顺序与数字程序控制
第4章_顺序控制与数字程序控制-
常用的二次曲线有圆弧、抛物线和双曲线等
9/20/2019
第4章 顺序控制与数字程序控制
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1、数字程序控制原理
把插补运算过程中定出的各中间点，以脉冲形式去控制x、 y方向上的步进电机（绘图笔、或加工刀具），从而绘出图形 或加工出所要求的轮廓。
每一个脉冲信号步进电机走一步，即绘图笔或刀具在 x 或 y 方向移动一步。
插补器实际上是一个函数发生器，能按给定的基本数据 产生一定的函数曲线，并以增量形式向各坐标连续输出，以 控制机床刀具按给定的图形运动。
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第4章 顺序控制与数字程序控制
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1、数字程序控制原理 基点
基点
图中abcd为绘图仪绘图 曲线或零件的加工曲线。
Y 基点 c
将图中的曲线分成若干
d
段：
即 ymxexmye0
定义直线插补的偏差判别式为： Fmymxexmye
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第4章 顺序控制与数字程序控制
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（1）逐点比较直线插补
Fmymxexmye
Y
* 若Fm＝0，点m在OA上； * 若Fm > 0，点m在OA上方，ym
即为点m’；
* 若Fm< 0，点m在OA下方， 即为点m’’。
所谓数字程序控制，就是计算机根据输入的指令和数据， 控制生产机械按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运 动速度等规律自动地完成工作的自动控制。
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第4章 顺序控制与数字程序控制
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二、数字程序控制基础
数字程序控制系统一般由输入装置、输出装置、控制器 和插补器四部分组成。
控制器和插补器的功能及部分输入输出接口由计算机实 现。
定义偏差判别式： FmRm 2R2
计算机组成原理知识点总结
计算机组成原理知识点总结第一章一、数字计算机的五大部件（硬件）及各自主要功能（P6）计算机硬件组成：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。
1、存储器（主存）主要功能：保存原始数据和解题步骤。
包括：内存储器（CPU 直接访问），外存储器。
2、运算器主要功能：进行算术、逻辑运算。
3、控制器主要功能：从内存中取出解题步骤（程序）分析，执行操作。
包括：计算程序和指令（指令由操作码和地址码组成）。
4、输入设备主要功能：把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。
5、输出设备主要功能：把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。
注：1、冯诺依曼结构：存储程序并按地址顺序执行。
2、中央处理器（CPU）：运算器和处理器的结合。
3、指令流：取指周期中从内存读出的信息流，流向控制器。
数据流：在执行器周期中从内存读出的信息流，由内存流向运算器。
二、数字计算机的软件及各自主要功能（P11）1、系统软件：包括服务性程序、语言程序、操作程序、数据库管理系统。
2、应用程序：用户利用计算机来解决某些问题而设计。
三、计算机的性能指标。
1、吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，用bps度量。
