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1、DC12V供给输出继电器；DC24V供给输入端信号开关或者传感器。另有锂电池做为备份电源。（5）输入接口IN 将外部开关或传感器的信号传递给PLC。（6）输出接口OUT 将PLC的控制信号输出到接触器、电磁阀线圈等外部执行部件。作为应用技术人员，对于上述构成，主要关心的是输入输出接口。输入输出接口的详细情况，参见1.3的有关介绍。随着PLC技术的发展，其集成度更高，功能更强。PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC与PC机联网形成的PLC及其网络技术，正逐步应用到工业自动化控制之中。1.2 PLC与继电器的联系、软元件符号与编程示例1. PL

2、控制与继电器控制的联系和元件符号比较表1-1 电磁继电器和PLC软元件符号对照线圈常开触点常闭触点电磁继电器PLC软元件PLC控制是继电器控制的延续和发展，由PLC内部的微电子电路构成的模拟线圈和触点取代了继电器的线圈和触点，用PLC 的程序指令取代继电器控制的连接导线，将各个元件按照一定的逻辑关系连接起来，PLC控制的梯形图在许多方面可以看作是继电器控制的电路图。电磁继电器和PLC软元件图形符号的对照见表1-1。与电磁继电器有一点不同的是，一个软元件的触点数目不受限制。可以理解为，PLC内部有大量的由软件程序构成的继电器、计时器和计数器等软元件，用软件程序按照一定的规则将它们连接起来，实现一

3、定的控制功能，用来取代继电控制电路中的控制回路。2. PLC编程设计调试步骤PLC的生产厂家和型号繁多，不同型号自成体系，有不同的程序语言和使用方法，但是编程指导思想和模式是相同的,其编程和调试步骤如下：（1） 设计I/O接线图 根据现场输入条件和生产工艺要求，设计PLC的外围元件接线图，作为现场接线的依据，也作为PLC程序设计的重要依据。（I/O接线图参见图1-4a）（2） 编制PLC的梯形图和指令语句表根据生产工艺要求在计算机上利用专用编程软件编制PLC的梯形图，并转换成指令语句表，或者直接编制指令语句表（FX系列PLC编程常用指令见表1-4）。（3） 程序写出与联机调试用编程电缆连接计算

4、机和PLC主机，执行“写出”操作，将指令语句表写出到PLC主机。PLC输入端连接信号开关，输出端连接执行部件，暂不连接主回路负载，进行联机调试，最后再连接主回路负载试运行。3. 编程示例三相异步电动机正反转控制，继电控制电路如图1-3所示， PLC控制的I/O接线图、程序梯形图和程序指令语句表则如图1-4所示。图1-3和图1-4a I/O接线图中，SB为停机按钮，SB1为正转启动按钮，SB2为反转启动按钮，KM1为正转控制接触器，KM2为反转控制接触器。继电控制电路的工作分析不再赘述，PLC控制的工作过程，参照其I/O接线图和梯形图，分析如下：（1） 正转启动过程点动SB1X2吸合A区X2闭合

5、Y1吸合Y1输出触点闭合KM1吸合电动机正转 B区Y1闭合自锁Y1 C区Y1分断互锁Y2（2） 停机过程点动SBX1吸合A区X1分断Y1释放各器件复位电动机停止反转启动与停机过程，请同学们自行分析。图1-4c的指令语句表，是用英文助记符描述梯形图中各部件的连接关系和编程指令。常用助记符指令见表1-4。1.3 PLC输入输出接口1.PLC输入输出接口电路图PLC输入输出接口电路见图1-5（省略PLC内部元件和连线，即为I/O接线图）2. PLC输入接口和输入继电器X（8进制）（1） PLC的输入接口，由内部DC24V电源供电，外部连接各种信号开关，内部连接输入继电器X的线圈，将外部控制信号引入。

