第五章 可编程控制器概述2012
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第五章 可编程控制器概述
第二篇可编程序控制器第五章可编程控制器概述一、教学目的1 .掌握可编程控制器的特点和应用2 .了解编程控制器的产生、定义和发展二、教学内容1 可编程控制器的产生和定义2. 可编程控制器的特点3 可编程控制器的应用和发展三、教学重点和难点重点：可编程控制器的特点难点：可编程控制器的应用四、教学方法板书和多媒体相结合的教学方法。
形象的讲解可编程控制器的特点、应用和发展。
第一节可编程控制器的产生和定义一、产生1969 年，美国数字设备公司（ DEC 公司）首先研制成功第一台可编程控制器 PDP －14 。
接着，美国 MODICON 公司也开发出可编程控制器 084 。
1971 年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器 DSC － 8 ； 1973 年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器；我国从 1974 年也开始研制可编程控制器， 1977 年开始工业应用。
二、定义定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
第二节可编程控制器的特点特点：1 ．可靠性高，抗干扰能力强2 ．控制程序可变，具有很好的柔性3 ．编程简单，使用方便4 ．功能完善5 ．扩充方便，组合灵活6 ．减少了控制系统设计及施工的工作量7 ．体积小、重量轻，是“机电一体化”特有的产品第三节可编程控制器的应用和发展一、应用PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保、娱乐等各行各业。
PLC 的应用范围通常可分为五种类型：1.顺序控制2.运动控制3.过程控制4.数据处理5.通信二、发展１．产品规模向大、小两个方向发展２．LC 向过程控制渗透与发展３．PLC 加强了通信功能４．新器件和模块不断推出５．编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化６．发展容错技术。
第5章习题解答
第五章可编程序控制器及其工作原理5-1 可编程序控制器具有哪些特点？答：可编程序控制器特点：1）抗干扰能力强，可靠性高；2）控制系统结构简单、通用性强、应用灵活；3）编程方便，易于使用；4）功能完善，扩展能力强；5）PLC控制系统设计、安装、调试方便；6) 维修方便，维修工作量小；7) 体积小、重量轻，易于实现机电一体化。
5-2 整体式PLC、组合式PLC由哪几部分组成？各有何特点？答：整体式结构的PLC是将中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信端口、I∕O扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。
另外还有独立的I/O扩展单元等通过扩展电缆与主机上的扩展端口相连，以构成PLC不同配置与主机配合使用。
整体式结构的PLC结构紧凑、体积小、成本低、安装方便。
小型机常采用这种结构。
组合式结构的PLC是将CPU、输入单元、输出单元、电源单元、智能I∕O单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，各模块可以插在带有总线的底板上。
装有CPU的模块称为CPU模块，其他称为扩展模块。
组合式的特点是配置灵活，输入接点、输出接点的数量可以自由选择，各种功能模块可以依需要灵活配置。
5-3 PLC控制与继电器控制比较，有何相同之处？有何不同之处？答：PLC控制与继电器控制的比较见下表：5-4 PLC的硬件指的是哪些部件？它们的作用是什么？答：PLC的基本结构由中央处理器（CPU），存储器，输入、输出接口，电源，扩展接口，通信接口，编程工具，智能I/O接口，智能单元等组成。
1）中央处理器（CPU）中央处理器（CPU）其主要作用有①接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。
②诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误。
③用扫描的方式通过I∕O部件接收现场的状态或数据，并存入输入映像存储器或数据存储器中。
④PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，解释并按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容，再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。
可编程控制器概述
可编程控制器概述可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种常用于工业自动化控制系统中的设备，用于控制和监视各种机械、设备和过程。
它是自动化控制领域中的核心设备之一，广泛应用于工厂、电力系统、交通运输等各个行业。
PLC的基本构成包括输入模块、中央处理器（CPU）、输出模块和编程软件。
输入模块用于接收来自各种传感器和开关的输入信号，例如温度传感器、压力传感器、按钮开关等。
中央处理器是PLC的大脑，负责执行控制逻辑和处理输入信号，它有一个自己的操作系统和编程语言。
输出模块用于向执行器（如电机、气动阀门等）发送控制信号，从而控制设备或过程的运行状态。
PLC的编程软件是非常重要的，它提供了一个图形化界面，用于编写、调试和修改PLC的程序。
常用的编程语言包括梯形图（Ladder Diagram）、指令表（Instruction List）、功能块图（Function Block Diagram）等。
梯形图是最常用的一种，它模仿了电气控制里的继电器开关线路图，使得那些熟悉继电器控制的人员更容易上手。
PLC的优点之一是它的可靠性和鲁棒性。
它的硬件组成非常简单，由于各个模块之间的连接是通过电缆进行的，不存在传统的电气连接方式所带来的松动、断线等问题。
此外，PLC系统还具备自我诊断和容错能力。
如果一些模块出现故障，PLC通常能够检测到并作出相应的处理，比如自动切换到备用模块。
这种鲁棒性使得PLC非常适合在恶劣环境和高要求可靠性的场合使用。
