完整word版PLC期末复习重点复习.docx

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完整word版PLC期末复习重点复习

可编程序控制器技术与应用复习资料

第1章可编程序控制器基本组成

1、PLC的基本概念：

PLC是一种将计算机技术与继电器控制概念结合起来、装有程序、以中央微处理器为核心并与输入/输出设备相连接而作为工业控制特殊用途的计算机。

2、PLC的优点：

（1）可靠性高

（2）功能性强（3）编程简单，人机对话界面好

3、PLC的组成：

PLC主要由中央微处理器、存储器、输入/输出接口电路、电源等组成。

（1）中央微处理器：

从输入设备读入输入信号，并按用户程序对它进行逻辑运算、数学运算，并把运算处理的结果通过输出接口电路送到输出设备，一般PLC用的CPU多为16位或32位微处理器。

（2）存储器：

存放系统程序、用户程序和数据的器件，包括只读存储器ROM和随机读写存储器RAM两类。

（3）输入单元：

是PLC与外部输入设备之间的连接部件。

输入电源接口电路由光电耦合电路和阻容滤波隔离电路组成。

输入信号进入PLC的地点称为输入点，输入点通过接线端子接受输入信号。

直流开关量输入常使用PLC内设24V直流电源或外设24V直流电源（DC24V

10%）；交流开关量输入可使用外接交流电源（AC100~120V

10%）。

（4）输出单元：

是PLC与驱动对象如接触器线圈、电磁阀线圈、指示灯等的连接部分。

由于控制对象不同，输出单元可分为继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出三种形式。

继电器输出可接交流负载（外接交流电源AC250V以下）和直流负载（外接直流电源DC30V以下）；晶体管输出可接直流负载（外接直流电源DC5~30V）；晶闸管输出可接交流负载（外接交流电源AC85~240V）。

（5）电源单元：

PLC电源是一种将交流电压（AC220V）变成CPU、存储器、输入输出接口电路所需电压的电源部件。

（6）模拟量输入、输出模块：

模拟量输入、输出一般要通过模拟输入、输出模块与PLC基本单元连接。

电压输入输出量约为DC（-10~+10V）；电流输入量约为DC（-20~+20mA），输出量约为DC（-4~+20mA）；输入输出温度范围100~600˚C。

⏹模拟量输入是吧连续变化的模拟量通过信号变换变为标准的电流或电压信号，再经过模数转换A/D模块，在经光耦合电路传到PLC内部电路中。

⏹模拟量输出一般将二进制数字量变成直流电压、或直流电流，或温度量输出。

（7）输入输出扩展单元和扩展模块：

当PLC基本单元的输入输出点数不能满足要求时，可通过扩展接口连接扩展单元以增加系统的输入输出点数。

4、FX系列PLC的型号命名规则;

1　为系列名称：

如FX0S、FX0N、FX1S……

2　为输入总点数：

4~128点

3　为单元区别：

M—基本单元；E—输入输出混合扩展单元及扩展模块；

EX—输入专用扩展模块；EY—输出专用扩展模块。

4　为输出形式：

R—继电器输出；T—晶体管输出；S—晶闸管输出。

5　为特殊品种区别：

D—DC电源DC输入；A1—AC电源AC输入；

H—大电流输出扩展模块；V—立式端子排的扩展模块；

无记号—AC电源，DC输入，横式端子排。

5、PLC的基本逻辑图形

PLC是按梯形图或指令表进行逻辑运算的。

上图为一梯形图，左右两侧为等效的输入输出电路。

梯形图中X1、X2是输入继电器X1、X2的常开触头。

Y1、Y2为输出继电器，它由线圈、常开触点和常闭触点组成。

6、PLC的工作方式

PLC是以执行一种分时操作、循环扫描的工作方式工作的。

每一扫描过程分为三个阶段：

输入采样、执行程序、输出刷新。

7、PLC的内部软元件

内部软元件包括输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器和数据存储器等。

（1）输入继电器（X）和输出继电器（Y）

⏹输入继电器

输入继电器的编号（地址号）按八进制编号：

X0～X7（X000~X007），X10～X17，…，

各点输入继电器都有无限对常开触点和常闭触点供PLC内部编程使用。

⏹输出继电器

输出继电器的编号（地址号）按八进制编号：

Y0～Y7，Y10～Y17，…，

各点输出继电器都有一等效线圈和任意对常开触点和常闭触点供PLC内部编程使用。

（2）辅助继电器（M）

辅助继电器分为一般用（型），断电保持用（型）和特殊辅助继电器三种:

⏹一般用辅助继电器

特点：

线圈得电触点动作，线圈失电触点复位。

FX2N型PLC一般用辅助继电器的编号按十进制:

M0～M499.

