第3章PLC概述
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第3章1PLC指令讲解总结
FX0N-8EX
X000~X017
X020~X037
实际使用中，输入/ 输出继电器的数量，要根据系统配置而定
3.2 FX系列PLC软继电器及编号 3.2.3 辅助继电器（M）
◆辅助继电器是PLC中数量最多的一种继电器，其作用相当于 继电器控制系统中的中间继电器。
◆线圈由程序指令驱动，每个辅助继电器都有无限多对常开常 闭触点，供编程使用。
FX系列PLC软继电器编号由字母 和 数字 组成
其中: 输入继电器和输出继电器用八进制数字编号 其它均采用十进制数字编号
3.2 FX系列PLC软继电器及编号 3.2.1 输入继电器（X）
◆ 输入继电器是PLC用来接收用户输入设备发来的输入信号 ◆ 输入继电器线圈由外部输入信号所驱动，只有当外部信号接 通时，对应的输入继电器才得电，不能用指令来驱动。
例：往返小车
3.2.3 辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（M8000～M8255）
●特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器
通常可分为两类：触点型 和 线圈型
● 触点型 特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动，用户
只可以利用其触点。
● 线圈型特殊辅助继电器的线圈由用户控制，其线圈得电
后，PLC作出特定动作。
◆ 输出继电器线圈是由PLC内部程序驱动，其线圈状态传送给 输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载
※ 每个输出继电器在输出单元中 都对应有一个常开硬触点，但在 程序中供编程的输出继电器，不 管是常开还是常闭触点，都可以 无数次使用。
3.2 FX系列PLC软继电器及编号 3.2.2 输出继电器（Y）
初始用 S0~S9 返回原点用 --
普通用 S0~S63
保持用
第3章_CP1HPLC的指令系统
在方法2中，OR LD之前的触点组个数应小于等于8
作业
PLC 编写以下自锁电路的指令助记符 运行程序
0.01 0.02 0.03 0.04 LD 0.05 0.06 100.00
W0.00 H0.01
LD 100.00 OR OR LD OR
0.07
AND LD
END
微分指令与即时刷新指令
普通指令输入输出执行在I/O刷新阶段。 微分指令：上微分@、下微分% 微分指令在执行条件变化（上微分、下微分） 时执行。 即时刷新指令：！ 即时刷新指令不等I/O刷新阶段立即执行。
注意！ LD LD KEEP 00002 00003 10000
00003
复位条件 置位条件
置位和复位条件都可以是短信号（脉冲信号）
使用KEEP指令举例
画出图示程序的工作时序，写出语句表。
00000 00000
00001
00002 10000 HR0000
KEEP 10000
00001
00002 10000 00000 00001 10000 LD LD KEEP 00002 10000 H00000 KEEP H00000
1 5 2 N 3 4
3 1 1 3
5
5
2
4 （ b）
N
（ a）
(5) 程序结束一定要安排END指令，否则程序不被执行 没END指令的程序，检查时显示信息“NO END INST”
2．基本编程方法
(1) 两个或两个以上的线圈或指令可以并联输出。
00000 10000 10001
LD OUT OUT SET
00003
10000
KEEP编程用HR作输出时，具有保持功能。 SET和RESET编程HR作输出时，有保持功能。 SET和RESET编程时，指令间可插别的指令。
S71200PLC编程及应用第4版课件第3章
6．定时器线圈指令 两条运输带顺序相连，按下起动按钮I0.3，1号运输带开始运行，8s后2号运 输带自动起动。按了停止按钮I0.2，先停2号运输带，8s后停1号运输带。 在运输带控制程序中设置了一个用起动、停止按钮控制的M2.3，用它来控 制TON的IN输入端和TOF线圈。
中间标有TOF的线圈上面是定时器的背景数据块，下面是时间预设值PT。 TOF线圈和TOF方框定时器指令的功能相同。
2．接通延时定时器 接通延时定时器TON用于将Q输出的置位操作，延时参数PT指定的一段时 间。在IN输入的上升沿开始定时。ET大于等于PT指定的设定值时，输出Q变 为1状态，ET保持不变（见波形A）。 IN输入电路断开时，定时器被复位，当前时间被清零，输出Q变为0状态。 如果IN输入信号在未达到PT设定的时间时变为0状态（见波形B），输出Q保 持0状态不变。 I0.3为1状态时，定时器复位线圈RT通电（见波形C），定时器被复位，当 前时间被清零，Q输出变为0状态。复位输入I0.3变为0状态时，如果IN输入信 号为1状态，将开始重新定时（见波形D）。
【例3-2】 用接通延时定时器设计周期和占空比可调的振荡电路。 图3-22中的串联电路接通后，定时器T5的IN输入信号为1状态，开始定时。 2s后定时时间到，它的Q输出使定时器T6开始定时，同时Q0.7的线圈通电。 3s后T6的定时时间到，它的输出“T6”.Q的常闭触点断开，使T5的IN输入电路 断开，其Q输出变为0状态，使Q0.7和定时器T6的Q输出也变为0状态。下一个 扫描周期因为“T6”.Q的常闭触点接通，T5又开始定时。Q0.7的线圈将这样周 期性地通电和断电，直到串联电路断开。Q0.7线圈通电和断电的时间分别等 于T6和T5的预设值。 【例3-3】 用3种定时器设计卫生间冲水控制电路。I0.7是光电开关检测到的 有使用者的信号，用Q1.0控制冲水电磁阀。
PLC教案-第三章
、模块式PLC的组成
