可编程序控制器原理及应用[04]
第四章 可编程序控制器(PLC)原理与应用)
分类 低档机 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 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
年份 第一代1969~1972 第二代1973~1975 功能特点 逻辑运算、定时、计数、中小规模集成电路CPU，磁芯 存储器 增加算术运算、数据处理功能，初步行程系列，可靠性 进一步提高 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 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 取代继电器控制 能同时完成逻辑控制，模拟量控制 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 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 应用范围
输 入 继 电 器
05 06 1000~1715 07 08 09 10 11 12 13 14
15
主机
15
15
扩Ⅰ
15
15
扩Ⅱ
15
15
扩Ⅲ
15
表4-7 输出继电器区域（共128点）
名称 范围 20CH 00 01 02 03 04 21CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） 22CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 继电器地址通道 23CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） 24CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 25CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） 26CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 27CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14）
可编程序控制器原理与应用基础 第3版 第4章 S7-200SMART指令系统
1
第4章 S7-200 SMART PLC
的指令系统
4.1 位逻辑指令 4.2 定时器和计数器指令 4.3 比较、传送及移位指令 4.4 数学运算指令 4.5 逻辑运算指令与转换指令 4.6 程序控制指令 4.7 逻辑堆栈指令
2
4.1 位逻辑指令
一、触点指令
位逻辑指令是对存储器或寄存器的“位”进行操作的指令。
VB33 7 6 5 4 3 2 1 0
VB33 7 6 5 4 3 2 1 0
VB34 7 6 5 4 3 2 1 0
VB34 7 6 5 4 3 2 1 0
VB35 7 6 5 4 3 2 1 0
N = ＋14
x SM1.1
VB35 7 6 5 4 3 2 1 0
N = － 14
DATA
24
例如：
3
二、取非指令
取非指令没有操作数，只是改变能流的状态。 能流到达取非触点时就停止；能流未到达取非触点时就通过。
举例：
将 I0.0 和 I0.1 的反变量相与的结果取非后，存在 Q0.0中。
4
三、正跳变和负跳变指令（微分指令）
正跳变和负跳变指令是用于检测输入信号的变化的指令， 统称为微分指令。
VD200 4 <=R
—12.6 I0.2
MB0 = =B MB2
I0.0
V30.0
( R)
8
Q1.0
()
V20.0
( S)
8
Q0.0
( R)
8
18
二、传送指令
19
三、移位指令
20
四、循环移位指令
循环右移前
SM1.1
21
可编程控制器(PLC)原理及应用讲解
用户程序存储区：存放用户程序
变量（数据）存储区：存放内 部变量或数据
通常采用低功耗的 CMOS-RAM存储器加 备用电池，可读写
3.输入/输出接口： 是CPU连接工业现场设备的桥梁。
CPU：
外部设备：
标准电平
开关量、模拟量
弱电 数字量
输入/输出接口 不同电压等级的交流、直流量 高速、低速信号
远程、本地信号
继电器输出 输出
晶体管输出 方式
晶闸管输出
请问PLC输出24V是否直接驱动接触器，接触器是不是 直流接触器？补充：PLC控制的接触器控制220V的电 路。要不要中间还要有什么转换电路。
PLC有多种输出控制，常见的是晶闸管，小型继电器， 理论上是可以直接控制接触器的，但是万一你的接触
器质量不好，是要烧坏PLC的，所以中间还是加套中间
三、主要功能
3.计数控制 可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数 器并设置了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行 中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两 种不同的记数方式。
4. A/D、D/A转换 大多数可编程序控制器还具有摸/数（A/D）和数/摸（D/A）转 换功能，能完成对模拟量的检测与控制。
“、“非”等逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、并联、 串并联、并串联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑 和顺序逻辑控制。
