【正文】 實驗室摸擬調(diào)試，輸入信號用開關(guān)來摸擬，輸出信號可以觀察 PLC的發(fā)光二極管。調(diào)試工作量要比繼電器控制系統(tǒng)少得多。一旦發(fā)生故障，可以通過 PLC機上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)迅速查明原因，排除故障。 PLC 的控制功能 PLC的應(yīng)用范圍極其廣闊，經(jīng)過 30多年的發(fā)展，目前 PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、電力、礦山、機械制造、汽 車、交通、環(huán)保等各行各業(yè)。概括起來， PLC的應(yīng)用主要有以下 5個方面。在單機控制、多機群控和自動生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應(yīng)用實例，如機床電氣控制、起重機、皮帶運輸機和包裝機械的控制、注塑機的控制、電梯的控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器（電視機、冰箱、洗衣機等）自動裝配線的控制、汽車、化工、造紙、軋鋼自動生產(chǎn)線的控制等。大、中型的 PLC還具有 PID閉環(huán)控制功能。隨著PLC規(guī)模的擴(kuò)大，控制的回路已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個行業(yè)，例如自動焊機控制、鍋爐運行控制、連軋機的速度和位置等都是典型的閉環(huán)過程控制的應(yīng)用場合。目前， PLC的運動控制功能廣泛應(yīng)用在金屬切削機床、電梯、機器人等各種機械設(shè)備上，典型的如 PLC和計算機數(shù)控裝置 (CNC)組 合成一 體，構(gòu)成先進(jìn)的數(shù)控機床。數(shù)據(jù)處理通常用在大、中型控制系統(tǒng)中，如柔性制造系統(tǒng)、機器人的控制系統(tǒng)等。 2 PLC 系統(tǒng)的組成及功能 88 PLC 是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其實質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計算機。 1 PLC 的硬件系統(tǒng) PLC 的硬件系 統(tǒng)由基本單元、 I/O擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成。 圖 1— 1 PLC 的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 微處理器（ CPU） 與通用計算機一樣， CPU是 PLC的核心部件，在 PLC 控制系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，整個 PLC 工作過程都是在 CPU的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下進(jìn)行的。 執(zhí)行用戶程序，完成各種數(shù)據(jù)的運算、傳遞和存儲等功能 。 存儲器 PLC 配 有 兩種存儲器：系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。常用的存儲器類型有 CMOS RAM、 EPROM和 EEPROM。如 FX2— 24M的存儲器容量在 4K步，即是指用戶程序存儲器的容量。 輸入 \輸出 (I/O)部件 89 PLC 輸入 /輸出模塊的電路框圖如圖 1— 2所示。輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關(guān)等）的控制信號。 I/O 接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。 為 了提高抗干 擾 能力，一般的 輸 入 /輸 出模 塊 都有光 電 隔 離 裝置。 來自工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的輸入信號經(jīng)輸入模塊進(jìn)入 PLC。使用時要根據(jù)輸入信號的類型選擇合適的 輸入模塊。 I/O 模 塊 的 類 型、品 種 與 規(guī) 格越多， PLC系 統(tǒng) 的 靈 活性越好， I/O模 塊 的 I/O容量越大， PLC系 統(tǒng) 的 適應(yīng) 性越 強 。 PLC的 電 源部件有很好的 穩(wěn)壓 措施，因此 對 外部 電 源的 穩(wěn) 定性要求不是很高，一般允 許 外部 電 源 電壓 的 額 定 值 在 +10%15%的范 圍 內(nèi)波 動 。 編 程器 編 程器是 PLC 的最重要的外 圍 ，也是 PLC不可缺少的一部分。它通 過 接口與 CPU聯(lián) 系完成人機 對話 。除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將PLC與電腦聯(lián)接，并利用專用的工具軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。 簡 易 編 程器功能 較 少，一般只能用 語 名表形式 進(jìn) 行 編 程，通常需要 連 機工作。它體 積 小，重量 輕 ，便于攜 帶 ， 適 合小型 PLC使用。 圖 形 編 程器 還 可以與打印機、 繪圖儀 等 設(shè)備連 接，但價格相 對較 高。 6 其他外部 設(shè)備 PLC還 配有生 產(chǎn) 廠家提供的其他一些 設(shè)備 ，如外部存 儲 器、打印機、 EPROM等。當(dāng)用 戶 所需的 輸 入、 輸 出點數(shù)超 過 PLC基 本 單 元的 輸 入、 輸 出點數(shù) 時 ，就需要加上 I/O擴(kuò) 展 單 元來 擴(kuò) 展，以 適應(yīng) 控制系 統(tǒng) 的要求。沒有 軟 件的PLC系 統(tǒng) 稱 為 裸機系 統(tǒng) ，不起任何作用，猶如無米之 鍋 。 PLC 的性能指 標(biāo) PLC的主要 性能，一般可用以下 幾種 指 標(biāo) 表述。 每 16位相 鄰 的二 進(jìn) 制數(shù) 為 一個字， 1024 個字 為 1K 字， 對 于一般 邏輯 操作指令， 每 條指今占 1 個字，定 時 /計數(shù)、移位指今 每 條占 2個字，數(shù)據(jù)操作指令 每 條占 2— 4個字。 