【文章內(nèi)容簡介】 Programmable Logical Controller)簡稱PLC，是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)融為一體，廣泛地應(yīng)用于各類生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中。 PLC及其網(wǎng)絡(luò)被公認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。 1987年國際電工委員會(IEC)制定了PLC的標(biāo)準(zhǔn)，并給它作了如下定義： 可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則而設(shè)計(jì)。 世界上第一臺PLC是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)根據(jù)GM公司招標(biāo)的技術(shù)要求研制出來的。其后，日本、德國、法國等相繼引入這項(xiàng)新技術(shù)，可編程序控制器由此而迅速發(fā)展起來。 PLC是以微處理器為核心的工業(yè)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其硬件組成與計(jì)算機(jī)有類似之處。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和模塊式兩類。 整體式PLC的硬件主要由中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信端口、I／O擴(kuò)展端口和電源等部件組成，所有部件都裝在同一機(jī)殼內(nèi)構(gòu)成主機(jī)。 整體式PLC的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，小型機(jī)常采用這種結(jié)構(gòu)。整體式PLC的基本組成如圖33所示。 模塊式PLC的各部件獨(dú)立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機(jī)架或?qū)к壣稀Ｑb有CPU的模塊稱為CPU模塊，其他模塊稱為擴(kuò)展模塊。如下圖所示。（1）微處理器（CPU）216。 接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)；216。 診斷電源、PLC工作狀態(tài)及編程的語法錯(cuò)誤；216。 接收輸入信號，送入數(shù)據(jù)寄存器并保存；216。 運(yùn)行時(shí)順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，完成用戶 程序的各種操作；216。 將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。 （2）存儲器 1）系統(tǒng)存儲器——系統(tǒng)程序存儲器+系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器216。 存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）；216。 存放模塊化應(yīng)用功能子程序；216。 存放命令解釋程序；216。 存放功能子程序的調(diào)用管理程序；216。 存放存儲系統(tǒng)參數(shù)。2）用戶存儲器——RAM/EPROM/EEPROM216。 存放用戶工作程序；216。 存放工作數(shù)據(jù)。（3）輸入單元——帶光電隔離電路216。 多種輔助電源類型：AC電源DC24V輸入 DC電源DC24V輸入 DC電源DC12V輸入216。 接收開關(guān)量及數(shù)字量信號（數(shù)字量輸入單元）；216。 接收模擬量信號（模擬量輸入單元）；216。 接收按鈕或開關(guān)命令（數(shù)字量輸入單元）；216。 接收傳感器輸出信號。（4）輸出單元——帶光電隔離器及濾波器216。 多種輸出方式：晶體管； 晶閘管；繼電器216。 驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載（晶體管輸出單元）；216。 驅(qū)動(dòng)非頻繁動(dòng)作的交/直流負(fù)載（繼電器輸出單元）；216。 驅(qū)動(dòng)頻繁動(dòng)作的交/直流負(fù)載（晶閘管輸出單元）。 （1）PLC的工作過程掃描工作方式 216。 梯形圖(LAD)216。 指令表(STL)216。 順序功能圖（SFC）216。 結(jié)構(gòu)文本(ST)216。 功能塊圖(FBD) 認(rèn)識FX2N系列PLC PLC品牌較多，如：歐姆龍，西門子，施耐德，三菱等。本教材選用的是三菱PLC，不同的品牌及機(jī)型，所用的編程語言和符號均有不同，請同學(xué)們加以注意。 