2. 定时控制 可编程序控制器具有定时控制功能。它为用户提供若干个定时 器并设置了定时指令。定时时间可由用户在编程时设定，并能在运 行中被读出与修改，定时时间的最小单位也可在一定的范围内进行 选择，因此，使用灵活，操作方便。
称BCD码，即BCD代码。Binary-Coded Decimal，简称BCD，称 BCD码或二-十进制代码，亦称二进码十进数。是一种二进制的数字
可编程控制器工作原理
可编程控制器工作原理
可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种
采用微处理器作为核心控制元件、具有可编程记忆功能、控制离散工业过程的工控设备。
其工作原理主要包括输入信号的采集、逻辑控制的执行以及输出信号的输出三个过程。
首先，PLC通过输入接口采集外部输入信号。
输入接口可以
接收来自传感器、按钮以及其他外部设备的信号，并将其转换为数字信号。
这些输入信号可以表示各种状态，如开关的开关状态、传感器的检测结果等。
其次，PLC通过内部的逻辑控制程序对输入信号进行逻辑运
算和处理。
逻辑控制程序由程序员编写，其中包括了各种逻辑运算、条件判断以及运算结果的存储等。
当输入信号满足特定的逻辑条件时，PLC会执行相应的控制操作。
最后，PLC通过输出接口将逻辑控制的结果输出到外部设备。
输出接口可以控制继电器、电磁阀等各种执行机构，实现对工业过程的控制。
根据控制需要，PLC可以将逻辑结果通过输
出信号转换为电压、电流、频率等形式，以满足不同设备的工作需求。
总的来说，PLC的工作原理是通过采集输入信号，经过逻辑
控制程序的运算处理，最后将控制结果输出到外部设备，实现对工业过程的自动控制。
其可编程特性使得PLC能够根据具
体的工控需求进行灵活的功能扩展和逻辑代码编写，能够广泛应用于工业自动化控制领域。
可编程序控制器原理与应用PrincipleandApplicationofPLC
1.4可编程序控制器的功能
Programmable Logic Controller features
开关量的开环控制
PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电 路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制， 也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、 订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
联网、通信及集散控制
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着 计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都
十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。利用PLC 的强大联网通信功能，把PLC分布到控制现场，实现各 PLC控制站间的通信以及上、下层间的通信，从而实现分 散控制集中管理的目的。
存取速度快、容量相对小，价格相对高
直接与CPU相连接（CPU可直接访问）
易失性，用于临时存放CPU正在运行的程 序、正被处理的数据以及产生的结果数据
存储介质：半导体芯片
外存储器(简称外存或辅存)
存取速度慢、容量相对大，价格相对低 不直接与CPU相连接（CPU不能直接访问，
其中存储的程序及相关的数据必须先送 入内存，才能被CPU使用） 非易失性，用于长期存放各类信息 存储介质：磁盘、光盘、磁带等
模拟量的闭环控制
在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压 力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制 器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量 （Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配 套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
可编程序控制器及其应用
高效率、低成本、安全性
详细描述
在汽车制造生产线上，PLC被广泛应用于对各种机械设备的自动化控制，例如对焊接、涂装、装配等 环节进行精确控制。此外，PLC能够实现生产线的智能化调度，提高生产效率的同时降低生产成本， 并确保生产过程的安全性。
工程实例三：智能仓库的管理系统
总结词
智能化、高精度、自动化
梯形图语言（ LD）
一种以图形符号表示输入 、输出变量和逻辑运算结 果的编程语言，通过梯形 图表达控制程序。
功能块图语言 （FBD）
一种以功能块为单位描述 控制系统逻辑的编程语言 ，用矩形框表示功能块， 用线段表示功能块之间的 信息传递。
结构化文本语 言（ST）
一种基于文本的编程语言 ，采用结构化语句描述控 制系统的逻辑，可读性强 。
程序执行与输出
控制器根据采样结果和用户程序， 对输出映像区进行更新，输出控制 信号。
输出刷新
控制器将输出映像区的控制信号输 出到外部设备，实现控制功能。
03
可编程序控制器的编程语言 及选型
可编程序控制器的编程语言
01
02
03
04
05
继电器逻辑（ RL）语言
