TWIDO-PLC基础教程
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施耐德小型PLC---TWIDO技术培训课程
基础部分 LEVEL 1
Twido
1
第一章 PLC基础知识
目录
1.1 可编程控制器的发展历程 1.2 可编程控制器的基本结构 1.3 可编程控制器的工作原理
• 1.3.1 扫描原理 • 1.3.2 I/O映象区，响应时间 • 1.3.3 PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路
2.2 TWIDO的选型 2.2.1 如何理解PLC的性能指标
2.3 TWIDO的安装与接线 2.3.1 导轨安装 2.3.2 CPU电源接线 2.3.3 离散量I/O模块接线 2.3.4 模拟量I/O模块接线
3
第三章 硬件寻址和内部软元件
目录
3.1 硬件地址分配方法 3.1.1 图解说明硬件地址分配方法(离散量％I、％Q和模拟量％IW、％QW的寻址规则)
•1． 灵活的配置
多种CPU模块、数字量、模拟量扩展模块、通讯模块以及多种可选件，使得 控制系统的硬件构架更适合用户的应用要求。
•2． 紧凑的结构
体积小巧，多种接线方式，易于安装。如附带40点I/O的CPU模块的正面面积 只有名片大小。
•3． 强大的功能
除具有PLC基本的控制和运算功能之外，还有双字、浮点数、三角函数、PID 等的运算指令。单机的控制点数高达264点，用户程序容量达64KB。
3.2 TWIDO内部软元件介绍 3.2.1 位元件：％M、％S、％MW:X0～X15、功能块的位元件 3.2.2 字元件：％MW、％MD、％MF、 ％KW、％KD、％KF、％SW、功能块的字元件 3.2.3 结构化元件：位串、字表 3.2.4 字的寻址方式：直接寻址、索引寻址 3.2.5 标准功能块和专用功能模块
如电机的启停、电磁阀的开闭、产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等等。 过去，以上的控制主要是用继电器或分立的电子线路来实现。但是随着生产的
飞速发展，人们对这些自控装置提出了更通用、易扩展、易维护、更可靠、更经济 的要求。
可编程序控制器(Programmable Logic Controller)就是根据上述要求开发出 来的。它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、 新电子器件，逐步形成了各具特色的系列产品。PLC是计算机家族中的一员，是以 微处理器为基础的工业控制器，具有较强的控制功能，处理速度快，应用灵活、广 泛，经济性好，易于调试、维护和扩展。一般使用梯形图语言编程，易于理解和掌 握。采用循环处理方式，响应快，适合于实时控制。
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第二章 TWIDO PLC基础知识
wenku.baidu.com 目录
2.1 TWIDO PLC系列构成 2.1.1 CPU模块的分类 2.1.2 离散量、模拟量扩展模块、通讯扩展模块 2.1.3 附件和可选件 2.1.4 TWIDO主要性能参数表 2.1.5 TWIDO的数据保持简介 2.1.6 TWIDO的通讯功能简介
16
图解说明PLC是如何取代传统的继电器、接触器控制电路
A1
A2
KM1
A3
A4
KM2
A1
KM1
A2
I1
Q1
KM1
I2
A3
PLC
I3
Q2
KM2
KM2
A4
I4
I1
I2
Q1
不用PLC时的电机启动、停止控制电路： 启动、停止按钮必须和控制电机的接触 器物理上连接在一起。
Q1
I3
I4
Q2
Q2
使用PLC时的电机启动、停止控制电路： 启动、停止按钮连接到PLC输入，接触器线 圈电路连接到PLC的输出。控制逻辑通过梯 形图程序实现。
2
第二章 TWIDO PLC基础知识
目录
2.1 TWIDO PLC系列构成 2.1.1 CPU模块的分类 2.1.2 离散量、模拟量扩展模块、通讯扩展模块 2.1.3 附件和可选件 2.1.4 TWIDO主要性能参数表 2.1.5 TWIDO的数据保持简介 2.1.6 TWIDO的通讯功能简介
但这两者的运行方式是不相同的： (1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或
断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪 个位置上都会立即同时动作。 (2)PLC则采用顺序扫描执行用户程序的工作方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈 被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必 须等程序扫描到该触点时才会动作。
5.2.1 编程软件菜单、界面各部分介绍 5.3 硬件、软件配置方法
5.3.1 添加和配置选件、扩展模块的方法 5.3.2 软元件配置方法 5.4 梯形图编辑器的用法 5.4.1 输入梯形图的操作方法 5.4.2 输入梯级头的操作方法 5.5 指令表编辑器的用法 5.6 程序校验功能和交叉表引用 5.7 连接管理的功能和用法 5.8 程序下载、备份、运行程序、停止程序 5.9 程序保护功能 5.10 在线监控、调试工具、动态数据表的用法
所谓 I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改
变所需的时间。其最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间如下图所示：
最短I/O响应时间：
最长I/O响应时间：
15
1.3.3 PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路 最初研制生产的 PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，
