可编程控制器PLC
可编程控制器(PLC)简介
PLC的硬件结构：
主要由控制组件和输入/输出（I/O）接口电路及编程器三部分组成。
硬件结构主要包括：CPU、RAM、ROM和I/O接口电路等，内部采用总线结构进行数据和指令的传输。
PLC硬件结构的三大部分
）控制组件：
CPU：中央处理器，控制指挥中心，完成取进输入信号、对指令进行编译、完成
（a）（b）
三、FX2系列PLC的内部寄存器
FX2系列为例，介绍小型PLC的硬件配置和指令系统。
FX2系列列PLC内部寄存器的配置
见表。
寄存器名称符号编号点数注释
000~177
．电路控制过程分析
接触器KM1、KM3通电→电动机定子绕组为星形联结起动，
二者比较，主电路是一样的，只是控制电路部分不同。
该电路需要连接到点：两个控制按钮和三个交流接触器。
因此可选用型号为有输入、输出端口各8点，其地址分别X000 ~ X007，
所连接主令电路输出点地址
停止按钮SB1 Y000
启动按钮SB2 Y001
Y002
（1）如表所示，表中左边为程序的梯形图，右边为助记符。
可编程控制器原理及应用
可编程控制器原理及应用可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种数字式的、微型的、带有专用数字计算机特性的电子装置。
它具有自动化控制系统所需的输入输出接口、控制逻辑、计算处理和数据存储等功能。
可编程控制器可以广泛应用于工业自动化、机械设备、交通运输、建筑物控制、家庭自动化等领域。
本文将从可编程控制器的原理以及应用两个方面进行详细介绍。
一、可编程控制器的原理1.输入接口：可编程控制器通过输入接口将外部信号（例如传感器信号）转换成数字信号，以供中央处理器进行处理。
输入接口通常包括数字输入模块和模拟输入模块，数字输入模块接收开关信号、传感器信号等，模拟输入模块接收模拟传感器信号，例如温度、压力等。
2.中央处理器（CPU）：中央处理器是可编程控制器的核心部分，主要负责控制逻辑的运算和数据的处理。
中央处理器通常由微处理器、存储器和定时器等组成，它能够执行各种控制逻辑以及数学运算、函数计算等任务。
3.输出接口：可编程控制器通过输出接口控制执行器（例如电磁阀、电机等）的开关状态。
输出接口通常包括数字输出模块和模拟输出模块，数字输出模块能够控制开关状态，模拟输出模块能够输出模拟信号，例如控制电机的转速。
4.通信接口：可编程控制器可以通过通信接口与其他设备进行数据交换和通信。
通信接口通常包括串行接口、以太网接口等，用于与其他设备（如上位机、HMI人机界面）进行数据交换和实时监控。
二、可编程控制器的应用1.工业自动化：可编程控制器可以实现工厂的自动化生产线控制，对物体进行自动化的分拣、组装、检测等操作。
通过编写控制程序，设置不同的逻辑控制条件，能够实现生产线的高效率、高精度运行。
2.机械设备：可编程控制器可以应用于各种机械设备的控制和监控。
例如，印刷机、包装机、激光切割机等机械设备都可以使用可编程控制器进行自动化控制，提高生产效率和质量。
3.交通运输：可编程控制器可以应用于交通信号灯、地铁、机场行李输送系统等交通运输设备的控制和监控。
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
定义
定义
可编程逻辑控制器简称PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）。随着科学技术的发展，为适 应多品种，小批量生产的需求而产生发展起来的一种新型的工业控制装置 。
1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。 2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向 现场的执行部件输出相应的控制信号。 常用的I/O分类如下： 开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分， 有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最 大的底板或机架槽数限制。
结构与产品
结构与产品
从PLC的硬件结构形式上，PLC可以分为整体固定I/O型，基本单元加扩展型，模块式，集成式，分布式5种 基本结构形式。
PLC的组成 ：
