欧姆龙PLC 顺序控制系统

限位开关 手动开关 编码器 输入 接口 中央处理单元 (CPU) 输出 接口
电磁阀 继电器 指示灯
蜂鸣器 数字开关
电源
电源
L1 L2 L3 N
PLC控制实例 控制实例
FU2 A
QS FU1 FU2 KM
SB1
0.00
FR A B SB2
KM
L
SB2 FR
SB1
FR
输 0.01 入 模 0.02 块
C A A SB1 SB2 SB3 SB4
HL2
（a）
表1 串联电路真值表
SB1 SB2 0 0 1 1 0 1 0 1 HL1 0 0 0 1
（b）
表2并联电路真值表
SB4 SB3 0 0 1 1 0 1 0 1 HL2 0 1 1 1
逻辑与运算 0×0=0；0×1=0；1×0=0；1×1=1。 逻辑或运算 0＋0=0；0＋1=1；1＋0=1；1＋1=1。
专门的接口电路板， 专门的接口电路板，如A／D、 ／ 、 D／A、并行 、串行 ／0、 ／ 、并行I/0、串行I／ 、 可编程计数器等， 可编程计数器等，而PLC带 带 有各种I/O模块可供直接利用， 有各种 模块可供直接利用， 模块可供直接利用 且输入／ 且输入／输出线可多达数百 条甚至更多。 条甚至更多。
逻辑顺序控制系统：按照逻辑先后关系顺序执行操作指令，与 （2）逻辑顺序控制系统 执行时间无严格关系。 例如，化学反应池中的液位控制。在化学反应池中，基料与辅料以 一定的比例，在加热的情况下产生化学反应并生成最终产品。在反应初 期，基料泵工作，基料进入，到达液位1后，搅拌机启动并开始搅拌； 当液位上升到2时，基料泵停止工作，辅料泵工作，辅料进入；当液位 到达3时，辅料泵停止工作，加料完成，开始加热，进行化学反应。化 学反应池中的液位控制示意图如图所示。
负 载
SB2
0.01
输 入 元 件
FR 0.02
10.00 COM
END
负载电源
COM
DC 24V
PLC内部控制电路 内部控制电路 用户程序） （用户程序）
PLC
动画演示
符号对照表
符号名称 常开触点 常闭触点 线圈
继电器电 路图符号
梯形图符 号
PLC的工作原理 （三）、PLC的工作原理 ）、PLC 1、PLC的工作方式 PLC的工作方式
第三节 顺序逻辑表示法
一、组合电路
组合电路的控制结果只和输入变量的状态有关。 组合电路的控制结果只和输入变量的状态有关。 可以用布尔代数(也称开关代数或逻辑代数 通过计算而得出。 也称开关代数或逻辑代数)通过计算而得出 可以用布尔代数 也称开关代数或逻辑代数 通过计算而得出。 在组合电路中，也是由输入变量、中间逻辑变量和输出逻辑变量三者构成的， 在组合电路中，也是由输入变量、中间逻辑变量和输出逻辑变量三者构成的， 但不含有记忆元件。 但不含有记忆元件。 中间逻辑变量也可以根椐逻辑关系将其消除。 中间逻辑变量也可以根椐逻辑关系将其消除。 C=A×B × H=C× H=C×D H= A×B×D =(A＋B)×D × × ＋ ×
（1）由继电器 继电器组成的逻辑控制系统（机械式开关）。 继电器 在继电器组成的逻辑控制系统中，所有的操作和逻辑关系都由硬件 来完成，即由继电器的常开、常闭触点，延时断开、延时闭合触点，接 触器，开关等元件完成系统所需要的逻辑功能。 可编程序控制器（软件开关）。 （2）可编程序控制器 可编程序控制器 可编程序控制器用存储器代替了机械式开关和电子式开关，用存储器 的存储值代替了开关的状态，不仅大大提高了开关的可靠性和使用寿命， 而且存储器的存储值可以无限次使用，只要更改控制程序就可以实现更改 逻辑关系。 计算机组成的顺序逻辑控制系统。 （3）由计算机 计算机 该系统通常应用于集散控制系统或工控机中，可实现逻辑控制功能， 适合于大型系统。
再如，十字路口的交通信号灯。虽然不同路口的时间设置不同， 但对于确定的路口，南北向与东西向的红、绿、黄信号灯点亮的时间顺 序是严格确定的。例如： 南北向：绿灯亮（26s）、黄灯亮（4s）、红灯亮（30s）、绿灯亮 （26s）…… 东西向：红灯亮（30s）、绿灯亮（26s）、黄灯亮（4s）、红灯亮 （30s）…… 十字路口的交通信号灯示意图如图所示。
（3）条件顺序控制系统：根据条件是否满足执行相应的操作指令。 （ 条件顺序控制系统： 例如，电梯运行控制。某层乘客按了向上的按钮，电梯控制器根据 电梯的当前层和乘客所在层的位置，来决定上升还是下降： 电梯在乘客层上：下降 电梯在乘客层下：上升 电梯运行控制示意图如图所示。
（二）顺序控制系统的实现
PLC组成和工作原理 二、PLC组成和工作原理
1.可编程序控制器的定义 1.可编程序控制器的定义 可编程序控制器自产生到现在，随着各种新技术的加入，仍处于发 展过程中，因此，它还没有最终的、明确的定义。国际电工委员会在 1987年颁布的PLC标准中对PLC做了如下定义： 可编程序控制器是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操 作的电子装置。它采用可编程序存储器作为内部指令记忆装置，具有逻 辑、排序、定时、计数及算术运算等功能，并通过数字或模拟输入/输 出模块控制各种类型的设备和生产过程。