14
PLC的I/O响应时间 为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光
电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制， PLC采用了不同于一 般微型计算机的运行方式（扫描技术）。以上两个主要原因，使得PLC得I/O响应比一 般微型计算机构成的工业控制系统慢很多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般 均大于一个扫描周期甚至更长。
20
19
•5． 完善的编程软件 全中文的WINDOWS编程界面和在线帮助文档使用户编程更方便、更高效，支
持多种编程接口，如串口、USB口、以太网口，甚至是远程有线、无线接口方式。 •6． CPU的FIRMWARE可不断升级
在不改变任何硬件的情况下，只需更新CPU的FIRMWARE,就能使CPU的功能不 断地升级，满足用户新的需求。（就像升级电脑的BIOS一样）
4
第四章 基本编程指令
目录
4.1 布尔指令 4.1.1 位逻辑指令（LD、AND、OR、ST等）
4.2 标准功能块 4.2.1 定时器％TM 4.2.2 计数器％C 4.2.3 鼓控制器％DR 4.2.4 队列堆栈寄存器％R
4.3 数值处理指令 4.3.1 赋值指令 4.3.2 比较指令 4.3.3 整数算术指令 4.3.4 逻辑指令 4.3.5 移位指令 4.3.6 转换指令 4.3.7 单/双字转换指令
为了消除二者之间由于工作方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置 各类触点的动作时间一般在 100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于 100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的工作方式---扫描技术。 这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没 有什么区别了。
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第一章 PLC基础知识
目录
1.1 可编程控制器的发展历程 1.2 可编程控制器的基本结构 1.3 可编程控制器的工作原理
• 1.3.1 扫描原理 • 1.3.2 I/O映象区，响应时间 • 1.3.3 PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路
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1.1 可编程控制器的发展历程 在现代化生产设备中，有大量的开关量、数字量、以及模拟量的控制装置。例
12
PLC一个扫描周期的图例如下：
内部处理 读取输入信息
RUN 程序执行
输出刷新
STOP
13
1.3.2 I/O映象区，响应时间 输入采样阶段：PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，存入输入映象区。输入
采样结束后，进入扫描执行用户程序阶段和更新输出映象区阶段。在这 两个阶段，即使输入状态变化，输入映象区的数据不会改变。因此如输 入信号是脉冲性质，则脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保 证此信号被正确读入。 用户程序执行阶段：PLC总是按从上到下，从左到右的顺序扫描执行用户程序，对由触 点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新输出 I/O映象区中对应位的状态，或者执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 因此在用户程序执行过程中，只有输入I/O映象区内的状态和数据不会 发生变化，而其他输出点和软元件在输出I/O映象区或系统RAM存储区内 的状态和数据都有可能发生变化。另外，先扫描到的梯形图，其程序执 行结果会对后扫描到的并且用到过这些线圈或数据的梯形图起作用；相 反，后扫描到的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一 个扫描周期才能对其前面的程序起作用。 输出刷新阶段：当扫描用户程序结束后， PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按 照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出电路，再经输出电路 驱动相应的外设，这就是PLC的真正输出。
编程设备(可选）
存储器(系统 /用户程序）
输
输
入
出
I/O
处理器CPU
I/O
接
接
口
口
电源
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1.3 可编程控制器的工作原理 •1.3.1 扫描原理 •1.3.2 I/O映象区，响应时间 •1.3.3 举例说明PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路
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1.3.1 扫描原理 PLC采用循环扫描的方式进行，循环扫描一次所用的时间称为一个扫描周期。 扫描周期的长短由CPU指令执行速度、用户程序长短、有无外围设备与PLC交换 信息等多种因素决定，扫描周期的长短直接影响输入、输出的响应速度。 一个扫描周期由以下几部分组成： 内部处理：系统检测程序存储器容量、实时时钟当前值的修改、状态指示灯的 改变、检测PLC运行/停止的变化、检测其它系统参数，处理来自编程端口的请 求。 读取输入信息：将输入信息读入存储器 程序处理：用户程序的执行 输出值刷新：刷新输出信号