中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢，是PLC的核心起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU。它按照 PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的 状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和 数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行 逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各 输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
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
可编程控制器的组成及工作原理
参数进行监视；与打印机相连可打印程序清单或输出有关记录信息。 • 2. 软件 • PLC工作所用各种程序的集合，包括：系统监控程序、用户程序。 • (1) 监控程序 • 由生产厂家编制用于管理、协调PLC各部分工作，充分发挥硬件功能，
第5章 可编程控制器的组成及工作原理
• （1）CPU
• PLC的CPU板，是必需部件。包括CPU、存贮器RAM、ROM；并行接口 PIO；串行接口SIO；时钟CTC。
• 作用：对整个PLC的工作进行控制。是PLC的运算、控制中心。实现逻辑 运算、算术运算并对整机进行协调、控制，按系统程序赋予功能工作：
• c、单个模块输入点数：8、16、32点，各点电路相同。
• 按输入模块与外部用户设备接线，可分为汇点输入接线和独立输入接线 两种基本形式。
第5章 可编程控制器的组成及工作原理
• 汇点输入：可用于直流也可用于交流输入模块。各输入元件共用一个公 共端（汇集端）COM，可以是全部输入点为一组，共用一个公共端和一 个电源，如图5-4（a）示；也可将全部输入点分为若干组，每组有一个 公共端和一个电源，如图5-4（b）示。
稳压电源;另一种是外部电源（用户电源），用于传送现场信号或驱动现 场执行机构。 • （5）扩展接口 • 用于系统扩展输入、输出点数。如I/O点离主机较远，可设置一个I/O子 系统将这些I/O点归纳到一起，通过远程I/O接口与主机相连。
第5章 可编程控制器的组成及工作原理
• (6) 存贮器接口 • 可根据使用需要扩展存贮器，内部与总线相连，可扩展用户程序存贮区、
PLC可编程控制编程器使用说明
PLC可编程控制编程器使用说明PLC（可编程逻辑控制器）编程器是一种用于编程和配置PLC的工具。
它是一种软件和硬件的综合系统，可以实现对PLC的控制、监控和配置。
PLC编程器通常由一个主机（计算机）和一个用于与PLC进行通信的编程电缆（通常是串行或以太网）组成。
以下是PLC编程器的使用说明：1.连接PLC：首先，将编程电缆连接到PLC和主机之间的通信接口。
确保电缆的连接稳固，以确保良好的通信。
3.启动编程软件：安装完成后，启动PLC编程软件。
软件的界面通常具有工具栏、菜单栏和项目窗口等组件，以便于用户进行配置和编程。
4.创建新项目：在软件中创建一个新项目，并选择要使用的PLC型号和型号。
这将确定软件中可用的指令集和功能。
5.配置I/O：根据项目需求，配置PLC的输入和输出模块。
这些模块用于与外部设备通信，并传输数据。
6. 编写程序：使用编程软件提供的绘图工具和指令，编写PLC程序。
这些指令通常是基于类似于Ladder逻辑的图形化编程语言。
程序的功能是根据项目需求而定的，可以包括逻辑控制、数学运算、定时器和计数器等。
7.调试程序：完成程序编写后，可以使用编程软件提供的调试功能来验证程序的正确性。
此功能可用于进行单步执行、查看变量状态和监视输出等操作。
9.进行测试：启动PLC，并进行测试以验证程序的功能和性能。
通过监视输入和输出模块的状态，可以检查PLC是否正确响应。
10.调整参数：根据测试结果，适当地调整程序和参数以满足实际应用需求。
这可能涉及更改逻辑、调整定时器和计数器等。
11.文档和备份：完成程序调整后，建议进行文档编写和程序备份。
文档可以包括编程说明、I/O配置和调试报告等。
程序备份可防止由于设备故障或意外情况而丢失程序。
请注意，以上步骤仅为PLC编程器的基本使用说明，具体步骤可能因PLC型号和制造商而有所不同。
对于特定的PLC编程器和软件，请参考相关的用户手册和技术文档，以获取更详细的信息和指导。
可编程逻辑控制器(PLC)
4.3、模拟量
4.4 模拟量输入模板
将模拟量输入信号转换成数字信号。 SM331 8×12bit （订货号：6ES73311KF01-0AA0） · 分四个组，组间隔离 · 电流吸收 60mA 模板侧面电压电流转换开关： A 电压±1000mV B 电压±10V C 电流（4线）4-20mA D 电流（2线）4-20mA
电源 输出回 I＞2.6A（动态） 电压降低，电压自动恢复 路过载 2A＜I＜2.6A 电压降低，寿命降低 （静态） 输出回路短路 输入电压过载 输入电压过低 输出电压为0V，解除后， 电压自动恢复 可能损坏模板 自动断开，解除后恢复 灯 闪烁