⏹断电保持用辅助继电器

特点：

当停电时，线圈由后备锂电池维持，当再恢复接通供电时，它就能记忆停电前的状态。

FX2N型PLC断电保持用辅助继电器的编号M500～M3071。

⏹特殊辅助继电器

FX2N型PLC特殊辅助继电器的编号M8000～M8255.各个特殊辅助继电器都具有不同的功能。

常用的一些特殊辅助继电器有:

M8000:

PLC运行时接通，停止时断开，作运行监视用；

M8002:

初始脉冲（仅在运行开始瞬间接通一脉冲周期）；

M8011:

产生10ms连续时钟脉冲;

M8012:

产生100ms连续时钟脉冲；

M8013:

产生1s连续时钟脉冲。

以上特殊功能继电器在使用时，只需利用其触点即可。

线圈由PLC驱动。

M8028:

FX1S、FX0N系列PLC的100ms/10ms定时器的切换；

M8033:

当PLC由RUN→STOP（停止时）存储器内容保持不变；

M8034:

禁止所有输出，PLC外部输出触点全为OFF。

但PLC内部仍可运行;

M8039:

PLC以恒定扫描方式运行；

M8040:

禁止转移。

以上特殊辅助继电器仅使用线圈。

当用户将其线圈驱动，则完成一定的功能。

（3）状态继电器（S）

状态继电器是步进顺序控制中的重要软元件，它与步进顺控指令STL组合使用。

S继电器的状态只有“1”与“0”两种，当状态为“1”时，可驱动输出继电器或其它软元件。

状态继电器S以十进制编号。

对FX2N型PLC的编号：

初始化用

S0～S9

一般用

S10～S499

断电保保持用

S500～S899

报警用

S900～S999

（4）定时器（T）

PLC的定时器是根据时钟脉冲累积计时的。

时钟脉冲一般有1ms，10ms，100ms等，因此，PLC的定时器有1ms，10ms，100ms定时器之分。

FX系列PLC的定时器有两类：

通用定时器和积算定时器。

⏹通用定时器

通用定时器是指定时器线圈得电,开始延时，延时时间到，触点动作。

线圈失电，触点复位。

⏹积算定时器

积算定时器的特点是：

当驱动定时器线圈的输入触点断开或停电时，积算定时器的当前值能保留。

当输入触点再次接通或复电时，计时继续。

当两次或多次时间累积之和等于设定值时，定时器的触点动作。

应注意的是，积算定时器当动作完成之后，一般都要用RST复位。

FX2N系列PLC的定时器的点数如下表所示：

定时精度

FX2N定时器编号

100ms

T0～T199

10ms

T200～T245

1ms积算

T246～T249

100ms积算

T250～T255

（5）计数器（C）

PLC的计数器具有计数功能。

它由等效的计数线圈、复位线圈、以及对应的常开常闭触点组成。

当复位线圈接通，计数器复位。

计数器线圈每接通一次，即每次从OFF→ON，计数器计数一次。

当计数器的当前值与设定值相同，计数器触点动作。

FX系列PLC的计数器分为16位增计数器，32位增/减计数器以及高速计数器三种。