另外，PLC还具有灵活性和可扩展性。
通过修改PLC的程序，可以很容易地改变其控制逻辑，以适应不同的工艺过程或生产要求。
与传统的电气控制系统相比，PLC还可以轻松地进行远程监控和远程控制。
此外，PLC还可以与其他系统（如计算机、人机界面等）进行通信，实现更强的自动化和智能化。
在实际应用中，PLC被广泛应用于各个领域。
在制造业中，PLC常用于自动生产线和工艺设备的控制。
可编程控制器概述
梯形图语言
梯形图语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用 梯形图程序设计语言，程序采用梯形图的形式描述。这种程序设计语言采用 因果关系来描述事件发生的条件和结果。每个梯级是一个因果关系，在梯级
中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在右面。
梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻 辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制 技术较为熟悉。因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎， 并得到了广泛的应用。
PLC的性能指标较多，不同厂家的PLC产品技术性能各不相同，且各有 特色。常用的主要性能指标有： 1．输入／输出点数 输入／输出点数是指PLC组成控制系统时所能接入的输入输出信号的最大 数量，即PLC外部输入、输出端子数。它表示PLC组成控制系统时可能的 最大规模。通常，在总点数中，输入点数大于输出点数，且输入与输出 点不能相互替代。 2．扫描速度 一般以执行1000步指令所需的时间来衡量，单位为毫秒／千步。也有以 执行一步指令时间计，单位为微秒／步。 3．存储器容量 PLC的存储器包括系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器三部分。 PLC产品中可供用户使用的是用户程序存储器和数据存储器。 PLC中程序指令是按“步”存放的，一“步”占用一个地址单元，一个地 址单元一般占用两个字节。如存储容量为 1000 步的 PLC ，其存储容量为 2K字节。
PLC的应用
开关量逻辑控制 运动控制 闭环过程控制 数据处理 通讯联网
PLC的组成
PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU 板）、输入输出（I/O）部件和电源部件
PLC 的 工 作 过 程
可编程控制器基础知识讲述课件
智能家居控制系统利用可编程控制器实现家庭设施的智能 化管理。
在智能家居中，可编程控制器能够收集家用电器的运行数 据，根据用户的需求进行自动调节，例如控制照明、空调 、门窗、安防系统等。通过手机或智能音箱等设备，用户 可以远程操控家中的设备，提高生活的便利性和舒适度。
机器人控制系统
机器人控制系统是可编程控制器在自动化机器人领域的应用。
编写程序
使用指令表、梯形图或功能块图编写PLC程序。在编写程 序时，需要考虑输入输出端口、控制逻辑和算法等因素。
编译和下载程序
将编写好的程序进行编译，然后将程序下载到PLC中。在 编译和下载过程中，需要确保程序没有语法错误和逻辑错 误。
监控和调试程序
在PLC运行过程中，使用监控和调试工具检查程序的运行 状态和输出结果。如果发现异常情况，需要对程序进行修 改和调整。
在机器人制造中，可编程控制器作为机器人的“大脑”，负责接收和解析指令， 控制机器人的运动轨迹、姿态和动作。通过编程，机器人可以实现复杂的操作任 务，提高工作效率和精度，广泛应用于工业制造、服务、医疗等领域。
05
可编程控制器的发展趋 势和未来展望
可编程控制器的发展趋势
随着人工智能和物联网技术的发展，可编程控制器将 更加智能化，具备更高级的算法和数据处理能力，能
02
硬件配置软件
这是用于配置PLC硬件参数的软件。通过硬件配置软件，工程师可以设
置PLC的输入输出端口、通讯参数等。
03
仿真软件
这是用于模拟PLC运行环境的软件。通过仿真软件，工程师可以在实际
硬件投入使用前测试和验证PLC程序。
可编程控制器的编程软件的使用
创建新项目
在PLC编程软件中创建一个新项目，为项目命名并选择合 适的PLC型号。
在智能家居中，可编程控制器能够收集家用电器的运行数 据，根据用户的需求进行自动调节，例如控制照明、空调 、门窗、安防系统等。通过手机或智能音箱等设备，用户 可以远程操控家中的设备，提高生活的便利性和舒适度。
机器人控制系统
机器人控制系统是可编程控制器在自动化机器人领域的应用。
编写程序
使用指令表、梯形图或功能块图编写PLC程序。在编写程 序时，需要考虑输入输出端口、控制逻辑和算法等因素。
编译和下载程序
将编写好的程序进行编译，然后将程序下载到PLC中。在 编译和下载过程中，需要确保程序没有语法错误和逻辑错 误。
监控和调试程序
在PLC运行过程中，使用监控和调试工具检查程序的运行 状态和输出结果。如果发现异常情况，需要对程序进行修 改和调整。
在机器人制造中，可编程控制器作为机器人的“大脑”，负责接收和解析指令， 控制机器人的运动轨迹、姿态和动作。通过编程，机器人可以实现复杂的操作任 务，提高工作效率和精度，广泛应用于工业制造、服务、医疗等领域。
05
可编程控制器的发展趋 势和未来展望
可编程控制器的发展趋势
随着人工智能和物联网技术的发展，可编程控制器将 更加智能化，具备更高级的算法和数据处理能力，能
02
硬件配置软件
这是用于配置PLC硬件参数的软件。通过硬件配置软件，工程师可以设
置PLC的输入输出端口、通讯参数等。
03
仿真软件
这是用于模拟PLC运行环境的软件。通过仿真软件，工程师可以在实际
硬件投入使用前测试和验证PLC程序。
可编程控制器的编程软件的使用
创建新项目
在PLC编程软件中创建一个新项目，为项目命名并选择合 适的PLC型号。
可编程控制器概述
可编程控制器概述
七、可编程控制器的维护、保养和故障检查
换电池
可编程控制器的维护换电池
1
2
3
4
LOGO
可编程控制器概述
四、可编程控制器的软元件组成
内部辅助继电器 的分类二（对于两台PLC并行通讯） ①主站位通讯（M800-M899） ②从站位通讯（M900-M999） 附：主站字通讯（D490-D499） 从站字通讯（D500-D509）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可编程控制器概述