软件 系统程序 系统 用户程序 编程器
硬件 系统
存储器 基本 单元
系统总线
CPU 存储器 总线 I/O口 口 通信接口 编程器 电源 扩展设备 …… 系统软件 用户软件
输入口 硬件系统
CPU
输出口
通信口
电 源
软件 系统
编程器
上位计算机 图形监控系统 打印机 EPROM写入器 EPROM写入器 盒式磁带机 条码判读机 外部 设备 接口 存储器 系统 程序 用户 程序 数 据 I/O 扩展 接口 I/O 扩展 单元
第8章 顺序控制系统 章
第一节 PLC基本工作原理 PLC基本工作原理 常用PLC PLC介绍 第二节 常用PLC介绍 第三节 顺序逻辑表示法 PLC控制程序设计 第四节 PLC控制程序设计 第五节 简单应用实例 第六节 综合应用实例
第一节
PLC基本工作原理 PLC基本工作原理
一、顺序控制系统及其实现
I/O信号的传递过程 信号的传递过程
输 入 端 子 输 入 电 路 输 入 读 映 像 寄 存 器
00000 01000 写
读 01000 20000 写
元 件 映 像 寄 存 器
输 出 锁 存 器
输 出 电 路
输 出 端 子
的输入端有一个输入信号发生变化， 从PLC的输入端有一个输入信号发生变化，到PLC输 的输入端有一个输入信号发生变化 输 出端对该变化做出响应，需要一段响应时间。 出端对该变化做出响应，需要一段响应时间。
PLC与微机的主要区别 与微机的主要区别
1、理论上，微处理机也可以 、理论上， 通过编程以形成PLC的多数 通过编程以形成 的多数 功能，然而， 功能，然而，通用微机一般 不适应工业环境。 不适应工业环境。
2、微机与外部连接时，需要 、微机与外部连接时，
3、PLC具有多种诊断能力及模 、 具有多种诊断能力及模 块式结构，易于维修。 块式结构，易于维修。 4、PLC可采用梯形逻辑图编程， 、 可采用梯形逻辑图编程， 可采用梯形逻辑图编程 编程语言直观简单，容易掌握。 编程语言直观简单，容易掌握。 5、虽然许多PLC能够接收模拟 、虽然许多 能够接收模拟 信号和进行简单的算术运算， 信号和进行简单的算术运算， 但是，其运算能力较弱， 但是，其运算能力较弱，无法 与通用微机相比。 与通用微机相比。
模块化小型PLC系统，满足中等性能要求 模块化小型PLC系统， PLC系统
3、S7-400
用于中、 用于中、高档性能范围
二、欧姆龙C系列PLC 欧姆龙C系列PLC
CP系列：CPM1A、CPM2A、CPM2AH、CPM2AH-S、 CPM2C、CP1H、CP1L和CP1E等。除CPM2C外，都 是整体式小型PLC。 由电源、CPU、输入/输出口和程序存储器组成，称为 CPU单元（或称基本单元）。 能方便的加装扩展单元。
检查CPU等内部硬件 检查CPU等内部硬件，对监视定 等内部硬件， 时器（WDT） 时器（WDT）复位以及其它工作 与其它智能装置（如编程器、 与其它智能装置（如编程器、 计算机等） 计算机等）实现通信 按顺序对所有输入端的状态进 行采样， 行采样，并存入相应寄存器 对用户程序扫描执行 ，并将 结果存入相应的寄存器 将寄存器中与输出有关状态，转到 将寄存器中与输出有关状态， 输出锁存器， 输出锁存器，输出驱动外部负载
按照顺序控制系统的特征，可将顺序控制系统划分为： 时间驱动顺序控制系统 时间驱动 事件驱动顺序控制系统（分为逻辑 逻辑顺序控制系统和条件 条件顺序控制系统）。 事件驱动 逻辑 条件
时间顺序控制系统：以执行时间为依据，每个设备的运行与停止都 （1）时间顺序控制系统 与时间有关。
例如，物料的多级输送。物料经过多级传送带由起始点输送到目的地，在物 料的输送过程中，为了防止物料的堵塞，通常要按以下顺序动作： 启动：先启动后级输送带，再启动前级输送带，A→延迟10s→B→延迟10s→C 停止：先停止前级输送带，再停止后级输送带，C→延迟10s→B→延迟10s→A 物料的多级输送示意图如图所示。
10.00 输 出 模 PL C 块
FU3
N
KM KM
COM COM
24V
M 3~
B写入 供电 梯形图） 写入PLC （梯形图） 编写程序（ 拆除原控制回路 对PLC供电 编写程序 接入输入元件 安装PLC 接入输出元件 安装
）、PLC PLC控制的等效电路 （二）、PLC控制的等效电路
SB1
0.00 等效输入继电器 等效输出继电器 KM 0.00 0.01 0.02 10.00 10。00
PLC一次扫描的过程，包括自诊断、与编程器或计算 PLC一次扫描的过程，包括自诊断、 一次扫描的过程 自诊断 共五个阶段， 机等通信、输入采样、程序执行和输出刷新共五个阶段 机等通信、输入采样、程序执行和输出刷新共五个阶段， 其所需时间称为一个工作周期（或扫描周期）。 其所需时间称为一个工作周期（或扫描周期）。 *PLC的扫描周期与用户程序的长短和该PLC的 *PLC的扫描周期与用户程序的长短和该PLC的 的扫描周期与用户程序的长短和该PLC 扫描速度紧密相关。 扫描速度紧密相关。