FX2N的计数器编号如下表所表：

FX2N

增计数器

C0C～199

增/减计数器

C200～C234

（6）数据寄存器（D）

数据寄存器是存贮数据的软元件。

这些寄存器都是16位，可存贮16位二进制数，其最高位为符号位（0为正数，1为负数）。

一个存储器能处理的数值为-32768～+32767。

两个相邻的寄存器组合可存储32位二进制数。

32位寄存器可处理的数值为-2147483648～+2147483647。

FX系列PLC的数据寄存器可分为一般用、断电保持用和特殊用三类。

FX2N的数据寄存器的编号如下表所示：

FX2N

一般用

D0～D199

断电保持用

D200～D799

特殊用

D8000～D8255

（7）变址寄存器（V、Z）

变址寄存器V、Z与普通用途的数据寄存器一样，是进行数据读入、写出的16位数据寄存器。

将V和Z组合，可进行32位运算，此时V作为高位数据存储。

分别组成为（V0，Z0），（V1、Z2），（V2，Z2），…，（V7，Z7），指定Z为变址寄存器首址。

变址寄存器主要用于改变软元件地址号。

第2章基本逻辑指令

1、运算开始和线圈驱动指令（LD、LDI、OUT）

运算开始和线圈驱动指令的助记符和功能下表所示:

指令助记符、名称

功能

可作用的软元件

LD（取）

常开触点逻辑运算开始

X、Y、M，S，T，C

LDI（取反）

常闭触点逻辑运算开始

X、Y、M，S，T，C

OUT（输出）

驱动线圈

M，S，T，C

指令功能的几点说明：

（1）LD指令是将常开触点接到在左母线上，LDI是将常闭触点接到左母线上。

在分支电路起点处，LD，LDI可与ANB，ORB指令组合使用。

（2）OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器线圈的驱动指令。

这些线圈接于右母线。

OUT指令可对并联线圈作多次驱动。

2、触点串联、并联指令（AND、ANI、OR、ORI）

触点串联、并联指令的助记符、功能下表所示：

指令助记符，名称

功能

可作用的软元件

AND（与）

串联一常开触点

X，Y，M，S，T，C

ANI（与非）

串联一常闭触点

X，Y，M，S，T，C

OR（或）

并联一常开触点

X，Y，M，S，T，C

ORI（或非）

并联一常闭触点

X，Y，M，S，T，C

关于指令功能的几点说明：

（1）AND、ANI指令可进行1个触点的串联连接。

串联触点的数量不受限制，可多次使用。

（2）OR、ORI指令是从当前步开始，将一个触点与前面的LD、LDI指令步进行并联连接。

也就是说，从当前步开始，将一个常开触点或常闭触点连到左母线。

对于两个或两个以上触点的并联连接，将用到后面介绍的ORB指令。

（3）一般来说串联或并联触点数目不受限制。

但使用软件编程或打印机时将受到限制。

串联时最好一行不超过10个触点和一个线圈.