一种以硬件继电器表示输 入和输出变量的编程语言 ，利用物理继电器实现逻 辑控制功能。
02
可编程序控制器的构成及原 理
可编程序控制器的硬件构成
中央处理器(CPU)
输入输出模块
包括微处理器和存储器，用于执行用户程序 和控制信号输入输出。
提供与外部设备的接口，实现信号的采集和 输出。
电源模块
提供控制器所需的电源。
其他可选模块
如通信模块、模拟量输入输出模块等，根据 具体应用需求进行选配。
第九章 可编程控制器的原理及应用
返回
二、FP1系列PLC的编程元件
输入继电器（X） 输入继电器是PLC接收外部开关量信号的 窗口。它的动合触点、动断触点取用次数不限。 输入继电器的状态唯一取决于外部输入信号的 状态。
动0 合触S点T X0X从0 左母X线0闭开合始 驱1 动输O出T继Y电0器线Y圈0接Y0通 动2 断触S点T/X1X从1 左母X线1断开开始 驱3 动输O出T继Y电1器线Y圈1接Y1通 驱4 动输O出T继R电1器线R圈1接R1通 动5 合触S点T 从R左1母线R开1触始点闭合 驱6 动输O出T继Y电2器线Y圈2接Y2通
计数器（C）
计数器（C）的触点是计数器指令（CT） 的输出。如果计数器指令计数完毕，则其动合 触点闭合，动断触点断开。
返回
三、FP1系列PLC的主要性能 以FP1系列的C56为例 1. I／O点数32／24 程序容量 5000步 扫描速度 1.6msK 指令数 基本指令81 高级指令111
返回
2. I／O地址分配 X为I/O区的输入继电器，Y为I/O区的输出继
解：
X0 X1 Y0
Y1
返回
3．或（OR）、或非（OR/）指令
ORO：R、并O联R动/ 合用触于点单的个连触接点指与令前。面电路的并联， 并O联R/点：的并左联端动从断母触线点（时或的S连T接、指ST令/点。）开始，右 端与前面一条指令对应触点的右端相连。
指令
梯形图
语句表
0 ST X3
OR
1 OR Y4
有很好的柔性。 4. 体积小、重量轻、功耗低。
可编程序控制器原理与应用(汪志锋)电子教案
可编程序控制器原理与应用（汪志锋）电子教案第一章：可编程序控制器概述1.1 可编程序控制器的定义与发展历程1.2 可编程序控制器的主要功能与特点1.3 可编程序控制器在各领域的应用实例第二章：可编程序控制器硬件结构与工作原理2.1 可编程序控制器的硬件组成2.2 可编程序控制器的工作原理2.3 可编程序控制器与计算机的区别与联系第三章：可编程序控制器编程软件的使用3.1 编程软件的安装与运行3.2 编程软件的主要功能与操作界面3.3 编程软件的编程实例第四章：可编程序控制器编程基础4.1 编程语言与编程规范4.2 可编程序控制器编程的基本指令4.3 可编程序控制器编程的高级指令与应用第五章：可编程序控制器与外围设备的连接与通信5.1 可编程序控制器与输入/输出设备的连接方法5.2 可编程序控制器与其他设备的通信方式5.3 可编程序控制器通信实例与应用第六章：可编程序控制器的应用案例分析6.1 工业自动化控制案例6.2 民用控制系统案例6.3 特殊应用案例分析第七章：可编程序控制器的故障诊断与维修7.1 故障诊断的基本方法7.2 常见故障分析与处理7.3 维修策略与维护注意事项第八章：可编程序控制器的设计与开发8.1 控制系统需求分析8.2 可编程序控制器选型与配置8.3 系统设计与开发流程第九章：可编程序控制器在工业现场的应用9.1 工业现场环境与挑战9.2 可编程序控制器在工业现场的优势9.3 工业现场应用案例分析第十章：可编程序控制器的发展趋势与展望10.1 新技术在可编程序控制器中的应用10.2 可编程序控制器在未来的发展前景10.3 行业标准与政策对可编程序控制器的影响重点和难点解析重点一：可编程序控制器的定义与发展历程解析：本环节需要重点关注可编程序控制器的起源、发展阶段及其定义。
理解可编程序控制器是如何从传统控制系统演变而来的，以及它的核心优势和特点。
重点二：可编程序控制器的硬件结构与工作原理解析：本环节重点是掌握可编程序控制器的硬件组成，包括中央处理单元、存储器、输入/输出接口等，以及它是如何处理输入信号并输出信号的工作原理。
可编程序控制器工作原理
2 更智能的功能
控制器将集成机器学习和人工智能技术，具备自主学习和优化能力。
3 更广泛的应用领域
控制器将进一步应用于领域如自动驾驶、医疗、能源等。
3 故障诊断
可编程序控制器能够检测 和诊断故障，并采取适当 的措施进行修复。
控制器的基本原理
可编程序控制器的基本原理是通过输入和输出模块与外部设备进行通信，接 收和发送信号来实现控制。
控制器的组成部分
CPU
中央处理器负责运行控制器程序和进行数据处 理。
ห้องสมุดไป่ตู้输入模块
接收来自传感器和外部设备的信号。
记忆单元
存储控制器程序和数据。
输出模块
向执行机构和显示设备发送控制信号。
控制器的工作流程
1
输入信号
控制器接收来自传感器和外部设备的输入信号。
2
程序执行
控制器根据预先编写的程序逻辑对输入信号进行处理。
3
输出信号
控制器发送处理后的信号到执行机构和显示设备。
控制器的输入与输出
控制器的输入包括数字信号、模拟信号和通信接口，输出包括开关、继电器、运动控制和通信接口。
控制器的应用领域
工厂自动化
控制器用于自动控制和监控生产线，提高生产效率 和质量。
建筑自动化
控制器用于控制和管理建筑系统，如照明、空调和 安防系统。
智能家居
控制器用于智能家居设备的控制和联网。
机器人技术
可编程序控制器是机器人技术的核心，驱动机器人 完成各种任务。
控制器的发展趋势
1 更强大的处理能力
可编程序控制器工作原理
