第十一章可编程控制器及其应用new-文档资料
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可编程控制器原理及应用教程ppt课件
第三代：70年代末期到80年代中期。其特点是：CPU采用8位 和16位微处理器，有些还采用多微处理器结构，存储器采用 EPROM、EAROM、CMOSRAM等 ；
第四代：80年代中期到90年代中期。PC全面使用8位、16位微 处理芯片的位片式芯片，处理速度也达到1us/步 ；
第五代：90年代中期至今。PC使用16位和32位的微处理器芯 片，有的已使用RISC芯片。
思考:可编程控制器的基本特点是什么?
可编程控制器的基本特点
1. 灵活、通用
2“34... 专可平-无控编接-实变量----触制均为-靠--现的的程线---点系无P-适-性控话接C-简简的统故P用采C应制，线半中高障单单是用微导 的恶时功只即、的、通机体接间劣能 需 可是抗实使过电线一的微的 要 。路老干般现存用电工， 修来化可控扰储子方完、如 改业达制技在能便成脱1果 程环术，0存的焊力控 序万境，使，、储强小大制 以而用因触器时量功 及此点设的中左的不电能 改是计右开的会弧需动汇的关程出等要极动编计现现序作改少语继象算是言电。机由器，” 5. 1难 机 功-)-硬硬于-能-件-件掌P强措C和握还施，软采：要件取了求知以使识下用。主者而要具P措C有施采来一用提定面高水向其平控可的靠制计性过。算程、 6. 均面 体采向积用问小对严题格电,重的措源“量施变进压自轻行器然,屏、易语蔽C于言P，U”实以、编防编现外程程机界器，电干等容扰主一易；要体掌部化握件，。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
原理图
主电路原理图
传统的继电接触控制原理图 PLC控制原理图原理图
问题提出:
传统的继电接触控制系统，只能改变 某些硬件接线，才能完成上述的两种控制 方式，而可编程控制器控制系统可在不改 变硬件接线的情况下，通过修改程序而实 现控制顺序的变化。控制两个电动机的顺 序运行，控制复杂程度不高，如用继电接 触控制系统已够费时的了，何况汽车生产 流水线的控制系统？
第四代：80年代中期到90年代中期。PC全面使用8位、16位微 处理芯片的位片式芯片，处理速度也达到1us/步 ；
第五代：90年代中期至今。PC使用16位和32位的微处理器芯 片，有的已使用RISC芯片。
思考:可编程控制器的基本特点是什么?
可编程控制器的基本特点
1. 灵活、通用
2“34... 专可平-无控编接-实变量----触制均为-靠--现的的程线---点系无P-适-性控话接C-简简的统故P用采C应制，线半中高障单单是用微导 的恶时功只即、的、通机体接间劣能 需 可是抗实使过电线一的微的 要 。路老干般现存用电工， 修来化可控扰储子方完、如 改业达制技在能便成脱1果 程环术，0存的焊力控 序万境，使，、储强小大制 以而用因触器时量功 及此点设的中左的不电能 改是计右开的会弧需动汇的关程出等要极动编计现现序作改少语继象算是言电。机由器，” 5. 1难 机 功-)-硬硬于-能-件-件掌P强措C和握还施，软采：要件取了求知以使识下用。主者而要具P措C有施采来一用提定面高水向其平控可的靠制计性过。算程、 6. 均面 体采向积用问小对严题格电,重的措源“量施变进压自轻行器然,屏、易语蔽C于言P，U”实以、编防编现外程程机界器，电干等容扰主一易；要体掌部化握件，。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
原理图
主电路原理图
传统的继电接触控制原理图 PLC控制原理图原理图
问题提出:
传统的继电接触控制系统，只能改变 某些硬件接线，才能完成上述的两种控制 方式，而可编程控制器控制系统可在不改 变硬件接线的情况下，通过修改程序而实 现控制顺序的变化。控制两个电动机的顺 序运行，控制复杂程度不高，如用继电接 触控制系统已够费时的了，何况汽车生产 流水线的控制系统？
《可编程控制器及应用》课程实验指导书
《可编程控制器及应用》课程实验指导一、课程基本情况二、课程性质与作用可编程控制器是综合了计算机技术、自动化控制技术和通讯技术的一种以微处理器为核心的新型通用自动控制装置，具有功能强、可靠性高、编程简便、操作灵活、适合于工业环境的特点；在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面得到普遍应用。
是现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。
可编程控制器是自动化、测控技术与仪器、电气工程与自动化专业的一门专业必修课。
主要学习可编程控制器方面知识和培养工程综合实践能力。
（1）知识要求：了解PLC的基本原理和结构组成，掌握PLC指令系统、梯形图、PLC 编程的规则和编程的方法，能应用PLC进行控制系统设计。
（2）能力要求：能使用编程软件，能根据控制要求设计出控制软件，能应用PLC进行控制系统设计。
三、实验教学内容与安排实验一定时计数器实验一、实验目的1、掌握CP1H PLC控制系统梯形图设计的一般方法。
2、熟悉CX-Programmer软件的应用。
二、实验设备1、CP1H PLC实验箱一台2、PC机一台三、实验原理根据实验控制要求，分析有几个输入信号，几个输出信号，然后给这些输入/输出信号分配PLC端子号，画出程序流程图，然后画出梯形图，在PC机上用CX-Programmer编程软件将梯形图输入计算机并保存，将梯形图下载到PLC上，调试运行，直到满足控制要求。
四、实验内容及步骤1、实验内容控制要求:有两台交流电动机，按下启动按钮，启动电机1运转，运转时间为10S，10S 后电机1停止，自动启动电机2运转，运转时间为6S，6S后电机2停止，自动启动电机1运转，运转时间为10S ……，周而复始，两台电机定时交替运转。
