝配，如對(duì)某種零件裝配、焊接、夾緊、 上油漆、貼商標(biāo)等。
為避免無零件時(shí)機(jī)械空操作，在第一 個(gè)位置上裝有傳感器檢查有沒有零件裝入。該生產(chǎn)線每5 秒移一個(gè)工位，在2、4、6、8號(hào)位置上分別完成不同的操 作。由于受生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)的限制，3、5、7號(hào)位置僅用于傳 送零件。 產(chǎn)品 操作2 操作1 操作3 操作4 零件裝入圖5-37 裝配生產(chǎn)線示意圖 可編程序控制器簡(jiǎn)介圖5-38為滿足控制要求的梯形圖 T450 T450 X400 T450 M111 M113 M117 X402 X401 Y433 Y434 圖5-38 裝配生產(chǎn)線梯形圖 M115 OUT SFT RST M110 M117