三、PLC各部分的作用
（一）中央处理单元（CPU）的作用
(1)控制从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储。
(2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误。
(3) 用扫描的方式接收输入设备的状态（即开关量信号）和数据
（即模拟量信号)。
(4) 执行用户程序，输出控制信号。
(5)与外部设备或计算机通信。
CPU是PLC的核心部件，小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU，中型PLC多采用16
微处理器或单片机作为CPU，大型PLC多采用高
二、用户程序的循环扫描过程
与继电器控制系统对信息的处理方式是不同的！它们的区别如下：
继电器控制系统——对信息的处理是采用“并行”处理方式，只要电流形成通路，就可能有几个电器同时动作。
控制系统——对信息的处理是采用扫描方式，它是顺序地、连续地、循环地逐条执行程序
注：
PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样
操作员面板是一种中档的人机界面产品,硬键盘操作,有文本操作面板和图形操作面板二大类。
显示更多的文字和图形,适用于中小型的PLC
制系统,完成较复杂的显示与操作。
PLC概念工作原理和硬件结构
输输
Q16Q.116.1
出出
过过
程程 映映 像像
··
·· ··
输输 出出
锁锁 ·· 存存 ·· 器器 ··
输输
出出
端端 子子
· · ·
·输 ··出
输 出
区区
Q24Q.524.5
读输入模块阶段 读输入模块阶段
程程序序执执行行阶阶段段
一个扫描周期 一个扫描周期
写输出模块阶段 写输出模块阶段
1971年，日本从美国引进了这项新技术， 2 很快研制出了日本第一台PLC。
1973年，西欧国家也研制出它们的第一台 3 PLC。
我国从1974年开始研制，1977年开始应用 4 于工业。
第1讲 电气控制及PLC概述
20世纪60年代
20世纪70年代
20世纪80年代中、后期
早 期 的 PLC 一
微处理器的出
继电器
并行的工作方式
微机
串行工作方式是
分指时某操个作瞬的间 串只 能行处工理作方式
一个事件。
集中采样、集中输出、 PLC
周期性循环扫描的串行工作方式
第1讲 电气控制及PLC概述
2、可编程控制器的扫描周期
PLC循环扫描工作方式 RUN 的5个阶段：
内部处理 STOP
通信服务
读输入模块
程序执行
写输出模块
I/O 点数 1024 1024 1024 1024 1024 1024 1792 1024
第1讲 电气控制及PLC概述
部分大型PLC的技术指标
公司
PLC机型
美国 Modicon
日本富士
日本 Omron
德国西门子
984A 984B F200 C2000H CV2000 S7-400
第3章 PLC基本指令及程序设计
3.1 PLC的基本逻辑指令
2）分辨率与定时时间的计算 S7-200PLC定时器有3个分辨率等级：1ms、10ms、 100ms。 定时器定时时间T的计算：T=PT×S。PT为设定值 （操作数），S为分辨率。 操作数可为：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、 LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD或常数。
3.1 PLC的基本逻辑指令
3）定时器的编号 定时器的编号包含两方面的变量信息：定时器位、 定时器当前值。
3.1 PLC的基本逻辑指令
2、定时器指令
3.1 PLC的基本逻辑指令
3、应用举例
3.1 PLC的基本逻辑指令
4、定时器的刷新方式和正确使用 （1）定时器的刷新方式 S7-200PLC定时器中，1ms、10ms、100ms定时器的刷新 方式是不同的。 1） 1ms定时器 中断刷新，不受扫描周期的限制。 2）10ms定时器 每个扫描周期刷新一次。 3）100ms定时器 定时器命令执行时刷新一次。
3.2 程序控制指令
2、停止指令STOP STOP指令有效时，可以使主机CPU的工作方式由RUN切换 到STOP，从而立即终止用户程序。 STOP指令可以用在主程序、子程序和中断程序中。 二、看门狗复位指令 WDR称做看门狗复位指令，也称做警戒时钟刷新指令。 在终止本次扫描前，下列操作将被禁止； （1）通信（2）I/O刷新（3）强制刷新（4）SM位刷新 （5）运行时间诊断（6）扫描时间超过25S时，10ms和 100ms定时器不能正确工作（7）中断程序中的STOP指令。 当扫描周期超过500ms时用WDR指令。
3.1 PLC的基本逻辑指令
2、并联电路块的串联连接指令 两条以上支路并联形成的电路叫并联电路块，并联电路块 的串联连接指令为ALD（And Load）。 ALD（And Load）：与块指令，用于并联电路块的串联连 接。 ALD指令的实质就是把栈顶最上面两层的内容进行“与” 操作，然后把结果再存放到栈顶。 使用说明： 1）在块电路开始时要使用LD和LND。 2）在完成一次块电路的串联连接后要写上ALD指令。 3）ALD指令无操作数。
PLC-4 第三章 S7-300PLC 第1节 硬件及配置方式
FM 350
FM 354
FM 355
7、接口模块（IM-300） 常用的有用于本地扩展和用于分布式 I/O 的接 口模块。 用于 S7-300 机架扩展的接口模块分为用于 CPU 机架的和用于扩展机架的接口模块。例如： IM360（CPU机架用）/IM361（扩展机架用）、 IM365/IM365 等 。 定 货 号 为 6ES7 36X-XXXXXXXXX。
即：原始数据每变化1，则转换数据变化为8。
基本型原理及接线图
1、电压测量 2、背板总线接口 3、电气隔离 4、A/D转换器 5、等电位连接