任何时候按下停止按钮，则两台电机停止运转。
实验中以两个发光二极管代替交流电机控制电路的交流接触器线圈，发光二极管亮表示交流接触器通电，即对应电机运转，发光二极管灭表示交流接触器线圈断电，即电机停止运转。
可编程控制器原理及应用实例
可编程控制器原理及应用实例可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种用于工业自动化控制系统的数字化电子设备。
它可以根据预先编制的控制程序，对输入信号进行处理后产生输出信号，用于控制各种生产设备和过程。
PLC的工作原理主要有三个方面：1.输入模块：用于接收各种输入信号，如开关信号、传感器信号等。
输入模块将这些信号转换为数字信号，输入给PLC的中央处理器。
2.中央处理器：PLC的核心部分，负责接收输入信号，并根据预设的控制程序进行处理。
中央处理器通常由微处理器和存储器组成，可以执行各种逻辑运算和控制任务。
3.输出模块：用于产生控制信号，将处理后的结果输出给执行器或其他设备。
输出模块将数字信号转换为相应的电压、电流或其他形式的信号，用于控制执行器的运动或其他动作。
PLC的应用范围非常广泛，以下是其中的一些实例：1.工业生产线控制：PLC可以用于控制各种生产设备的运行，如机器人、输送带、气缸等。
根据输入信号和预设的控制程序，PLC可以实现自动化控制，提高生产效率和质量。
2.建筑自动化控制：PLC可以用于控制建筑物的照明、空调、门禁等系统。
通过输入信号和控制程序，PLC可以自动调节各种设备的运行状态，提高能源利用效率。
3.交通信号控制：PLC可以用于控制交通信号灯的变换，根据交通流量和需求调整红绿灯的时间间隔，优化交通流动性。
4.环境监测与控制：PLC可以用于监测和控制环境参数，如温度、湿度、气压等。
通过输入信号和控制程序，PLC可以实现环境参数的自动调节，保持良好的工作环境。
5.电力系统控制：PLC可以用于电力系统的监测和控制，如对发电机、变压器、断路器等设备的状态进行实时监测和控制，保证电力系统的正常运行。
总之，可编程控制器通过输入、处理和输出信号的方式，实现了对各种设备和过程的自动控制。
它在工业自动化、建筑自动化、交通控制、环境监测等领域有着广泛的应用。
第11章可编程控制器及其应用
第11章 11.1
第11章 11.1
11.1.3 PLC的主要性能通常可用以下各种指标进 行描述。
1．I／O点数 此指PLC的外部输入和输出端子数。
2．用户程序存储容量 此为衡量PLC所能存储用户程序的多少。在PLC中，
程序指令是按“步”存储的，一“步”占用一个地址单元， 一条指令有的往往不止一“步”。
PLC的内部存储器有两类：
一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及 对用户程序作编译处理的程序；另一类是用户程序及数据 存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和 中间结果。
2. 输入/输出（I/O）接口
第11章 11.1
第11章 11.1
3.电源
PLC的电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路 工作所配备的直流开关稳压电源。
4.编程器
编程器也是PLC的一种重要的外部设备，用户可以用它输 入、检查、修改、调试程序或用它监视PLC的工作情况。
5.输入/输出扩展接口
I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元 与基本单元（即主机）联接在一起。
6.外部设备接口
此接口可将编程器、计算机、打印机、条码扫描仪等外部 设备与主机相连，以完成相应操作。
块操作指令配合用于分支回路的起始处。 (3)OT指令不能用于输入继电器X，也不能直接用于左母线，OT指令
可以连续使用若干次，这相当线圈的并联。
第11章 11.2
第11章 11.2
2．触点串联指令AN，AN／与触众并联指令()R，0R／ AN为触点串联指令(也称“与”指令)， AN／为触点串联反指令(也称“与非”指令)。 它们分别用于单个常开和常闭触点的串联。 OR为触点并联指令(也称“或”指令)， OR／为触点并联反指令(也称“或非”指令)。 它们分别用于单个常开和常闭触点的并联。
可编程序控制器及其应用
总结词
高效率、低成本、安全性
详细描述
在汽车制造生产线上，PLC被广泛应用于对各种机械设备的自动化控制，例如对焊接、涂装、装配等 环节进行精确控制。此外，PLC能够实现生产线的智能化调度，提高生产效率的同时降低生产成本， 并确保生产过程的安全性。
工程实例三：智能仓库的管理系统
总结词
智能化、高精度、自动化
梯形图语言（ LD）
一种以图形符号表示输入 、输出变量和逻辑运算结 果的编程语言，通过梯形 图表达控制程序。
功能块图语言 （FBD）
一种以功能块为单位描述 控制系统逻辑的编程语言 ，用矩形框表示功能块， 用线段表示功能块之间的 信息传递。
结构化文本语 言（ST）
一种基于文本的编程语言 ，采用结构化语句描述控 制系统的逻辑，可读性强 。
程序执行与输出
控制器根据采样结果和用户程序， 对输出映像区进行更新，输出控制 信号。
输出刷新
控制器将输出映像区的控制信号输 出到外部设备，实现控制功能。
03
可编程序控制器的编程语言 及选型
可编程序控制器的编程语言
01
02
03
04
05
继电器逻辑（ RL）语言
一种以硬件继电器表示输 入和输出变量的编程语言 ，利用物理继电器实现逻 辑控制功能。
02
可编程序控制器的构成及原 理
可编程序控制器的硬件构成
中央处理器(CPU)
输入输出模块
包括微处理器和存储器，用于执行用户程序 和控制信号输入输出。
提供与外部设备的接口，实现信号的采集和 输出。
电源模块
提供控制器所需的电源。
其他可选模块
如通信模块、模拟量输入输出模块等，根据 具体应用需求进行选配。
高效率、低成本、安全性
详细描述
