第四章 可编程序控制器(PLC)原理与应用(简)解析

继电器地址通道
13CH
14CH
00
00
01
01
02
02
03
03
04
04
05
05
06
06
07
07
08
08
09
09
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
15CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
主机
扩Ⅰ
扩Ⅱ
16CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
可用于大规模的过程控制，构成分布式控制系统， 形成整个工厂的自动化网络
以上所述各类PLC的基本性能见表4-4。
表4-4 各类PLC基本性能
性能 I/O能力
少于256点
小型
CPU
单CPU8位处理器
扫描速度 存储器 智能I/O 联网能力
指令及功能
20~60ms/KB 0.5~2KB 无 差 逻辑运算 计时器8~64个 计时器8~64个 标志位8~64个，其中1/2可记忆 具有寄存器和触发器功能
继电器地址通道
43CH
44CH
00
00
01
01
02
02
03
03
04
04
05
05
06
06
07
07
08
08
09
09
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
45CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
46CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
1.系统程序 （1）系统管理程序
（2）用户程序编辑和指令解译程序 （3）标准子程序与调用管理程序
2.用户程序 （1）梯形图 （2）语句表 （3）功能表图 （4）高级语言
PLC的编程语言比较
三、PLC主机中各类继电器的地址编号及应用
1.各类继电器的地址编号 2.主机各继电器的作用
各类继电器的识别及通道号见表4-5。
下图是继电-接触器控制系统与PLC控制系统结构 示意图。
五、PLC的分类
1.按结构形式分类 2.按I/O点数和存储容量分类
I/O点数和存储容量分类见表4-2。
表4-2 按I/O点数和存储容量分类
I/O点数 用户程序存储量 适用机型
265点以下 2K字以下
小型
3.按功能分类
265~2048点 2~10K字 中型
表4-5 继电器的识别号及通道号
继电器类型
特殊继电器
输入继电器
输出继电器
50
辅助继电器
延时/计数继电器 断电保持继电器
识别号
0
1
…
52
2
3
4
5
6
通道号
00 10~17 20~27 30~37 40~47 50~52 60~67
ACMY-S256主机中各类继电器地址编号见表46——表4-11
表4-6 输入继电器区域（共128点）
可完成既有开关量又有模拟量控制的任 还具有模拟调节联网通信，记录，打
务
印
梯形图、流程图、语句表
梯形图、流程图、语句表图形语言， BASIC等高级语言
第二节 PLC系统的组成
一、PLC的硬件系统
1.CPU 2.存储器 3.输入/输出模块、扩展机 4.编程器 5.其他外围设备 6.电源
二、PLC的软件系统
60CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
61CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
62CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
➢ 可编程序控制器及其有关外围设备，都按易于与 工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设 计。
三、PLC的功能 四、PLC的主要特点
1.抗干扰能力强，可靠性高 2.通用性强，灵活性高 3.编程简单，易于掌握，使用维护方便 4.丰富的 I/O 接口 5.接点利用率高 6.调试方便、快速动作 7.控制系统结构简单、体积小、质量轻、功耗低
可编程序控制器的产生：
➢ 条件：LSI出现，微处理器的发展；现代工业迅速发展，对 电气控制提出越来越多的要求；装置要求控制难度增强。 ➢ 首先要解决的两个问题：可靠性及抗干扰能力；应用 ➢ GM10条：编程简单，可在现场修改程序；维护方便，最 好是插件式结构；可靠性高于继电器控制；体积小于继电器控 制柜；可将数据直接送入管理计算机；在成本上可与继电器控 制柜竞争；输入可以是交流115V；输出可以为交流115V、 2A以上，能直接驱动电磁阀；扩展时，原有系统只要很小变 化；用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。
模拟量处理，算术运算，数据传送 编程语言 梯形图
中型
大型
256~2048点 双CPU8位字处理器和位处理器
多于2048点
多CPU16位字处理、位处理器和浮点 处理器
5~20ms/KB 2~64KB 有
1.5~5ms/KB 64MB以上 有
较强
强
逻辑运算
逻辑运算
计时器64~128个 计时器64~128个
第四章 可编程序控制器 （PLC）原理与应用
第一节 概述
第二节 PLC系统的组成
第三节 PLC控制的指令系统与编程格式
第四节 编程方法及编程器的使用
第五节 可编程序控制器的应用
思考题与习题
第一节 概 述
一、PLC的由来
继电器控制系统的缺陷：
➢ 体积大，耗能大 ➢ 功能局限性大 ➢ 可靠性差 ➢ 运行起来其电器触点冲击噪声大 ➢ 维护工作量大
第四代 1983~至今
高速大容量多功能，采用32位微处理器， 编程语言多样化，通信能力进一步完善， 智能化功能模块齐全
构成分级网络控制系统，实现图像 动态过程监控，模拟网络资源共享
可编程序控制器的定义：
➢ 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。
➢ 采用了可编程序的存储器，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， 控制各种类型机械的生产过程。
27CH 00 01 02 03 04 05 06 07
（08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） （15）
扩Ⅲ
表4-8 内部辅助继电器区域（共256点）
名称
内 部 继 电 器
范围 3000~3715
30CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
47CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