5）模拟量输出模块（6ES7 332-XXXXX-XXXX） 输出信号为电压（支持多种电压范围选 择） 、电流（支持多种电流范围选则） ，点 数分为2点、4点、8点，精度分为9～15位。有 多种型号可选。
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 原始数据 符号 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 转换数据 符号 -32768 ~ 32767
单扩展机架时，可使用一对IM365模块，CPU机 架和扩展机架上各一个。 扩展机架上只能配置SM。两机架间的连接电缆 长度为1米（即最长1米）。 扩展机架总电流负荷不能超过0.8A
PS
IM 365
SM SM
SM
SM
SM
SM
SM
SM
ER
PS
SM/ SM/ SM/ SM/ SM/ SM/ SM/ CPU IM SM/ FM FM FM FM FM FM FM FM 模块 365 /CP /CP /CP /CP /CP /CP /CP /CP
第3章OMRONPLC简介
PLC中通道可分两大类：
一类是外部的输入/输出通道，简称I/O通道，它对应于PLC机外部的接线端 子，直接与PLC外部的设备打交道，也有人称之为输入/输出继电器。
另一类是内部通道，或称内部继电器，它不直接与外部设备打交道，而是作 为控制其他继电器的数据存储单元或数据处理区，在功能上相当于继电控制系 统的内部继电器，即所谓的"内部输出"，这类继电器的种类和功能稍复杂一些。
CQM1H
PMCR 指令 串行 通信板
RS -232C 信息
具有 串行口 的设 备
在协 议宏中设 置所需的 通信规 格
第3章 OMRON公司PLC简介
多种传感器单元
主机
光电 传感器
传感模块
E3X-MA11
CQM1H CQM1-SEN01
传感模块
E2C-MA11
传感 器
传感 器
E39-M11
C3C-M11
第3章 OMRON公司PLC简介
3.4 系统的配置及通道分配
3.4.1 系统的配置
1．C20型PLC的配置
C20采用的是单元式结构，用户可以根据实际需要选用相应的单元或箱体。 C20可以根据选用的单元构成5种I/O点数不同的系统。它们配置情况如下：
①16点输入、12点输出：选用主机单元即可。
②32点输入、24点输出：选用主机单元+28点I/O扩展单元。
01200～01207
00300～00311 输入12点 输出8点
01300～01307
00300～00311 输入12点 输出8点
01300～01307
00400～00411 输入12点 输出8点
01400～01407
00400～00411 输入12点 输出8点
一类是外部的输入/输出通道，简称I/O通道，它对应于PLC机外部的接线端 子，直接与PLC外部的设备打交道，也有人称之为输入/输出继电器。
另一类是内部通道，或称内部继电器，它不直接与外部设备打交道，而是作 为控制其他继电器的数据存储单元或数据处理区，在功能上相当于继电控制系 统的内部继电器，即所谓的"内部输出"，这类继电器的种类和功能稍复杂一些。
CQM1H
PMCR 指令 串行 通信板
RS -232C 信息
具有 串行口 的设 备
在协 议宏中设 置所需的 通信规 格
第3章 OMRON公司PLC简介
多种传感器单元
主机
光电 传感器
传感模块
E3X-MA11
CQM1H CQM1-SEN01
传感模块
E2C-MA11
传感 器
传感 器
E39-M11
C3C-M11
第3章 OMRON公司PLC简介
3.4 系统的配置及通道分配
3.4.1 系统的配置
1．C20型PLC的配置
C20采用的是单元式结构，用户可以根据实际需要选用相应的单元或箱体。 C20可以根据选用的单元构成5种I/O点数不同的系统。它们配置情况如下：
①16点输入、12点输出：选用主机单元即可。
②32点输入、24点输出：选用主机单元+28点I/O扩展单元。
01200～01207
00300～00311 输入12点 输出8点
01300～01307
00300～00311 输入12点 输出8点
01300～01307
00400～00411 输入12点 输出8点
01400～01407
00400～00411 输入12点 输出8点
3章PLC的基本指令和控制要点
10
图3.1.9 边沿脉冲指 令的应用
11
（3）逻辑堆栈的指令LPS／LRD／LPP 堆栈操作指令用于处理线路的分支点。在编制控制程序时，经 常遇到多个分支电路同时受一个或一组触点控制的情况，若采 用前述指令不容易编写程序，用堆栈操作指令则可方便地将梯 形图转换为语句表。图3.1.11所示逻辑堆栈的指令格式。
12
3.1.2 基本位操作和置位／复位指令编程举例 1．组合吊灯控制 一个按钮开关控制三盏灯，按钮按下接通一次，一盏灯亮，按 两次，两盏灯亮，按三次，三盏灯亮，按四次，全灭。当开关 再次按下后，重复上述过程。
13
2.互控控制 图3.1.12为一种互控控制梯形图。要求启动时，只有当线圈 Q0.0接通，Q0.1才能接通；切断时，只有当线圈Q0.1断电，线 圈Q0.0才能断电。
28
例3.1.1 用接通延时定时器和比较指令组成占空比可调的脉 冲发生器。
29
【项目3.2】 行车方向的条件指令控制
输入：I0.0→SB1 I0.1→SB2 I0.2→SB3 I0.3→SB4
I2.0→SQ0.1 I2.1→SQ0.2 I2.3→SQ0.3 I2.3→SQ0.4
启动→I1.0
输出：小车右行→Q0.0
45
3.3.2 PLC程序设计的步骤、基本规则 1. 程序设计的基本步骤 2 . PLC程序设计的基本规则 （1）梯形图按自上而下，从左到右的顺序排列。 （2）触点不能放在线圈的右边。
（3）线圈不能直接与左母线相接
46
（4）输出线圈可以并联不能串联，同一输出线圈在同一程序 中避免重复使用