暗 可能闪，可 能灭 暗
1.2、以PS307 2A为例（6ES7 307-1BA000AA0）
S7-300元件Biblioteka 4、信号模板：匹配不同的过程信号 等级到S7-300。 5、功能模板：满足像计数等特殊的 需要。 6、通讯模板：减轻CPU的通讯任务。 7、接口模板：为了扩展机架 8、PROFIBUS电缆：MPI或 PROFIBUS网线，以连接站点。
S7-300元件
9、编程设备电缆：连接一台 CPU到一台PG。 10、RS485中继器：在MPI或 PROFIBUS网上扩大信号，并在 这些系统中连接各段。 11、编程设备PG：带STEP7软 件包 组态、初始化、编程和测试S7300。
4.2 数字量输出模板
4.2 数字量输出模板
4.2 数字量输入/输出模板
4.2 数字量输入/输出模板
4.2 数字量输入/输出模板
4.3、模拟量
· 模拟值的转换 CPU只能以二进制处理模拟值。 模拟量输入模板可以将模拟过程信号转换为 数字形式。 模拟量输出模板可以将数字输出值转换为一 个模拟信号。
可编程控制器(PLC)实验
在工业自动化控制中，PLC可以用于控制机械手臂、传送带 、电机等设备，实现自动化生产。通过输入输出接口与传感 器和执行器连接，PLC能够实时监测设备状态并根据预设程 序进行控制，确保生产线稳定运行。
交通信号控制
总结词
交通信号控制是PLC在城市交通管理中的重要应用，通过PLC实现对交通信号灯的智能控制，提高交 通流畅度和安全性。
实验过程中，学生们能够将所学的 PLC理论知识应用到实践中，加深了 对PLC工作原理的理解。
实验问题与改进建议
实验难度不均
部分实验内容过于简单，未能充分锻炼学生的实践能力；部分内容难度较大，导致部分 学生难以完成。建议后续实验设计要均衡难度，满足不同层次学生的需求。
实验设备不足
由于设备数量有限，部分学生无法同时进行实验操作，影响了实验效果。建议增加设备 投入，提高实验效率。
实验指导需加强
部分学生在实验过程中遇到问题时，未能得到及时有效的指导。建议加强实验教师配备， 提高指导效果。
PLC技术发展趋势与展望
智能化
随着人工智能技术的发展，PLC将逐 步实现智能化，具备更高级的自动化 控制功能。
网络化
未来PLC将更加注重网络化发展，实 现远程监控和诊断，提高生产效率。
安全性
将实验数据整理成表格或图表 形式，便于分析。
数据分析
根据实验数据，分析PLC控制系 统的性能和特点，得出结论。
改进建议
根据实验结果，提出改进PLC控 制系统的建议和措施。
03 PLC应用案例
工业自动化控制
总结词
工业自动化控制是PLC最广泛的应用领域，通过PLC实现对生 产线上各种设备的精确控制，提高生产效率和产品质量。
定期演练
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。
可编程控制器PLC
可编程序控制器的发展
第三代：1976～1983年。特点是： （1）将微处理器及EPROM、EAROM、CMOSROM等
LSI电路用在PLC中，而且向多微处理器发展，使PLC 的功能和处理速度大大增强； （2）具有通信功能和远程I/O能力； （3）增加了多种特殊功能，如浮点数运算、平方、 三角函数、相关数、查表、列表、脉宽调制变换等； （4）自诊断功能及容错技术发展迅速。 典型产品有：美国GOULD公司的M84，484，584， 684，884；德国SIEMENS公司的SYMATIC S5系列； 美国TI公司的PM550，TI510，520，530；日本三菱 公司的MELPLAC-50，550；日本富士电机公司的 MICREEX。
第五代：2000年到现在。特点是： （1）采用32位微处理器，速度更快（几十
纳秒）； （2）开发各种智能化模块； （3）液晶显示或触摸屏。
可编程序控制器的发展
有200多家企业生产PLC产品 美国PLC发展得最快： 1984年有48家，生产150多种PLC； 1987年有63家，生产243种PLC； 1996年有70余家，生产近300种PLC。 著名厂家有A-B（Allen-Bradley）艾伦-布拉德利公
可编程序顺序控制器PSC （Programmable Sequence Controller）
可编程序逻辑控制器PLC （Programmable Logic Controller）
可编程序控制器的历史
1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公 司（GM），为了适应汽车型号不断更新的 需要，提出了十项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。