四、可编程控制器的软元件组成
内部辅助继电器 的分类三（对于多台PLC串行通讯） ①主站位通讯（M1000-M1063）,字通讯（D0-D7） ②1#站位通讯（M1064-M1127）,字通讯（D10-D17） ③2#站位通讯（M1128-M1191）,字通讯（D20-D27） ④3#站位通讯（M1192-M1255）,字通讯（D30-D37） ⑤4#站位通讯（M1256-M1319）,字通讯（D40-D47） ⑥5#站位通讯（M1320-M1383）,字通讯（D50-D57） ⑦6#站位通讯（M1384-M1447）,字通讯（D60-D67） ⑧7#站位通讯（M1448-M1511）,字通讯（D70-D77）
可编程控制器概述
三 、可编程控制器的硬件组成
５、手持编程器 手持编程器是PLC最重要的外围设备，可直接 编写和修改程序。 注：电脑从某种程度上说也可以作为PLC的外 围设备。 手持编程器和电脑的区别是： 电脑可以同时看到或监视到多步程序，即可 以是梯形图也可以是程序语句表，但通讯速度较 慢。 手持编程器只能看到语句表，且只能看到四 步（对于FX2N-20P），但通讯速度快。
四、 可 编 程 控 制 器 的 各 软 元 件 组 成
《可编程控制器》课件
PLC通过输入接口接收来自各种开关量、模拟量等信号，按照程序进行逻辑运算或 数据处理，再通过输出接口驱动执行机构，实现自动化控制。
可编程控制器的历史与发展
01
02
03
04
1960年代
PLC的雏形出现，主要用于顺 序控制。
1970年代
PLC进入实用化阶段，功能逐 渐增强。
1980年代
PLC发展迅速，广泛应用于各 种工业领域。
从低级语言到高级语言的演变， 以及未来编程语言的发展趋势。
指令系统
指令系统概念
解释指令系统的定义、功能和重要性 。
指令系统分类
按照不同标准（如指令长度、寻址方 式等）对指令系统的分类进行详细介 绍。
编程技巧
算法设计
介绍常见算法设计方法，如贪心算法、动态规划等。
代码优化
如何提高代码效率，减少运行时间，优化空间复杂度等。
1990年代至今
PLC技术不断创新，向智能化 、网络化方向发展。
可编程控制器的应用领域
电力行业
用于发电、输电、配电等系统 的监控与控制。
化工行业
用于化工生产过程的自动化控 制。
制造业
用于自动化生产线、机器人、 机床等设备的控制。
交通行业
用于铁路、地铁、公路等交通 信号的控制与调度。
其他领域
如建筑、采矿、水处理等行业 也广泛应用PLC技术。
THANKS
感谢观看
04
可编程控制器的应用实例
电机控制实例
总结词
通过可编程控制器实现对电机启动、停止、正反转的控制，实现自动化生产线的运动控 制。
详细描述
在工业自动化生产线上，电机的控制是非常重要的环节。通过可编程控制器，可以实现 对电机启动、停止、正反转的控制，从而实现自动化生产线的运动控制。具体来说，可 编程控制器通过接收输入信号，如按钮、传感器等，根Biblioteka 程序逻辑进行判断和处理，输02
可编程控制器的历史与发展
01
02
03
04
1960年代
PLC的雏形出现，主要用于顺 序控制。
1970年代
PLC进入实用化阶段，功能逐 渐增强。
1980年代
PLC发展迅速，广泛应用于各 种工业领域。
从低级语言到高级语言的演变， 以及未来编程语言的发展趋势。
指令系统
指令系统概念
解释指令系统的定义、功能和重要性 。
指令系统分类
按照不同标准（如指令长度、寻址方 式等）对指令系统的分类进行详细介 绍。
编程技巧
算法设计
介绍常见算法设计方法，如贪心算法、动态规划等。
代码优化
如何提高代码效率，减少运行时间，优化空间复杂度等。
1990年代至今
PLC技术不断创新，向智能化 、网络化方向发展。
可编程控制器的应用领域
电力行业
用于发电、输电、配电等系统 的监控与控制。
化工行业
用于化工生产过程的自动化控 制。
制造业
用于自动化生产线、机器人、 机床等设备的控制。
交通行业
用于铁路、地铁、公路等交通 信号的控制与调度。
其他领域
如建筑、采矿、水处理等行业 也广泛应用PLC技术。
THANKS
感谢观看
04
可编程控制器的应用实例
电机控制实例
总结词
通过可编程控制器实现对电机启动、停止、正反转的控制，实现自动化生产线的运动控 制。
详细描述
在工业自动化生产线上，电机的控制是非常重要的环节。通过可编程控制器，可以实现 对电机启动、停止、正反转的控制，从而实现自动化生产线的运动控制。具体来说，可 编程控制器通过接收输入信号，如按钮、传感器等，根Biblioteka 程序逻辑进行判断和处理，输02
可编程控制器的概述
3、晶体管、双向晶闸管型输出端子漏电流和残 余电压的存在。
4、感性负载断电时产生很高的反电势。
1.3.3 编程器
编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用 户程序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查 程序，修改程序，监视PLC的工作状态 。
常见的给PLC编程的装置有手持式编程器和计算 机编程方式 。
2. 运动控制
可编程序控制器使用专用的运动控制模块，或灵 活运用指令，使运动控制与顺序控制功能有机地 结合在一起。
3. 过程控制
可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连 续变化的模拟量，通过模拟量I/0模块，实现模 拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换和 D/A转换，并对被控模拟量实行闭环PID（比例积分-微分）控制。
1.3.2 输入输出接口电路
1. 输入接口电路
如图1-2所示连接文件夹第一章\图11.doc，输入 接口电路提高抗干扰能力的方法主要有：
（1）利用光电耦合器提高抗干扰能力。 （2）利用滤波电路提高抗干扰能力。
2. 输出接口电路
（1）小型继电器输出形式，如图1-3所示连接文 件夹第一章\图12.doc
（2）执行程序阶段。 用户程序执行阶段，PLC按照梯 形图的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫描。