控制器是现代工业自动化的核心，它以编程方式控制机械设备和生产流程。 本演示将介绍可编程序控制器的基本原理、组成部分、工作流程、输入输出、 应用领域以及未来发展。
11可编程序控制器PLC原理及应用第一二章
2、丰富的I/O接口模块 PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模 拟量；电压或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等。有相应的 I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接 近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。 另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等 等。 3、采用模块化结构 为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝 大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电 源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起 来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
5、超大型 PLC （1/3）
1） 可达到8192个及以上 I/O 点数； 2） 16位处理器或32位处理器或多处理器； 3） 存储容量达 64 KB，可扩展至 1000 KB； 4） 数字量 I/O 接口； 5） 本地和远地 I/O 接口； 6） 主控继电器（MCR）指令； 7） 定时器、计数器和移位寄存器（TCS）； 8） CRT编程器编程； 9） 继电器置换和模拟控制；。 10）编程语言有梯形图或布尔语言； 11）磁鼓定时器或顺序发生器；
“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 环境应用而设计的。它采用了可编程序的存储器，用于其内部 存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作 等面向用户的指令，并通过数字或模拟式的输入/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部设备， 都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原 则设计。”
4、编程简单易学 PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对 使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一 般工程技术人员所理解和掌握。
可编程序控制器(PLC)原理及应用
冗余和容错技术
提高系统可靠性和稳定性，确保 在故障发生时系统能够正常运行。
05
PLC系统设计与选型原则
系统设计流程和方法论
需求分析
明确系统控制需求，包括输入/输出信号类型、数量、通 信协议等。
软件编程
使用PLC编程软件编写控制程序，实现系统逻辑控制功 能。
ABCD
硬件设计
根据需求选择合适的PLC型号、I/O模块、通信模块等硬 件设备，并设计相应的电气连接图。
发展历程
从1960年代末期的初创阶段，到1970 年代中期的成熟阶段，再到1980年代 以后的发展阶段，PLC逐渐从逻辑控 制向数字控制发展，功能不断增强， 应用领域也不断扩展。
PLC基本组成与工作原理
基本组成
PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口、电源等部分组成。
工作原理
PLC采用循环扫描的工作方式，即按照用户程序存储器中存放的先后顺序逐条执 行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
实例三
使用顺序功能图语言实现一个复杂的自动化生产线控制程 序，包括多个状态之间的转移条件、状态内的动作以及必 要的互锁和联锁功能。
03
PLC在工业自动化领域应用
顺序控制应用
逻辑控制
时间控制
PLC可以实现复杂的逻辑控制功能，如 与、或、非等逻辑运算，用于控制工业 设备的启动、停止、运行等状态。
PLC具有精确的时序控制能力，可以 根据时间设定来控制设备的运行时长、 延迟等。
可编程序控制器(plc)原 理及应用
目录
Contents
• PLC概述与基本原理 • PLC编程语言与指令系统 • PLC在工业自动化领域应用 • PLC通信与网络功能实现 • PLC系统设计与选型原则 • PLC安装调试与故障诊断技巧
可编程控制器原理及应用
一、可编程控制器概述
1.1 1.2 1.3 1.4 可编程控制器的产生 可编程控制器的特点 可编程控制器的分类 PLC的应用和发展 的应用和发展
1.2 可编程控制器的特点 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计 算机，具有许多明显的特点： ①可靠性高、抗干扰能力强； ②编程直观、简单； ③适应性好； ④功能完善、接口功能强，目前的可编程控 制器具有数字量和模拟量的输入输出、逻辑和算 术运算、定时、计算、顺序控制、通信、人机对 话、自检、记录和显示等功能，使设备控制水平 大大提高。
PLC的更新很快：