在汽车制造生产线上，PLC被广泛应用于对各种机械设备的自动化控制，例如对焊接、涂装、装配等 环节进行精确控制。此外，PLC能够实现生产线的智能化调度，提高生产效率的同时降低生产成本， 并确保生产过程的安全性。
工程实例三：智能仓库的管理系统
总结词
智能化、高精度、自动化
梯形图语言（ LD）
一种以图形符号表示输入 、输出变量和逻辑运算结 果的编程语言，通过梯形 图表达控制程序。
功能块图语言 （FBD）
一种以功能块为单位描述 控制系统逻辑的编程语言 ，用矩形框表示功能块， 用线段表示功能块之间的 信息传递。
结构化文本语 言（ST）
一种基于文本的编程语言 ，采用结构化语句描述控 制系统的逻辑，可读性强 。
程序执行与输出
控制器根据采样结果和用户程序， 对输出映像区进行更新，输出控制 信号。
输出刷新
控制器将输出映像区的控制信号输 出到外部设备，实现控制功能。
03
可编程序控制器的编程语言 及选型
可编程序控制器的编程语言
01
02
03
04
05
继电器逻辑（ RL）语言
一种以硬件继电器表示输 入和输出变量的编程语言 ，利用物理继电器实现逻 辑控制功能。
02
可编程序控制器的构成及原 理
可编程序控制器的硬件构成
中央处理器(CPU)
输入输出模块
包括微处理器和存储器，用于执行用户程序 和控制信号输入输出。
提供与外部设备的接口，实现信号的采集和 输出。
电源模块
提供控制器所需的电源。
其他可选模块
如通信模块、模拟量输入输出模块等，根据 具体应用需求进行选配。
可编程控制器原理及应用教程
04 可编程控制器的未来发展
可编程控制器的新技术
嵌入式系统技术
01
嵌入式系统技术将可编程控制器与微处理器、集成电路等结合，
提高了控制器的性能和功能。
人工智能技术
02
人工智能技术为可编程控制器提供了更高级的算法和控制策略，
使其能够更好地处理复杂和不确定的系统。
物联网技术
03
物联网技术使得可编程控制器能够与其他设备进行无线通信和
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注意事项
安全性
在编写程序时，应考虑安全因素，如对输入 的验证、防止程序崩溃等。
稳定性
确保程序在各种情况下都能稳定运行，避免 因外部干扰或异常输入导致程序出错。
可维护性
编写易于维护的代码，方便后续的修改和扩 展。
兼容性
确保程序在不同的硬件和软件平台上都能正 常运行。
常见问题与解决方案
控制精度不高
可能是由于算法或数据处理不当导致的。 解决方案：优化算法、提高数据精度等。
可编程控制器在物联网中的应用
智能制造
可编程控制器在智能制造中用于控制生产设备和生产线，实现自动 化生产。
智能家居
可编程控制器在智能家居中用于控制家电设备和照明系统，实现智 能化家居生活。
智能农业
可编程控制器在智能农业中用于控制灌溉、施肥等农业设备，实现精 准农业管理。
05 可编程控制器的编程技巧 与注意事项
工业自动化控制
自动化生产线控制
可编程控制器能够实现自动化生 产线上各种设备的控制，如机械 臂、传送带、包装机等，提高生 产效率。
设备故障诊断与预
防
通过可编程控制器对设备进行实 时监测和数据分析，能够及时发 现潜在故障并进行预警，减少设 备停机时间。
11可编程序控制器PLC原理及应用第一二章
决系统,使可靠性更进一步提高。
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。
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。
可编程序控制器(PLC)原理及应用
冗余和容错技术
提高系统可靠性和稳定性，确保 在故障发生时系统能够正常运行。
05
PLC系统设计与选型原则
系统设计流程和方法论
需求分析
明确系统控制需求，包括输入/输出信号类型、数量、通 信协议等。
软件编程
使用PLC编程软件编写控制程序，实现系统逻辑控制功 能。
ABCD
硬件设计
根据需求选择合适的PLC型号、I/O模块、通信模块等硬 件设备，并设计相应的电气连接图。
发展历程
从1960年代末期的初创阶段，到1970 年代中期的成熟阶段，再到1980年代 以后的发展阶段，PLC逐渐从逻辑控 制向数字控制发展，功能不断增强， 应用领域也不断扩展。
PLC基本组成与工作原理
基本组成
PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口、电源等部分组成。
工作原理
PLC采用循环扫描的工作方式，即按照用户程序存储器中存放的先后顺序逐条执 行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
实例三
使用顺序功能图语言实现一个复杂的自动化生产线控制程 序，包括多个状态之间的转移条件、状态内的动作以及必 要的互锁和联锁功能。
03
PLC在工业自动化领域应用
顺序控制应用
逻辑控制
时间控制
PLC可以实现复杂的逻辑控制功能，如 与、或、非等逻辑运算，用于控制工业 设备的启动、停止、运行等状态。
PLC具有精确的时序控制能力，可以 根据时间设定来控制设备的运行时长、 延迟等。
可编程序控制器(plc)原 理及应用
目录
Contents
• PLC概述与基本原理 • PLC编程语言与指令系统 • PLC在工业自动化领域应用 • PLC通信与网络功能实现 • PLC系统设计与选型原则 • PLC安装调试与故障诊断技巧
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第11章 可编程序控制器
11.1 可编程序控制器的基本结构 11.2 可编程序控制技术性能介绍 11.3 FPI可编程序控制器的基本指令 11.4 可编程序控制器的基本应用
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第11章 可编程序控制器