47
（5）梯形图应体现“左重右轻”、“上重下轻” 可减少指令条数。
35
3.2.2 子程序和中断程序 1. 子程序 1）局部变量与全局变量 在SIMATIC符号表或IEC的全局变量表中定义的变量为全局变量。 程序中的每个POU均有自己的由64字节L存储器组成的局部变 量表。它们用来定义有使用范围限制的变量，局部变量只在它 被创建的POU中有效。与之相反，全局符号在各POU中均有效， 只能在符号表中定义。 2）局部变量的类型 1N（输入变量）是由调用它的POU提供的传入子程序的输入参 数。 OUT（输出变量）是子程序的执行结果，它被返回给调用它的 POU。 IN OUT（输入输出变量）的初始值由调用它的POU提供，用同 一个地址将子程序的执行结果返回给调用它的POU。 （2）子程序的编写与调用
图3.1.9 边沿脉冲指 令的应用
11
（3）逻辑堆栈的指令LPS／LRD／LPP 堆栈操作指令用于处理线路的分支点。在编制控制程序时，经 常遇到多个分支电路同时受一个或一组触点控制的情况，若采 用前述指令不容易编写程序，用堆栈操作指令则可方便地将梯 形图转换为语句表。图3.1.11所示逻辑堆栈的指令格式。
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3.1.2 基本位操作和置位／复位指令编程举例 1．组合吊灯控制 一个按钮开关控制三盏灯，按钮按下接通一次，一盏灯亮，按 两次，两盏灯亮，按三次，三盏灯亮，按四次，全灭。当开关 再次按下后，重复上述过程。
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2.互控控制 图3.1.12为一种互控控制梯形图。要求启动时，只有当线圈 Q0.0接通，Q0.1才能接通；切断时，只有当线圈Q0.1断电，线 圈Q0.0才能断电。
28
例3.1.1 用接通延时定时器和比较指令组成占空比可调的脉 冲发生器。
29
【项目3.2】 行车方向的条件指令控制
输入：I0.0→SB1 I0.1→SB2 I0.2→SB3 I0.3→SB4
I2.0→SQ0.1 I2.1→SQ0.2 I2.3→SQ0.3 I2.3→SQ0.4
启动→I1.0
输出：小车右行→Q0.0
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3.3.2 PLC程序设计的步骤、基本规则 1. 程序设计的基本步骤 2 . PLC程序设计的基本规则 （1）梯形图按自上而下，从左到右的顺序排列。 （2）触点不能放在线圈的右边。
（3）线圈不能直接与左母线相接
46
（4）输出线圈可以并联不能串联，同一输出线圈在同一程序 中避免重复使用
47
（5）梯形图应体现“左重右轻”、“上重下轻” 可减少指令条数。
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3.2.2 子程序和中断程序 1. 子程序 1）局部变量与全局变量 在SIMATIC符号表或IEC的全局变量表中定义的变量为全局变量。 程序中的每个POU均有自己的由64字节L存储器组成的局部变 量表。它们用来定义有使用范围限制的变量，局部变量只在它 被创建的POU中有效。与之相反，全局符号在各POU中均有效， 只能在符号表中定义。 2）局部变量的类型 1N（输入变量）是由调用它的POU提供的传入子程序的输入参 数。 OUT（输出变量）是子程序的执行结果，它被返回给调用它的 POU。 IN OUT（输入输出变量）的初始值由调用它的POU提供，用同 一个地址将子程序的执行结果返回给调用它的POU。 （2）子程序的编写与调用
PLC编程及应用全套课程课件
2.存储器： 作用：存放系统程序，用户程序和数据。 系统程序：决定PLC的基本智能，由厂家设计，并存入ROM、EEPROM。用户不能修改。 用户程序：根据要求，用PLC的编程语言，编制的程序，用户用编程器写入RAM或EEPROM。
类型 (1)随机存取存储器(RAM) 用户可以用编程装置读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，它是易失性的存储器，它的电源中断后，储存的信息将会丢失。 (2)只读存储器(ROM) ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM一般用来存放可编程序控制器的系统程序。
定义强调了PLC是： 1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算机 2 专为在工业环境下应用而设计 3 面向用户指令——编程方便 4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 5 数字量或模拟量输入输出控制 6 易与控制系统联成一体 7 易于扩充
第二章PLC基本组成和工作原理
● PLC的基本组成 ● PLC的工作原理
2.1 PLC的基本组成
1.中央处理单元（CPU）： (1)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令 (2)将各种输入信号取入 (3) 把运算结果送到输出端 (4) 响应各种外部设备的请求 （1）通用处理器：8086、80286、80386 （2）单片机芯片：8031、8096 （3）位片式微处理器：AMD-2900 小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU 中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU 大型PLC多采用高速位片式微处理器