3、电路块的并联与串联连接指令（ORB）

电路块并联与串联指令的助记符和功能下表所示：

指令助记符，名称

功能

可作用的软元件

ORB（电路块或）

串联电路的并联连接

无

ANB（电路块与）

并联电路的串联连接

无

关于指令功能的几点说明：

（1）2个或2个以上触点串联连接的电路块称为串联电路块。

将串联电路块作并联连接时，分支开始用LD、LDI指令，分支结束用ORB指令。

ORB无操作元件，是一个不带操作数的独立指令。

（2）由含有一个或多个触点的串联电路形成的并联分支电路称为并联电路块，并联电路块在串联连接时，要使用ANB指令。

电路块的起始要用LD、LDI指令，电路块结束用ANB指令。

ANB与ORB指令一样，也是一个不带操作数的独立指令。

（3）多个串联电路块作并联连接时，并联的电路块数没有限制。

（4）多个并联电路块作串联连接时，串联电路块数没有限制。

4、多重输出指令（MPS、MRD、MPP）

多重输出是指从某一点经串联触点驱动线圈之后，再由这一点驱动另一线圈，或再经串联触点驱动另一线圈的输出方式。

它与纵接输出不同。

多重输出指令的助记符和功能，如下表所示：

指令助记符，名称

功能

可作用的软元件

MPS（进栈）

记忆到MPS指令为止的状态

无

MRD（读栈）

读出到MPS指令为止的状态，从这点输出

无

MPP（出栈）

读出到MPS指令为止的状态，从这点输出并清除这状态

无

于指令功能的几点说明：

（1）MPS、MRD、MPP指令是对分支多重输出电路编程用的指令。

在FX系列PLC中有一个称为“栈存储器”的存储器。

当对分支电路使用一次MPS指令时，它将分支点之前的运算结果记存下来送入栈存储器的第一段。

再使用一次MPS指令，又将此刻的运算结果送入栈存储器的第一段，而将原先已存入的数据依次移到栈存储器的下一段。

执行MRD指令，是读出最上段所存的最新数据；此时存储在栈存储器的数据不发生移动。

执行MPP指令，各数据按顺序向上移动，将栈最上段数据读出，同时该数据在栈存储器中消失。

（2）MPS、MRD、MPP指令，可以与ANB、ORB等指令结合。

（3）对于2段以上的堆栈分支电路，注意在分支点用MPS、MRD、MPP指令。

（4）要注意多重输出与纵接输出的区别。

5、主控移位和复位指令（MC、MCR）

主控移位和复位指令的助记符和功能。

指令助记符，名称

功能

可作用的软元件

MC（主控移位）

公共串联主控点的连接

N（层次），Y，M（特M除外）

MCR（主控复位）

公共串联主控点的清除

N（层次）

关于指令功能的说明：

（1）当控制触点接通，执行主控MC指令，相当于母线（LD、LDI点）移到主控触点后，直接执行从MC到MCR之间的指令。

（2）当多次使用主控指令（但没有嵌套）时，可以通过改变Y、M地址号来实现，通常用MCN0进行编程。

N0的使用次数没有限制。

（3）MC、MCR指令可以嵌套。

6、自保持与消除指令（SET、RST）

自保持与复位指令的助记符和功能，SET、RST的用法如下表所示：

指令助记符，名称

功能

可作用的软元件

SET（置位）

保持动作

Y，M，S

RST（复位）

清除动作保持，寄存器清零

Y，M，S，C，D，V，Z

7、脉冲输出指令（PLS，PLF）

脉冲输出指令的助记符和功能如下表所示：

指令助记符，名称

功能

可作用的软元件

PLS（上升沿脉冲）

上升沿微分输出

Y，M（特M除外）

PLF（下降沿脉冲）

下降沿微分输出

Y，M（特M除外）

关于指令功能的几点说明：

（1）使用PLS指令时，仅在驱动输入ON后一个扫描周期内，软元件Y、M动作；使用PLF指令时，仅在驱动输入OFF后一个扫描周期内，软元件Y、M动作。

（2）使用计数器时，为了保证驱动输入ON后马上清零，要使用PLS指令。

8、脉冲检测指令（LDP，LDF，ANDP，ANDF，ORP，ORF）

脉冲检测指令的助记符和功能，如下表所示：

指令助记符，名称

功能

可作用的软元件

LDP（取脉冲）

上升沿检测运算开始

X，Y，M，S，T，C

LDF（取脉冲）

下降沿检测运算开始

X，Y，M，S，T，C

ANDP（与脉冲）

上升沿检测串联连接

X，Y，M，S，T，C