2、响应时间：表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。
3、利用率：在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所在的比率，用百分比表示。
4、处理机字长：常称机器字长，指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数，如32位机、64位机。
5、总线宽度：一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。
6、存储器容量：存储器中所有存储单元（通常是字节）的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。
7、存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用B/s（字节/秒）表示。
8、主频/时钟周期：CPU的工作节拍受主时钟控制，按照规定在某个时间段做什么（从什么时候开始、多长时间完成），主时钟不断产生固定频率的时钟信号。
计算机控制及接口技术
第五章计算机控制及接口技术机电一体化系统中的计算机软、硬件占着相当重要的地位，它代表着系统的先进性和智能特性。
计算机以其运算速度快，可靠性高，价格便宜，被广泛地应用于工业、农业、国防以及日常生活的各个领域。
计算机用于机电一体化系统或工业控制是近年来发展非常迅速的领域。
例如，卫星跟踪天线的控制、电气传动装置的控制、数控机床、工业机器人的运动、力控系统、飞机、大型油轮的自动驾驶仪等等。
现在，当你走进一个自动化生产车间，将会看到许多常规的控制仪表和调节器已经被计算机所取代，计算机正在不断地监视整个生产过程，对生产中的各种参数，如温度、压力、流量、液位、转速和成分等进行采样，迅速进行复杂的数据处理、打印和显示生产工艺过程的统计数字和参数，并发出各种控制命令。
第一节概述一、计算机控制系统的组成将模拟式自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了一个典型的计算机控制系统，如图5-1所示。
因此，简单地说，计算机控制系统就是采用计算机来实现的工业自动控制系统。
图5-1 计算机控制系统基本框图在控制系统中引入计算机，可以充分利用计算机的运算、逻辑判断和记忆等功能完成多种控制任务。
在系统中，由于计算机只能处理数字信号，因而给定值和反馈量要先经过A/D转换器将其转换为数字量，才能输入计算机。
当计算机接收了给定量和反馈量后，依照偏差值，按某种控制规律进行运算（如PID运算），计算结果（数字信号）再经过D/A转换器，将数字信号转换成模拟控制信号输出到执行机构，便完成了对系统的控制作用。
典型的机电一体化控制系统结构可用图5-2来示意，它可分为硬件和软件两大部分。
硬件是指计算机本身及其外围设备，一般包括中央处理器、内存储器、磁盘驱动器、各种接口电路、以A/D转换和D/A转换为核心的模拟量I/O通道、数字量I/O通道以及各种显示、记录设备、运行操作台等。
（1）由中央处理器、时钟电路、内存储器构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部件，主要进行数据采集、数据处理、逻辑判断、控制量计算、越限报警等，通过接口电路向系统发出各种控制命令，指挥全系统有条不紊地协调工作。
所谓顺序控制
所谓顺序控制，即根据生产工艺预先规定的顺序（程序或条件），使生产过程的各执行机构在输入信号的作用下，有条不紊地、自动地顺序动作。
前面所述的继电接触器所组成的自动控制线路就是一种简单的、纸级的顺序控制。
这种顺序控制起于本世纪20年代，其控制逻辑是通过固定接线来完成的，所以，通用性和灵活性差，而且由于触点繁多，使得控制线路的可靠性也差。
随着半导体逻辑元件的产生，50年代出现了无触点的半导体逻辑控制电路，大大提高了电路的可靠性。