1968年．美国最大的汽车制造厂家——通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置，提出了研制可编程序控制器的基本设想，即 (1)能用于工业现场。 (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。 (3)出现故障时易于诊断和维修。 1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台PLC。并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。 （逻辑、计时、计数） 1980年美国电气制造商协会（NEMA）正式将其命名为可编程序控制器（Programmable Controller），简称 PC
类型 (1)随机存取存储器(RAM) 用户可以用编程装置读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，它是易失性的存储器，它的电源中断后，储存的信息将会丢失。 (2)只读存储器(ROM) ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM一般用来存放可编程序控制器的系统程序。
定义强调了PLC是： 1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算机 2 专为在工业环境下应用而设计 3 面向用户指令——编程方便 4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 5 数字量或模拟量输入输出控制 6 易与控制系统联成一体 7 易于扩充
第二章PLC基本组成和工作原理
● PLC的基本组成 ● PLC的工作原理
2.1 PLC的基本组成
1.中央处理单元（CPU）： (1)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令 (2)将各种输入信号取入 (3) 把运算结果送到输出端 (4) 响应各种外部设备的请求 （1）通用处理器：8086、80286、80386 （2）单片机芯片：8031、8096 （3）位片式微处理器：AMD-2900 小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU 中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU 大型PLC多采用高速位片式微处理器
1968年．美国最大的汽车制造厂家——通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置，提出了研制可编程序控制器的基本设想，即 (1)能用于工业现场。 (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。 (3)出现故障时易于诊断和维修。 1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台PLC。并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。 （逻辑、计时、计数） 1980年美国电气制造商协会（NEMA）正式将其命名为可编程序控制器（Programmable Controller），简称 PC
电气控制与PLC应用技术课后习题答案(第三章)
习题与思考题1.PLC的定义是什么?答：可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。
是一种专门在工业环境下应用而设计的数组运算操作的电子装置。
它采用可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。
2.简述PLC的发展概况和发展趋势。
答：发展概况：20世纪60年代末，PLC生产于美国马萨诸塞州。
PLC崛起于20世纪70年代，首先在汽车流水线上大量应用。
20世纪90年代是PLC发展最快的时期，PLC在系统结构上，从单机向多CPU和分布式及远程控制系统发展；PLC在编程语言上，图形化和文本化语言的多样性，创造了更具表达控制要求、通信能力和文字处理的编程环境，PLC 在应用范围和水平上得到了全方位的提高。
20世纪90年代至今，PLC走进了一个开放性和标准化的时代。
发展趋势：PLC通信的网络化和无线化，开放性和编程软件标准化、平台化，体积小型化、模块化、集成化，运算速度高速化、性能更可靠，向超大型、超小型两个方向发展，软PLC的发展。
3.PLC有哪些主要功能?答：低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能还有少量的模拟量输入输出、算数运算、数据传送和比较、通信等功能，主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统。
中档PLC除了低档PLC的基本功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算数运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能，还可以增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。
高档PLC除了具有中档PLC的功能外，还增加了带符号算数运算、矩阵运算、位逻辑运算、二次方根运算及其他特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能。
高档PLC具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。
电气控制与PLC应用 第3章 PLC基本指令的应用