主要有以下几点： （1）编程简单 （2）价格便宜，性价比应优于继电器控制系统 （3）体积小于继电器控制柜，能在恶劣环境下工作 （4）可靠性要明显高于继电器控制系统 （5）具有数据通讯功能 （6）输入电源使用市电 AC115V （7）输出电源使用市电 AC115V，2A以上 （8）硬件维护方便，采用模块式结构 （9）扩展时，原系统只需做很小改动 （10）存储设备可扩充至4K个存储字节
可编程控制器(PLC)教程
可编程控制器(PLC)教程[第1讲]——第一章可编程控制器概况可编程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称PC）。
与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。
国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：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贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，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，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
可以预料：在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流。
PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。
用户程序由用户按控制要求设计。
可编程控制器(PLC)教程[第2讲]——第二章PLC的结构及基本配置作者:劉偉般讲，PLC分为箱体式和模块式两种。
但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O 点数又有若干规格。
对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。
无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。
PLC的基本结构框图如下：一、CPU的构成PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
可编程序控制器(PLC)概述
2.PLC概述2.1PLC的产生、定义、组成、特点及发展趋势2．1．1 PLC的产生可编程序控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)，是随着科学技术的进步与现代社会生产力式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要而产牛、发展起来的一种新型的工业控制装置。
PLC从1969年问世以来，虽然至今还不到40年，但由于其具有道用灵活的控制性能、可以适应各种工业环境的可靠性与简单方便的使用性能，在工业自动化各领域取得了广泛的应用。
曾经有人将PLC技术与数控技术(CNC)、CAD／CAM 技术、工业机器人技术井称为现代工业自动化技术的四大支柱。
众所周知，制造业中使用的生产设备与生产过程的控制，一般都需要通过工作机构、传动机构、原动机以及控制系统等部分实现。
特别是当原动机为电动机时，还需要对电动机的启／制动、正反转、调速与定位等动作进行控制。
生产设备与生产过程的电器操作与控制部分，称为电气自动控制装置或电气自动控制系统。
最初的电气自动控制装置(包括日前使用的一些简单机械)，只是一些简单的手动电器(如刀开关、正反转开关等)。
这些电器只适合于电机容量小、控制要求简单、动作单一的场合。
随着技术的进步，生产机械对电气自动控制提出了越来越高的要求，电气白动控制装置逐步发展成了各种形式的电气自动控制系统。
作为常用电气自动控制系统的一种，人们习惯上把以继电器、接触器、按钮、开关等为主要器件所组成的逻辑控制系统，称为“继电—接触器控制系统”。
“继电—接触器控制系统”的基本特点是结构简单、生产成本低、抗干扰能力强、故障检修立观方便、运用范围广。
它不仅可以实现生产设备、生产过程的自动控制，而且还可以满足大容量、远距离、集中控制的要求。
因此，直到今天“继电—接触器控制系统”仍是工业自动控制领域最基本的控制系统之一。
但是，出于“继电－接触器控制系统”的控制元件(继电器、接触器)均为独立元件，它决定了系统的“逻辑控制”与“顺序控制”功能只能通过控制元件间的不同连接实现，因此，它不可避免地存在以下不足：①通用性、灵活性差。
可编程控制器（PLC）简介
第一章 可编程控制器（PLC）简介可编程控制器是采用微机技术的通用工业自动化装置，近几年来，在国内已得到迅速推广普及。