PLC技术发展特点为高速度、大容量、系列化、模块化、 多品种。 PLC的编程语言、编程工具多样化，通信联网功能越来 越强。 PLC的联网和通信可分为两类：一类是PLC之间的联网 通信，多制造厂商都有自己的专有联网手段；另一类是PLC 与计算机之间的联网通信，一般PLC都有通信模块用于计算 机通信。 在网络中要有通用的通信标准，否则在一个网络中不能 连接许多厂商的产品。美国通用汽车公司在1983年提出的制 造自动化协议（MAP——Manufacture Automation Protocol） 是众多通信标准中发展最快的一个。MAP的主要特点是提供 以开放性为基础的局部网络，使来自许多厂商的设备可以通 过相同的通信协议而相互连接。由于MAP的出现，推动了通 信标准化的进程。
二、PLC组成与工作原理 PLC组成与工作原理
2.1 PLC的组成及其各部份的功能 的组成及其各部份的功能 2.2 PLC的编程语言 的编程语言 2.3 PLC的工作原理 的工作原理
2.3 PLC的工作原理 的工作原理 PLC采用循环扫描的工作方式，其扫描过程如 下图：
内部处理
停止
通信操作 输入处理 程序执行 输出处理
第九章 可编程控制器的原理及应用
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第二节 松下FP1可编程控制器 介绍
FP1产品简介 FP1系列PLC的编程元件 FP1系列PLC的主要性能
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一、FP1产品简介
FP1是一种功能非常强的小型机，该产品 系列有紧凑小巧的C14型与C16型，还有具有 高级处理功能的C24、C40、C56、C72型等 多种规格。在大写字母C后面的阿拉伯数字是 表示该种型号可编程控制器的输入、输出点 数之和。
例如C56即表示该种型号的可编程控制器 有56个I/O点。其中32个输入点，24个输出点。 由于FP1系列可编程控制器的输入／输出点数 较少，所以FP1系列属小型机。
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二、FP1系列PLC的编程元件
输入继电器（X） 输入继电器是PLC接收外部开关量信号的
窗口。它的动合触点、动断触点取用次数不限。 输入继电器的状态唯一取决于外部输入信号的 状态。
解：
X0 X1 Y0
Y1
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3．或（OR）、或非（OR/）指令
ORO：R、并O联R动/ 合用触于点单的个连触接点指与令前。面电路的并联， 并O联R/点：的并左联端动从断母触线点（时或的S连T接、指ST令/点。）开始，右 端与前面一条指令对应触点的右端相连。
指令
梯形图
语句表
0 ST X3
OR
1 OR Y4
返回
2．非（/）、与（AN）、与非（AN/）指令 /：将该指令处的运算结果求反。 AN：串联动合触点时的连接指令。 AN/ 串联动断触点时的连接指令。
指令
梯形图
AN AN/
语句 表
0 ST X0 1 AN X2 2 OT Y3 3 ST Y3 4 AN/ X1 5 OT R1
可编程控制器原理及应用
五、S7-200PLC基本逻辑指令
（1）、逻辑取及线圈驱动指令 1)逻辑取及线圈驱动指令为LD、LDN和= LD(Load)：取指令。用于网络块逻辑运算开始的常开
触点与母线的连接。 LDN(Load Not)：取反指令。用于网络块逻辑运算开 始的常闭触点与母线的连接 =（OUT）：线圈驱动指令。 2)取反指令NOT 将复杂逻辑结果取反。
一、概述
1、继电器接触器控制系统的特点 20世纪70年代前 继电器接触器控制系统 优点：结构简单、容易掌握、价格低廉，能满足大部分场合电气顺序
逻辑控制的要求。 缺点：设备体积大、可靠性差、动作速度慢、功能弱，难于实现较复 杂的控制；特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，极限复杂繁琐， 生产工艺或对象需要改变时，原有的接线和控制柜就要更换，所以通 用性和灵活性较差。 2、可编程序逻辑控制器的定义 可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Cntroller)。简称为PLC 可编程序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、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 序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体， 易于扩充其功能的原则设计。
3、可编程控制器的工作特点 1）使用于工业环境，抗干扰能力强 2）可靠性高。无故障工作时间（平均）系统。 3）控制能力极强。算术、逻辑运算、定时、计数、 PID运算、过程控制、通讯等。 4）使用、编程方便。梯形图、语句表、功能图、控制 系统流程图等编程语言通俗易懂，使用方便。 5）组成灵活。小型PLC为整体结构，并可外接I/O扩 展模块构成PLC控制系统。中大型PLC采用模块式结构， 有各种专用功能模块供选用和组合，可组成大小和要 求不同的控制系统。 所以，可编程控制器可以成为全功能工业控制计算机。
可编程控制器原理及应用习题答案
可编程控制器原理及应用PLC习题解答（S7-200系列PLC）第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。