1．点动控制线路 电动机的点动控制要求是：按下按钮SB，电动机运转；松开按 钮SB，电动机停机。
图3.16 点动控制线路PLC接线图和程序梯形图
2．运行三菱PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C
图3.17 初始启动画面
图3.18 选 择PLC的类 型
图3.19 程序编辑的主界面
图3.20 指令输入对话框
3．将PLC中存储的原用户程序清除
（1）按【RD/WR】键两次。 （2）按【NOP/0】键。 （3）按【MC/A】键。 （4）按【GO】键。手持编程器屏幕上显示如下： ALL CLEAR ？ OK → [GO] …清除所有程序吗？ …是→按【GO】键 …否→按【CLEAR】键
NO → [CLEAR]
3.4 脉冲指令与正反转控制程序 3.4.1 脉冲上升沿、下降沿“取”指令LDP、LDF
W 0 LD 2 END X 006 …取X6状态 …输出到Y0 …程序结束 1 OUT Y 000
3 NOP
…空指令
5．运行程序
将方式开关【RUN/STOP】开关拨向【RUN】位置，PLC置于程序 运行状态，程序运行指令灯（RUN）亮。
6．操作
（1）按下按钮SB，PLC输入/输出LED指示灯X6/Y0亮，灯HL通电亮。 （2）松开按钮SB，PLC输入/输出LED指示灯X6/Y0灭，灯HL断电灭。 运行的结果符合控制要求。 从这个控制例子可以看出，一个完整的PLC控制系统是由硬件和 软件（用户程序）两部分组成。输入不同的用户程序，PLC便具有不同的 控制功能。
2．FX2N系列基本单元I/O端子的排列
图3.8 FX2N-16MR 的I/O端子排列
图3.9 FX2N-32MR 的I/O端子排列
S7-300 PLC第3章 S7-300PLC的基本指令及应用
3.1 S7-300PLC数据类型和指令基 础
3.1.1 S7-300PLC的数据类型 1. 基本数据类型 （1）位（BIT）：位数据的数据类型为BOOL（布
尔）型，在编程软件中BOOL变量的值1和0。位存 储单元的地址由字节地址和位地址组成这种存取方 式称为“字节．位”寻址方式。 （2）字节（BYTE）：8位二进制数组成1个字节 （Byte），例如字节IB9由I9.0~I9.7这8位组成，其 中第0位为最低位（LSB），第7位为最高位 （MSB）。 （3）字（WORD）：相邻两个字节组成一个字， 字用来表示无符号数。
3．CPU中的寄存器
S7-300 CPU的寄存器有32位累加器、16位状 态字寄存器、32位地址寄存器、32位数据块寄 存器、诊断缓冲区等。
（1）32位累加器
32位的累加器是用来处理字节、字和双字的寄 存器。S7-300有两个累加器（ACCU1和 ACCU2）。可以把操作数装人累加器并进行运 算和处理，保存在ACCU1中的运算结果可以传 送到系统存储器。 数据放在累加器的低端 （右对齐）。
（2）结构（STRCT）：结构是将一组不同类 型的数据组合在一起，形成一个单元。可以用 基本数据类型、复杂数据类型（包括数组与结 构）和用户定义数据类型（UDT）作为结构中 的元素。
（3）字符串（STRING）：字符串是最多有 254个字符的一维数组，每个字节存放一个字 符。
（4）日期和时间（DAE_AND_TIME）：数据 类型日期和时间用于存储年、月、日、时、分、 秒、毫秒和星期，占用8个字节，用BCD格式 保存。第0~5个字节分别存储年、月、日、时、 分和秒，毫秒存储在第6字节和第7字节的高4 位，星期存放在第7字节的低4位。星期天的代 码为1，星期一至星期六的代码为2~7。
3.1.1 S7-300PLC的数据类型 1. 基本数据类型 （1）位（BIT）：位数据的数据类型为BOOL（布
尔）型，在编程软件中BOOL变量的值1和0。位存 储单元的地址由字节地址和位地址组成这种存取方 式称为“字节．位”寻址方式。 （2）字节（BYTE）：8位二进制数组成1个字节 （Byte），例如字节IB9由I9.0~I9.7这8位组成，其 中第0位为最低位（LSB），第7位为最高位 （MSB）。 （3）字（WORD）：相邻两个字节组成一个字， 字用来表示无符号数。
3．CPU中的寄存器
S7-300 CPU的寄存器有32位累加器、16位状 态字寄存器、32位地址寄存器、32位数据块寄 存器、诊断缓冲区等。
（1）32位累加器
32位的累加器是用来处理字节、字和双字的寄 存器。S7-300有两个累加器（ACCU1和 ACCU2）。可以把操作数装人累加器并进行运 算和处理，保存在ACCU1中的运算结果可以传 送到系统存储器。 数据放在累加器的低端 （右对齐）。
（2）结构（STRCT）：结构是将一组不同类 型的数据组合在一起，形成一个单元。可以用 基本数据类型、复杂数据类型（包括数组与结 构）和用户定义数据类型（UDT）作为结构中 的元素。
（3）字符串（STRING）：字符串是最多有 254个字符的一维数组，每个字节存放一个字 符。
（4）日期和时间（DAE_AND_TIME）：数据 类型日期和时间用于存储年、月、日、时、分、 秒、毫秒和星期，占用8个字节，用BCD格式 保存。第0~5个字节分别存储年、月、日、时、 分和秒，毫秒存储在第6字节和第7字节的高4 位，星期存放在第7字节的低4位。星期天的代 码为1，星期一至星期六的代码为2~7。
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订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。
BEA Confidential. | 24
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增强通信联网能力
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五、可编程控制器的发展