但因仍是固定接线，所以，电路的通用性和灵活性问题仍未得到解决。
随着电子技术的发展，电子计算机已广泛地用于各种自动化生产过程，极大地提高了控制系统的灵活性和通用性。
但是，在工业生产中，大量存在的是一些简单的中、小型控制设备，而且它们大都属于开关量的控制，不需要复杂的数字运算，如果采用通用型计算机来完成，显然是“大材小用”。
于是，人们就寻找了一种结构比计算机简单、价格比计算机便宜的自动化控制装置－顺序控制器。
可见，顺序控制器是介于继电器控制电路、半导体逻辑控制电路和电子计算机控制之间的控制系统。
随着生产的发展，顺序控制器将日益被印刷[百科微博]自动控制线路所采用，对于装订机械的自动化、联动化来说，顺序控制器有着十分重要的意义及使用价值。
顺序控制器又称顺序控制器，它可分为矩阵式顺序控制器和可编程序控制器。
一、矩阵式顺序控制器矩阵式顺序控制器可分为基本逻辑顺序控制器和步进式顺序控制器。
1．基本逻辑式顺序控制器。
基本逻辑式顺序控制器是从继电接触器控制系统演变而来的，它的核心部分是二极管矩阵板。
在矩阵板上利用二极管的组合逻辑对条件信号灵活地进行“与”、“或”、“非”的逻辑组合，通过输出部分推动执行机构，形成程序控制。
它与继电器控制系统相比，其灵活性和通用性虽有提高，但由于编程仍是以继电器控制系统为基础，而且所有执行电器都是同时接到同一个电源上，每个电器的通电与断电是依靠二极管矩阵的逻辑组合来实现的，无记忆功能。
第二章可编程控制器在数控机床上的应用
第二章 可编程控制器在数控机床上的应用
第二节 PLC在数控机床上的应用
一、数控机床上PLC的功能
另外一些信号是PMC 通知CNC，使CNC 改变或执行某一种运行。如：FIN（G4.3）是 PMC 通知CNC 辅助功能M 或换刀功能T 已经结束执行。CNC 接受到该信号后即可启动下 个加工程序段的执行； *SSTP（G29.6）：CNC 停止主轴电机的控制信号。
第二章 可编程控制器在数控机床上的应用 第四节 PLC在数控机床控制中的应用
一、PMC在实现M功能上的应用 1.M功能的译码
(3)相关指令
DEC：译码指令，其功能是：在BCD码信号等于一个指定数时， 该指令的输出为1，常用于数控机床中M、S、T功能的译码。 F151：译码信号地址0311：其中03为指定数；11表示对译码 地址中的两位BCD码的高低位译码。
同理，当F151的内容为2位BCD源自05时， M05信号输出有 效，PMC可以用这个信号来控制主轴的停止；当F151的内容 为2位BCD码19时， M19信号输出有效，PMC可以用这个信号 来控制主轴的准停。
第二章 可编程控制器在数控机床上的应用
第四节 PLC在数控机床控制中的应用
一、PMC在实现M功能上的应用
中间 继电
器
(R)
DI/DO
公共端 接收
驱动
机床
负
电
载
源
第二章 可编程控制器在数控机床上的应用 第二节 PLC在数控机床上的应用
一、数控机床上PLC的功能
X：由机床输入至PMC。如：操作员由机床操作面板上输入的按钮、按键、开关信号。 Y：由PMC 输出至机床的使机床强电动作的信号。如：主轴的正、反向；润滑、冷却的 开/关信号。PMC 处理梯形图程序输出这些信号使机床动作。 G：PMC 输出至CNC 的信号（CNC 输入）。 这些信号中有些是启动CNC 的一个子程序。这些子程序是CNC 控制软件的一部分： 根据机床的实际动作设计好的机床的强电控制功能。如：急停（G8.4）；自动加工程序 启动(G7.2)；工作方式选择（G43.0-2）。
PLC多种编程方法实现顺序控制
Ｐ Ｃ程序设计方法 。 Ｌ 由于 Ｓ Ｃ图比梯形 图和指令表更清晰直观、 Ｆ 易于理
解， 而且 最 大 程 度 地 接 近 于生 产 工 艺 流 程 ， 因此 ， 种 编 程 方 法 为 广 大 这