I/O 總 點數(shù) I/O總 點數(shù)是 PLC可接收 輸 入信號和 輸 出信號的數(shù)量。 對 于 開關(guān) 量，其 I/O總點數(shù)用最大 I/O點數(shù)表示， 對 于模 擬 量， I/O總 點數(shù)用最大 I/O通道表示。即在 PLC運行時， CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程 序，直至程序結(jié)束。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。 PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。 PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài) 寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 第五章 可編程控制器梯形圖編程規(guī)則 編程元件 PLC是采用軟件編制程序來實現(xiàn)控制要求的。編程元件是指輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器等。當(dāng)寫入該單元的邏輯狀態(tài)為“ 1”時，則表示相應(yīng)繼電器線圈得電，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。 FX2N48MR編程元件的編號范圍與功能說明如下表所示 元件名稱 符號 編號范圍 功能說明 輸入繼電器 X X0～ X27共 24點 接受外部輸入設(shè)備的信號 輸出繼電器 Y Y0～ Y27共 24點 輸出程序執(zhí)行結(jié)果并驅(qū)動外部設(shè)備 輔助繼電器 M M0～ M499共 500點 在 程序內(nèi)部使用，不能提供外部輸出 繼電器 T T0～ T199 100ms 延時定時繼電器 , 在程序內(nèi)部使用 T200～ T245 10ms 延時定時繼電器 , 在程序內(nèi)部使用 計數(shù)繼電器 C C0～ C99 加法計數(shù)繼電器，觸點在程序內(nèi)部使用 數(shù)據(jù)寄存器 D D0～ D199 數(shù)據(jù)處理用的數(shù)值存儲元件 嵌套指針 N、 P N0～ N7 P0～ P127 N主控用， P跳躍、子程序用 編程語言 所謂程序編制，就是用戶根據(jù)控制對象的要求，利用 PLC廠家提供的程序編制語言，將一個 92 控制要求描述出來的過程 。 1） 梯形圖（語言）梯形圖是一種從繼電接觸控制電路圖演變而來的圖形語言。梯形圖中常用 圖形符號分別表示 PLC 編程元件的動斷和動合接點； 用 表示它們的線圈。 梯形圖的設(shè)計應(yīng)注意到以下三點： ①梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。 ②梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒有電源。 ③輸入繼電器用于接收外部輸入信號，而不能由 PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點來驅(qū)動。輸出繼電器則輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時， 就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現(xiàn)。 2）指令語句表 指令語句表是一種用指令助記符來編制 PLC程序的語言，它類似于計算機的匯編語言，但比匯編語言易懂易學(xué)，若干條指令組成的程序就是指令語句表。 下例為 PLC實現(xiàn)三相鼠籠電動機起 /?？刂频膬煞N編程語言的表示方法： KM Y000 步序 指令語 器件號 SS ST X000 X001 0 LD X000 KM Y000 1 OR Y000 2 ANI X001 (1)繼電接觸控制線路圖 (2)梯形圖 3 OUT Y000 4 END 第四章 基本指令簡介 基本指令如表所示： 名 稱 助記符 目 標(biāo) 元 件 說 明 取指令 LD X、 Y、 M、 S、 T、 C 常開接點邏輯運算起始 取反指令 LDI X、 Y、 M、 S、 T、 C 常閉接點邏輯運算起始 線圈驅(qū)動指令 OUT Y、 M、 S、 T、 C 驅(qū)動線圈的輸出 名 稱 助記符 目 標(biāo) 元 件 說 明 與指令 AND X、 Y、 M、 S、 T、 C 單個常開接點的串聯(lián) 與非指令 ANI X、 Y、 M、 S、 T、 C 單個常閉接點的串聯(lián) 93 或指令 OR X、 Y、 M、 S、 T、 C 單個常開接點的并聯(lián) 或非指令 ORI X、 Y、 M、 S、 T、 C 單個常閉接點的并聯(lián) 或塊指令 ORB 無 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接 與塊指令 ANB 無 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接 主控指令 MC Y、 M 公共串聯(lián)接點的連接 主控復(fù)位指令 MCR Y、 M MC的復(fù)位 置位指令 SET Y、 M、 S 使動作保持 復(fù)位指令 RST Y、 M、 S、 D、 V、 Z、 T、C 使操作 保持復(fù)位 上升沿產(chǎn)生脈沖指令 PLS Y、 M 輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出 下降沿產(chǎn)生脈沖指令 PLF Y、 M 輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出 空操作指令 NOP 無 使步序作空操作 程序結(jié)束指令 END 無 程序結(jié)束 一、 邏輯取及線圈驅(qū)動指令 LD、 LDI、 OUT LD，取指令。 LDI，取反指令。 OUT，線圈驅(qū)動指令，也叫輸出指令。也可以與后述的 ANB指令、 ORB指令配合使用，在分支起點也可使用。對輸入繼電器不能使用。 LD、 LDI 是一個程序步指令，這里的一個程序步即是一個字。 OUT指令的目標(biāo)元件是定時器和計數(shù)器時，必須設(shè)置常數(shù) K