第七章 可编程控制器1
可编程控制器
“可编程控制器是一种把数字运算与控制操作为一 体的电子控制系统，专为在工业环境下应用而设计， 它采用可编程序的存储器，用于其内部存储程序， 执行逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算 等操作指令，并通过数字式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的外部 设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，并 易于扩充功能的原则设计。”
9-1可编程序控制器的基本结构、 工作原理和主要特点
20世纪60年代末，美国通用汽车公司(GM)对 控制系统提出要求为：
(1)能替代由各种继电器、定时器、接触器及其主令 电器等按一定的逻辑关系用导线连接起来的控制系 统，即传统的继电-接触器控制，且简单易懂，价格 低廉，能够满足生产工艺改动频繁的需要；
二、可编程控制器的特点与应用
2．PLC的应用概况：
(1)开关量顺序、逻辑控制 (2 )即模代拟替量继控电制-接触器控制系统 (3的)各数模种拟冶等据生量金的产采进行 控过集行业 制程的中 系、的监的 统自分高测动炉、析控上调制和节料中处控系对统制理温，。度轧压钢力机、、流连量铸等机连、续飞变剪化
三、可编程控制器的发展趋势
20世纪80年代，PLC已进入成熟阶段，向大规 模、高速度、高性能和多功能方面发展。
三菱公司在F1、FX2、A系列的基础上推出了小型遥 控的FX2C系列，其基本指令的处理速度加快到 0.48ms／千步，控制距离达100m(最远达400m)。 还有超薄型的FX0N系列。
西门子公司在S5系列的基础上，又推出微型高性能 的S7系列。包括S7-200系列(小型)、S7-300系列 (中型)S7-400系列(大型) 。
个人计算机 (Personal Computer)
可编程控制器(PLC)PPT课件
CPU是可编程序控制器PLC的控制中枢。
(2)存储器
分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器用以存放系统程序，由只读存储器、
ROM组成。厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。
用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器（RAM）组成。用
户使用的。断电内容消失。常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为3~5年。
（3）辅助继电器（M）
辅助继电器是PLC的内部继电器，它有许多个，每个有许多对动合触点和动断触点。辅助继电器通过
PLC中其他继电器触点的接通来驱动，与继电器控制系统中的中间继电器的作用相似，仅供中间转换环节
使用，辅助继电器不能直接驱动外部负载，要驱动外部负载必须通过输出继电器才行。
M8000运行监控继电器，是动合触点，PLC运行时接通，停止时断开；
2.会用PLC的基本语句符号进行简单的编程。
二、考点解读
必考点： PLC的基本结构,掌握PLC的工作原理；
用PLC的基本语句符号进行简单的编程。
重难点：PLC的基本语句符号进行简单的编程,可编程序控制器的接线。
考纲解读
1.PLC的由来
1969年美国数字设备公司（DEC）成功研制出世界上第一台可编程控制器PDP-14，并在GM公
（2)中型PLC：中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在256~1 024点之间。
(3)大型PLC：一般I/O点数在1 024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强,
具有极强的自诊断功能。图8-1-1PLC的基本结构
6.PLC的基本结构
PLC的基本结构如图8-1-1所示。
考纲解读
M8001运行监控继电器，是动断触点，PLC运行时断开，停止时接通；
可编程控制器介绍总结范文
可编程控制器介绍总结范文