6、（2） 输入继电器X的线圈仅受外部所连信号开关的控制，不受内部程序控制，所以梯形图中不显示其线圈，仅显示其触点。（3） PLC内部所有软元件中，只有输入继电器X的线圈受外部触点驱动，其他任何软元件都不受外部触点驱动。（4） 设计I/O接线图时，外部信号开关尽量采用其常开触点，这样PLC初始状态下，内部输入继电器为释放状态，其触点为“常态”，与梯形图显示的触点状态一致，便于程序分析。如采用信号开关的常闭触点，则初始状态下内部输入继电器的触点为“动作状态”，与梯形图显示的触点状态相反，分析梯形图时需特别留意。3. PLC输出接口和输出继电器Y（8进制）（1） PLC的输出接口，由外部电源供电，外部

7、连接接触器、电磁阀的线圈、信号灯等输出执行部件，内部连接输出继电器的常开输出触点，将内部控制信号送出。（2） PLC输出端外部所连接的输出执行部件，仅仅受内部输出继电器Y的常开输出触点控制。（3） PLC内部所有软元件中，只有输出继电器Y的输出触点，能够向外输出控制信号，其他任何软元件都不能向外输出控制信号。（4） 输出继电器Y的常开输出触点，与外部输出执行部件一一对应，梯形图中仅显示其线圈，而不显示该触点。（5） 输出执行部件是否受电，与对应的输出继电器Y的线圈是否受电一致。例题1-1 点动控制（例题1-1至1-11均采用B3仿真界面，PLC的X20外接按钮PB1，X21接PB2，X2接PB

8、22；Y0外接AC220V红灯，Y1接AC220V绿灯） 要求按下PB1，红灯点亮，绿灯熄灭；抬起PB1，绿灯点亮，红灯熄灭。1.4 通用辅助继电器和继电器自锁互锁1. 辅助继电器MM0M499是通用辅助继电器。辅助继电器只能用于程序内部，可以节省输出继电器用量完成相应的转换，不能与外部信号开关和输出执行部件发生直接联系。常用的特殊辅助继电器，见表1-3。2. 继电器自锁继电器的常开触点，与继电器启动触点相并联，可保持继电器的吸合状态，称为自锁。连续运行控制需设置自锁电路。3. 继电器互锁继电器的常闭触点，与对方继电器线圈相串联，可保证双方不会同时吸合，称为互锁。电动机换向运行对调两条电源线，

9、需设置互锁电路，以防止电源短路。例题1-2 点动控制 按下PB1，红灯点亮；抬起PB1，红灯熄灭。例题1-3 自锁控制 点动PB1，红灯点亮并保持；点动PB2，红灯熄灭。例题1-4 互锁控制 用PB1启动红灯，PB2启动绿灯，红绿灯互锁，PB3停止。1.5 计时器和计数器1. 计时器（计时继电器） TT0T199是计时精度0.1秒的通用计时器，计时值是精度与K值的乘积。通用计时器统计线圈加电的时间，到时间吸合。通用计时器要点：加电计时，断电丢失，复电重计，到时吸合，失电释放。通用计时器启动时无法自锁，如有必要，可借助输出继电器或辅助继电器的自锁，向计时器线圈连续供电。2. 计数器（计数继电器）

10、 CC0C99是通用加计数器，计数值为K值。计数器统计线圈的加电次数，到次数吸合。通用加计数器要点：加电计次，到次吸合并保持，强制（RST）释放。计数器吸合后具有自锁功能，因此计数器不必、也不得设自锁。放置计时器和计数器线圈，切记输入K值，并与元件标号间留有空格。例题1-5 计数控制 点动PB1五次后，绿灯灭红灯亮；点动红灯灭绿灯亮。例题1-6 延时分断 点动绿灯亮，五秒后绿灯熄灭。例题1-7 延时接通 点动PB1五秒后，绿灯点亮；点动PB2，绿灯熄灭。例题1-8 自动重复 点动PB1，红绿灯交替重复点亮5秒；点动PB2，停止工作。例题1-9 计数运行 点动PB1，红绿灯交替重复点亮5秒，重复