Ｐ Ｃ工程技术人员所喜爱 ， Ｌ 已成为 当前 Ｐ Ｃ程序设计 的主要方法。 Ｌ 在顺序 功能图的实际编程 中，可 以有多种方式编制 出对应 的梯形 图。 常见的实现顺序控制的编程方式有 四种 ， 它们是 ： 起保停 编程方式 、 步进指令编程方式 、 移位寄存器编程方式 和置位复位指令编程方式 。 下 面就三菱 Ｆ Ｘ系列 Ｐ Ｃ 结合某 液压动力滑 台运 动控 制的实例 ， Ｌ， 对上述 四种编程方式分别加 以说明。对于其他型号的 Ｐ Ｃ， Ｌ 这些编程方式 同样 适用 ， 只要简单修改一下指令符号即可。 控 制 实例 说 明 三菱 Ｆ Ｘ系列 Ｐ Ｃ控制的某液压动力滑台运动情况如下： Ｌ 在初始状 态时停在最左边 ，行程开关 ｘ１ 接通 （ 其余 两个 行程开关分别 为 Ｘ 、 ２ Ｘ ）按 下 启 动按 钮 Ｘ４ 动 力 滑 台 的进 给 运 动 过 程 如 下 图 １ 示 ； 作 ３； ， 所 丁 个 循 环 后 ， 回 到 初 始 位 置 ， 待 下 一 次 启 动 ； 制 电 磁 阀 （ ～ ３ 返 等 控 Ｙ１ Ｙ ）
ｖ ｗ ａｅ ｃｌｎ ａ ｉ ａｅｒｎｅｖ ｗ ｙｅ ｈｗ ａ，） ｉ ｄ ｔ ａｅｄ ｒｖ ｗ ｄｔ ａ ｇ（ｅ ｔｐ ， ｏ ｄ ｙ１ ｅ ｅ ｉ ｓ
ｑｔ ｔ ｄ ｔ ｅｖ ｗ ａｅ ｔｒ ｄ ｙ ＝ｏｅ ｉ ｓ ｒ＝ａｄｉ （ｅ ｄ ｔｓ ｔ ａ， ｚｎｄｆ ａ ｍ ｉ ．ａ ＿ ｈ ｔ ） ｑｎ ｅ ｄ：ａｄｉｅｖ ｗ ａｅ ｎ ＿ ａ，＝ｏｅ ｉ） ｄ ｔ （ｅ ｄ ｔｅｄ ｄ ｙ ｚｎｄｆ ｍ ｉ ． ｈ ｆ ｄｏ ｅｐ ａ ＝ｒｓ０
可编程序控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统
第一章绪论可编程序控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输出，控制各种机械或生产过程。
PLC由CPU、RAM、ROM和输入、输出接口电路等组成，如下图所示：图1.1 PLC组成电路CPU完成输入信号的检测、程序指令的编译、指令规定的动作及输出结果的功能。
存储器包括RAM、ROM：RAM用来存放各种暂存的数据、中间结果和用户程序等。
ROM用来存放监控程序及用户程序。
输入接口接收输入信号。
通常采用光电耦合电路，减少电磁干扰。
输出接口用于输出结果。
通常输出也采用光电隔离，并有三种方式，即继电器、晶体管和可控硅。
PLC采用循环扫描工作方式，在PLC中，用户程序按先后顺序存放，PLC从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条，不断循环。
程序被完整扫描一次的时间，称为程序扫描周期。
这个周期的长短，取决于程序所用指令的条数以及每条指令执行所需的时间。
PLC对输入/输出有三种控制方式：直接方式、集中刷新控制方式和混合方式。
集中刷新控制方式即在程序执行前，先把所有输入的状态集中读取并保存，程序执行时，所需的输入状态就到存储器中去读取，要输出的结果也都暂存起来，直到程序执行END后，才集中让输出产生动作。
实质上，PLC是由许多电子继电器、定时器、计数器组成的一个组合件。
而这些电子继电器、定时器、计数器则由PLC的内部寄存器来模拟实现。
例如，可以选某个寄存器的一位（bit）作为中间继电器，以“1”表示继电器接通，以“0”表示继电器断开等。
PLC一般具有下列器件：输入继电器、输出继电器、定时器、计数器、辅助继电器、状态寄存器、数据寄存器、特殊继电器等。
这些内部器件都是字节或字的形式。
在内存的数据存储区，各自占有一定数量的存储单元，使用这些器件，实质上就是对相应的存储内容以位或字节或字的形式进行存取。
s71200顺序控制指令
s71200顺序控制指令什么是s71200顺序控制指令？s71200顺序控制指令是用于西门子公司的s71200系列可编程逻辑控制器（PLC）的一种指令集。
PLC是一种专门用于自动化控制系统的数字电子设备，常用于工业生产和制造过程中的自动化控制。
顺序控制指令是PLC编程中的一种常见指令类型，用于控制程序按照特定顺序执行。