ANDF（与脉冲）

下降沿检测串联连接

X，Y，M，S，T，C

ORP（或脉冲）

上升沿检测并联连接

X，Y，M，S，T，C

PRF（或脉冲）

下降沿检测并联连接

X，Y，M，S，T，C

以上脉冲检测指令只适用于FX1S、FX1N和FX2N机型。

LDP、ANDP、ORP使指定的位软元件上升沿时接通一个扫描周期，而LDF、ANDF、ORF使指定的位软元件下降沿接通一个周期。

关于脉冲检测指令的几点说明如下：

（1）上升沿和下降沿脉冲指令分别与PLS、PLF具有同样的动作。

（2）在应用指令中使用上升沿检测指令时，相当于应用指令的脉冲执行形式。

（3）脉冲检测指令指定为辅助继电器（M）时，辅助继电器的地址号不同，会产生不同效果。

9、运算结果反转指令（INV）

指令助记符，名称

功能

可作用的软元件

INV（运算结果反转）

运算结果转换

无

关于指令的几点说明如下：

（1）INV指令只用于FX1S、FX1N和FX2N机型。

INV不需要指定元件地址号，它的功能是将执行INV之前的结果反转。

（2）使用INV指令时，把它串接在电路上，如同AND、ANI、ANDP、ANDF等指令位置一样。

但1NV不能单独作并联用，也不能接于左母线。

在包含ANB，ORB的复杂电路中，INV的位置也如同AND，ANI等位置一样。

10、空操作和程序结束指令（NOP、END）

指令助记符，名称

功能

可作用的软元件

NOP（空操作）

无动作

无

END（结束）

输出处理输入刷新返回第0步

无

关于指令的几点说明：

（1）NOP为空操作，在电路中无图形显示。

常用于以下几种情况：

①将程序全部清除时，则全部指令都变成NOP。

②编程时，为了修改或追加程序又不想改变程序步数，则可以在指令与指令之间加入NOP指令。

以便在此插入其它指令。

当在指令间插入NOP指令时，PLC仍可照常工作。

（2）但如果将已写入的指令换成NOP指令，则会使电路产生变化。

例如：

若将AND、ANI换成NOP，则会使该触点短接；若将OR、ORI换成NOP，则会切断此并联触点；若将输出线圈OUT换成NOP，则会使程序出错。

若将LD、LDI换成NOP，则会变成另一种执行电路，请读者务必注意。

（3）END为结束指令，写在程序之末。

当程序执行到END，则进行输出处理，并返回到第0步，进行输入刷新。

（4）在实用上，END可用于程序的分析调试。

如果在一大型程序中间分别插入若干个END，则可分段依次检测各段程序的动作。

当测试确认各电路段正确无误后，可依次删去各个END。

第3章应用基本指令编程

1、编写PLC程序的方法和技巧

⏹应用基本逻辑指令编写PLC程序，一般有梯形图和指令表两种方法。

⏹通常都是先根据题目（或生产实际）要求，选择输入/输出（I/O）端子，画出梯形图，然后按梯形图输入方式或指令表输入方式，写到PLC中去，试运行。

如果试运行中发现原程序有毛病，再修改程序，再试运行，直到满意的符合题目要求的逻辑功能为止。

⏹在编写梯形图时，要力图简单明了，符合题目（或生产实际）的控制逻辑，尽量少占内存。

2、编制梯形图的一些基本要求

⏹梯形图中每一逻辑行从左到右排列，以触点与左母线联接开始，以线圈与右母线联接结束。

⏹逻辑电路并联时，宜将串联触点多的电路放在上方。

⏹逻辑电路串联时，宜将并联电路放在左方。

⏹线圈输出时，能用纵接输出的，就不要用多重输出。

⏹用基本指令编程，不可以出现“双线圈”现象。

所谓双线圈，是指在程序的多处使用同一编号的线圈的现象。

程序执行双线圈时，以后面线圈的动作优先。

⏹PLC的运行是串行的。

从梯形图第一行开始，从左而右，从上而下顺序执行。

这一点与继电接触电路不同。

继电接触电路的运行是并行的，当电源一接通，各并联支路都有相同的电压。

因此，在PLC的编程中，应注意程序的编写顺序不同，其执行的结果会有很大的不同。

3、继电器作用

⏹热继电器：

用于过载保护

⏹时间继电器：

用于延时保护

⏹熔断器：

用于短路保护、过流保护

4、双重互锁

机械互锁（复合开关）和电气互锁（互锁触电）

第4章步进顺序控制

1、步进顺控指令

步进顺控指令有两个：

步进阶梯指令STL和返回指令RET。

2、状态转移图