增强外部故障的检测与处理能力
据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CP编程语言多样化
在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来
越丰富，功能也不断提高。
除了大多数PLC使用的梯形图、语句表语言外，为了适
应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、 面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言 （BASIC、C语言等）等。多种编程语言并存、互补与发 展是PLC进步的一种趋势。
模块式PLC 将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、 电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。
紧凑式PLC
还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。
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六、可编程控制器的类型
按功能分
低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等 基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术运算、数据传送 和比较、通信等功能。 中档PLC 具有低档PLC功能外，增加模拟量输入/输出、算术运算、 数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。 有些还增设中断、PID控制等功能。
BEA Confidential. | 28
六、可编程控制器的类型
按I/O点数分
小型PLC
I/O点数为256点以下的为小型PLC
（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）
中型PLC
I/O点数为256点以上、2048点以下的为中型
PLC
大型PLC
I/O点数为2048以上的为大型PLC
结构化文本（Structured Text，ST）
指令表（Instruction List，IL）
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十、 PLC的编程语言
梯形图：最常用、最直观的编程语言。
名字的由来
定义及内容
能流的概念
BEA Confidential. | 42
十、 PLC的编程语言
顺序功能图
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二、可编程控制器的产生
因为继电器逻辑电路配线复杂
BEA Confidential. | 7
二、可编程控制器的产生
背景：
1968年美国通用汽车公司（GM）， 为了适应汽车型号的不断更新，生 产工艺不断变化的需要，实现小批 量、多品种生产，希望能有一种新 型工业控制器，它能做到尽可能减 少重新设计和更换继电器控制系统 及接线，以降低成本，缩短周期。
输 入 信 号
PLC的工作过程示意图
BEA Confidential. | 37
九、PLC的工作原理
PLC的运行方式
形象理解PLC的工作方式
BEA Confidential. | 38
九、PLC的工作原理
PLC扫描过程的中心内容
输入采样阶段 一般情况下，PLC对输入信号的要求 程序执行阶段 输出刷新阶段
高档PLC 具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、 位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格 传送等。高档PLC机具有更强的通信联网功能。
BEA Confidential. | 31
七、PLC与其他控制系统的区别
与继电器控制系统的区别
控制逻辑：软－硬
在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节。为了
扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。
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五、可编程控制器的发展
向小型化和大型化两个方向发展
小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更
加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超 小型微型PLC，最小配置的I/O点数为8～16点，以适应 单机及小型自动控制的需要。
PLC的工作方式
PLC的工作按集中输入、集中输出， 周期性循环扫描的方式进行工作的。 工作过程
上电处理
扫描过程 出错处理
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输入处理
输 入 端 子 输 入 映 像 寄 存 器
程序处理
执 行 用 户 程 序 内 部 存 储 器 刷 新
输出处理
输 出 映 像 寄 存 器 输 出 端 子 输 出 信 号
体积小，能耗低.
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四、可编程控制器的应用领域
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四、可编程控制器的应用领域