（3）处理通信请求阶段 。 （4）执行CPU自诊断测试阶段。 （5）写输出阶段 。
1.4.2 可编程控制器主要技术指标
1. 输入/输出点数
可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出端子 数量的总和。它是描述的PLC大小的一个重要的 参数。
1.3 可编程控制器的基本组成
1.3.1 控制组件
可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、 外设接口、编程装置、电源等组成。连接文件夹第一章\ 图1.doc
4、感性负载断电时产生很高的反电势。
1.3.3 编程器
编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用 户程序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查 程序，修改程序，监视PLC的工作状态 。
常见的给PLC编程的装置有手持式编程器和计算 机编程方式 。
2. 运动控制
可编程序控制器使用专用的运动控制模块，或灵 活运用指令，使运动控制与顺序控制功能有机地 结合在一起。
3. 过程控制
可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连 续变化的模拟量，通过模拟量I/0模块，实现模 拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换和 D/A转换，并对被控模拟量实行闭环PID（比例积分-微分）控制。
1.3.2 输入输出接口电路
1. 输入接口电路
如图1-2所示连接文件夹第一章\图11.doc，输入 接口电路提高抗干扰能力的方法主要有：
（1）利用光电耦合器提高抗干扰能力。 （2）利用滤波电路提高抗干扰能力。
2. 输出接口电路
（1）小型继电器输出形式，如图1-3所示连接文 件夹第一章\图12.doc
（2）执行程序阶段。 用户程序执行阶段，PLC按照梯 形图的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫描。
（3）处理通信请求阶段 。 （4）执行CPU自诊断测试阶段。 （5）写输出阶段 。
1.4.2 可编程控制器主要技术指标
1. 输入/输出点数
可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出端子 数量的总和。它是描述的PLC大小的一个重要的 参数。
1.3 可编程控制器的基本组成
1.3.1 控制组件
可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、 外设接口、编程装置、电源等组成。连接文件夹第一章\ 图1.doc
第五章 可编程序控制器
整体型PLC组成示意图
模块化PLC结构
（1）基本单元 －CPU模块 （2）扩展单元 －I/O模块、智能I/O （3）特殊功能模块－ 各种功能模块、通信模块 （4）相关设备 －电源模块
中央处理器CPU
CPU是PLC的核心，负责接收、存储数据、 执行程序和数据输出，以便对工业自动控制 任务或过程进行控制负责
梯形图（LAD）
用户程序
指令表（STL）
功能块图（FBD）
PLC梯形图语言的编程原则
第六章 S7-200系列可编程序控制器
第六章
1、在梯形图中,程序被分成
称为网络或梯级的一个个段, 一个网络就是触点、线圈和 2、梯形图中的继电器、接点、 功能框(盒)的有顺序排列， 线圈不是物理的，而是PLC 这些元件连在一起组成一个 存储器中的位(1=ON； 从左母线到右母线之间的完 0=OFF)；编程时常开/常闭 3、梯形图中流过的不是物 整线路。 接点可无限次引用，线圈输 理电流而是“概念电 出只能是一次； 流”(假想的能量流)，只 4、用户程序的运算是根据 能从左向右流； PLC的输入/输出映象寄存器 5、PLC的内部继电器不能做 中的内容，逻辑运算结果可 6、输出线圈不能直接驱动现 控制用，只能存放逻辑控制 以立即被后面的程序使用； 场的执行元件，通过I/O模块 的中间状态； 上的功率器件来驱动。
I／O点数大于2048为大型PLC，与工业控制计算 机相当；
I／O点数在4000以上为超大型PLC。
（2）按结构形式分类：
整体式PLC： 又称单元式或箱体式。将电源、 CPU、存储器、I／0部件都集中装在一个机箱 内。一般小型PLC采用这种结构。
模块式PLC：将PLC各部分分成若干个单独的模 块，如 CPU模块、I／0模块、电源模块和各种 功能模块。模块式PLC由框架和各种模块组成， 各模块插在带有总线的底板上，各种模块可以 依需配置。一般大、中型PLC采用模块式结构。
第五章 可编程控制器概述
第五章可编程控制器概述
七、可编程控制器的发展动向
随着PLC技术的推广、应用、计算机技术的迅速发展，PLC将进一步向以下几个方向发展：
1、系列化、模板化（主模板、扩展模板、I/O模板及各种智能模板）
2、小型机功能强化（研制机电一体化产品、增设模拟量I/O、高速计数器、高速直接输出、PWM输出、联网运行—成为自动化控制网络或国际通用网络的重要组成部分）
3、中、大型机高速度、高功能、大容量（函数运算和浮点运算、矩阵运算、PID运算及超前滞后补偿、多段斜坡曲线生成，处方、配方、批处理，故障自诊，彩色图形动。
第5章 FX2N系列可编程控制器
FX系列 系列PLC软继电器编号由字母 和 数字 组成 系列 软继电器编号由
其中: 输入继电器和输出继电器用八进制数字编号 输入继电器和输出继电器用八进制 八进制数字编号
其它均采用十进制数字编号 其它均采用十进制数字编号 十进制
Date:
2011-4-28
Page: 11
机械工程与自动化学院
第五章 FX2N系列可编程控制器 系列可编程控制器
Date:
2011-4-28
Page: 5
机械工程与自动化学院
第五章 FX2N系列可编程控制器 系列可编程控制器
FX0N、FX1N系列 、 系列PLC（型号规格） 系列 （型号规格）
类 型 型 号 输入点数 输出点数 电源电压 10 16 24 16 8 8 不需要
AC100～240V ～ 或DC24V AC 100～240V ～
ห้องสมุดไป่ตู้
不需要 单独供电
Date:
2011-4-28
Page: 8
第五章 FX2N系列可编程控制器 系列可编程控制器