2.2 TWIDO的选型 2.2.1 如何理解PLC的性能指标
2.3 TWIDO的安装与接线 2.3.1 导轨安装 2.3.2 CPU电源接线 2.3.3 离散量I/O模块接线 2.3.4 模拟量I/O模块接线
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2.1 TWIDO PLC系列构成
TWIDO PLC是紧凑型可编程控制器，可应用于各种设备的自动化控制系统中。 TWIDO系列小型PLC具有灵活的配置、紧凑的结构、强大的功能、丰富的通讯方式、 完善的编程软件、CPU的FIRMWARE可不断升级等特点,因此性价比极高。
5
第四章 基本编程指令
目录
4.4 程序指令 END 指令 NOP指令 跳转指令 子程序指令
4.5 浮点指令 浮点算术指令 三角指令 转换指令 整数转换指令<-> 浮点
6
第五章 TWIDOSOFT编程软件
目录
5.1 安装TWIDOSOFT软件 5.2 启动TWIDOSOFT软件
目前世界上先进工业国都竞相开发、生产该类产品，我国现在正大量引进国外 产品。总之，PLC已成为解决自动控制问题的最有效工具，它越来越受到人们的关 注。
9
1.2 可编程控制器的基本结构 硬件结构： PLC是一种用作自动控制的专用电子计算机，主要由以下几部分组成：1、输入---从外部取入信息；2、输出---将运算结果输出给外部；3、存储器---记忆系统和 用户程序及数据；4、处理器(CPU)---执行用户程序，读取输入信息，经运算后输出； 5、电源---向各部分提供电源；6、外部编程设备(可选)---用于编程及监控、调试 程序。其结构如下图所示：
•4． 丰富的通讯方式
TWIDO PLC支持多种通讯方式，如TWIDO PLC之间的REMOT I/O和对等PLC的通 讯方式、与其它智能设备的自由ASCII通讯方式、MODBUS的主站和从站通讯方式、 通过以太网的通讯方式，甚至有一款40点PLC已内置以太网接口。众多的通讯功 能使TWIDO PLC与其它电气设备的配合更加完美。
基础部分 LEVEL 1
Twido
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第一章 PLC基础知识
目录
1.1 可编程控制器的发展历程 1.2 可编程控制器的基本结构 1.3 可编程控制器的工作原理
• 1.3.1 扫描原理 • 1.3.2 I/O映象区，响应时间 • 1.3.3 PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路
2.2 TWIDO的选型 2.2.1 如何理解PLC的性能指标
2.3 TWIDO的安装与接线 2.3.1 导轨安装 2.3.2 CPU电源接线 2.3.3 离散量I/O模块接线 2.3.4 模拟量I/O模块接线
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第三章 硬件寻址和内部软元件
目录
3.1 硬件地址分配方法 3.1.1 图解说明硬件地址分配方法(离散量％I、％Q和模拟量％IW、％QW的寻址规则)
•1． 灵活的配置
多种CPU模块、数字量、模拟量扩展模块、通讯模块以及多种可选件，使得 控制系统的硬件构架更适合用户的应用要求。
•2． 紧凑的结构
体积小巧，多种接线方式，易于安装。如附带40点I/O的CPU模块的正面面积 只有名片大小。
•3． 强大的功能
除具有PLC基本的控制和运算功能之外，还有双字、浮点数、三角函数、PID 等的运算指令。单机的控制点数高达264点，用户程序容量达64KB。
3.2 TWIDO内部软元件介绍 3.2.1 位元件：％M、％S、％MW:X0～X15、功能块的位元件 3.2.2 字元件：％MW、％MD、％MF、 ％KW、％KD、％KF、％SW、功能块的字元件 3.2.3 结构化元件：位串、字表 3.2.4 字的寻址方式：直接寻址、索引寻址 3.2.5 标准功能块和专用功能模块
如电机的启停、电磁阀的开闭、产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等等。 过去，以上的控制主要是用继电器或分立的电子线路来实现。但是随着生产的
飞速发展，人们对这些自控装置提出了更通用、易扩展、易维护、更可靠、更经济 的要求。
可编程序控制器(Programmable Logic Controller)就是根据上述要求开发出 来的。它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、 新电子器件，逐步形成了各具特色的系列产品。PLC是计算机家族中的一员，是以 微处理器为基础的工业控制器，具有较强的控制功能，处理速度快，应用灵活、广 泛，经济性好，易于调试、维护和扩展。一般使用梯形图语言编程，易于理解和掌 握。采用循环处理方式，响应快，适合于实时控制。
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第二章 TWIDO PLC基础知识
wenku.baidu.com 目录
2.1 TWIDO PLC系列构成 2.1.1 CPU模块的分类 2.1.2 离散量、模拟量扩展模块、通讯扩展模块 2.1.3 附件和可选件 2.1.4 TWIDO主要性能参数表 2.1.5 TWIDO的数据保持简介 2.1.6 TWIDO的通讯功能简介
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图解说明PLC是如何取代传统的继电器、接触器控制电路
A1
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KM1
A3
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KM2
A1
KM1