可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种通用的工业自动化控制器，它使用可编程的存储器来存储用户程序，可以执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字或模拟输入/输出接口控制各种类型的机械或生产过程。
PLC的特点包括：
1. 高可靠性：PLC采用大规模集成电路技术，具有很高的可靠性。
此外，PLC还具有自我诊断功能，可以检测自身的故障并进行修复，确保系统的可靠性。
2. 编程简单：PLC通常采用类似于继电器控制电路的梯形图编程语言，使得编程变得简单易懂。
同时，PLC还支持多种高级编程语言，如结构化文本和指令表等。
3. 灵活性：PLC可以根据需要进行扩展或修改，支持多种不同的输入/输出接口，可以适应不同的控制需求。
4. 易于维护：PLC具有完善的故障诊断和报警功能，可以快速定位故障并进行修复。
此外，PLC还可以通过远程监控系统进行远程维护和升级。
在工业自动化领域，PLC的应用非常广泛，如制造业、电力、化工、交通等。
随着技术的不断发展，PLC的功能和性能也在不断提升，未来PLC将会在
更多的领域得到应用。
《可编程控制器》说课
楼宇自动化
在楼宇自动化系统中，可 编程控制器用于控制电梯、 空调系统、照明系统和安 全系统等。
农业自动化
农业自动化领域中，可编 程控制器用于控制灌溉系 统、温室环境和畜牧设备 等。
02
课程内容与教学目标
课程内容概述
介绍可编程控制器的基本 概念、发展历程和应用领 域。
讲解可编程控制器的硬件 组成和工作原理，包括输 入输出接口、中央处理器、 存储器等。
教师团队资质
三位教师均具有博士学位，并在 可编程控制器领域有多年的教学 和科研经验，对工业自动化控制 有深入的理解和实践经验。
教师团队教学经验
他们曾多次获得优秀教师奖，并 发表过多篇与可编程控制器相关 的学术论文，在教学和科研方面 均取得了丰硕的成果。
教学资源
教材选用
本课程选用国内知名出版社出版的最新教材《可编程控制器原理及 应用》，该教材内容全面、系统，案例丰富，具有很高的教学价值。
教师应在每次课后对学生进行评价，指出学生在 学习过程中的不足和优点，并提出改进建议。
互动交流
鼓励学生与教师进行互动交流，就学习中的疑问 和困难进行探讨，以便及时解决问题。
3
家长参与
邀请家长参与学生的学习过程，了解学生的学习 状况，促进家校合作，共同关注学生的成长。
改进措施
调整教学内容
根据学生的反馈和评价结果，对 教学内容进行适当调整，以满足
竞赛法
组织学生进行可编程控制 器应用竞赛，激发学生的 创新能力和竞争意识。
教学手段
多媒体教学
利用多媒体课件、视频等 教学资源，丰富教学内容， 提高教学效果。
网络教学
利用网络平台，实现教学 资源共享、在线交流和远 程辅导，方便学生学习和 教师辅导。
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。
可编程控制器基础知识讲述课件
在智能家居中，可编程控制器能够收集家用电器的运行数 据，根据用户的需求进行自动调节，例如控制照明、空调 、门窗、安防系统等。通过手机或智能音箱等设备，用户 可以远程操控家中的设备，提高生活的便利性和舒适度。
机器人控制系统
机器人控制系统是可编程控制器在自动化机器人领域的应用。
编写程序
使用指令表、梯形图或功能块图编写PLC程序。在编写程 序时，需要考虑输入输出端口、控制逻辑和算法等因素。
编译和下载程序
将编写好的程序进行编译，然后将程序下载到PLC中。在 编译和下载过程中，需要确保程序没有语法错误和逻辑错 误。
监控和调试程序
在PLC运行过程中，使用监控和调试工具检查程序的运行 状态和输出结果。如果发现异常情况，需要对程序进行修 改和调整。
在机器人制造中，可编程控制器作为机器人的“大脑”，负责接收和解析指令， 控制机器人的运动轨迹、姿态和动作。通过编程，机器人可以实现复杂的操作任 务，提高工作效率和精度，广泛应用于工业制造、服务、医疗等领域。
05
可编程控制器的发展趋 势和未来展望
可编程控制器的发展趋势
随着人工智能和物联网技术的发展，可编程控制器将 更加智能化，具备更高级的算法和数据处理能力，能
02
硬件配置软件
这是用于配置PLC硬件参数的软件。通过硬件配置软件，工程师可以设
置PLC的输入输出端口、通讯参数等。
03
仿真软件