FX2N、FX2NC系列 、 系列PLC(特殊功能模块) 系列
型 号 功 能 说 明 4通道12位模拟量输入模块 通道12位模拟量输入模块 FX2 FX2N-4AD
FX2 FX2N-4AD-PT 供PT-100温度传感器用的4通道12位模拟量输入 ADPT-100温度传感器用的 通道12位模拟量输入 温度传感器用的4 FX2 FX2N-4AD-TC 供热电偶温度传感器用的4通道12位模拟量输入 AD供热电偶温度传感器用的4通道12位模拟量输入 FX2 FX2N-4DA FX2 FX2N-3A FX2 FX2N-1HC FX2 FX2N-1PG FX2 10GM FX2N-10GM 4通道12位模拟量输出模块 通道12位模拟量输出模块 2通道输入、1通道输出的8位模拟量模块 通道输入、 通道输出的8 2相50HZ的1通道高速计数器 50HZ的 脉冲输出模块 有4点通用输入、6点通用输出的1轴定位单元 点通用输入、 点通用输出的1
其中: 输入继电器和输出继电器用八进制数字编号 输入继电器和输出继电器用八进制 八进制数字编号
其它均采用十进制数字编号 其它均采用十进制数字编号 十进制
Date:
2011-4-28
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机械工程与自动化学院
第五章 FX2N系列可编程控制器 系列可编程控制器
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机械工程与自动化学院
第五章 FX2N系列可编程控制器 系列可编程控制器
FX0N、FX1N系列 、 系列PLC（型号规格） 系列 （型号规格）
类 型 型 号 输入点数 输出点数 电源电压 10 16 24 16 8 8 不需要
AC100～240V ～ 或DC24V AC 100～240V ～
ห้องสมุดไป่ตู้
不需要 单独供电
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第五章 FX2N系列可编程控制器 系列可编程控制器
FX2N、FX2NC系列 、 系列PLC(特殊功能模块) 系列
型 号 功 能 说 明 4通道12位模拟量输入模块 通道12位模拟量输入模块 FX2 FX2N-4AD
FX2 FX2N-4AD-PT 供PT-100温度传感器用的4通道12位模拟量输入 ADPT-100温度传感器用的 通道12位模拟量输入 温度传感器用的4 FX2 FX2N-4AD-TC 供热电偶温度传感器用的4通道12位模拟量输入 AD供热电偶温度传感器用的4通道12位模拟量输入 FX2 FX2N-4DA FX2 FX2N-3A FX2 FX2N-1HC FX2 FX2N-1PG FX2 10GM FX2N-10GM 4通道12位模拟量输出模块 通道12位模拟量输出模块 2通道输入、1通道输出的8位模拟量模块 通道输入、 通道输出的8 2相50HZ的1通道高速计数器 50HZ的 脉冲输出模块 有4点通用输入、6点通用输出的1轴定位单元 点通用输入、 点通用输出的1
《可编程控制器 》课件
交通信号灯控制系统
适应性强
PLC在交通信号灯控制系统中还具有适应性强特点。由于城市交通 状况复杂多变，因此需要控制系统具有较强的适应能力。通过PLC 的控制，可以根据实际情况进行灵活调整和定制化开发，适应不 同的交通状况和需求。同时，PLC还可以与各种传感器和检测设备 进行连接，实现交通数据的实时采集和处理。
现状
现代PLC已经成为了工业自动化领域中不可或缺的重 要部分，广泛应用于各种机械设备、生产线、智能 制造等领域。
可编程控制器的应用领域
01
制造业
02
电力行业
03 交通行业
04
楼宇自动化
化工行业
05
用于自动化生产线、机器人、机床等设备的控制。
用于发电、输电、配电等系统的控制和监测。
用于铁路、地铁、公路等交通信号的控制和监测。 用于智能建筑、空调系统、照明系统等楼宇设备的控制和监 测。 用于化工生产过程中的各种设备和系统的控制和监测。
工业自动化生产线控制
易于维护
PLC具有完善的故障诊断和报警功能，一旦出现故障，可以快速定 位并修复。同时，PLC还具有易于维护的特点，可以通过远程监控 和调试等方式进行维护，减少维护成本。
智能家居控制系统
智能控制
智能家居控制系统是现代家居的重要组成部分，通过PLC的 控制，可以实现家居设备的智能化控制。例如，通过PLC控 制空调、照明、窗帘等设备的开关和调节，实现智能化的家 居环境。
课程不足
1
2
部分理论内容较为抽象，不易理解。
3
实验设备有限，不能满足所有学生的需求。
学习建议与展望
学习建议
01
关注可编程控制器的新技术和应用领域， 拓宽知识面。
电气控制和可编程控制器技术电子
人,电梯等场合。
（四）过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟 量旳闭环控制。PLC能编制多种各样旳控制算 法程序，完毕闭环控制。如PID调整就是一般 闭环控制系统中常用旳调整措施。PID处理一 般是运营专用旳PID子程序。过程控制在冶金、 化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛旳 应用。
（五）数据处理
置。
可编程控制器旳存储器区域按用途 不同，又可分为程序区及数据区。程序 区是用来存储顾客程序旳区域，一般有 数千个字节。用来存储顾客数据旳区域 一般较小，在数据区中，各类数据存储 旳位置都有严格旳划分。
可编程控制器旳数据单元也叫做继电 器，如输入继电器、时间继电器、计数 器等。不同用途旳继电器在存储区中占 有不同旳区域。每个存储单元有不同旳 地址编号。
（三）易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面对工矿企业 旳工控设备，编程语言易于为工程技术人员接受.像梯 形图语言旳图形符号和体现方式与继电器电路图非常
接近，只用PLC旳少许开关逻辑控制指令就能够以便 地实现多种电气控制电路旳功能。
（四）系统设计周期短,维护以便,改造轻易 PLC用存储逻辑替代接线逻辑，能够大大地降低
在应用软件中，顾客还能够编写外围器件旳故 障自诊疗程序，使系统中除PLC以外旳电路及设备 也取得故障自诊疗保护。这么整个系统具有极高旳 可靠性。
（二）配套齐全，功能完善，合用性强