并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。
1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。
1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。
1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。
第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。
2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。
PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。
可编程控制器原理及应用习题答案
可编程控制器原理PLC课后习题部分解答第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。
并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。
1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。
1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。
1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。
第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。
2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。
PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。
2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①、Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③、扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④、可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。
可编程序控制器原理及应用第2版(可下载使用)
可编程序控制器原理及应用（第２版）作者: 吴中俊等主编价格: 定价:28 元书号: 7-111-12516-9出版社: 机械工业出版出版日期: 2005-10-09---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 内容简介本书从实际工程应用和教学需要出发，介绍了电气控制的基本知识；以SIEMENS S7-200 可编程序控制器（PLC）为背景机，重点介绍了PLC 的工作原理、系统配置、指令系统、编程软件、设计方法等内容；简要介绍了S7-300、S7-400PLC 及PLC 的网络通信知识。
有关章节附有习题及思考题。
书末有实验指导书和课程设计指导书。
本书语言简练、通俗易懂，内容由浅入深，注重理论和实际应用相结合，书中附有PLC 应用实例，所有程序均经调试运行。
本书可作为高等学校工业自动化、电气工程及其自动化、机电一体化、计算机应用等本科专业的教材，也可供相关工程技术人员参考。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 目录第一章电气控制基础第一节常用低压电器第二节基本电气控制电路第二章可编程序控制器概述第一节 PLC 的由来和定义第二节 PLC 的发展概况和发展趋势第三节 PLC 的主要功能和特点第四节 PLC 的分类第三章可编程序控制器的基本组成和工作原理第一节 PLC 的基本组成和各部分的作用第二节 PLC 对继电器控制系统的仿真第三节 PLC 的工作原理第四章 S7-200 可编程序控制器的系统配置第一节 S7-200 PLC 系统的基本组成第二节 S7-200 的接口模块第三节 S7-200 的系统配置第五章 S7-200 可编程序控制器的指令系统第一节 S7-200 编程的基本概念目录第二节 S7-200 的基本指令及编程方法第三节 S7-200 的功能指令第六章 STEP7-Micro/WIN32第一节软件安装及硬件连接第二节编程软件的主要功能第三节编程软件的使用第四节程序的监控和调试第七章可编程序控制器的控制系统设计第一节 PLC 控制系统设计的内容和步骤第二节 PLC 控制系统的硬件配置第三节 PLC 控制系统应用程序的设计第四节 PLC 应用程序的基本环节及设计技巧第五节 PLC 在工业控制中的应用第六节提高PLC 控制系统可靠性的措施第八章 S7-300 和S7-400 可编程序控制器的系统配置及编程第一节 S7-300 和S7-400 的系统配置第二节 S7-300 和S7-400 的指令系统第三节 S7-300 和S7-400 应用系统的编程第九章可编程序控制器的通信及网络第一节通信及网络的基本知识第二节 S7 系列PLC 的网络类型及配置第三节 S7-200 网络及应用。
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4
§4.1 S7-200/300/400 PLC编程指令与RLO