这是用于模拟PLC运行环境的软件。通过仿真软件，工程师可以在实际
硬件投入使用前测试和验证PLC程序。
可编程控制器的编程软件的使用
创建新项目
在PLC编程软件中创建一个新项目，为项目命名并选择合 适的PLC型号。
简述可编程序控制器的定义
第一章习题1. 简述可编程序控制器的定义。
2. 可编程控制器的基本组成有哪些？3. 输入接口电路有哪几种形式？输出接口电路有哪几种形式？各有何特点？4. PLC的工作原理是什么？工作过程分哪几个阶段？5. PLC的工作方式有几种？如何改变PLC的工作方式？6. 可编程序控制器有哪些主要特点?7. 与一般的计算机控制系统相比可编程序控制器有哪些优点?8. 与继电器控制系统相比可编程序控制器有哪些优点?9. 可编程序控制器可以用在哪些领域?第二章习题1. S7-200系列PLC有哪些编址方式？2. S7-200系列CPU224 PLC有哪些寻址方式？3. S7-200系列PLC的结构是什么？4. CPU224 PLC有哪几种工作方式？5. CPU224 PLC有哪些元件，它们的作用是什么？6. 常见的扩展模块有几类？扩展模块的具体作用是什么？7. PLC需要几个外电源？说明各自的作用？第三章习题1. 如何建立项目？2. 如何在LAD中输入程序注解？3. 如何下载程序？4. 如何在程序编辑器中显示程序状态？5. 如何建立状态图表？6. 如何执行有限次数扫描？7. 如何打开交叉引用表？交叉引用表的作用是什么？第四章习题1. 填空1）通电延时定时器（TON）的输入（IN）时开始定时，当前值大于等于设定值时其定时器位变为，其常开触点，常闭触点。
2）通电延时定时器（TON）的输入（IN）电路时被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值等于。
3）若加计数器的计数输入电路（CU），复位输入电路（R），计数器的当前值加1。
当前值大于等于设定值（PV）时，其常开触点，常闭触点。
复位输入电路时计数器被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值为。
4）输出指令（=）不能用于映像寄存器。
5）SM 在首次扫描时为1，SM0.0一直为。
6）外部的输入电路接通时，对应的输入映像寄存器为状态，梯形图中对应的常开接点，常闭接点。
7）若梯形图中输出Q的线圈“断电”，对应的输出映像寄存器为状态，在输出刷新后，继电器输出模块中对应的硬件继电器的线圈，其常开触点。
可编程控制器
1：STL (Step Ladder)，步进接点指令，用作步进梯形指令中状态器的触点，该指令具有主控功能。
正确错误2：步进接点指令后面可与使CJP/EJP 指令及MC/MCR指令嵌套使用。
正确错误3：PC无论采用何种输出方式，都只起到接通或断开负载回路的作用，而不向负载提供电源。
正确错误4：F1系列可编程控制器，S指令用于对目标元素进行置位，且这种置位具有自保持接通状态的功能。
正确错误5：步进梯形程序中，状态器线圈的驱动，需要用置位指令，才具有步进控制功能。
正确错误6：每个输出继电器有无数对，供编程使用的内部常开、常闭触点。
这些触点对应于元件映象寄存器中该元件的状态。
正确错误7：输出锁存器中的数据，由上一次输出刷新期间输出映象寄存器中数据决定。
正确错误8：PC采用公共输出方式，只能用同一种类型、同一电压等级的电源。
正确错误9：在基本单元处于运行方式时，这时，如果编程器开关由“监视”转向“编程”位置，则编程器立即转入编程操作。
正确错误10：可编程控制器周期扫描的工作方式进一步提高了PC 控制系统的响应速度。
正确错误11：晶闸管输出方式:用于接通或断开开关频率较高的直流负载回路。
正确错误12：功能指令的执行时间是其设定线圈执行时间和执行线圈执行时间之和。
正确错误13：特殊辅助继电器M470，专用以判断六位加减法组合计数器（C660/C661 ）计数方式：M470=ON ，则高速计数；M470=OFF ，普通计数方式。
正确错误14：正确错误15：PC 在程序执行阶段及输出刷新阶段，输入映像寄存器均与外界隔离，即：无论输入点的状态怎样变化，输入映象寄存器的内容都保持不变，直至下一个扫描周期的输入刷新阶段。
正确错误16：F1系列可编程控制器功能指令中，设定线圈的设定条件含义是随功能指令的不同而不同的。