表4-10 延时/计数继电器区域（共48点）
名称
延 时 计 数 继 电 器
范围 5000~5215
50CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
计时器128~512个以上 计时器128~512个以上
标志位64~2048个，其中1/2可记忆
标志位2048个以上，其中1/2可记忆
具有寄存器和触发器功能
具有寄存器和触发器功能
算术运算、比较、数制转换、三角函数、 开方、乘方、微分、积分、中断
算术运算、比较、数制转换、三角函 数、开方、乘方、微分、积分、PID、 实时中断，过程监控
（08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） （15）
22CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
继电器地址通道
23CH
24CH
00
00
01
01
02
02
03
03
04
04
05
05
06
06
07
07
（08）
08
（09）
09
除具有一般中低档机的功能外，还有较强的数据处 理功能和模拟调节、特殊功能函数运算、监视、记 录、打印等功能，以及更强的通信联网功能，能进 行中断控制、智能控制、过程控制等
应用场合
开关量控制、定时、计数控制、顺序控制等场合， 有模拟量I/O功能的低档PLC应用更广
适用于既有开关量又有模拟量的较为复杂的控制 系统，如过程控制、位置控制等
31CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
32CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
继电器地址通道
33CH
34CH
00
00
01
01
02
02
03
03
04
04
05
05
06
06
07
07
二、PLC的发展过程
1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上 第一台可编程序控制器。（PDP－14）
各代PLC的特点与应用范围见表4-1。
表4-1 各代PLC的特点与应用范围
年份
功能特点
应用范围
第一代 1969~1972
逻辑运算、定时、计数、中小规模集成 电路CPU，磁芯存储器
取代继电器控制
第二代 1973~1975
增加算术运算、数据处理功能，初步形 成系列，可靠性进一步提高
能同时完成逻辑控制，模拟量控制
第三代 1976~1983
增加复杂数值运算和数据处理，远程 I/O和通信功能，采用大规模集成电路， 微处理器，加强自诊断、容错技术
适应大型复杂控制系统控制需要并 用于联网、通信、监控等场合
08
08
09
09
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
35CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
36CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
37CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
51CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
52CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
继电器地址通道
表4-11 断电保持继电器区域（共128点）
名称
断 电 保 持 继 电 器
范围 6000~6715
表4-9 内部辅助继电器区域（共256点）
名称
内 部 继 电 器
范围 4000~4715
40CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
41CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
42CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
（10）
10
（11）
11
（12）
12
（13）
13
（14）
14
（15）
15
25CH 00 01 02 03 04 05 06 07
（08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） （15）
主机
扩Ⅰ
扩Ⅱ
26CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
名称
输 入 继 电 器
范围 1000~1715
10CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
11CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
12CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
2048以上 10K字以上
大型
按PLC的功能不同又可以分为低、中、高档三种，
其主要功能和应用场合见表4-3。
分类 低档机 中档机
高档机
表4-3 按PLC的功能分类
主要功能
具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控 等基本功能。有些还有少量模拟量I/O功能和算术运 算等功能
除具有上述低档机的功能外，还有较强的模拟量I/O 功能、算术运算、数据比较、数据传送以及远程I/O 通信联网等功能
17CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
扩Ⅲ
名称
输 出 继 电 器
范围 2000~2715
20CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
表4-7 输出继电器区域（共128点）
21CH 00 01 02 03 04 05 06 07
继电器地址通道
63CH
64CH
00
00
01
01
02
02
03
03
04
04
05
05
06
06
07
07
08Leabharlann 08090910
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
65CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
66CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15