2. 西门子PLC编程语言
五种编程语言 本课程着重介绍梯形图
3. 逻辑操作结果RLO
5
§4.1 S7-200/300/400 PLC编程指令与RLO
4. S7-200/300/400 PLC指令分类
位逻辑指令 定时器指令 计数器指令 传送、移位、比较和转换指令 逻辑操作指令 中断和通信等
34
§4.4 计数器指令
5. 扩展应用举例 只用PLC一条指令，就可实现电机启停
35
§4.4 计数器指令
5. 扩展应用举例 报警电路
报警是电气自动控制中不可缺少的重要环节，标准的报 警功能应该是声光报警。当故障发生时，报警指示灯 闪烁，报警电铃或蜂鸣器响，操作人员知道故障发生 后，按消铃按钮，把电铃关掉，报警指示灯从闪烁变 为长亮。故障消失后，报警指示灯熄。另外还设有试 灯、试铃按钮，用于平时检测报警指示灯和电铃的好 坏。 输入信号设置： I0.0故障信号 ;I1.0为消铃按钮 ;I1.1为试 灯按钮 输出信号设置: Q0.0为报警灯;Q0.7为报警电铃
79
§4.9 其它指令
1.S7-200 PLC的时钟指令
80
§4.9 其它指令
2.其他指令举例
81
§示例
例题2：三台电动机顺序起动、逆序停止的程序；
要求：3台电动机按启动按钮后，M1、M2、M3正序启动，启动时 间间隔为1分钟；按停止按钮后，逆序停止，时间间隔为30秒钟。 设计方法：1）确定题目中的输入/输出点数，分配好PLC的I/O 地址；有2个输入点；3个输出点。2）设计出PLC外部接线；3）. 设计PLC程序 4）.模拟调试
3
4.9 其他指令
§4.1 S7-200/300/400 PLC编程指令与RLO
1. IEC61131与SIMATIC指令体系
PLC——广泛使用，原理一致，系统异构，设计困难 IEC制定统一的PLC技术规范IEC61131 ① 一般信息（基本介绍、概念、术语和定义） ② 编程对硬件设备的要求和测试需求（从机械和电气） ③ 编程语言标准 ④ 用户指南 ⑤ 通信规范 IEC61131-3是PLC指令系统的参考标准 主流厂商支持IEC61131，但保留技术细节 西门子PLC中包含SIMATIC指令 IEC61131指令系统可移植性强，SIMATIC指令功能强大 学习方法：理解并记忆典型的程序段，通用性强
49
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
练习 QB0接七段码管，当IB0的输入为100时，计时10 秒后将字母A输出；当IB0输入为0时，立即清空。
50
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
3.移位指令
普通移位（shift）指令
51
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
3.移位指令
循环移位（rotate）指令
82
§示例
83
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
1.传送类指令
传送指令
38
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
1.传送类指令->浮点数的存储
39
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
1.传送类指令->浮点数的存储
-12.5 Contents
Address+0 0xC1 SEEEEEEE 11000001
36
§4.4 计数器指令
5. 扩展应用举例 报警电路
输入信号设置：I0.0故障信号;I1.0为消铃按钮;I1.1为试灯按钮 输出信号设置: Q0.0为报警灯;Q0.7为报警电铃
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故障发时，报警指示灯闪烁，电铃响， 按消铃按钮，电铃关掉，指示灯从闪烁变为长亮 故障消失后，报警指示灯熄。 另外还设有试灯、试铃按钮，用于平时检测报警 指示灯和电铃的好坏。
4.保持型接通延时定时器（TONR）
特点：IN断电保持（TON：IN断电复位） 用R指令复位 Nhomakorabea23
§4.3 定时器指令
5.断开延时定时器（TOF）
在主输入端断开后使定时器继续保持动作一段时间 系统上电或首次扫描时，TOF的状态位为OFF，当前值为0
24
§4.3 定时器指令
6.不同时基的定时器的刷新方式 1ms 中断方式，每隔1ms自动刷新，与扫描周期无关 10ms 在每个扫描周期的开始时被刷新，周期内不变 100ms 在指令被执行时刷新
先入先出FIFO
71
§4.7 表功能指令
3.表中取数指令
后入先出LIFO
72
§4.7 表功能指令
4.查表指令
73
§4.7 表功能指令
4.查表指令
74
§4.7 表功能指令
4.查表指令
75
§4.7 表功能指令
4.查表指令
76
§4.8 字符串操作指令
77
§4.8 字符串操作指令
78
§4.8 字符串操作指令
52
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
3.移位指令
53
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
4.数据转换指令
数据类型简介 数据类型转换指令
54
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
4.数据转换指令
数据类型转换指令