正确错误17：M77又称输出禁止，原因在于当M77接通，所有输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器都自动断开正确错误18：系统程序存储器：主要存放系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能的程序正确错误19：CPU是可编程控制器的核心，主要用来运行用户程序，监控输入/输出接口状态。
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7.3 PLC 的指令系统和编程
一、指令系统
1、输入输出指令 LD， LDI ，OUT， 2、逻辑指令 AND ，ANI 3、电路块连接指令 ORB，ANB
4、计数器复位指令 计数器复位指令 ① 先用复位指令RST使计数器复位； ② 由计数端输入计数脉冲； ③ 设置计数次数K值，K可在1～999之间设置。
二、编程时应注意的问题
梯形图应遵循自上而下、从左到右的原则； 同一触点可以重复使用； 左边必须有触点，右边不能有触点。 程序的执行是从第一条指令到END指令。 程序中不能出现双线圈现象，否则容易引起逻辑分析 上的混乱。
三、一些特殊电路的处理
第七章 可编程控制器
本章主要内容 1、可编程控制器的组成 可编程控制器的组成 2、可编程控制器的工作原理 可编程控制器的工作原理 3、 PLC 的指令系统和编程 4、可编程控制器控制系统设计 可编程控制器控制系统设计
7.1 可编程控制器的组成
由CPU、存贮器、输入输出接口和编程器组成 。
1、 CPU 主要功能： ① 接收并存贮从编程器输入的用户程序。 ② 用扫描方式采集现场输入装置的状态和 数据，并存入相应的数据寄存器中。 ③ 诊断电源及PLC内部电路的工作状态和 编程过程中的语法错误。 ④ 执行用户程序。
5、移位指令 、 ① 先用RST指令将移位寄存器清零； ② 然后由数据端输入数据； ③ 使用移位指令SFT，每从移位端输 入—个脉冲，内部的数据右移一位。
二、 PLC编程 编程Fra bibliotek1. 梯形图的经验设计方法
借鉴继电器控制电路，来设计梯形图。
2. 功能表图法
功能表图由步、转换条件、有向连线和动作。
它把控制系统的整个工作过程分为若干步，当满足某 一条件时，系统从当前步转入下一步，同时上一步的 动作结束。
2、存贮器 存贮器
PLC的存贮器用来存放程序和数据，分为系统程 序存贮器和用户程序存贮器两部分。 ① 系统程序存贮区 存贮监控程序、解释程序、故障自诊断程序、标准 子程序库及其他各种管理程序等。 ② 用户程序存贮区 存贮通过编程器输入的用户程序
3、输入输出接口 、
输入输出接口是CPU与工业现场装置之间的连 接部件。 ⑴ 输入接口 输入接口的功能是采集现场各种开关接点的 状态信号，并将其转换成标准的逻辑电平送 给CPU处理。 ⑵ 输出接口 输出接口的功能是将输出控制信送现场控制 装置。
例如：设计一个小车的自动送料控制系统。
步：框内的数据表示步的 编号； 动作：框内的数据表示的 动作的内容； 步之间的转换：有向线段； 转换条件：有向线上的短 划线，并以文字说明。 当转换条件满足时，上一 步的活动结束，下一步的 活动开始。
7.4 可编程控制器控制系统设计
一、设计步骤
1. 选择用户输入设备（按钮、开关等）、输出设备 （继电器、接触器、信号灯等）以及由输出设备驱 动的控制对象（电动机、电磁阀等）。 2. 选择PLC 3. 分配I/O点，绘制I/O连接图 4. 设计控制程序 5. 设计控制柜 6. 编制控制系统的技术文件
4、 编程器
编程器是开发、维护PLC控制系统的必备设备。 •便携式编程器 •计算机智能编程器
7.2 可编程控制器的工作原理
若将上述继电接触控制电路改成PLC的梯形图。 则各元件对应关系为：
KMl—430，KM2—431，SBl—401，SB2—402，SB3—403
PLC的基本工作过程： ① 在系统软件的控制下，顺次扫 描各输入点．读入各输入点的状态。 ② 顺次扫描程序中的各条指令， 根据输入状态和指令内容进行逻辑 运算。 ③ 根据逻辑运算的结果，向各输 出点发出相应的控制信号，实现所 要求的逻辑控制功能。 上述过程执行完后，又重新开始， 反复地执行。每执行一遍所需的时 间称为扫描周期。