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PLC的编程语言
梯形图 逻辑功能图
语句表 逻辑方程式
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1. 梯形图编程语言
梯形图编程语言是一种图形语言
两种梯形图的继电器符号图对照
物理继电器 线 圈 触 常开 点 常闭
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PLC继电器
2. 两种控制的梯形图比较
SB1
继电器 控 制 SB2 KM 线圈
KM
常开触点
常闭触点 01000
专用编程器
简易编程器 图形编程器 计算机辅助编程 在装有专用编程软件的计算机上编程 直插式、便携式
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显示屏
编程器 主机
运行位
工作方式 选择开关 监控位 编程位
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指令键
编辑键
数字键
清除键
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工作方式 选择开关
显示屏
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CPM1A主机与编程器的连接
40
CPM1A主机与编程器的连接
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专用电缆 PLC
扫描周期监视
执行用户程序 执行用户程序 程序结束？(END命令？) No Yes 扫描周期固定值 设定检查 无
正常 扫描周期监视 时间预置
公 公 共 共 处 处 理 理 户 程执 执 序 程行 行 序用 用
户
警告
异常
程序结束？
扫描周期检查
有固定值设置？ 有固定设臵？ 有 等待设定扫描周期到 计算扫描周期 扫描周期计算
KM
00000 00001 00002 01000
SB2 ST
00001 00002
触点闭合 ≈
COM
~
COM
PLC
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触点断开
Q
SB1 SB2 ST
KM
00000 01000
00001 00002 COM
FU
电动停转
M 3~
KM KH
PLC
COM
~ KM断电 通电
SB2闭合
00001 断开
00000 00000 00001 00002
00000
PLC控制 01000
00001
线圈
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3. 两种控制中继电器的区别
物理继电器
继电器需硬接线连接
触点个数有限
继电器的接线改变——控制功能改变
PLC继电器
继电器用程序软连接 触点个数无限
PLC的用户程序改变—— 控制功能改变
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Q FU KM KH
M
3~
例 如
继电器控制接线
SB1 SB2 KM KH
第二代： 70年代初至70年代末。
● CPU使用微处理器，采用半导体存储器EPROM。 ● 功能增强（增加逻辑/数据运算、数据处理、自诊断等功能）。 ● 有了计算机接口和模拟量控制功能。 ● 可靠性提高。
● 整机功能向系列化、标准化发展，并由专用向通用方向过渡。
4
第三代：70年代末到80年代中期。 ● CPU使用8或16位微处理器甚至多微处理器，采用 半导体存储器EPROM、CMOSRAM等。
00000 00001 01000 LD OR AND NOT OUT 00000 01000 00001 01000
01000
梯形图程序
语句表程序
50
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一、 PLC 采用循环扫描工作方式
扫描工作分为 5 个阶段
公 共 处 理 阶 段
程序执行阶段
扫描周期计算阶段 I/O 刷 新 阶 段 外设端口处理 阶段
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I/O扩展端口可以连接的设备举例
I/O扩展单元
A/D转换单元
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连接电缆
I/O扩展器 主机
CPM1A主机与I/O扩展器的连接
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I/O扩展端口连接扩展器的示意图
34
6. 外设端口
外设端口
编程器 盒式磁带机 打印机 EPROM写入器 上位计算机 PLC ห้องสมุดไป่ตู้编程终端PT …
35
7. 编程工具 编程器是对PLC进行操作的工具
主机
输 入 设 备 输 入 单 元
电 源
输 出 单 元 输 出 设 备
CPU
编程器 盒式磁带机 打印机 EPROM写入器 上位计算机 PLC 可编程终端PT …
外 设 接 口
存 储 器
系统程序 用户程序 存储器 存储器
I/O 扩 展 口
I/O扩展 单元
特殊功 能单元
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组合式 PLC的基本组成框图
SB1 SB2 ST
KM
FU KM KH
00000 01000
00001 00002 COM
PLC
COM
~
输出端子
等效电路图
输入端子 SB
1
M 3~
主电路
01000 01000
00000 00001 00002
00000
00001
00000 00001 00002
01000
KM
SB2 ST
00002
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2. 存储器
系统程序存储器—— 存储系统系统程序 用户程序存储器—— 存储系统用户程序
工作数据存储器—— 存储工作数据
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3. 输入/输出单元
