I0.1 Q0.0 I0.0 Q0.0
I/O映 I/O映 象寄存 象寄存 器 器 常闭触点是位取反操作
PLC认为：常开触点是取位状态操作；
输入元件的类型以及是否动作
过程
采集到的输入信号状态取决于
判断 PLC输入端 用 输入元件 实际情况 输入端电压 的信号状态 信号状态
常开
动作（闭） 不动作 （开）
3.2.4
输入、 输入、输出延迟响应
什么是输入、输出延迟响应？ 什么是输入、输出延迟响应？
当PLC的输入端的信号发生变化到PLC输出端 PLC的输入端的信号发生变化到PLC输出端 的输入端的信号发生变化到PLC 对该变化作出反应需要一段时间， 对该变化作出反应需要一段时间，这种现象 称为输入 输入、 称为输入、输出延迟响应或滞后现象
应 (每一个输入端子都有一个输入映像寄存器中的状态位相对应） (每一个输出端子都有一个输出映像寄存器中的状态位相对应）
Q： ：
···
I/O映象区 4. PLC I/O映象区
Q0. 0
I0. 0
I：
···
3.2.2 循环扫描的工作方式
（一）可编程序控制器的工作过程
周期循环扫描 一个循环扫描过程所需的时间称为 一个扫描周期
逻辑部分:由电器 的触点和导线及 其固定接线组成
(A) 继电器-接触器控制电路
(B) 用PLC实现控制功能的示意图
逻辑部分:程序
继电－ 继电－接触控制系统
Hale Waihona Puke 输入部分PLC控制系统 控制系统
控制按钮、操作开关、 控制按钮、操作开关、 继电－接触器系统＋ 继电－接触器系统＋输入 限位开关、 限位开关、光电管信号等 单元 逻辑部分由各种主令电 继电器、 器、继电器、 接触器等电器的触点和 导线 接触器线圈、 接触器线圈、电磁阀线 圈等 执行电器及信号灯 微处理器、存储器 微处理器、 由计算机软件替代继电 器控制电路 继电－接触器系统＋ 继电－接触器系统＋输出 单元
变 化 响应
影响输入、 影响输入、输出延迟响应的因素
工 作 方 式 输 入 输 出 ① PLC循环扫描的工作方式 循环扫描的工作方式 对输入采样、 ② PLC对输入采样、输出刷新的集中处理方式 对输入采样 滤波电路的时间常数决定。 ③输入电路滤波时间，它由RC滤波电路的时间常数决定。 输入电路滤波时间，它由 滤波电路的时间常数决定 改变时间常数可调整输入延迟时间。 改变时间常数可调整输入延迟时间。 ④输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。 输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。 继电器输出方式的滞后时间为10ms左右；双向晶闸管输出 左右； 继电器输出方式的滞后时间为 左右 方式，在接通负载时滞后时间约为1ms，切断负载时滞后 方式，在接通负载时滞后时间约为 ， 时间小于10ms；晶体管输出方式的滞后时间小于 时间小于 ；晶体管输出方式的滞后时间小于1ms。 。 ⑤ 用户程序中语句的安排
3.3 梯形图是仿真继电器控制电路
1. 梯形图与继电器控制电路图相呼应
结构、功能 结构、 相同
SB1 SB2
KM
I0.1 Q0.0 I0.0 Q0.0
KM
电动机启、 电动机启、停控制电路 梯形图
2.梯形图结构 2.梯形图结构
梯形图由触点、 梯形图由触点、线圈或功能方框构成
I0.1 Q0.0 I0.0 Q0.0
PLC上电后对PLC系统进行一次初始化工作， 包括硬件初始化，I/O模块配置运行方式检 查，停电保持范围设定及其他初始化处理 等。
当CPU处于STOP方式时，转入执行自诊断检 查。当CPU处于RUN方式时，完成用户程序的 执行和输出处理，再转入执行自诊断检查。
PLC每扫描一次，执行一次自诊断检查 如检查出异常时，CPU面板上的LED及异常继电器 会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码。当出 现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，所有的扫 描停止。
PLC的核心 中央处理单元（CPU） 1. 中央处理单元（CPU） 微处理器 CPU 控制接口电路
★微处理器：实现逻辑运算、数学运算，协 微处理器：实现逻辑运算、数学运算，
调控制系统内部各部分的工作 ★按照系统程序所赋予的任务运行 任务： ★任务： 1. 控制用户程序和数据的接收与存储 2. 进行自诊断 3. 执行用户程序
输入电路滤波时间 输入电路滤波时间
PLC Xn
24V – + + –
输出电路的滞后时间
以继电器形式为例 ： 内 部 电 路
继电器输出
Y 内 部 电 路 J
COM + 交流电源或 直流电源 -
PLC
输入输出延迟时间——最短响应时间
输入/输出 输入 输出 刷新时间
CPU读输入 读输入