11、五次停止工作。1.6 母线连接和触点状态梯形图的左右母线，可看作是电路的正负电源线。1. 左母线连接 软元件的触点、步进接点，必须连接到左母线，触点之间可以并联、串联、混联（块电路）。左母线不得连接继电器线圈2. 梯形图中所显示的继电器触点分合状态 均为继电器线圈未得电、继电器释放时触点的平常状态；I/O接线图中显示的外部信号开关触点分合状态，均为开关未受外力时的平常状态。总之，梯形图或接线图中触点的通断状态均为“常态”。设计梯形图，尽量使各继电器在初始状态下处于失电释放状态，便于设计分析。3. 右母线连接 软元件的线圈，必须连接到右母线，线圈正确连接形式见图1-6。4. 线圈连接注意事项 （

12、1）尽量避免使用多路驱动，尤其是在步进控制中不得使用多路驱动；（2）线圈之间不得串联；（3） 输入继电器X的线圈不受程序控制，梯形图中不得出现；（4）除去步进控制程序，在一个程序中不得重复出现同一个线圈（禁止双线圈驱动）；（5）在实际应用中，对于三相异步电动机正反转等控制，除去PLC程序需加互锁控制以外，外部所连接的接触器，也要加互锁控制。触点连接指令和线圈驱动指令，见表1-4。例题1-10 梯形图中几种错误连接1）触点跨接；2）线圈跨接；3）连接X的线圈；4）触点与线圈位置颠倒；5）线圈串联；6）双线圈驱动。1.7 边沿触点和触点块1. 边沿触点边沿触点是软继电器的特殊的常开触点，分为上升沿

13、有效和下降沿有效两种。边沿触点符号以及连接指令，见表1-4。软继电器吸合瞬间，其上升沿有效触点瞬间通断；软继电器释放瞬间，其下降沿有效触点瞬间通断。2. 触点块与块指令与其它触点相连接的多个触点串连、并联或混联的触点组，称为触点块。有关梯形图和触点块连接指令，见表1-4。在指令语句表中，由块连接指令结束一个触点块。ANB指令结束串联块，ORB指结束并联块，块指令xxB为触点块的终点，前面与之相邻的LD（LDI）为触点块的起点，二者之间为一个触点块。xxB与LD（LDI）成对出现。串联块前面由OR或ORB建立的垂直线段，看作是串联块起点的小母线。应将触点块尽量安排在程序的前端，能够减少块指令的使

14、用，减少指令步序。1.8 PLC运行顺序和编程注意事项1. PLC执行程序的顺序用梯形图编制的PLC用户程序，转换成指令语句表时，按照梯形图中各元件、指令的排列位置，遵循从上至下、从左至右的顺序依次转换，程序运行时，也是依此顺序扫描执行。2. 梯形图编程注意事项：（1）. 触点之间应紧密相连，否则转换后也会自动紧密相连。（2）. 垂直线段应与触点紧密相连，否则程序可能无响应或者报错。（3）. 输入元件标号，注意不要将数字0误为字母O。（4）. 输入计时器、计数器线圈，切记输入参数，而且标号和参数之间留有空格。（5）. 指令和操作数之间需留有空格。（6）. 梯形图中的交叉线即为连接线，这点与电路

15、不同例题1-11 边沿有效触点与普通触点比较1.9 步进控制与步进指令编程1.步进控制利用分解而成的多个相对独立的小程序，按照一定的工作步骤，逐步进行，完成一个复杂完整的控制过程，称作步进控制。步进控制的一个工作步骤称作一个工步，每个工步所含内容及指令见表1-2；步进控制用到的特殊辅助继电器见表1-3。表1-2 步进控制中一个工步所包含内容内 容程 序 动 作相关元件指 令控制元件放置步进接点，进入工步，建立副母线步进接点STL Sn驱动负载驱动线圈，完成相应的工作OUT、SET转移条件提供结束本工步、向下一工步转移的条件触点LD、AND、OR转移方向分断本工步步进接点，接通下一工步步进接点S

16、ET Sm表1-3 常用特殊辅助继电器继 电 器 特 点应 用 示 例M8000PLC运行期间该继电器一直吸合利用其触点，驱动显示运行中M8002PLC运行开始该继电器瞬间吸合利用其常开触点，进入待机工步M8034该继电器被控吸合后，禁止全部输出强制步进程序中断运行M8040该继电器被控吸合后，禁止步进转移2. 状态继电器S与步进接点S0-S9是初始状态继电器，S10S499是通用状态继电器。各状态继电器的一个常开触点，作为步进控制的步进接点。步进接点符号见表1-4。3. 步进指令应用与步进编程（1） 使用步进接点置位指令“SET Sn”， 先复位分断本工步的步进接点，后置位接通下一工步的步进