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KM1
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PLC
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KM2
KM2
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Q1
不用PLC时的电机启动、停止控制电路： 启动、停止按钮必须和控制电机的接触 器物理上连接在一起。
Q1
I3
I4
Q2
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使用PLC时的电机启动、停止控制电路： 启动、停止按钮连接到PLC输入，接触器线 圈电路连接到PLC的输出。控制逻辑通过梯 形图程序实现。
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第二章 TWIDO PLC基础知识
目录
2.1 TWIDO PLC系列构成 2.1.1 CPU模块的分类 2.1.2 离散量、模拟量扩展模块、通讯扩展模块 2.1.3 附件和可选件 2.1.4 TWIDO主要性能参数表 2.1.5 TWIDO的数据保持简介 2.1.6 TWIDO的通讯功能简介
但这两者的运行方式是不相同的： (1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或
断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪 个位置上都会立即同时动作。 (2)PLC则采用顺序扫描执行用户程序的工作方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈 被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必 须等程序扫描到该触点时才会动作。
5.2.1 编程软件菜单、界面各部分介绍 5.3 硬件、软件配置方法
5.3.1 添加和配置选件、扩展模块的方法 5.3.2 软元件配置方法 5.4 梯形图编辑器的用法 5.4.1 输入梯形图的操作方法 5.4.2 输入梯级头的操作方法 5.5 指令表编辑器的用法 5.6 程序校验功能和交叉表引用 5.7 连接管理的功能和用法 5.8 程序下载、备份、运行程序、停止程序 5.9 程序保护功能 5.10 在线监控、调试工具、动态数据表的用法
所谓 I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改
变所需的时间。其最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间如下图所示：
最短I/O响应时间：
最长I/O响应时间：
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1.3.3 PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路 最初研制生产的 PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，
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PLC的I/O响应时间 为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光
电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制， PLC采用了不同于一 般微型计算机的运行方式（扫描技术）。以上两个主要原因，使得PLC得I/O响应比一 般微型计算机构成的工业控制系统慢很多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般 均大于一个扫描周期甚至更长。
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•5． 完善的编程软件 全中文的WINDOWS编程界面和在线帮助文档使用户编程更方便、更高效，支
持多种编程接口，如串口、USB口、以太网口，甚至是远程有线、无线接口方式。 •6． CPU的FIRMWARE可不断升级
在不改变任何硬件的情况下，只需更新CPU的FIRMWARE,就能使CPU的功能不 断地升级，满足用户新的需求。（就像升级电脑的BIOS一样）
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第四章 基本编程指令
目录
4.1 布尔指令 4.1.1 位逻辑指令（LD、AND、OR、ST等）
4.2 标准功能块 4.2.1 定时器％TM 4.2.2 计数器％C 4.2.3 鼓控制器％DR 4.2.4 队列堆栈寄存器％R
4.3 数值处理指令 4.3.1 赋值指令 4.3.2 比较指令 4.3.3 整数算术指令 4.3.4 逻辑指令 4.3.5 移位指令 4.3.6 转换指令 4.3.7 单/双字转换指令
为了消除二者之间由于工作方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置 各类触点的动作时间一般在 100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于 100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的工作方式---扫描技术。 这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没 有什么区别了。
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第一章 PLC基础知识
目录