55
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
4.数据转换指令
数据类型转换指令
Address+1 0x48 EMMMMMMM 01001000
Address+2 0x00 MMMMMMMM 00000000
Address+3 0x00 MMMMMMMM 00000000
S: 为1，是个负数。 E:为 10000010 转为10进制为130，130-127=3，即实际指数部分为3. M:为 10010000000000000000000。 这里，在底数左边省略存储了一个1， 实际底数表示为 1.10010000000000000000000 40 调整方法为：如果指数E为负数，底数的小数点向左移，如果指数E为正数， 底数的小数点向右移。
主讲：童亮 toli1226@
内容提要->章节内容
第4章 S7-200 PLC编程指令
学习目标
① 了解PLC编程语言规范和RLO概念 ② 掌握位逻辑指令的使用方法 ③ 掌握定时器指令的使用方法 ④ 掌握计数器指令的使用方法 ⑤ 掌握传送、比较、移位与转换指令的使用方法
⑥ 掌握数学运算指令、表功能指令的使用方法
S7-200与S7-300/400有差别，但不大
6
§4.2 位逻辑操作指令
1. 基本位逻辑指令
7
§4.2 位逻辑操作指令
1. 基本位逻辑指令
例4.1 自保持电路
8
§4.2 位逻辑操作指令
1. 基本位逻辑指令
例4.2 互锁电路
9
§4.2 位逻辑操作指令
1. 基本位逻辑指令
例4.3 多输入电路
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
1.传送类指令->浮点数的存储
41
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
1.传送类指令
42
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
1.传送类指令
43
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
1.传送类指令
块传送指令
44
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
1.传送类指令
⑦ 掌握字符串操作指令及其它指令的使用方法
2
内容提要->章节内容
第4章 S7-200 PLC编程指令
4.1 S7-200/300/400 PLC编程指令与RLO
4.2 位逻辑操作指令 4.3 定时器指令
4.4 计数器指令
4.5 传送、比较、移位与转换指令 4.6 数学运算指令 4.7 表功能指令
4.8 字符串操作指令
§4.7 表功能指令
1.填充指令
66
§4.7 表功能指令
1.填充指令
67
§4.7 表功能指令
2.填表指令
68
§4.7 表功能指令
2.填表指令
假设VW100内的数据为1234，表的起始地址为VW200。
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§4.7 表功能指令
3.表中取数指令
先入先出FIFO
70
§4.7 表功能指令
3.表中取数指令
块传送指令
45
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
2.比较指令
46
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
2.比较指令
47
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
2.比较指令
48
§4.5 传送、比较、移位与转换指令
练习 QB0接七段码管，当IB0的输入为100时，计时10 秒后将字母A输出；当IB0输入为0时，立即清空。
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§4.2 位逻辑操作指令
1. 基本位逻辑指令
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§4.2 位逻辑操作指令
2. 置位与复位指令
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§4.2 位逻辑操作指令
2. 置位与复位指令
自保持电路 用复位优先的置位组合线圈可以实现自保持电路
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§4.2 位逻辑操作指令
练习
用四个按钮分别控制四个灯，且任意时刻只有一个灯亮。
14
§4.2 位逻辑操作指令
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§4.3 定时器指令
7.定时器应用举例 使某个输出保持一定时间
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§4.3 定时器指令
7.定时器应用举例 脉冲发生器
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§4.4 计数器指令
1.计数器指令概述
对输入脉冲进行计数 S7-200中分为： 递增计数器（CTU） 递减计数器（CTD） 增减计数器（CTUD） 编号C0-C255 每个计数器有一个16位的当 前值寄存器和状态位，最大 计数值为32767 有设定值