PLC发展到今日，已经形成了大、中、小多种 规模旳系列化产品。可用于多种规模旳工业控制场 合。除了逻辑处理功能外，当代PLC大多具有完善旳 数据运算能力，可用于多种数字控制领域。近年来 PLC旳功能模块大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、 温度控制、计算机数控（CNC）等多种工业控制中。 加上PLC通讯能力旳增强及人机界面技术旳发展，使 用PLC构成多种控制系统变得非常轻易。
（四）过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟 量旳闭环控制。PLC能编制多种各样旳控制算 法程序，完毕闭环控制。如PID调整就是一般 闭环控制系统中常用旳调整措施。PID处理一 般是运营专用旳PID子程序。过程控制在冶金、 化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛旳 应用。
（五）数据处理
置。
可编程控制器旳存储器区域按用途 不同，又可分为程序区及数据区。程序 区是用来存储顾客程序旳区域，一般有 数千个字节。用来存储顾客数据旳区域 一般较小，在数据区中，各类数据存储 旳位置都有严格旳划分。
可编程控制器旳数据单元也叫做继电 器，如输入继电器、时间继电器、计数 器等。不同用途旳继电器在存储区中占 有不同旳区域。每个存储单元有不同旳 地址编号。
（三）易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面对工矿企业 旳工控设备，编程语言易于为工程技术人员接受.像梯 形图语言旳图形符号和体现方式与继电器电路图非常
接近，只用PLC旳少许开关逻辑控制指令就能够以便 地实现多种电气控制电路旳功能。
（四）系统设计周期短,维护以便,改造轻易 PLC用存储逻辑替代接线逻辑，能够大大地降低
在应用软件中，顾客还能够编写外围器件旳故 障自诊疗程序，使系统中除PLC以外旳电路及设备 也取得故障自诊疗保护。这么整个系统具有极高旳 可靠性。
（二）配套齐全，功能完善，合用性强
PLC发展到今日，已经形成了大、中、小多种 规模旳系列化产品。可用于多种规模旳工业控制场 合。除了逻辑处理功能外，当代PLC大多具有完善旳 数据运算能力，可用于多种数字控制领域。近年来 PLC旳功能模块大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、 温度控制、计算机数控（CNC）等多种工业控制中。 加上PLC通讯能力旳增强及人机界面技术旳发展，使 用PLC构成多种控制系统变得非常轻易。
第五章 可编程控制器概述
ge公司ab公司5555可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一可编程序控制器的结构一可编程序控制器的结构三菱三菱fxfx2n2n系列系列5555可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一可编程序控制器的结构一可编程序控制器的结构三菱三菱qq系列系列5555可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一可编程序控制器的结构一可编程序控制器的结构三菱三菱qq系列系列应用举例应用举例5555可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一可编程序控制器的结构一可编程序控制器的结构三菱三菱qq系列系列应用举例应用举例5555可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一可编程序控制器的结构一可编程序控制器的结构三菱三菱qq系列系列应用举例应用举例5555可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一可编程序控制器的结构一可编程序控制器的结构三菱三菱qq系列系列应用举例应用举例5555可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一可编程序控制器的结构一可编程序控制器的结构西门子西门子s7s72002005555可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一可编程序控制器的结构一可编程序控制器的结构西门子西门子s7s73003005555可编程控制器的结构及软件可编程控制器的结构及软件一可编程序控制器的结构一可编程序控制器的结构西门子西门子s7s7400400第五节可编程控制器的结构及软件一可编程控制器的结构一按硬件的结构类型分类为了便于在工业现场安装扩展方便接线其结构与普通计算机有很大区别常见的有单元式模块式及叠装式三种结1
在应用软件中, 在应用软件中 , 用户还可以编写外围器件的故障自 诊断程序,使系统中除PLC PLC以外的电路及设备也获得故障 诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障 自诊断保护.这样整个系统具有极高的可靠性. 自诊断保护.这样整个系统具有极高的可靠性. (二)配套齐全,功能完善,适用性强 配套齐全,功能完善, PLC发展到今天, 已经形成了大, PLC发展到今天,已经形成了大 , 中 , 小各种 规模 发展到今天 的系列化产品.可用于各种规模的工业控制场合. 的系列化产品.可用于各种规模的工业控制场合.除了逻 辑处理功能外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力, PLC大多具有完善的数据运算能力 辑处理功能外 , 现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力 , 可用于各种数字控制领域.近年来PLC PLC的功能模块大量涌 可用于各种数字控制领域 . 近年来 PLC 的功能模块大量涌 PLC渗透到了位置控制 温度控制, 渗透到了位置控制, 现 , 使 PLC 渗透到了位置控制 , 温度控制 , 计算机数控 CNC)等各种工业控制中.加上PLC PLC通讯能力的增强及人 (CNC)等各种工业控制中.加上PLC通讯能力的增强及人 机界面技术的发展,使用PLC PLC组成各种控制系统变得非常 机界面技术的发展 , 使用 PLC 组成各种控制系统变得非常 容易. 容易.