1.1 可编程控制器的发展历程 1.2 可编程控制器的基本结构 1.3 可编程控制器的工作原理
• 1.3.1 扫描原理 • 1.3.2 I/O映象区，响应时间 • 1.3.3 PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路
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1.1 可编程控制器的发展历程 在现代化生产设备中，有大量的开关量、数字量、以及模拟量的控制装置。例
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PLC一个扫描周期的图例如下：
内部处理 读取输入信息
RUN 程序执行
输出刷新
STOP
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1.3.2 I/O映象区，响应时间 输入采样阶段：PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，存入输入映象区。输入
采样结束后，进入扫描执行用户程序阶段和更新输出映象区阶段。在这 两个阶段，即使输入状态变化，输入映象区的数据不会改变。因此如输 入信号是脉冲性质，则脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保 证此信号被正确读入。 用户程序执行阶段：PLC总是按从上到下，从左到右的顺序扫描执行用户程序，对由触 点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新输出 I/O映象区中对应位的状态，或者执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 因此在用户程序执行过程中，只有输入I/O映象区内的状态和数据不会 发生变化，而其他输出点和软元件在输出I/O映象区或系统RAM存储区内 的状态和数据都有可能发生变化。另外，先扫描到的梯形图，其程序执 行结果会对后扫描到的并且用到过这些线圈或数据的梯形图起作用；相 反，后扫描到的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一 个扫描周期才能对其前面的程序起作用。 输出刷新阶段：当扫描用户程序结束后， PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按 照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出电路，再经输出电路 驱动相应的外设，这就是PLC的真正输出。
编程设备(可选）
存储器(系统 /用户程序）
输
输
入
出
I/O
处理器CPU
I/O
接
接
口
口
电源
10
1.3 可编程控制器的工作原理 •1.3.1 扫描原理 •1.3.2 I/O映象区，响应时间 •1.3.3 举例说明PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路
11
1.3.1 扫描原理 PLC采用循环扫描的方式进行，循环扫描一次所用的时间称为一个扫描周期。 扫描周期的长短由CPU指令执行速度、用户程序长短、有无外围设备与PLC交换 信息等多种因素决定，扫描周期的长短直接影响输入、输出的响应速度。 一个扫描周期由以下几部分组成： 内部处理：系统检测程序存储器容量、实时时钟当前值的修改、状态指示灯的 改变、检测PLC运行/停止的变化、检测其它系统参数，处理来自编程端口的请 求。 读取输入信息：将输入信息读入存储器 程序处理：用户程序的执行 输出值刷新：刷新输出信号
2.2 TWIDO的选型 2.2.1 如何理解PLC的性能指标
2.3 TWIDO的安装与接线 2.3.1 导轨安装 2.3.2 CPU电源接线 2.3.3 离散量I/O模块接线 2.3.4 模拟量I/O模块接线
18
2.1 TWIDO PLC系列构成
TWIDO PLC是紧凑型可编程控制器，可应用于各种设备的自动化控制系统中。 TWIDO系列小型PLC具有灵活的配置、紧凑的结构、强大的功能、丰富的通讯方式、 完善的编程软件、CPU的FIRMWARE可不断升级等特点,因此性价比极高。
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第四章 基本编程指令
目录
4.4 程序指令 END 指令 NOP指令 跳转指令 子程序指令
4.5 浮点指令 浮点算术指令 三角指令 转换指令 整数转换指令<-> 浮点
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第五章 TWIDOSOFT编程软件
目录
5.1 安装TWIDOSOFT软件 5.2 启动TWIDOSOFT软件
目前世界上先进工业国都竞相开发、生产该类产品，我国现在正大量引进国外 产品。总之，PLC已成为解决自动控制问题的最有效工具，它越来越受到人们的关 注。
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1.2 可编程控制器的基本结构 硬件结构： PLC是一种用作自动控制的专用电子计算机，主要由以下几部分组成：1、输入---从外部取入信息；2、输出---将运算结果输出给外部；3、存储器---记忆系统和 用户程序及数据；4、处理器(CPU)---执行用户程序，读取输入信息，经运算后输出； 5、电源---向各部分提供电源；6、外部编程设备(可选)---用于编程及监控、调试 程序。其结构如下图所示：
•4． 丰富的通讯方式
TWIDO PLC支持多种通讯方式，如TWIDO PLC之间的REMOT I/O和对等PLC的通 讯方式、与其它智能设备的自由ASCII通讯方式、MODBUS的主站和从站通讯方式、 通过以太网的通讯方式，甚至有一款40点PLC已内置以太网接口。众多的通讯功 能使TWIDO PLC与其它电气设备的配合更加完美。