PLC与外部设备联系的桥梁 开关量输入单元
直流输入单元 交流输入单元 晶体管输出单元
开关量输出单元
晶闸管输出单元
继电器输出单元
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直流输入电路
外部开关
输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变
元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写
④ 每个扫描周期I/O刷新阶段集中读入/读出数据
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二、 PLC的I/O滞后现象
1. 产生I/O滞后现象的原因
（1） 由于PLC采用循环扫描的工作方式。 PLC只在每个扫描周期的I/O刷新阶段集中输入/输 出，导致输出信号相对输入信号滞后。 （2） 输入滤波器对信号的延迟作用。 滤波器时间常数越大，对输入信号的延迟作用越强。 有的PLC其输入电路滤波器的时间常数可以调整。
8
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1. 通用性和灵活性强；
2. 抗干扰能力强，可靠性高；
3. 编程语言简单易学；
4. 与外部设备的连线简单、使用方便； 5. 功能强、功能的扩展能力强； 6. 控制系统设计、调试周期短； 7. 体积小、重量轻、易于机电一体化； 8. PLC控制系统的故障少、维修方便。
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PLC的基本分类
● 增加浮点数运算，平方、三角函数等运算。
● 增加查表、列表功能。
● 自诊断及容错技术提高。
● 梯形图语言及语句表成熟。
● 小型PLC体积减小、可靠性提高、成本下降。
● 大型PLC向模块化、多功能方向发展。
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第四代：80年代中期到90年代中期。
● 增加高速计数、中断、A/D、D/A、PID等功能。 ● 处理速度进一步提高（1s/步）。 ● 连网功能增强。 ● 编程语言进一步完善，开发了编程软件。
整体式 组合式
小型机常采用整体式 中、大型机常采用组合式
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OMRON 公司的整体式 PLC
C28P
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CPM2A
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CPM1A
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CQM1
OMRON 公司的组合式 PLC
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C200HE
OMRON 公司的组合式 PLC
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底版
CVM1
OMRON 公司的组合式 PLC
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整体式 PLC的基本组成框图
线圈断电
接点断开
01000 01000
KM
00000 00001 00002 01000
SB2 ST
00001 00002
触点断开 ≈
COM
~
COM
PLC
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4. PLC执行用户程序的特点
① 按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序 ② 执行程序时所需数据取自于： 输入映像寄存器 元件映像寄存器
③ 输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据
等待
扫 扫 描 描 周 周 期 期 计 计 算 处 算
理 新刷 新 刷 外设端口 务服 口 端 服务 53
I/O刷新 外设端口服务
外设端口服务
I/O 刷 新
I/O
1. PLC扫描工作各环节的功能
① PLC上电后，首先检查硬件是否正常。
若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。
② 按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。
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PLC及其控制系统的发展趋势
PLC的性能
对小型PLC
向着体积更小、速度更高、功能增强、价格低廉的方 向发展。使之更利于取代继电器控制。 对大中型PLC
向着更大容量、更高速度、更多的功能、更高的可靠 性、易于连络通信的方向发展。使之更利于对大规模、 复杂系统的控制。
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PLC控制系统的性能
★ I/O模块将直接安装在现场，CPU与现场I/O通过数 据通信实现控制，使系统控制更有效、可靠性更高； ★ 随着硬件冗余技术的应用，各种单元、甚至整个系 统都可应用冗余技术，使系统具有更高的可靠性； ★ 进一步应用计算机的信息处理技术、网络通信技术 和图形显示技术，使系统的产生控制功能与信息管理 功能一体化。
第五代： 90年代中期之后。
● CPU使用16位或32位微处理器。 ● PLC的I/O点增加，最多可达32K个I/O点。 ● 处理速度进一步提高（1ns/步）。 ● PLC都可以与计算机通信。 ● 具有强大的数值运算、函数运算、大批量数据处理的功能。 ● 开发了大量的特殊功能模块。 ● 编程软件功能更强大。 ● 不断开发出功能强大可编程终端。
T1 → → LED +5V
光电耦合
输出点
负载
R2 T2 D