PLC第5章第三讲
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第三讲PLC原理和应用技术ppt课件
PLC原理与应用技术
第三讲
江苏省丹阳中等专业学校
可编程序控制器的编程语言与 基本逻辑指令
PLC的编程语言 FX系列PLC梯形图中的编程元件
一．PLC的编程语言
1. 可编程序控制器编程语言的国际标准 顺序功能图 (Sequential function chart) 梯形图 (Ladder diagram) 功能块图 (Function block diagram) 指令表 (Instruction list) 结构文本 (Structured text)
输入继电器 输出继电器 辅助继电器 状态寄存器 定时器 计数器
数据寄存器
跳步指令
2. FX系列的性能指标与编程元件 3. 1〕输入继电器〔X） 4. 2) 输出继电器 (Y) 5.
COM
输入触电
X0 X0
输入端子
PLC
X0
X1
Y0
Y0
梯形图
外部电源 实际端子
COM1
Y0 外部负载
2. FX系列的性能指标与编程元件
X1 X2 Y1
X5 X3 X4
X3 X5 X2 Y1
X1
X1 X5 X4
X3
梯形图特点
➢ 梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。最左边的竖 线称为起始母线也叫左母线，然后按一定的控制要求和 规则连接各个触点，最后以继电器线圈结束，称为一逻 辑行或一梯级，如下图。当PLC处于运行状态时，PLC对 梯形图是按扫描方式顺序执行程序。
Hale Waihona Puke 3. 3〕辅助继电器(M)
4.
通用辅助继电器〔十进制）
5. 断电保持辅助继电器
6. 特殊辅助继电器
M500
X0
第三讲
江苏省丹阳中等专业学校
可编程序控制器的编程语言与 基本逻辑指令
PLC的编程语言 FX系列PLC梯形图中的编程元件
一．PLC的编程语言
1. 可编程序控制器编程语言的国际标准 顺序功能图 (Sequential function chart) 梯形图 (Ladder diagram) 功能块图 (Function block diagram) 指令表 (Instruction list) 结构文本 (Structured text)
输入继电器 输出继电器 辅助继电器 状态寄存器 定时器 计数器
数据寄存器
跳步指令
2. FX系列的性能指标与编程元件 3. 1〕输入继电器〔X） 4. 2) 输出继电器 (Y) 5.
COM
输入触电
X0 X0
输入端子
PLC
X0
X1
Y0
Y0
梯形图
外部电源 实际端子
COM1
Y0 外部负载
2. FX系列的性能指标与编程元件
X1 X2 Y1
X5 X3 X4
X3 X5 X2 Y1
X1
X1 X5 X4
X3
梯形图特点
➢ 梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。最左边的竖 线称为起始母线也叫左母线，然后按一定的控制要求和 规则连接各个触点，最后以继电器线圈结束，称为一逻 辑行或一梯级，如下图。当PLC处于运行状态时，PLC对 梯形图是按扫描方式顺序执行程序。
Hale Waihona Puke 3. 3〕辅助继电器(M)
4.
通用辅助继电器〔十进制）
5. 断电保持辅助继电器
6. 特殊辅助继电器
M500
X0
PLC5-3
EXIT
可 编 程 序 控 制 器
变频调速控制举例
• 变频器输出频率 = 25Hz时电动机按中速运转 变频器输出频率f2 时电动机按中速运转 时电动机按 • 变频器输出频率 = 50Hz时电动机按高速运行 变频器输出频率f3 时电动机按高速运行 时电动机按 • 变频器输出频率 = 20Hz时电动机按低速运转 变频器输出频率f1 时电动机按低速运转 时电动机按
绪论 EXIT
可 编 程 序 控 制 器
（2）模拟量输入控制调速
• 通过 通过PLC的模拟量输出模块，将模拟量信号送到 的模拟量输出模块， 的模拟量输出模块 变频器的频率指令输入端， 变频器的频率指令输入端，可控制电动机无级调 速
PLC模拟量 输出模块 变频器 U V W M 3～
+ -
0～10V 模拟0V
• 现代工业生产广泛应用变频器对交流电动 机进行调速控制 • 变频器是一种静止的频率变换器，它将电 变频器是一种静止的频率变换器， 网50Hz恒定频率的交流电变成可调频率的 恒定频率的交流电变成可调频率的 交流电， 交流电，为三相异步电动机供电 • 变频调速体积小、重量轻、控制精度高、 变频调速体积小、重量轻、控制精度高、 保护功能完善、工作安全可靠、 保护功能完善、工作安全可靠、操作过程 简便、 简便、通用性强