系列名稱：如0、0S、1S、ON、1N、2N、2NC、3U等。單元類型：M─基本單元；E─輸入輸出混合擴(kuò)展單元；EX─擴(kuò)展輸入模塊； EY─擴(kuò)展輸出模塊。輸出方式：R─繼電器輸出；S─晶閘管輸出；T─晶體管輸出；特殊品種：D—DC電源，DC輸入；A1—AC電源，AC輸入或AC輸出模塊等…例如FX2N—32MRD，其參數(shù)意義為:三菱FX2NPLC，有32個(gè)I／O點(diǎn)，繼電器輸出型，使用DC24V電源，DC輸入的基本單元。 見圖111 FX2N系列PLC外形圖：⑴安裝孔4個(gè)；⑵電源、輔助電源、輸入信號用的可裝卸式端子；⑶輸入指示燈；⑷輸出指示燈；⑸輸出用的可裝卸式端子；⑹外部設(shè)備接線插座；⑺面板蓋；⑻DIN導(dǎo)軌裝卸用卡子；⑼I/O端子標(biāo)記；⑽動(dòng)作指示燈,POWER:電源指示燈，RUN:運(yùn)行指示燈，：電池電壓下降指示燈，PROGG：指示燈閃爍時(shí)表示程序出錯(cuò)，CPUE：指示燈亮?xí)r表示CPU出錯(cuò)；⑾擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊、特殊模塊的接線插座蓋板。 （1）輸入繼電器（X）216。 在PLC內(nèi)部，與輸入端子相連的輸入繼電器是光電隔離的電子繼電器，采用八進(jìn)制編號，用無數(shù)個(gè)常開和常閉觸點(diǎn)。216。 輸入繼電器不能用程序驅(qū)動(dòng)。輸入繼電器是PLC接收外部開關(guān)信號的窗口，PLC通過輸入端子將外部信號的狀態(tài)讀入并存在輸入映像寄存器。下圖所示為一個(gè)PLC控制系統(tǒng)的示意圖。 (2)輸出繼電器（Y）216。 輸出繼電器采用八進(jìn)制編號，有內(nèi)部觸點(diǎn)和外部輸出觸點(diǎn)（繼電器觸點(diǎn)、雙向可控硅、晶體管等輸出元件）之分，由程序驅(qū)動(dòng)。216。 在PLC內(nèi)部，外部輸出觸點(diǎn)與輸出端子相連，向外部負(fù)載輸出信號，且一個(gè)輸出繼電器只有一個(gè)常開型外部輸出觸點(diǎn)。216。 輸出繼電器有無數(shù)個(gè)內(nèi)部常開和常閉觸點(diǎn)，編程時(shí)可隨意使用。輸出繼電器是PLC向外部負(fù)載發(fā)送信號的窗口。輸出繼電器將PLC的輸出信號傳送給輸出單元，再由后者驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 （3）輔助繼電器（M）216。 由內(nèi)部軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng),常開和常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限，但不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載,采用十進(jìn)制編號。216。 通用輔助繼電器M0～M499（500點(diǎn)）216。 掉電保持輔助繼電器M500～M1023（524點(diǎn)）216。 特殊輔助繼電器M8000～M8255（256點(diǎn)）216。 只能利用其觸點(diǎn)的特殊輔助繼電器216。 可驅(qū)動(dòng)線圈的特殊輔助繼電器只能利用其觸點(diǎn)的特殊輔助繼電器n M8000：運(yùn)行監(jiān)控用，PLC運(yùn)行時(shí)M8000接通。n M8002：僅在運(yùn)行開始瞬間接通的初始脈沖特殊輔助繼電器。n M8012：產(chǎn)生100ms時(shí)鐘脈沖的特殊輔助繼電器?？沈?qū)動(dòng)線圈的特殊輔助繼電器n M8030：鋰電池電壓指示燈特殊繼電器。n M8033：PLC停止時(shí)輸出保持特殊輔助繼電器。n M8034：止全部輸出特殊輔助繼電器。n M8039：時(shí)掃描特殊輔助繼電器。（4）定時(shí)器（T）216。 定時(shí)器實(shí)際是內(nèi)部脈沖計(jì)數(shù)器，可對內(nèi)部1ms、10ms和100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到用戶設(shè)定值時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作。216。 定時(shí)器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù)k或H作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容作為設(shè)定值。216。 普通定時(shí)器（T0～T245）252。 100ms定時(shí)器T0～T199共200點(diǎn)，～；252。 10ms定時(shí)器T200～T245共46點(diǎn)，～。