17、接点。（2） 使用放置步进接点指令“STL Sn”，将上一工步置位接通的本工步步进接点放置到左母线，形成副母线。副母线一则驱动线圈负载，二则连接转移条件和转移指令“SET Sm”，构成一个完整的工步。（3） 工步内驱动负载允许无条件驱动、有条件驱动、并行驱动、纵接驱动、置位（SET）驱动。（4） 工步内驱动负载不允许多路驱动，但是允许没有驱动负载，而仅有转移条件和转移方向。（5） 每个工步内都必须要有转移条件和转移方向，如果现场不具备转移条件，可设置计时器，提供转移条件。（6） 步进程序结束，必须使用步进返回指令“RET”，撤销步进接点和副母线，将程序返回到左母线。（7） “STL Sn”指令

18、前必须有“SET Sn”指令。（8） 步进控制程序中，不同工步中，允许出现同一个线圈，但是相邻工步中不得使用相同的定时器，而相隔的工步中可以使用相同的定时器，节省定时器的用量。4. 步进指令编程顺序（1）总原则先上下，再左右；（2）多个工步时，先工步之内，再工步之间；（3）工步之内先驱动线圈，再转移方向；（4）先无条件驱动，再有条件驱动。5. 自动重复步进控制的待机、启动、停止和紧急停止加电瞬间，利用M8002的常开触点，进入待机工步；利用通用辅助继电器的自锁，启动或者停止步进程序；利用M8034禁止PLC的输出；利用M8040强制中断步进程序的转移。6. 步进控制分类步进控制 单流程（无分支

19、） 多流程 并行分支与汇合（同一条件，不同分支；多个条件，同时汇合） （有分支） 选择分支与汇合 分支 （不同条件，不同分支； 跳步 不同条件，各自汇合） 循环例题1-12 单流程单次运行与紧急停止 C1界面延时关门例题1-13 单流程单次运行 D6界面顺序启动逆序停止例题1-14 单流程重复运行 D3界面交通灯控制例题1-15 单流程计数运行 D3界面交通灯控制例题1-16 多流程步进控制与置位指令 D2界面通行检测例题1-17 多流程步进控制 D4界面工件判断表1-4 PLC编程常用指令分 类助记符英 文指 令 用 途梯 形 图常开触点连接指令LDLoad在左母线或副母线上加载常开触点AN

20、DAnd在电路右方串联常开触点OROr向上方电路并联常开触点派 生连接指令xxIInverse连接常闭触点xxxPPulse连接上升沿瞬间通断的边沿触点xxxFFall连接下降沿瞬间通断的边沿触点触点块连 接ANBAnd block在电路右方串联触点块ORBOr block向上方电路并联触点块驱动指令OUTOutput由触点的逻辑运算结果驱动线圈交替驱动ALTALTeration边沿触点控制该指令使继电器交替吸放置位与复位指令SETSetup使继电器置位吸合并保持RSTReset使置位吸合的继电器释放复位区间复位ZRST使指定区间内的多个继电释放复位步进控制指令STLSetup line加载置

21、位的步进接点，形成副母线RET撤销副母线，恢复到左母线传送和转换指令MOVMovability将元件中的BIN码（二进制数据）传送到若干组其他元件（每组4个）BCDBinary Code Decimal将元件中的BIN码转换成BCD码传送到若干组其他元件（每组4个）注：1. 派生连接指令的xx系指连接指令的两位助记符简写；xxx系指连接指令的两位或者三位助记符全写。2. 基本指令语句格式： 参数。如 OUT T1 K50，意为驱动5s计时器T1。3. 功能指令语句格式：源元件目标元件如 BCD C1 K1Y0，意为将C1中的数据转换成BCD码，传送到以Y0为首的1组4个元件中。4. 传送和转换