正改变着工厂自动控制的面貌，对传统的技术改造、发展新型工业具有重大的实际意义。
可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。
其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。
根据实际应用对象，将控制内容写入控制器的用户程序内，控制器和被控对象连接也很方便。
随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的已不再是仅有逻辑判断功能，还同时具有数据处理、调节和数据通信功能。
可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。
另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产。
由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。
目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。
可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。
但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。
它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以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指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。
plc可编程控制器
PLC可编程控制器1. 简介PLC (Programmable Logic Controller)，即可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
它通过根据预设程序控制输入输出的状态来实现对工业设备的自动化控制。
2. 历史PLC起源于20世纪60年代，最初用于汽车制造业中的组装线自动化。
随着工业自动化的发展，PLC逐渐得到广泛应用，并在不同行业中发展壮大。
3. 结构与组成通常，一个PLC系统包含以下几个主要组成部分:•中央处理单元（CPU）：是PLC的核心部件，负责处理并执行用户编写的程序。
CPU通常包括微处理器、存储器和接口电路等。
•输入/输出（I/O）模块：负责将外部设备（如传感器、执行器）的信号转换成计算机可识别的电信号，并将计算机的电信号转换为外部设备可以接受的信号。
•程序存储器：用于存储PLC的用户编写的控制程序。
这些程序通常使用特定的编程语言，如梯形图（LadderDiagram）、指令列表（Instruction List）等。
•电源模块：负责提供适当的电源电压和电流。
•通信接口：用于与其他设备进行通信，如与上位机通信或与其他PLC进行通信。
4. 工作原理PLC的工作原理是通过不停地扫描输入信号，根据用户编写的程序决定下一步的操作，并将控制信号通过输出模块发送到外部设备。
工作流程如下：1.扫描所有输入模块，获取输入信号的状态。
2.根据用户编写的程序逻辑，判断下一步的操作。
3.根据程序逻辑生成输出信号，并发送到输出模块。
4.更新输出模块状态，改变外部设备工作状态。
5.循环以上步骤，实现对设备的自动化控制。
5. 优点和应用PLC具有以下优点：•可编程性：PLC可以通过编写和修改控制程序来适应不同的工艺要求和生产需求。
•高可靠性：PLC采用工业级硬件设计，具有较高的抗干扰能力和稳定性，适用于工业环境。
•模块化：PLC系统由多个模块组成，易于安装、扩展和维护。
•实时性：PLC通常具有较高的响应速度和准确性，适用于实时控制要求较高的场景。
可编程控制器(PLC)和PLC控制系统
可编程控制器（PLC）和PLC控制系统摘要该毕业设计介绍了可编程控制器（PLC）和PLC控制系统的基本知识，包括PLC的定义、特点、分类、技术指标、基本结构、工作原理、硬件知识及PLC 控制系统等相关知识。
并且，根据全自动洗衣机的工作原理，采用三菱公司的FXON系列的PLC实现控制，设计了一个简单的全自动洗衣机控制系统。
全自动洗衣机通过了可编程控制器来实现洗涤过程，省时省力，充分体现了现代家电用品的个性。
关键词：全自动洗衣机PLCFXON系列前言可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能性强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。