216。 積算定時(shí)器（T246～T255）252。 1ms定時(shí)器T246～T249共4點(diǎn)，～；252。 100ms定時(shí)器T250～T255共6點(diǎn)，～（5）計(jì)數(shù)器（C） 計(jì)數(shù)器可分為通用計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器。216。 16位通用加計(jì)數(shù)器，C0～C199共200點(diǎn)，設(shè)定值：1～32767。設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作。216。 32位通用加/減計(jì)數(shù)器，C200～C234共135點(diǎn)，設(shè)定值：2147483648～+2147483647。216。 高速計(jì)數(shù)器C235～C255共21點(diǎn)，共享PLC上6個(gè)高速計(jì)數(shù)器輸入（X000～X005）。高速計(jì)數(shù)器按中斷原則運(yùn)行。216。 16位加計(jì)數(shù)器216。 通用型：C0~C99共100點(diǎn) 216。 斷電保持型：C100~C199共100點(diǎn) 216。 32位雙向計(jì)數(shù)器216。 有兩種32位加/減計(jì)數(shù)器，設(shè)定值：2147483648～+2147483647。216。 通用計(jì)數(shù)器：C200～C219共20點(diǎn)216。 保持計(jì)數(shù)器：C220～C234共15點(diǎn) 216。 計(jì)數(shù)方向由特殊輔助繼電器M8200～M8234設(shè)定。216。 加減計(jì)數(shù)方式設(shè)定：對于C△△△，當(dāng)M8△△△△接通（置1）時(shí)，為減計(jì)數(shù)器，斷開（置0）時(shí)，為加計(jì)數(shù)器。216。 計(jì)數(shù)值設(shè)定：直接用常數(shù)K或間接用數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容作為計(jì)數(shù)值。間接設(shè)定時(shí)，要用元件號緊連在一起的兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器。 FX2N系列PLC基本指令 FX2N系列PLC基本指令有27條，步進(jìn)指令2條，功能指令128種，共298條現(xiàn)將基本指令的符號，功能，用法列表如下：符號名稱 )功 能 電路表示和目標(biāo)元件 [LD] 取 運(yùn)算開始 常開觸點(diǎn) [LDI] 取反 運(yùn)算開始 常閉觸點(diǎn) [LDP]取上升沿脈沖 運(yùn)算開始 上升沿觸點(diǎn) [LDF] 取下降沿脈沖 運(yùn)算開始 下降沿觸點(diǎn)[AND]與 串聯(lián) 常開觸點(diǎn) [ANI] 與非 戶串聯(lián) 常閉觸點(diǎn) [ANDP] 與脈沖 串聯(lián) 上升沿觸點(diǎn) [ANDF]與脈沖（F） 串聯(lián)下降沿觸點(diǎn) [OR]或 并聯(lián)常開觸點(diǎn) [ORI]或非 并聯(lián)常閉觸點(diǎn)[ORP]或脈沖 并聯(lián)上升沿觸點(diǎn) [ORF] 或脈沖（F） 并聯(lián)下降沿觸點(diǎn) [ANB] 邏輯塊與 塊串聯(lián) [ORB]邏輯塊或 塊并聯(lián) [OUT]輸出 線圈驅(qū)動(dòng)指令 [SET] 置位 保持指令 [RST]復(fù)位 復(fù)位指令 [PLS]脈沖 上升沿檢測指令 [PLF]脈沖（F） 下降沿檢測指令[MC] 主控 主控 開始指令 [MCR]主控復(fù)位 主控復(fù)位指令 [MPS]進(jìn)棧 進(jìn)棧指令（PUSH） [MRD]讀棧 讀棧指令 [MPP] 出棧 出棧指令 （POP 讀棧且復(fù)位） [INV]反向 運(yùn)算結(jié)果的反向 [NOP]無 空操作 程序清除或空格用 [END]結(jié)束 程序結(jié)束 程序結(jié)束，返回0步案列分析【案例31】起保停控制程序。圖324為啟動(dòng)、保持、停止PLC控制程序，在圖324（a）所示的梯形圖中，當(dāng)啟動(dòng)信號X1為ON時(shí)，輸出Y0得電為ON，因?yàn)閅0的常開觸點(diǎn)和X1并聯(lián)，Y0失電，使其輸出為0.【案例32】優(yōu)先選擇控制程序。圖325所示為兩個(gè)輸入信號XX2的優(yōu)先選擇控制梯形圖，即先接通的即獲得優(yōu)先權(quán)，而后接通的無效（如搶答器，具有互鎖的正反轉(zhuǎn)控制等）。其中X0為復(fù)位或停止信號，YY2分別為輸入信號XX2的控制對象?！景咐?3】寫出下列梯形圖的指令表？？【案例34】振蕩程序。圖331