22、指令的功能很多，在此没有一一列举。1 练习题1.什么叫做PLC？2.PLC内部结构由哪几部分组成？3.PLC一个软元件的触点有多少个？4.PLC软元件的常开触点、常闭触点和线圈，分别用什么图形符号表示？5.绘制“电动机正反转控制”的I/O接线图和梯形图6.绘制PLC输入、输出接口内部和外部连接器件示意图7.PLC的输入接口内部是什么器件？外部连接什么器件？8.PLC的输入继电器线圈受什么器件控制？9.PLC的输出接口内部是什么器件？10.输出继电器的输出触点是常开还是常闭？控制什么器件？11.PLC的输入和输出继电器，各用什么字符表示？他们的标号是几进制？12.PLC的辅助继电器、计数器和计时

23、器各用什么字符表示？其标号是几进制？13.某线圈上标注“T1 K100”，是何含义？14.某线圈上标注“C1 K100”，是何含义？15.PLC的梯形图，左、右母线分别只能放置什么器件？16.逐条解释下列指令语句表含义，并绘制出对应的梯形图。LD X1OR Y1ANI X3OUT Y1END 17.一台PLC，输入接口X20外接按钮PB1，X21接PB2，X22接PB3；输出接口Y0外接AC220V红灯L1，Y1接AC220V绿灯L2。请按照下述要求分别设计I/O接线图和程序梯形图。（1） 按下PB1，红灯点亮，绿灯熄灭；（2） 利用辅助继电器实现（1）题控制。（3） 点动PB1，红灯点亮并保

24、持；（4） 用PB1启动红灯，PB2启动绿灯，红绿灯互锁，PB3停止。（5） 点动PB1五秒后，红灯点亮；（6） 点动PB1绿灯点亮，五秒后绿灯熄灭。（7） 点动PB1，红绿灯交替循环点亮5秒；（8） 点动PB1五次后，绿灯灭红灯亮；点动PB2，红灯灭绿灯亮。（9） 按下后再抬起PB1五次，绿灯灭红灯亮；18.步进控制的一个工步包含哪些内容？哪些内容是必须的？哪个内容可省缺？19.步进控制中，一个“SET”指令，完成哪些动作？2 PLC计算机仿真软件FX系列PLC可用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进行仿真编程和仿真运行。该软件既能够编制梯形图程序，也能够将梯形图程序转换成指令语句表程序

25、，模拟写出到PLC主机，并模拟仿真PLC控制现场机械设备运行。使用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，须将显示器象素调整为1024*768，如果显示器象素较低，则无法运行该软件。2.1 仿真软件界面启动“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进入仿真软件程序首页。软件的A-1、A-2两个章节，介绍PLC的基础知识，此处从略，请同学们自行学习。从A-3开始，以后的章节可以进行编程和仿真培训练习，界面显示如图2-1所示。图2-1 仿真编程界面编程仿真界面上侧为现场仿真区，下侧分为编程区、模拟PLC和控制室。2.1.1现场仿真区编程仿真界面的上半部分，左起依次为远程控制区、培训辅导提示和现场工艺仿真

26、区。点击远程控制画面的教师图像，可关闭或打开培训辅导提示。仿真区“编辑”菜单下的“I/O清单”选项，显示该练习项目的现场工艺过程和工艺条件的I/O配置说明，需仔细阅读，正确运用。仿真区“工具”菜单下的“选项”,可选择仿真背景为“简易画面”,节省计算机系统资源；还可调整仿真设备运行速度。远程控制画面的功能按钮，自上而下依次为：“梯形图编辑”-将仿真状态转为编程状态，可以开始编程；“PLC写入” -将转换完成的用户程序，写入模拟的PLC主机。PLC写入后，方可进行仿真操作，此时不可编程；“复位” -将仿真运行的程序和仿真界面复位到初始状态；“正 俯 侧” -选择现场工艺仿真画面的视图方向；“ ” -选择基础知识的上一画面和下一画面；“主要” -返回程序首页；“编程/运行”显示窗-显示编程界面当前状态。仿真现场给出的X，实际是该位置的传感器，连接到PLC的某个输入接口X；给出的Y的位置，实际是该位置的执行部件被PLC的某个输出接口Y所驱动。本文亦以X或Y的位置替代说明传感器或执行部件的位置。仿真