状态转移图又称为状态流程图，它是一种表明步进顺控系统的控制过程功能和特性的一种图形。

右图为一简单的状态转移图。

图中S0为初始状态，用双线方框表示。

它由M8002驱动。

当PLC由STOP→RUN切换瞬间，初始化脉冲M8002使S0置1。

其它状态元件用方框表示。

方框间的线段表示状态转移的方向，习惯上由上至下或从左到右。

线段间的短横线表示转移的条件。

与状态框连接的横线和线圈等，表示状态驱动负载。

3、应用SFC编程，要注意以下几个问题：

⏹在SFC状态转移中，状态的地址号不能重复使用。

例如，不能出现两个或两个以上的S20或S21等。

每步用一个状态元件号。

⏹STL触点右方，可以看成提供一状态子母线。

此子母线可直接通过触点完成驱动或置位功能。

与子母线连接的触点用LD、LDI指令。

⏹在不同步之间，可输出同一个软元件（如Y、M等）。

线圈Y1、Y2可以在相邻的状态或不相邻的状态中输出。

但定时器却不能在相邻的状态中输出。

因为在相邻状态输出的定时器相当于其定时线圈通电不断开，当前值不能复位。

但如T1在不相邻的状态中输出，则仍然是允许的。

⏹在STL状态子母线的输出，要满足“先驱动，后转移”的原则。

⏹在状态内使用基本逻辑指令，除了MC/MCR不能使用，MPS/MRD/MPP的使用应注意者外，其余均可使用。

在STL状态子母线直接并联输出触点线圈，连续使用LD指令则可。

但在触点X0后并联输出触点线圈，则要用到MPS/MRD/MPP指令。

4、步进顺控控制

⏹单流程步进顺控是指其状态转移图从开始到结束一步一步转移和执行的。

⏹选择性分支流程的特点是各分支状态的转移由各自条件选择执行。

不能进行两个或两个以上的分支状态同时转移。

其特点：

（1）分支时是先分支后条件；

（2）会合时是先条件后汇合；（3）各分支不能同时进行。

⏹并行性分支的特点是当条件满足，源的状态同时向各并行支路转移。

各分支完成各自的状态转移，才汇合向下一状态转移。

并行性分支的特点是分支时先条件后分；汇合时先合后条件。

⏹多层次的分支结构是指从选择性分支转移到另一个选择性分支，或从并行性分支转移到另一个并行性分支，或从选择性分支转移到并行性分支，或从并行性分支转移到选择性分支。

发生该转移，在两层之间必须有一作用状态元件。

如果程序中缺此状态元件，那就应选择取一个编号偏离得较大的状态元件作为虚拟态。

以保证两层分支电路的汇合与分支之间有一作用元件。

该元件为虚拟态，它是选择性分支的作用元件，又是并行性分支的起始元件，满足选择性分支的“合”条件和并行性分支的“分”条件。

5、步进顺控中连续、单周和单步的运行控制

步进顺控中的连续控制是指程序周而复始地循环工作，单周控制是指每执行完一次循环动作后便停止，单步是指每按一次单步执行按钮，程序便执行一步。

要完成这种控制，常要用到特殊辅助继电器：

M8000（RUN监视），M8040（禁止转移），M8046（STL有效），M8047（STL动作）。

第5章应用指令

1、应用指令概述

⏹FX系列应用指令可分为程序流向控制指令，数据传送和比较指令，算术与逻辑运算指令，移位和循环指令，数据处理指令，方便指令，及外部输入输出处理和通讯指令等。

⏹应用指令由指令助记符、功能号、操作数等组成。

在简易编程器中输入应用指令时，是以功能号输入的，在编程软件中是以指令助记符输入的。

S

D

2、程序流程控制指令

⏹条件跳转（CJ）

⏹调用子程序和子程序返回（CALL，SRET，FEND）

CALL：

调用子程序；SRET：

从子程序返回CALL下一步；FEND：

主程序结束

⏹中断（IRET，EI，DI）

中断是在主程序的执行中使程序中断而去执行中断程序的一种工作方式。

它分为输入中断、定时器中断和计数器中断三种方式。

IRET：

从中断子程序返回，自动返回到被中断执行的指令

EI：

允许中断，允许响应EI指令、DI指令或FEND指令之间未被屏蔽的中断输入信号

DI：

禁中断，DI指令或EI指令之间的中断输入信号被存储到下一个EI指令才会被执行

中断指针I：

中断子程序入口，对应各中断输入的三位数字代码

⏹监视定时器（WDT：

在程序运行期间刷新监视定时器）

⏹循环（FOR：

循环开始，执行循环次数；NEXT：