绪论 EXIT
可 编 程 序 控 制 器
分段传送带电动机控制
• 传送带3始终运转 传送带3 • 当金属板到达传感器3时，传 当金属板到达传感器3 送带2开始转 送带2 • 当金属板前端到达传感器2时， 当金属板前端到达传感器2 传送带1 传送带1开始转 • 当金属板后端离开传感器2时， 当金属板后端离开传感器2 延时2s后停止传送带2 2s后停止传送带 延时2s后停止传送带2 • 当金属板后端离开传感器1时， 当金属板后端离开传感器1 延时2s后停止传送带1 2s后停止传送带 延时2s后停止传送带1
可 编 程 序 控 制 器
变频调速控制举例
• 变频器输出频率 = 25Hz时电动机按中速运转 变频器输出频率f2 时电动机按中速运转 时电动机按 • 变频器输出频率 = 50Hz时电动机按高速运行 变频器输出频率f3 时电动机按高速运行 时电动机按 • 变频器输出频率 = 20Hz时电动机按低速运转 变频器输出频率f1 时电动机按低速运转 时电动机按
绪论 EXIT
可 编 程 序 控 制 器
（2）模拟量输入控制调速
• 通过 通过PLC的模拟量输出模块，将模拟量信号送到 的模拟量输出模块， 的模拟量输出模块 变频器的频率指令输入端， 变频器的频率指令输入端，可控制电动机无级调 速
PLC模拟量 输出模块 变频器 U V W M 3～
+ -
0～10V 模拟0V
• 现代工业生产广泛应用变频器对交流电动 机进行调速控制 • 变频器是一种静止的频率变换器，它将电 变频器是一种静止的频率变换器， 网50Hz恒定频率的交流电变成可调频率的 恒定频率的交流电变成可调频率的 交流电， 交流电，为三相异步电动机供电 • 变频调速体积小、重量轻、控制精度高、 变频调速体积小、重量轻、控制精度高、 保护功能完善、工作安全可靠、 保护功能完善、工作安全可靠、操作过程 简便、 简便、通用性强
绪论 EXIT
可 编 程 序 控 制 器
分段传送带电动机控制
• 传送带3始终运转 传送带3 • 当金属板到达传感器3时，传 当金属板到达传感器3 送带2开始转 送带2 • 当金属板前端到达传感器2时， 当金属板前端到达传感器2 传送带1 传送带1开始转 • 当金属板后端离开传感器2时， 当金属板后端离开传感器2 延时2s后停止传送带2 2s后停止传送带 延时2s后停止传送带2 • 当金属板后端离开传感器1时， 当金属板后端离开传感器1 延时2s后停止传送带1 2s后停止传送带 延时2s后停止传送带1
PLC经典教程第5章ppt课件
Date: 2020/5/6
. Page: 21
2.软元件（逻辑元件）
❖数据寄存器（D）
➢ 通用数据寄存器D0~D199共200点。 只要不写入其它数据， 已写入的数据不会变化。但是PLC状态由运行→停止时， 全部数据均清零。
➢ 断电保持数据寄存器D200~D511共312点，只要不改写， 原有数据不会丢失。
✓ 100ms定时器T250～T255共6点，设定范围为0.1～3276.7s。
Date: 2020/5/6
. Page: 14
T10 时钟脉冲
驱动
Tx 加法计数器
K、H或D 设定值
相等 比较
器
X0 T10 K123
T10 Y1
普通定时器的工作原理
Date: 2020/5/6
. Page: 15
Tx 触点动作
FX
D—DC电源 A—AC电源 H—大电流输出扩展模块 V—立式端子排的扩展模块 C—接插口输入输出方式 F—输入滤波器1ms 扩展模块 L—TTL输入扩展模块 S—独立端子（无公共端）扩展模块
特殊品种 输出形式 单元类型 I/O总点数 系列序号
R—继电器输出 T—晶体管输出 ME——输基入S本— 输单出晶元混闸合管扩输展出单元及 扩1展6~模25块6点
➢ 32位通用加/减计数器，C200～C234共135点，设定值：2147483648～+2147483647。
➢ 高速计数器C235～C255共21点，共享PLC上6个高速计数器 输入（X0～X5）。高速计数器按中断原则运行。
Date: 2020/5/6
. Page: 17
16位加计数器 通用型：C0~C99共100点 断电保持型：C100~C199共100点
PLC第5章全
38
按控制过程的变化参量进行控制的关 键是正确选择控制参量、确定控制原则，并 选定能反映该控制参量变化的电器元件。
39
钻削加工时，刀架的自动循环过程工艺要 求如下： ①自动循环：即刀架能自动地由位置1移动到 位置2进行钻削加工并自动退回位置1。 ②无进给切削：刀具到达位置2时不再进给， 但钻头继续旋转进行无进给切削以提高工作加 工精度。 ③快速停车：当刀架退出后，要求快速停车， 以减少辅助工时。
37
5.2.2 按控制过程变化参量进行控制