在应用软件中, 在应用软件中 , 用户还可以编写外围器件的故障自 诊断程序,使系统中除PLC PLC以外的电路及设备也获得故障 诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障 自诊断保护.这样整个系统具有极高的可靠性. 自诊断保护.这样整个系统具有极高的可靠性. (二)配套齐全,功能完善,适用性强 配套齐全,功能完善, PLC发展到今天, 已经形成了大, PLC发展到今天,已经形成了大 , 中 , 小各种 规模 发展到今天 的系列化产品.可用于各种规模的工业控制场合. 的系列化产品.可用于各种规模的工业控制场合.除了逻 辑处理功能外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力, PLC大多具有完善的数据运算能力 辑处理功能外 , 现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力 , 可用于各种数字控制领域.近年来PLC PLC的功能模块大量涌 可用于各种数字控制领域 . 近年来 PLC 的功能模块大量涌 PLC渗透到了位置控制 温度控制, 渗透到了位置控制, 现 , 使 PLC 渗透到了位置控制 , 温度控制 , 计算机数控 CNC)等各种工业控制中.加上PLC PLC通讯能力的增强及人 (CNC)等各种工业控制中.加上PLC通讯能力的增强及人 机界面技术的发展,使用PLC PLC组成各种控制系统变得非常 机界面技术的发展 , 使用 PLC 组成各种控制系统变得非常 容易. 容易.
可编程控制器概述64页PPT
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
可编程控制器概述
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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现场 装置
A/D
光电 隔离
总线 逻辑
数据 总线
现场 装置
4、模拟量输出接口
将PLC运算处理后的若干位数字量信号转换为相应的 模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制信 号的需要。
模拟量输入输出接口一般安装在专门的模拟量工作 单元上。
采样 保持 采样 保持 U。 I。 U。 I。
总 线
D/A 数据锁存 地址译码 光电 隔离
可编程序的逻辑控制器（Programmable logic ControllerPLC ），简称为可编程序控制器。 PLC定义如下：
（1）PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操 作的电子装置。 （2）PLC是最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与 机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。
在产品的配套性能上，产品的品种 会更丰富、规格更齐备。
从市场上看，会出现少数几个品牌 垄断国际市场的局面，会出现国际 通用的编程语言。 从网络的发展状况来看，PLC和其 他工业控制计算机组网构成大型的 控制系统。
世界上PLC产品按地域分构成了三大流派：
一个流派是美国产品；一个流派是欧洲产 品；一个流派是亚洲的日本产品。
（四）过程控制 （五）数据处理 （六）通信及联网
MPS生产加工系统
智 能 群 控 电 梯
第三节 可编程控制器的发展
世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司 （DEC）研制的 。
20世纪70年代初微处理器引入可编程控制器。
20世纪70年代中末期，可编程控制器进入了实用化 发展阶段。 20世纪80年代初，可编程控制器发展的特点是大规 模、高速度、高性能、产品系列化。
定义中有以下几点应值得注意的是：
（1）可编程控制器是“数字运算操作的电子装置”，能够 进行“逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算”工 作。 （2）可编程控制器是为“工业环境下应用”而设计的计算 机。 （3）可编程控制器能控制“各种类型”的工业设备及生产 过程。
PLC实质上是经过一次开发的工业控制计算机。不经过二 次开发，不能在任何具体的工业设备上使用。
开关量输入接口按可接收的外信号电源的类型不同， 分为直流输入单元和交流输入单元。 输入接口中都有滤波电路及耦合隔离电路，具有抗 干扰及产生标准信号的作用。 在一般单元式可编程控制器中输入口都使用可编程 控制器本身的直流电源供电，不再需要外接电源。
+24V
DC24V 内 部 电 路 PLC
+24V 传感器 PLC
第四节 PLC的组成及其各部分功能
三菱PLC可编程控制 器
PLC 硬件结构
中央处理器 （CPU）
存储器 （RAM、ROM）
输入输出器件 （I／O接口）
电源
编程设备
PLC
编程器
(视频播放)
PLC基本组成:
中央处理单元CPU 存储器
智能模块
接口和扩展接口模块
I/O接口
模拟量输入模块
模拟量输出模块
第二篇 可编程控制器技术
第五章 可编程控制器概述
第六章 三菱FX2NPLC及其 基本指令应用
第七章 三菱FX2NPLC的步进指令 及状态编程法
主要内容
第八章 三菱FX2NPLC应用指令 及编程方法 第九章 可编程控制系统设计
第十章 三菱FX2NPLC 特殊功能模块及通信
第五章 可编程控制器概述
第一节 可编程控制器的基本概念
输 出 单 元
用 户 输 出 设 备
编程器 外 部 设 备 盒式磁带机 打印机 EPROM写入器 图形监控系统 PLC或上位计算机
外 设 I/O 接 口
存储器 EPROM （系统程序） RAM （用户程序）
I/O 扩 展 接 口
I/O 扩 展 机
模块化PLC结构框图