本章要求： 1. 了解可编程控制器的结构和工作原理。 2. 了解可编程控制器的几种基本编程方法。 3. 熟悉常用的编程指令。 4. 学会使用梯形图编制简单的程序。
目前PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻 工等领域，加速了机电一体化的进程。
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第一节 可编程控制器的基本结构
各种PLC的具体结构虽然多种多样，但其结 构和工作原理大同小异，都是以微处理器为核心 的电子电气系统。PLC各种功能的实现，不仅基 于其硬件的作用，而且要靠其软件的支持。
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2.输入/输出(I/O)模块 输入接口用于接收输入设备（如：按钮、行程开
关、传感器等）的控制信号。 输出接口用于将经CPU处理过的结果通过输出电路
去驱动输出设备（如:接触器、电磁阀、指示灯等）。
该模块除了上述信号传递作用外，还有电平转换 和噪声隔离作用。
3.电源 电源指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路
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第11章 可编程序控制器
1.定义：可编程控制器是一种数字运算的电子操 作系统装置，专为工业现场应用而设计的，它采 用可编程序的存储器，用来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 的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出， 控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器 及其有关设备都应按易于与工业控制器系统联成 一个整体和易于扩充其功能的原则进行设计
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5. 输入输出扩展接口 I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数扩
展单元与基本单元（即主机）联接在一起。 6. 外部设备接口
此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等 外部设备与主机相连。
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二、工作方式
PLC采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式， 这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新 三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间 称为扫描周期。
输
输
输 入 端 子
输 入 锁 存 器
入 状 态 寄 存
读
程 序 执 行
写 读
出 状 态 寄 存
输 出 锁 存 器
输 出 端 子
器
器
输入采样
程序执行
输出刷新
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二、工作方式
PLC采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式， 这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新 三ห้องสมุดไป่ตู้阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间 称为扫描周期。
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进入80年代，随着微电子技术和计算机技术 的发展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控 制、顺序控制的范围，可以进行模拟量控制、位 置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现 柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制 器（Programmable Controller）简称PC ,但为 了与个人电脑PC相区别，仍将其称为PLC。 PLC已被称为现代工业控制的三大支柱（PLC、 机器人和CAD/CAM）之一。
口
口
电源部件
采用光电 隔离装置
照明 电磁装置 执行机构
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一、基本结构 1.CPU模块
该部分包括中央处理器（CPU）、系统程序存 储器和用户程序及数据存储器。
CPU是PLC的核心，一切逻辑运算及判断都是 由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是 我们常说的电脑芯片。
工作所配备的直流开关稳压电源
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4. 编程器 编程器是PLC很重要的外部设备，它主要由
键盘、显示器组成。编程器分简易型和智能型两 类。小型PLC常用简易编程器，大、中型PLC多 用智能编程器。编程器的作用是编制用户程序并 送入PLC程序存储器。利用编程器可检查、修改、 调试用户程序和在线监视PLC工作状况。现在许 多PLC采用和计算机联接，并利用专用的工具软 件进行编程或监控。
