2023/2/21PLC基礎知識講解2023/2/22目錄一、工業設備控制介紹-------------------------------------------------5二、PLC控制及流程概述----------------------------------------------9三、PLC編程語法概述-------------------------------------------------122023/2/23分類總線型工業控制計算機(PC)單片機(MCU)可編程序控制器(PLC)特點（1）提高設計效率，縮短設計和制造周期；（2）提高了系統的可靠性；（3）便于調試和維修；（4）能適應技術發展的需要；（1）受集成度限制，片內存儲器容量較小；（2）可靠性高；（3）易擴展；（4）控制功能強；（5）一般的單片機內無監控程序或系統通用管理軟件，軟件開發工作量大；（1）控制程序可變，具有很好的柔性；（2）可靠性強，適用于工業環境；（3）編程簡單，使用方便；（4）功能完善；（5）體積小、重量輕、易于裝入及其內部；一、工業設備控制介紹現階段工業設備控制方式：2023/2/24一、工業設備控制介紹1、總線型工業控制計算機介紹工控機（IndustrialPersonalComputer，IPC）即工業控制計算機，是一種采用總線結構，對生產過程及機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的工具總稱。工控機具有重要的計算機屬性和特征，如具有計算機CPU、硬盤、內存、外設及接口，并有操作系統、控制網絡和協議、計算能力、友好的人機界面。工控行業的產品和技術非常特殊，屬于中間產品，是為其他各行業提供可靠、嵌入式、智能化的工業計算機。工控機控制特點：a、可靠性：工業PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護性，其MTTR(MeanTimetoRepair)一般為5min。b、實時性：工業PC對工業生產過程進行實時在線檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應，及時進行采集和輸出調節。c、擴充性：工業PC由于采用底板+CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，最多可擴充20個板卡，能與工業現場的各種外設相連，以完成各種任務。2023/2/252、單片機介紹單片機又稱單片微控制器,（microcontrollerunit，MCU）它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。單片機控制特點：a、系統結構簡單，使用方便，實現模塊化；b、單片機可靠性高，可工作到10^6~10^7小時無故障；c、低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品；d、環境適應能力強。一、工業設備控制介紹2023/2/263、可編程控制器介紹可編程控制器（ProgrammableLogicController，即PLC）是一種數字運算操作的電子系統，專門在工業環境下應用而設計。它采用可以編制程序的存儲器，用來在執行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類型的機械設備或生產過程。PLC控制特點：a、可靠性高，抗干擾能力強b、硬件配套齊全，功能完善，適用性強c、易學易用，深受工程技術人員歡迎d、容易改造e、體積小，重量輕，能耗低一、工業設備控制介紹2023/2/27二、PLC控制及流程概述1、PLC硬件組成圖示2023/2/28開始自診斷與編程器通信讀現場信號執行用戶程序程序掃描結束PLC基本工作過程：a、讀取現場信息；

b、執行用戶程序；

c、輸出控制信號；上述過程完成后，重新開始循環執行，PLC的掃描周期通常為10-40ms。PLC整個過程如右圖所示。二、PLC控制及流程概述2、PLC內部工作過程2023/2/29二、PLC控制及流程概述3、PLC與外部硬件連接圖示2023/2/210三、PLC編程語法1、編程語法簡介PLC的編程語言與一般計算機語言相比，具有明顯的特點，它既不同于高級語言，也不同與一般的匯編語言，它既要滿足易于編寫，又要滿足易于調試的要求。目前，還沒有一種對各廠家產品都能兼容的編程語言。如三菱公司的產品有它自己的編程語言，OMRON公司的產品也有它自己的語言。編程語言的形式主要有梯形圖和助記符語言表，最常用的是梯形圖編程，因為它直觀易懂，但需要一臺個人計算機及相應的編程軟件。下面將詳細介紹梯形圖編程的語法。

2023/2/211三、PLC編程語法2、梯形圖編程梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內部橫豎線。內部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時再繼以若干個輸入指令（含LD指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實現輸出控制，或為數據控制、流程控制、通訊處理、監控工作等指令，以進行相應的工作。母線是用來連接指令組的。下圖是三菱公司產品的最簡單的梯形圖：