现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
该设计采用三菱公司的FXON系列可编程控制器。
三菱公司的各系列有被已在国内广泛使用的FX系列代替的趋势。
我们在这里有必要详细介绍三菱的FX 系列可编程控制器的性能指标，硬件组成和指令。
PLC的学习比一般编程学习困难在于，要完成一个控制系统不仅需要掌握一定的编程技术，更为重要的是要知道如何针对实际应用的需要选择合适的PLC 型号，然后进行资源配置，设计控制系统。
该设计为全自动洗衣机的PLC控制，主要介绍了全自动洗衣机的工作原理，控制系统的PLC的选型和资源的配置，控制系统程序设计与调试，控制系统PLC 程序。
最后，对于在设计过程中给予极大鼓励和帮助的老师、同学，再次表示衷心的感谢。
由于在设计过程中存在许多不足，希望老师和同学指正。
目录摘要 (1)前言 (2)第一章绪论 (5)1.1概论 (5)1.1.1PLC的定义 (5)1.2PLC的特点 (5)1.2.1可靠性高 (6)1.2.2易操作性 (7)1.2.3灵活性 (8)1.2.4机电一体化 (9)1.3PLC 的分类 (9)1.3.1按结构分类 (9)1.3.2按输入/输出点数分类 (10)1.3.3按功能分类 (11)1.3.4按编程语言分类 (11)1.4 PLC的主要技术指标 (11)1.4.1编程语言 (11)1.4.2储蓄容量 (12)1.4.3输入/输出点数 (13)1.4.4扫描速度 (13)1.4.5指令种类和数量 (14)1.4.6内部寄存的种类和数量 (14)1.4.7智能模块的种类和数量 (14)1.4.8环境条件 (14)1.4.9可扩展性 (14)1.4.10 可靠性 (15)1.4.11易操作性 (16)1.4.12经济性 (16)第二章PLC的结构 (17)2.1PLC的基本结构 (17)2.2整体式的结构PLC (17)2.3模块式结构的PLC (17)2.4PLC各组成部分介绍 (18)2.5基本指令 (19)第三章PLC的工作原理 (21)3.1循环扫描技术 (21)3.2PLC的输入/输出的响应时间 (22)第四章PLC的控制系统设计原则和设计步骤 (25)4.1设计原理 (25)4.2设计步骤 (25)第五章PLC的硬件知识 (25)5.1PLC模块介绍 (25)5.2FX2N PLC的硬件系统构成 (34)第六章课程设计PLC全自动洗衣机控制系统设计 (36)6.1全自动洗衣机控制系统的设计要求 (36)6.2全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置 (36)6.3全自洗衣机控制系统程序设计和调试 (39)6.4全自动洗衣机控制PLC程序 (41)6.5设计小结 (48)第七章结束语 (49)第一章绪论首先介绍一下可编程控制器（PLC）和PLC控制系统的基本知识，包括PLC的产生和发展、特点、技术指标、基本结构、工作原理及PLC控制系统等相关知识。
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摘要摘要目前国内有相当多的电梯采用PLC来控制，电梯的实际运行效果较传统的继电器接触控制要好的多。
FX2系列PLC电梯控制系统功能更强、故障更少、可靠性更高、工作寿命也更长，而控制系统体积却大大缩小了。
下面对一个由三菱FX2N为主控的3层电梯的PLC控制系统进行分析。
论文介绍了三菱PLC学习软件，及其应用，详细的说明了PLC 工作原理：以通俗易懂的演示方法说明了基本指令，及高级应用指示的用法、指令在CPU工作的机理和执行过程。
高可靠性是电气控制设备的关键性能。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。
关键词：电梯可编程控制器Abstract目录目录摘要 (I)目录 (III)第一章设计控制要求 (1)第二章可编程控制器PLC概述 (2)2.1PLC的结构 (2)2.2PLC的特点 (2)2.3PLC编程语言 (4)2.3.1梯形图（LAD）编程语言 (4)2.3.2功能块图（FBD） (4)2.3.3语句表（STL） (4)2.4PLC控制系统的配置 (4)2.4.1系统配置的基本原理 (4)2.4.2PLC控制系统的基本配置 (4)2.4.3 PLC控制系统的扩展配置 (5)2.5PLC的工作原理 (5)2.5.1PLC的操作方式 (5)2.5.2 PLC的扫描工作方式 (5)2.5.3用户程序的循环扫描过程 (5)2.6PLC的应用领域 (6)第三章三层电梯的PLC程序设计 (8)3.1PLC类型及输入、输出地址分配 (8)3.2分块设计 (9)3.1.1电梯关门控制梯形图程序设计 (9)3.2.2电梯到层指示梯形图程序设计 (9)3.2.3层呼叫指示灯控制梯形图程序设计 (13)3.2.4电梯启动和方向选择及变速控制梯形图程序设计 (13)第四章硬件以及软件设计调试 (14)4.1硬件设计调试 (14)4.1.1硬件设计调试 (14)4.1.2硬件调试 (15)4.2软件设计调试 (15)第五章总结...................................... 错误！未定义书签。