现代化工业生产中，为提高劳动生产率， 降低成本，要求实现整个生产工艺过程全盘自 动化，例如机床的自动进刀，自动退刀，工作 台往复循环等加工过程自动化；高炉实现整个 炼铁过程的自动化等，由于自动化程度的提高， 只用简单的联锁控制已不能满足要求，需要根 据工艺过程特点进行控制。
24
5.2.1.3 按顺序工作时的联锁控制
在生产实践中，需要求各种运动部件之间或生产机械之间 能够按顺序工作，例如，车床主轴转动时，要求油泵先给润滑， 主轴停与后方停止润滑，控制对象对控制线路提出了按顺序工 作的联锁要求，可将KM1的常开触点串入主轴接触器KM2线圈电 路，实现油泵先起动，主轴后起动。P103、图5-4，从图中可 知，只有KM1先通电（按SB2）常开触点闭合，主轴电机接触器 KM2才能通电。按下SB4，若将KM2的常开触点并接在油泵电机 的停止按钮SB上，即主轴电机起动后，油泵电机停止按钮SB1 被短路，不再起作用，直到KM2断电，SB1才能起作用。做到了 先停主电机再停油泵。
10
5.2 组成电器控制线路 的基本规律
基本规律有二：
1.联锁控制规律 2.按变化参量控制的规律
11
5.2.1 按联锁规律控制
按控制过程的变化参量进行控制的关 键是正确选择控制参量、确定控制原则，并 选定能反映该控制参量变化的电器元件。
39
钻削加工时，刀架的自动循环过程工艺要 求如下： ①自动循环：即刀架能自动地由位置1移动到 位置2进行钻削加工并自动退回位置1。 ②无进给切削：刀具到达位置2时不再进给， 但钻头继续旋转进行无进给切削以提高工作加 工精度。 ③快速停车：当刀架退出后，要求快速停车， 以减少辅助工时。
37
5.2.2 按控制过程变化参量进行控制
现代化工业生产中，为提高劳动生产率， 降低成本，要求实现整个生产工艺过程全盘自 动化，例如机床的自动进刀，自动退刀，工作 台往复循环等加工过程自动化；高炉实现整个 炼铁过程的自动化等，由于自动化程度的提高， 只用简单的联锁控制已不能满足要求，需要根 据工艺过程特点进行控制。
24
5.2.1.3 按顺序工作时的联锁控制
在生产实践中，需要求各种运动部件之间或生产机械之间 能够按顺序工作，例如，车床主轴转动时，要求油泵先给润滑， 主轴停与后方停止润滑，控制对象对控制线路提出了按顺序工 作的联锁要求，可将KM1的常开触点串入主轴接触器KM2线圈电 路，实现油泵先起动，主轴后起动。P103、图5-4，从图中可 知，只有KM1先通电（按SB2）常开触点闭合，主轴电机接触器 KM2才能通电。按下SB4，若将KM2的常开触点并接在油泵电机 的停止按钮SB上，即主轴电机起动后，油泵电机停止按钮SB1 被短路，不再起作用，直到KM2断电，SB1才能起作用。做到了 先停主电机再停油泵。
10
5.2 组成电器控制线路 的基本规律
基本规律有二：
1.联锁控制规律 2.按变化参量控制的规律
11
5.2.1 按联锁规律控制
PLC学习课件第五章
Date: 2013-5-13
OB1_MAX_CYCLE OB1_DATE_TIME
DATE_AND_TIM
2、时间中断组织块（OB10～OB17） 时间中断组织块可以单次运行，也可以定期运行：每分钟、每小时、 每天、每月、每个月末。对于每月执行的时间中断OB，只可将1、2、…、 28日作为起始日期。 要启动时间中断，必须先设置中断，然后再将其激活。有以下4种可 能的启动方式： 1) 自动启动时间中断。一旦使用STEP7设置并激活了时间中断，即自 动启动时间中断； 2) 使用STEP7设置时间中断，然后通过调用程序中的 SFC30“ACT_TINT”来激活它； 3) 通过调用SFC28“SET_TINT”来设置时间中断，然后通过调用 SFC30“ACT_TINT”来激活它； 4) 使用SFC39～SFC42禁用或延迟和重新启用时间中断。 由于时间中断仅以指定的时间间隔发生，因此在执行用户程序期间， 某些条件可能会影响OB的操作。表5.4列出了其中的一些条件，并说明了 该条件对执行时间中断OB的影响。 在OB10～OB17中系统定义了如表5.5（表中的符号以OB10为例）所 示的本地数据，其中地址从L0.0～L19.7，地址从L20.0以上的本地数据允 许用户定义。
OB1_SCAN_1 OB1_PRIORITY OB1_OB_NUMBE R
BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE INT INT INT
Page: 13
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10.0 12.0
OB1_RESERVERD_ 1
OB1_RESERVERD_ 2 OB1_PREV_CYCLE OB1_MIN_CYCLE