它们可以使程序按照特定的逻辑条件进行判断和跳转，从而实现复杂的控制逻辑和任务序列。
s71200顺序控制指令为PLC编程人员提供了一种直观且功能强大的方式来编写复杂的顺序控制程序。
下面将一步一步回答关于s71200顺序控制指令的问题，以帮助读者更好地了解和应用这些指令。
第1步：理解s71200顺序控制指令的作用s71200顺序控制指令允许PLC程序按照特定的条件和顺序执行各个任务或操作。
通过使用这些指令，编程人员可以实现一系列的控制逻辑，例如：按照特定的条件执行某个任务、按照一定的顺序执行多个任务、根据外部输入信号进行跳转等。
这些指令为PLC提供了一种有效的编程方法，使得复杂的控制逻辑可以更容易地实现。
第2步：了解s71200顺序控制指令的常见类型s71200顺序控制指令包括条件判断指令、跳转指令和任务控制指令等。
条件判断指令用于根据不同的条件判断来选择执行不同的任务或操作。
跳转指令用于根据条件或外部输入信号跳转到不同的程序段或标签。
任务控制指令用于控制任务的启动、暂停、停止或重复执行。
第3步：学习s71200顺序控制指令的语法和用法s71200顺序控制指令具有特定的语法和用法。
编程人员需要理解每个指令的参数和功能，以正确地使用这些指令。
一般来说，这些指令包括操作数、条件、跳转或执行任务的语句。
编程人员需要根据具体的控制逻辑和要求来选择适当的指令，并正确配置参数和条件。
第4步：练习编写s71200顺序控制指令在理解了s71200顺序控制指令的基本概念、类型、语法和用法后，编程人员可以开始练习编写这些指令的示例程序。
实验2_流程控制与数组操作
四、实验任务
1.创建一个名为 Exp14BTV_1 的 java Application 程序，写出运行结果（验证性实验）。 2.创建一个名为 Exp14BTV_2 的 java Application 程序，写出运行结果（验证性实验）。 2.创建一个名为 Exp14BTV_3 的 java Application 程序，计算圆、矩形、三角形的周长 （设计性实验）。 3.创建一个名为 Exp14BTV_4 的 java Application 程序，计算数字对应的中文金额（设 计性实验）。 4.创建一个名为 Exp14BTV_5 的 java Application 程序，随机产生三组扑克（设计性实 验）。
♠> 。
3
♥>♡>
假设 1~13 为方块（diamond），14~26 为梅花（club），27~39 为红桃（heart），
40~52 为黑桃（spade），53 为小王（little joker），54 为大王（big joker）。 第 1 步：随机产生 18 张牌； 第 2 步：从其余 36 张牌随机选择 18 张牌； 第 3 步：剩余 18 张牌作为备牌； 第 4 步：输出第 1 次产生的 18 张牌； 第 5 步：输出第 2 次产生的 18 张牌； 第 6 步：最后输出备牌。 说明：以上三组牌不能有重复（设计性实验：使用数组和循环完成）。 自己通过 Java 程序实现。
五、实验报告要求
1. 实验目的和要求 2. 实验任务
1
3. 实验题目和源码 4. 实验结果截图粘贴到实验报告中或手抄实验结果 5. 实验中遇到的问题及解决方法（如果不能解决请说明您分析的原因） 6. 实验心得或体会 7. 实验报告必须手写 两条线： 验证性实验: 题目（实验要求）+源码+结果 设计性实验: 题目（实验要求）+源码+结果
华中数控型数控系统连接调试与PLC编程
模块三数控系统PLC编程项目五认识数控机床用PLC一、PLC基本结构数控机床所受到的控制可分为两类：数字控制和顺序控制。
数字控制主要指对各进给轴进行精确的位置控制，包括：轴移动距离、插补、补偿等。
顺序控制主要指以CNC内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等的开关量信号状态为条件，并按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起停、刀具的转换、工件的夹紧松开、液压、冷却、润滑系统的运行等进行的控制。