PLC内部主要由CPU模块、输入 /输出接口、 电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分 组成，如图11-1所示。
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计算机 编程器 打印机
继电器、可控硅、
外设接口
晶体管电路
各种开关 继电器触点 行程开关 模拟量输入 传感器
输 入
CPU
输 出
接 ROM、RAM 接
输
输
输 入 端 子
输 入 锁 存 器
入 状 态 寄 存
读
程 序 执 行
写 读
出 状 态 寄 存
输 出 锁 存 器
输 出 端 子
器
器
一个扫描周期
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1. 输入采样阶段
PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入 所有输入端的通/断状态或输入数据，并将此状态 存入输入状态寄存器，即输入刷新。接着转入程 序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态发 生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，只 有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。
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2. 可编程控制器的发展：它的起源可以追溯到60年 代，美国通用汽车公司为了适应汽车型号不断翻新 的需要，对生产线上的控制设备提出了新的要求， 为此研制了第一台可编程控制器用于生产线上，通 过改变存储在里面的指令的方法来改变生产线的控 制流程，从而提供了继电器控制系统无法比拟的灵 活性。但这一时期它主要是代替继电器系统完成顺 序控制，虽然也采用了计算机的设计思想，实际只 能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器 简称 PLC（Programmable Logical Controller）。
(1) 输入处理
(2) 程序执行 (3) 输出处理
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内部存储器有两类：一类是系统程序存储器， 另一类是用户程序及数据存储器
系统程序存储器：主要存放系统管理和监控程序 及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家 固定，用户不能更改。
用户程序及数据存储器：主要存放用户编制的应 用程序及各种暂存数据、中间结果。
11.1 可编程序控制器的基本结构 11.2 可编程序控制技术性能介绍 11.3 FPI可编程序控制器的基本指令 11.4 可编程序控制器的基本应用
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第11章 可编程序控制器
本章要求： 1. 了解可编程控制器的结构和工作原理。 2. 了解可编程控制器的几种基本编程方法。 3. 熟悉常用的编程指令。 4. 学会使用梯形图编制简单的程序。
目前PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻 工等领域，加速了机电一体化的进程。
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第一节 可编程控制器的基本结构
各种PLC的具体结构虽然多种多样，但其结 构和工作原理大同小异，都是以微处理器为核心 的电子电气系统。PLC各种功能的实现，不仅基 于其硬件的作用，而且要靠其软件的支持。
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2.输入/输出(I/O)模块 输入接口用于接收输入设备（如：按钮、行程开
关、传感器等）的控制信号。 输出接口用于将经CPU处理过的结果通过输出电路
去驱动输出设备（如:接触器、电磁阀、指示灯等）。
该模块除了上述信号传递作用外，还有电平转换 和噪声隔离作用。
3.电源 电源指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路
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第11章 可编程序控制器
1.定义：可编程控制器是一种数字运算的电子操 作系统装置，专为工业现场应用而设计的，它采 用可编程序的存储器，用来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 的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出， 控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器 及其有关设备都应按易于与工业控制器系统联成 一个整体和易于扩充其功能的原则进行设计
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5. 输入输出扩展接口 I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数扩
展单元与基本单元（即主机）联接在一起。 6. 外部设备接口
此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等 外部设备与主机相连。
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二、工作方式