系统总线 通信接 口模块 智能I/O 模块
（五）外部设备
1、编程器 编程器除了编程以外，还 具有一定的调试及监控功能， 能实现人机对话操作。 二类：一类是专用的编程器， 有手持式的，也有台式的，有 的PLC机自带编程器。另一类 是个人计算机。
2、其他外部设备 （1）盒式磁带机，用以记录程序或信息。
（2）打印机，用以打印程序或制表。 （3）EPROM写入器，用以将程序写入到用户EPROM 中。 （4）高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显 示或监视有关部分的运行状态。
早期
可编程逻辑控制器
逻辑控制为主
Programmable Logical Controller ——PLC
可编程序控制器
本义 Programmable Controller ——PC
(可编程控制器-PLC )
现代PLC绝不意味着只有逻辑控制的功能，它是一种以微处理器为基础， 综合了计算机技术，自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工 业自动控制装置；具有体积小，功能强，程序设计简单，灵活通用，维 护方便等一系列的优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环 境的能力，使PLC广泛应用于各种工业领域。
PLC输入输出接口的小结
常用的输入/输出模块：
（1）开关量输入/输出接口模块 （2）模拟量输入/输出接口模块 （3）智能输入/输出接口
开关量输入接口模块
三种输入方式： （1）直流信号输入方式 （2）交直流信号输入方式 （3）交流信号输入方式 注意：一般情况下，PLC的输入信号的电源由 PLC自身提供，但交流信号输入信号，PLC 不提供电源。
（三）输入输出接口
输入输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类 信号连接的部分。 输入接口用来接受生产过程的各种参数。 输出接口用来送出PLC运算后得出的控制信息，并 通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。
生产现场对可编程控制器接口的要求是：
一 要有较好的抗干扰能力
二 能满足工业现场各类信号的匹配要求
开关量输出接口模块类型
按负载使用的电源
直流输出模块
交直流输出模块
交流输出模块
按输出开关器件
晶体管输出方式
继电器触点输出方式
可控硅输出方式
注意： （1）按响应速度来看，晶体管响应最快，继 电器输出最慢。 （2）从安全隔离效果、可靠性来看，继电器 触点输出最佳。 （3）输出电源均由用户供给，输出模块仅提 供有一定通断能力的常开触点。
电源 模块
CPU 模块
I/O 模块
I/O 模块
„„
电源线
图7.5 模块化PLC结构示意图
（二）存储器
存储器是存放系统程序、用户程序及运算数据的单 元。可分为ROM和RAM两大类。 （1）ROM是用来存放永久保存的系统程序。 （2）RAM用来存放用户程序及系统运行中产生的临时 数据。又分为程序区及数据区。 程序区是用来存放用户（指令）程序的区域，一般 有数千个字节。 （1）数据区是存放用户数据的区域。 （2）数据区数据单元也叫做寄存器或软继电器。
COM (a)
COM （b）
图5-2
直流输入电路
PLC
～
+
COM
内 部 电 路 PLC
～
COM
内 部 电 路
图5-3 交流/直流输入电路
图5-4 交流输入电路
采用光电耦合器，防止强电干扰 输入端子
发光二极管
3.3k
PLC
内 部
Xn
1000PF
电
470
24V
– + COM 光电三极管
路
直流电源
2、开关量输出接口
继电器输出 （交直流）
特别需要指出的是，输出接口本身不带电源。在 考虑外驱动电源时，还需考虑输出器件的类型。
（1）继电器型的输出接口可用交直流两种电源，但 通、断频率低； （2）晶体管型的输出接口有较高的通、断频率，但 只适用于直流驱动的场合； （3）可控硅型的输出接口仅适用于交流驱动场合。
三种类型的比较 ◎从响应速度看：晶体管输出响应最快，继电器输 出响应最慢；
模拟量输入/输出接口模块
美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离的情况下研究开 发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。 而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产 品有一定的继承性，但日本的主推产品以小型PLC著 称。
如美国的A－B（Allen-Bradley）公司，GE-Fanuc公司，日本 的三菱公司和立石公司，等。美国Modicon 公司(被施奈德兼 并) 美国Rockwell自动化公司所属AB（Alien－Bradley） 美国GE公司、日本FANAC合资的GE－FANAC 德国的西门子（Siemens）公司 日本三菱公司 日本立石公司 日本东芝公司 日本松下公司 日本富士公司等都生产PLC， 他们的产品已风行全世界，成为各国工业控制领域中的著名品 牌。
第二节 可编程控制器的特点及应用
一、PLC的特点 （一）可靠性高，抗干扰能力强 （二）配套齐全，功能完善，适用性强
（三）易学易用，深受工程技术人员欢迎
（四）系统设计周期短,维护方便,改造容易
（五）体积小，重量轻，能耗低
二、可编程控制器的应用领域
（一）开关量的逻辑控制
（二）模拟量控制
（三）运动（定位）控制
20世纪末期： 从控制规模上来说，这个时期发 展了大型及超小型机；
21世纪: 在技术上，运算速度更快、存储容 量更大、智能水平更高的品种出现。 在产品规模上，会进一步向超小型 及超大型两个方向发展。
从控制能力上来说，诞生了各种 各样的特殊功能单元，用于压力、 温度、转速、位移等各种控制场 合； 从产品的配套能力来说，生产了 各种人机界面单元，通讯单元， 使应用更加容易。 我国是20世纪80年代初引进、应 用、研制和生产的。