致谢 (18)参考文献 (19)设计控制要求第一章设计控制要求（1）本系统采用轿厢外呼叫、轿厢内、外均由指令按钮进行操作。
每层楼的厢外设有呼叫按钮SB6/SB9，厢内设有开门按钮SB1，关门按钮SB2，层面指令按钮SB3/SB5。
（2）电梯运行到指定位置后，具有自动开/关门的功能，也能手动开门和关门。
（3）利用指示灯显示电梯厢外的呼叫信号、电梯厢内的指令信号和电梯到达信号。
（4）能自动判别电梯的运行方向，并发出相应的指示信号。
（5）电梯上下运行由一台主电机驱动。
电机正转，电梯上升；电机反转，电梯下降。
（6）电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。
电机正转，厢门打开；电机反转，厢门关闭。
淮安信息职业技术学院第二章可编程控制器PLC概述2.1 PLC的结构可编程序控制器主要由CPU模块，输入模块，输出模块和编程装置组成如图 2.1。
图2.1 PLC结构图2.2 PLC的特点PLC是面向用户的工业控制计算机，具有许多明显的特点。
a、可靠性高，抗干扰能力强。
工业生产过程控制设备的可靠性提出了很高的要求，因为工业生产过程往往是昼夜连续生产，一般的生产装置要几个月、甚至几年才大修一次。
工业现场的各种电磁干扰特别严重，针对这一情况，PLC采取了一系列措施，使PLC能在恶劣的环境中可靠地工作，平均故障间隔时间高，故障恢复时间短，其中主要包括：（1）屏蔽（2）滤波（3）隔离（4）电源调整与保护（5）元件筛选（6）模块化结构（7）自诊断功能（8）信息保护和恢复设计控制要求（9）双CPU冗余系统b、丰富的I/O接口模块由于PLC是工业生产过程自动控制系统中的一个控制中枢，要实现对工业生产过程的自动控制，它还必须与各种工业现场的设备相连接，才能完成控制任务。
因此，PLC除了具有计算机的基本部分外，还要有丰富的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、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、光电开关、传感器开关、电磁线圈、控制阀等）直接连接。
例如开关量输入模块就有交流和直流二类，每类又按电压等级分成十余种。
为了提高操作性能和直观性，它还有多种人机对话的接口模块；为组成工业局部网络，它还有多种通信联网的接口模块等。
c、编程简单大多数PLC采用梯形图编程方式。
梯形图与传统的继电接触控制线路图有许多相似之处，与常用的计算机语一言相比更容易被操作者接受并掌握。
操作者通过阅读PLC操作手册，可以很快熟悉梯形图语言，并用来编制一般的用户程序，这也是PLC获得迅速普及和推广的重要原因之一。
现在，PLC的功能大大增强，众多的功能指令也可以用梯形图编程语言来描述，也很容易使初用户接受。
d、系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。
更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。
这很适合多品种、小批量的生产场合。
e、配套齐全，功能完善，适用性强。
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能以外，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的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。
加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
f、体积小，重量轻，能耗低。
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。
由于体积小很容易装入机械内部，是实淮安信息职业技术学院现机电一体化的理想控制设备。
g、系统设计、调试周期短。
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，与传统的继电器控制方式比，大大地减少了控制设备的外接线；PLC系统硬件设计任务仅仅是依据对象的要求配置适当的模块，使控制系统设计及建造周期大大缩短了。