与“数字控制”比较，“顺序控制”的信息主要是开关量信号。
PLC控制的范围包括全部顺序控制和简单的数字控制（如：轴点动）。
HNC-8型数控系统PMC采用内置式软PLC实现对机床的顺序控制。
PLC用户程序是用户根据机床实际控制需要，用PLC程序语言梯形图进行编制的。
HNC-8型数控系统PLC用户程序通过数控系统梯形图编辑界面进行在线编辑或通过计算机用华中数控梯形图-【LADDER】专用软件进行编辑。
通过编译将PLC用户程序翻译成数控系统能接受的文件，数控系统进行正常调用执行。
图3-1梯形图运行监控与在线编辑修改图3-2计算机用华中数控梯形图-【LADDER】专用软件梯形图是沿用电气控制电路（特别是继电器逻辑电路）的符号所组合而成的一种图形，梯形图的编辑就是根据机床实际控制要求，采用类似于设计继电器逻辑电路的方法，进行机床顺序控制的梯形图设计与编制。
程序编辑方式是由左母线开始至右母线结束，一行编完再换下一行，一行的接点个数由系统决定，相同的输入点可重复使用。
梯形图程序的运作方式是由左上到右下的扫描。
线圈及应用指令运算框等属于输出处理，在梯形图形中置于最右边。
但同一个输出不可重复。
图3-3HNC-8型数控系统PLC梯形图结构二、PLC工作原理图3-4数控系统梯形图寄存器图3-5PLC接口信号PLC接口信号负责组织PLC和NC之间的信息交换，如图3-5。
◆X寄存器:机床到PLC的输入信号。
◆Y寄存器:PLC到机床的输出信号。
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第5章 顺序与数字程序控制
3.梯形图的两个基本概念 1)软继电器 PLC的梯形图设计，主要是利用软继电器“线圈” 的“吸/放”功能及触点的“通/断”功能进行的。实际 上，PLC内部并没有继电器那样的实体，只有内部寄 存器中某位触发器。 2) 能流 在梯形图中，并没有真正的电流流动。为了便于 分析PLC的周期扫描原理及信息存储空间分布规律， 假设梯形图中有“电流”流动，这就是“能流”。 “能流”在梯形图中只能做单方向流动——先左后右， 先上后下。
第5章 顺序与数字程序控制
(4)当同一行中串联的元件数目超过梯形图所能容 纳的数目时，需用辅助线圈过渡。 (5)梯形图程序执行时，程序的控制流(又称能流)是 从左向右流动的。在垂直短路线上，控制流可以上下 双向流动。
第5章 顺序与数字程序控制
6.软件功能块 构成梯形图的元素除了以上介绍的基本元件之外， 还有各种软件功能块。软件功能块的格式、种类及功 能与具体的PLC型号有很大关系，越高档的PLC所具有 的功能块越多，功能也越强。一般来说，PLC的软件 功能块要能完成以下功能：①定时功能及PLC实时时 钟读写；②计数功能；③整数四则运算；④逻辑运算 (AND、OR等)及BCD码处理功能；⑤数据传送功能； ⑥数据比较功能；⑦循环与移位功能；⑧子程序功能； ⑨跳转功能；10位指令功能等。
第5章 顺序与数字程序控制
4.基本编程元件 梯形图程序是由一系列编程元件及各种软件功能 块通过串、并联组合而成的。如图5―3 中所示，基本 编程元件共有五类。
第5章 顺序与数字程序控制
× × × × A
× × × × B × × × ×
C
D
E
图5―3 梯形图基本编程元件Leabharlann 第5章 顺序与数字程序控制
第5章 顺序与数字程序控制
X100 Y121 X101 Y122 X102 M300 M300 T100 X103 Y123 T100 K10 T100 Y123 M300 X101 Y122 Y121
图5―2 机床继电器控制线路的梯形图
第5章 顺序与数字程序控制
表5―1 例5―1的PLC程序
第5章 顺序与数字程序控制