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四、可编程控制器的应用领域
BEA Confidential. | 14
四、可编程控制器的应用领域
大力开发智能模块，加强联网与通信能力
为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模块，
如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信 和人机接口模块等。
PLC的联网与通信有两类：①
PLC之间联网通信，各PLC 生产厂家都有自己的专有联网手段；② PLC与计算机之 间的联网通信。
为了加强联网与和通信能力，PLC生产厂家也在协商制
BEA Confidential. | 9
二、可编程控制器的产生
1969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，
并应用于工业现场。
BEA Confidential. | 10
三、 可编程控制器的特点
无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强 通用性强，控制程序可变，使用方便 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 编程简单，容易掌握 系统的设计、安装、调试工作量少 维修工作量小，维护方便
BEA Confidential. | 5
一、可编程控制器的定义
1987年，国际电工委员会（IEC）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。它采用可编程序的存储器， 用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数 和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入 和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器 及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体， 易于扩充其功能的原则设计”。
通用叫法
中文名称为可编程控制器； 英文名称为Programmable
Logic Controller，简称PLC。
BEA Confidential. | 4
可编程序控制器简称
Programmable Controller — PC Personal Computer — PC Programmable Logic Controller — PLC
PLC编程控制技术
—多媒体教学课件
第3章 PLC 概述
BEA Confidential. | 1
本章内容（6学时）
PLC的产生和定义 PLC的发展和应用 PLC的特点 PLC与其他控制系统的区别 PLC的分类 PLC的系统组成
PLC的工作原理
PLC的编程语言
BEA Confidential. | 2
本章重点：
PLC的定义、工作原理、系统组成、分类等
本章难点：
PLC的工作原理
目的要求：
掌握PLC的系统组成及工作原理、了解PLC的定义及发展
BEA Confidential. | 3
一、可编程控制器的定义
什么是PLC？
是一种工业控制装置
是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的， 并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、 计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。
四、可编程控制器的应用领域
BEA Confidential. | 20
四、可编程控制器的应用领域
BEA Confidential. | 21
五、可编程控制器的发展
高性能、高速度、大容量发展
为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速
度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达 0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个 性能指标。
工作方式：并行－串行
可靠性和可维护性 控制速度 定时控制 设计和施工 与单片机控制系统的区别 本质区别 使用场合 使用过程 使用成本 学习的难易程度
BEA Confidential. | 32
八、 PLC的系统组成
1. CPU
2. 存储器
3. I/O单元 4. 电源 5. 通信接口 6. 扩展接口 7. 编程设备 8. 其他部件
大型化是指大中型PLC
向大容量、智能化和网络化发 展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、 复杂系统进行综合性的自动控制。现已有I/O点数达 14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并 行工作和大容量存储器，功能强。
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五、可编程控制器的发展
BEA Confidential. | 33
九、PLC的工作原理
PLC的运行方式
理解PLC的运行过程（和继电器系统比较）
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九、PLC的工作原理
PLC的运行方式
形象理解典型例子
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九、PLC的工作原理