最短响应时间=输入延迟时间 一个扫描周期 最短响应时间 输入延迟时间+一个扫描周期 输出延迟时间 输入延迟时间 一个扫描周期+输出延迟时间
左母线
？ 右 母 线
触点
T37
线 圈
IN +150 PT TON
“能流” 能流”
功能 方框
3.梯形图网络 3.梯形图网络
每个输出元素（线圈或方框）可以构成一个梯级 每个网络由一个或多个梯级组成
Network 1
Network 1
I0.0
I0.1
Q0.0
I0.0
I0.2 I0.3
Q1.0
Network 2
类型： 类型：
输 入 单 元 输 出 单 元
直流 交流 交直流
晶体管输出方式 晶闸管输出方式 继电器输出方式
作用
输入接口作用：将按钮、 输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生 的信号，转换成数字信号送入主机。 的信号，转换成数字信号送入主机。 输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可 输出接口作用： 以驱动外部执行电路的信号， 以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触 器线圈等电器通断电； 器线圈等电器通断电；
光电耦合器， （1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。 ）输入接口电路：采用光电耦合器 防止强电干扰。 输入端子 PLC Xn 发光二极管
24V – + + – 直流电源 COM 发光二极管 光电三极管
（2）输出接口电路： ）输出接口电路： 以继电器形式为例 ： 内 部 电 路
继电器输出
输入输出延迟时间——最长响应时间
输入/输出 输入 输出 刷新时间
CPU读输入 读输入
最长响应时间=输入延迟时间 两个扫描时间 最长响应时间 输入延迟时间+两个扫描时间 输出延迟时间 输入延迟时间 两个扫描时间+输出延迟时间
结论
输入信号至少应持续一个扫描周期的时间， 输入信号至少应持续一个扫描周期的时间， 持续一个扫描周期的时间 才能保证被系统捕捉到。 才能保证被系统捕捉到。 设置脉冲捕捉功能 设置脉冲捕捉功能
I0.2 I0.3
Q0.1
I0.4 I0.5 I0.6
Q1.1
Q1.2
4.梯形图与继电器控制电路的 4.梯形图与继电器控制电路的 软继电器” ①“软继电器”不是物理继电器 软继电器 能流” ②“能流”的表示方式 能流
扫描 方向
I0.1 Q0.0
I0.0
Q0.0
能流不许 倒流
常开、 ③ 常开、常闭触点不是现场物理开关的触点 ④ 梯形图中的输出线圈不是物理线圈 梯形图中的接点原则上可无限次使用， ⑤梯形图中的接点原则上可无限次使用，同一 地址的线圈通常只用一次 地址的线圈通常只用一次
输入/输出刷新时间 扫描时间 执行指令 扫描时间 执行指令
输入端 输入延迟时间 输入滤波电路输出 输出延迟时间 输出端 最长 I/O 响应时间 CPU 读输入
用户程序的语句安排影响响应时间
快速响应？ 快速响应？
脱离扫描 周期 使用快速响应模块 直接处理的方式（专门的软件指令） 立即I/O指令
3.2.5 在用户程序执行阶段 PLC对输入输出的处理规则 PLC对输入输出的处理规则
1. 输入映象寄存器的内容，由采样时输入端 输入映象寄存器的内容， 子的状态决定。 子的状态决定。
输入/输出刷新时间 扫描时间 执行指令 扫描时间 执行指令
输入/输出刷新时间 扫描时间 执行指令 扫描时间 执行指令
输入端 输入延迟时间 输入滤波电路输出 CPU 读输入 输出端 最短 I/O 响应时间 输出延迟时间
Y 内 部 电 路 J
COM + 交流电源或 直流电源 -
PLC
4. 编程器
*程序的编制、编辑、调试、监视······ *简易型 *智能型
5. 电源单元 ◆把外部电源变换成系统内部各单元 所需的电源 ◆采用开关电源 ◆电源的性能直接影响PLC的抗干扰能力 ◆掉电保护电路 ◆后备电池电源
3.2 可编程序控制器的工作原理
SB1
KM1
KM2
SB3
KM1
PE M
M 3~
输 入 部 分
KM2
KM1
KM1
KM2
输出 部分
逻辑部分: 由电器的触 点和导线及 其固定接线 组成
PLC控制系统的组成 2. PLC控制系统的组成
PLC控制 系统可分 为三部分： 输入部分、 逻辑部分、 输出部分
3.PLC控制系统与继电器3.PLC控制系统与继电器-接触器控制系统的比较 控制系统与继电器
2) 用户程序存储器
用 户 程 序 存 储 器
用户程序
用户程序区 数据区 区
数 CPU 数据
数据 数
输入、 3. 输入、输出单元 PLC的CPU与现场 装置或其它外部设备之 的 与现场I/O装置或其它外部设备之 与现场 间连接的接口部件 间连接的接口部件
电平转换 光电耦合
电平转 换功率 放大光 电耦合