它有兩組，第一組用以實現啟動、停止控制。第二組僅一個END指令，用以結束程序。2023/2/212三、PLC編程語法梯形圖與電氣原理圖的關系：如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對應關系。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對應于繼電器的線圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對應于接點，互鎖指令（IL、ILC）可看成總開關，等等。這樣，原有的繼電控制邏輯，經轉換即可變成梯形圖，再進一步轉換，即可變成語句表程序。下面是梯形圖常用圖形及說明：

梯形圖形結構指令解說指令使用裝置常開開關，A

接點LDX、Y、M、S、T、C常閉開關，B

接點LDIX、Y、M、S、T、C串接常開ANDX、Y、M、S、T、C2、梯形圖編程2023/2/213梯形圖形結構指令解說指令使用裝置并接常開ORX、Y、M、S、T、C并接常閉ORIX、Y、M、S、T、C上升沿觸發開關LDPX、Y、M、S、T、C下降沿觸發開關LDFX、Y、M、S、T、C上升沿觸發串接ANDPX、Y、M、S、T、C下降沿觸發串接ANDFX、Y、M、S、T、C上升沿觸發并接ORPX、Y、M、S、T、C下降沿觸發并接ORFX、Y、M、S、T、C區塊串接ANB/區塊并接ORB/多重輸出MPSMRDMPP/續前表2023/2/214上表中，各個使用裝置代表含義（三菱產品）：X：輸入繼電器PLC的輸入端子是從外部開關接受信號的窗口，PLC內部與輸入端子連接的輸入繼電器X是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致（按八進制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點的狀態。內部有常開/常閉兩種觸點供編程時隨時使用，且使用次數不限。輸入電路的時間常數一般小于10ms。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為X000～X007，X010～X017，X020～X027。它們一般位于機器的上端。Y：輸出繼電器PLC的輸出端子是向外部負載輸出信號的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點接到PLC的輸出端子上供外部負載使用，其余常開/常閉觸點供內部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點使用次數不限。輸出電路的時間常數是固定的。各基本單元都是八進制輸出，輸出為Y000～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027。它們一般位于機器的下端。三、PLC編程語法2、梯形圖編程2023/2/215M：輔助繼電器PLC內有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內各軟元件的觸點驅動。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯系，只供內部編程使用。它的電子常開/常閉觸點使用次數不受限制。但是，這些觸點不能直接驅動外部負載，外部負載的驅動必須通過輸出繼電器來實現。T：定時器在PLC內的定時器是根據時鐘脈沖的累積形式，當所計時間達到設定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時器可以用用戶程序存儲器內的常數K作為設定值，也可以用數據寄存器（D）的內容作為設定值。C：計數器FX2N中的16位增計數器，是16位二進制加法計數器，它是在計數信號的上升沿進行計數，它有兩個輸入，一個用于復位，一個用于計數。每一個計數脈沖上升沿使原來的數值減1，當現時值減到零時停止計數，同時觸點閉合。直到復位控制信號的上升沿輸入時，觸點才斷開，設定值又寫入，再又進入計數狀態。三、PLC編程語法2、梯形圖編程2023/2/216三、PLC編程語法3、梯形圖編程注意事項1、每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件的觸點使用時沒有數量限制。2、梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接觸點），如圖(a)錯，圖(b)正確。3、線圈不能直接接在左邊母線上。4、在一個程序中，同一編號的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應盡量避免。

2023/2/217三、PLC編程語法2、梯形圖編程注意事項5、在梯形圖中沒有真實的電流流動，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關系，假定在梯形圖中有“電流”流動，這個“電流”只能在梯形圖中單方向流動，即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。下圖是一個錯誤的橋式電路梯形圖。

2023/2/218三、PLC編程語法3、梯形圖常見錯誤類型在編輯梯形圖形時，雖然可以利用各種梯形符號組合成各種圖形，由于PLC處理圖形程序的原則是由上而下，由左至右，因此在繪制時，要以左母線為起點，右母線為終點，從左向右逐個橫向寫入。一