由于用户程序是按梯形图设计的，即依照梯形图 从左到右、从上而下的次序编制程序的，在程序执行 阶段，每取一条指令，就读入相应虚拟继电器的状态 (存放于寄存器ROM)，然后进行逻辑运算，运算的结 果存入相应工作寄存器(即刷新了各相应虚拟继电器的 状态)。也就是说，各种虚拟继电器的状态随着程序的 不断执行而变化(刷新)。
第5章 顺序与数字程序控制
【例5―1】 图5―4是一个简单的梯形图。图中当X1为“1”或 X6为“1”并且X5为“0”时，Y4为“1”，否则Y4为 “0”。其程序表示为： LD X1 OR X6 AND X5 OUT Y4
第5章 顺序与数字程序控制
X1 X6
X5
Y4
图5―4 简单的梯形图
第5章 顺序与数字程序控制
第5章 顺序与数字程序控制
第5章 顺序与数字程序控制 章
5.1 顺序控制与可编程序控制器 5.2 开环数字程序控制 5.3 平面圆弧插补算法
第5章 顺序与数字程序控制
5.1 顺序控制与可编程序控制器
5.1.1 顺序控制器概述 顺序控制是指以预先规定好的时间或条件为依据， 按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地 进行自动化。20世纪60年代兴起的一种通用设备——可 编程序控制器，可以实现顺序控制。
图5―3中，A为常开触点，地址××××为“ON” 时导通；B为常闭触点，地址××××为“OFF”时导 通；C为水平短路线，用于列之间短路；D为垂直短路 线，用于行之间短路；E为线圈。线圈可以对应于实际 输出点，也可以只限于程序内部使用(即辅助线圈)。此 外，线圈还可分为普通线圈及停电锁存线圈两类，后 者在停电后可保持状态不变。
第5章 顺序与数字程序控制
由于顺序控制器具有使用简单、操作方便、通用 性强、易于改变程序等优点，目前在一定范围(机械、 冶金、石油、化工、轻工、纺织等行业)内，不仅适合 于多数中小企业，使加工、装配、检验、包装等工序 实现自动化，而且在大型计算机控制的高度自动化工 厂中也是不可缺少的装置。 实现顺序控制的装置种类繁多，至今已发展成如 下几种主要类型：矩阵式顺序控制器、可编程序控制 器、微型计算机顺序控制器。本节主要介绍其中一 种——可编程序控制器(Programable Controller)。
5.编写梯形图规则 利用基本编程元件编写梯形图应遵守下列编程规则： (1)触点及线圈必须画在水平线上，不能做垂直元 件使用。 (2)垂直短路线不能出现在梯形图的最右边，因为 最右一列被线圈占用。 (3)绝大多数PLC规定同一线圈编号在梯形图中只 能使用一次，但该线圈的触点可以和输入触点一样， 在程序中反复使用。
图5―5 可编程控制器系统框图
第5章 顺序与数字程序控制
用户用以控制机械(或系统)的程序，由许多逻辑 控制指令组成，通过编程器送入PLC的用户程序存储 器。用户程序可送入RAM，也可存入EPROM(一般作 为选件，可插入PLC基本单元中)。一般来说，在程序 调试时，因需经常修改程序，所以使用RAM用以读、 写程序(失电时，有备用电池保护，存储的内容不会丢 失)。只有当用户程序已经检验确认正确无误后，可写 入EPROM供保存及长期可靠运行。
第5章 顺序与数字程序控制
在输入采样阶段，PLC以扫描方式顺序读入所有 输入端子的状态(on或off)，并存入工作寄存器(存放输 入状态的寄存器，即为虚拟的输入继电器)，接着就转 入程序执行阶段。在程序执行阶段，即使输入状态变 化，输入工作寄存器的内容也不再改变，直至下一个 工作周期的输入采样阶段才重新刷新输入状态。
第5章 顺序与数字程序控制
可编程序控制器(PC)是在前身PLC(Programable Logical Controller)的基础上发展起来的，这是因为电子 技术使得PLC具有进行逻辑运算、数值运算、数据处 理及故障自诊断等功能。
第5章 顺序与数字程序控制