PLC采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式， 这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新 三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间 称为扫描周期。
输
输
输 入 端 子
输 入 锁 存 器
入 状 态 寄 存
读
程 序 执 行
写 读
出 状 态 寄 存
输 出 锁 存 器
输 出 端 子
器
器
输入采样
程序执行
输出刷新
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二、工作方式
PLC采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式， 这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新 三ห้องสมุดไป่ตู้阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间 称为扫描周期。
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进入80年代，随着微电子技术和计算机技术 的发展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控 制、顺序控制的范围，可以进行模拟量控制、位 置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现 柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制 器（Programmable Controller）简称PC ,但为 了与个人电脑PC相区别，仍将其称为PLC。 PLC已被称为现代工业控制的三大支柱（PLC、 机器人和CAD/CAM）之一。
口
口
电源部件
采用光电 隔离装置
照明 电磁装置 执行机构
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一、基本结构 1.CPU模块
该部分包括中央处理器（CPU）、系统程序存 储器和用户程序及数据存储器。
CPU是PLC的核心，一切逻辑运算及判断都是 由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是 我们常说的电脑芯片。
工作所配备的直流开关稳压电源
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4. 编程器 编程器是PLC很重要的外部设备，它主要由
键盘、显示器组成。编程器分简易型和智能型两 类。小型PLC常用简易编程器，大、中型PLC多 用智能编程器。编程器的作用是编制用户程序并 送入PLC程序存储器。利用编程器可检查、修改、 调试用户程序和在线监视PLC工作状况。现在许 多PLC采用和计算机联接，并利用专用的工具软 件进行编程或监控。
PLC内部主要由CPU模块、输入 /输出接口、 电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分 组成，如图11-1所示。
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计算机 编程器 打印机
继电器、可控硅、
外设接口
晶体管电路
各种开关 继电器触点 行程开关 模拟量输入 传感器
输 入
CPU
输 出
接 ROM、RAM 接
输
输
输 入 端 子
输 入 锁 存 器
入 状 态 寄 存
读
程 序 执 行
写 读
出 状 态 寄 存
输 出 锁 存 器
输 出 端 子
器
器
一个扫描周期
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1. 输入采样阶段
PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入 所有输入端的通/断状态或输入数据，并将此状态 存入输入状态寄存器，即输入刷新。接着转入程 序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态发 生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，只 有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。
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2. 可编程控制器的发展：它的起源可以追溯到60年 代，美国通用汽车公司为了适应汽车型号不断翻新 的需要，对生产线上的控制设备提出了新的要求， 为此研制了第一台可编程控制器用于生产线上，通 过改变存储在里面的指令的方法来改变生产线的控 制流程，从而提供了继电器控制系统无法比拟的灵 活性。但这一时期它主要是代替继电器系统完成顺 序控制，虽然也采用了计算机的设计思想，实际只 能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器 简称 PLC（Programmable Logical Controller）。
(1) 输入处理
(2) 程序执行 (3) 输出处理
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内部存储器有两类：一类是系统程序存储器， 另一类是用户程序及数据存储器
系统程序存储器：主要存放系统管理和监控程序 及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家 固定，用户不能更改。
用户程序及数据存储器：主要存放用户编制的应 用程序及各种暂存数据、中间结果。