2.3 PLC编程语言可编程序控制器可采用的编程语言大致可分为以下儿种:梯形图(LAD)编程语言、功能块图(FBD)编程语言，指令语句编程语言和逻辑表达式编程语言。
2.3.1梯形图（LAD）编程语言梯形图(LAD)是与电气控制电路图相呼应的图形语言。
它沿用了继电器、触电、串并联等术语和类似的图形符号，并简化了符号，还增加了一些功能性的指令。
2.3.2功能块图（FBD）功能块图，是图形化的高级编程语言，通过软连接的方法把所需的功能块图连接起来，用于实现系统的控制。
功能块图的表示格式有利于程序流的跟踪。
功能块图与梯形图可以互相转换。
2.3.3语句表（STL）语句表是用助记符来表达PLC的各种控制功能的，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言直观易懂，编程简单。
2.4 PLC控制系统的配置2.4.1系统配置的基本原理PLC控制系统的配置应遵循以下五条原则:a、完整性原则；b、可靠性原则；3、发展性原则；d、继承性原则；f、经济性原则；2.4.2 PLC控制系统的基本配置PLC控制系统的基本配置根据PLC的类型可分为模板式(主流配置)、箱体式。
模板式一般由CPU、电源、内存、1/0模板及地板或机架和简易编程器。
CPU模板确定了可进行控制的规模、工䵜速度、内存容量等等。
选得合适与否至关重要，是系统配置中首先要进行的。
内存模板是在CPU规定范围内逈择，以满足夘储用户程序的匹设计控制要求量及其它性能要求。
电源模板可以与CPU模板合二为一，也可是分开的，是依据PLC用的工佌电源种硻、规格뼌和是否ฺ1/0模板提供工作及信号电源，令及容量需要来选择的。
1/0模板是依据1/0点数确定模板规格及数量。
1/0点数可多可少，但其最大数量受CPU 所能管理的基本配置能力限制。
2.4.3 PLC控制系统的扩展配置PLC控制系统的扩展配置是在基本配置的基础上，增加扩展机架或扩展机箱，从而增加U点数的配置。
扩展配置可充分利用CPU、内存、外设资源，使PLC的单点费用降低。
且通过扩展配置还可实现远程安装，简化接线，便于维护等。
扩展配置可分为远程扩展配置、当地扩展配置等。
2.5 PLC的工作原理2.5.1PLC的操作方式可编程序控制器有两种操作方式:RUN(运行)方式与STOP(停止)方式。
在RUN方式，通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。
在STOP方式，CPU不执行用户程序，可用编程软件创建和编辑用户程序，设置可编程序控制器的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息下载到可编程序控制器。
2.5.2 PLC的扫描工作方式PLC靠执行用户程序来实现控制要求口为了便于执行程序，在存储器中设置输入映象寄存器区和输出映象寄存器区，分别存放执行程序之前的各输入状态和执行过程中各结果的状态。
PLC对用户程序的执行是以循环扫描方式进行的。
所谓扫描，是用来描述CPU 对程序顺序、分时操作的过程。
扫描从第0号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号递增的方式顺序逐条扫描用户程序，也就是顺序执行程序，直到程序结束，即完成一个扫描周期，然后从头开始执行用户程序，并周而复始地重复口由于CPU的运算处理速度很高，使得从外观上看，用户程序似乎是同时执行的。
2.5.3用户程序的循环扫描过程PLC对用户程序进行循环扫描可分为三个阶段进行，即输入采样阶段，程序执行阶段和输出刷新阶段。
a、输入采样阶段PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入所有输入端的状态，并将此状态存入输入映像区，这是一种集中采样方式。
淮安信息职业技术学院b、程序执行阶段PLC在程序执行阶段，在无中断或跳转指令的情况下，根据梯形图程序从首地址开始按自左向右、自上而下的顺序，对侮条指令逐句进行扫描。
c、输出刷新阶段当所有指令执行完毕后，进入输出刷新阶段，CPU将输出映像区的内容集中转存到输出锁存器，然后传送到各相应的输出端子，最后再驱动实际输出负载，这才是PLC的实际输出，这是一种集中输出的方式。
用户程序执行过程中，集中采样与集中输出的工作方式是PLC 的一个特点，在采样期间，将所有输入信号一起读入，此后在整个程序处理过程中PLC系统与外界隔开，直至输出控制信号。
外界信号状态的变化要到下一个工作周期再与外界交涉。
这样从根本上提高了系统的抗干扰能力，提高了工作的可靠性。
2.6 PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类：a、开关量的逻辑控制这是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。