5.1.2 继电器控制逻辑与梯形图 1.机床继电器控制线路 图5―1为机床继电器控制原理图。工艺要求是，当 按钮按下后，KMK通电，KMK的常开触点闭合，机床 开始快进并自锁。当快进到限位开关1ST后，将1ST常 闭触头顶开，KMK电源断开而停止快进，同时，与工 进继电器串联的1ST的常开触头被闭合，使工进继电器 KMG接通而开始工进，并且由于KMG的常开触头闭合 而实现自锁。当工进到限位开关2ST后，与中间继电
第5章 顺序与数字程序控制
工作寄存器专供临时存放输入、输出、定时器、 计数器和辅助寄存器的状态，同时在用户程序存储器 中以保留部分存储空间专门存储工作寄存器中计数器 和若干辅助寄存器的状态，由于用户存储器有备用电 池，所以掉电时这些状态可依然保存，待电源重新恢 复后供工作寄存器参照。
第5章 顺序与数字程序控制
图5―1 机床继电器控制原理图
第5章 顺序与数字程序控制
2.机床继电器控制线路的梯形图 利用PLC可以非常方便地实现继电控制系统的功能。 图5―2是利用PLC实现的机床继电器控制线路的梯形 图,梯形图和继电器控制线路图是极其相像的。不过， 梯形图中的快进继电器Y121、工进继电器Y122和快退 继电器Y123是PLC的输出继电器，而不是真正的继电 器。辅助继电器M300和时间继电器T100是PLC的虚拟 继电器。
第5章 顺序与数字程序控制
在所有指令执行完毕后，工作寄存器中虚拟输出 继电器的状态被转存到输出锁存电路，驱动输出继电 器(输出功率器件)。这才是PLC的实际输出。(注意， 有的PLC的输出刷新是每遇到一次输出指令，执行后 就进行一次输出刷新。) PLC重复上述三个阶段，构成的工作周期约为几 十毫秒，所以虽然PLC与继电控制不同，全部顺序不 是并行执行，而是串行按周期重复执行的，但已完全 能满足工业现场控制的需要(如有高速输入的要求，即 指输入状态改变持续不到50ms的要求，则应另行处理)。
程序执行时，处理器按程序规定的指令顺序从用 户存储器中读指令，在输入寄存器中读状态，并将指 令执行结果存入工作寄存器，所有虚拟继电器的状态 是随着指令的执行不断刷新的。当有输出指令时，输 出寄存器中的状态则被传送到锁存电路，驱动输出继 电器。
第5章 顺序与数字程序控制
2. PLC的工作原理 PLC的工作是按某一特定的时间间隔(即程序的第 一步至END指令之间程序运行所需的时间，称为工作 周期)重复执行用户编制的程序而实现的。每个工作周 期可分成输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
第5章 顺序与数字程序控制
顺序控制是指根据应用的场合和工艺要求，划分各种 不同的工步，然后按预先规定好的“时间”或“条 件”，按次序完成各工步的动作并保证各工步动作所 需要的持续时间。持续时间随产品类型和材料性能不 同而定，常常可通过操作员来设定或调整；“条件” 是指被控制装置中运动部件移动到了一个预定位置， 或者管道、容器中的液体或气体的压力达到了某个预 定值，或者加热部件的温度到达某个预定点等，顺序 控制器把这些条件是否满足作为本工步动作的持续或 结束信号。而这些条件一般是通过行程开关(或限位开 关)、压力开关或温度开关等传感器提供开关量被测信 号而获取的。
5.1.3 PLC及其简单应用 1. PLC的组成 PLC通常包括用户程序存储器、监控程序存储器、 工作寄存器、堆栈以及处理器等。典型的构成如图 5―5所示。
第5章 顺序与数字程序控制
可编程序控制器 CPU ROM(监控程序 ) 工作寄存器 RAM X RAM Y RAM T RAM C RAM M 下推堆栈 滤波器 锁存电路 RAM 程序区 用户程序 存储器 C, M存储器 RAM M 下推堆栈 (选件） 后备电池 RAM M 下推堆栈
第5章 顺序与数字程序控制
SB KMK KMK 1ST 1ST KMG KT 2ST KMZ KMZ KT 3ST KT KMT KMT KMZ KMK—快进继电器； KMG —工进继电器； KMZ —中间继电器； KT—时间继电器； KMT —快退继电器； 1ST ，2ST ，3ST—行程开关 ，2，3 1 KMG