OB10_STRTB10_PRIORITY OB10_OB_NUMBER
OB1_MAX_CYCLE OB1_DATE_TIME
DATE_AND_TIM
2、时间中断组织块（OB10～OB17） 时间中断组织块可以单次运行，也可以定期运行：每分钟、每小时、 每天、每月、每个月末。对于每月执行的时间中断OB，只可将1、2、…、 28日作为起始日期。 要启动时间中断，必须先设置中断，然后再将其激活。有以下4种可 能的启动方式： 1) 自动启动时间中断。一旦使用STEP7设置并激活了时间中断，即自 动启动时间中断； 2) 使用STEP7设置时间中断，然后通过调用程序中的 SFC30“ACT_TINT”来激活它； 3) 通过调用SFC28“SET_TINT”来设置时间中断，然后通过调用 SFC30“ACT_TINT”来激活它； 4) 使用SFC39～SFC42禁用或延迟和重新启用时间中断。 由于时间中断仅以指定的时间间隔发生，因此在执行用户程序期间， 某些条件可能会影响OB的操作。表5.4列出了其中的一些条件，并说明了 该条件对执行时间中断OB的影响。 在OB10～OB17中系统定义了如表5.5（表中的符号以OB10为例）所 示的本地数据，其中地址从L0.0～L19.7，地址从L20.0以上的本地数据允 许用户定义。
OB1_SCAN_1 OB1_PRIORITY OB1_OB_NUMBE R
BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE INT INT INT
Page: 13
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10.0 12.0
OB1_RESERVERD_ 1
OB1_RESERVERD_ 2 OB1_PREV_CYCLE OB1_MIN_CYCLE
OB10_STRTB10_PRIORITY OB10_OB_NUMBER
PLC原理及应用(三菱机型)PLC课件 第五章
初始步：对应于系统的初始状态（一般是 系统等待起动命令的相对静止的状态）。初始 步用双线方框表示，每一个顺序功能图至少应 有一个初始步。
活动步：指系统当前正处于某一步所在的 阶段，该步称为活动步。
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
8
转换、转换条件
转换是指在两步之间的垂直短线。 转换条件是使系统从当前步进入下一步 的条件。常见的转换条件有按钮、行程开关、 定时器和计数器的触点的动作（通/断）等。
图中，小车一个周期内的 运动由4步组成，分别对应于 S21、S22、S23、S24，小车 由一台电动机拖动。Y0、Y1分 别为正、反转接触器，它运动 的轨迹如图箭头所示。X0为开 关，原位在X0处（最左边）， 向右到X3，返回到X1再到X2， 然后回到原点（X4为开关）。
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
PLC原理及应用技术
九江职业技术学院
第五章 顺序控制功能图设计
内容提要
状态元件及顺序控制功能图 顺序控制功能图的设计方法 顺序控制功能图的编程方式
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
3
顺序控制
就是按照生产工艺预先规定的顺序， 在各个输入信号的作用下，根据内部状态 和时间的顺序，在生产过程中各个执行机 构自动地有顺序地进行操作。
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
24
手动操作：初次运行时将机械手复归左上方原点位置的程序。
❖ S900～S999：报警用状态元件
❖ 不用步进顺序控制指令时，状态元件S可 作为辅助继电器M在程序中使用。
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
5
顺序功能图 SFC
又称状态转移图。是描述控制系统的 控制过程、功能和特性的一种图形。
活动步：指系统当前正处于某一步所在的 阶段，该步称为活动步。
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
8
转换、转换条件
转换是指在两步之间的垂直短线。 转换条件是使系统从当前步进入下一步 的条件。常见的转换条件有按钮、行程开关、 定时器和计数器的触点的动作（通/断）等。
图中，小车一个周期内的 运动由4步组成，分别对应于 S21、S22、S23、S24，小车 由一台电动机拖动。Y0、Y1分 别为正、反转接触器，它运动 的轨迹如图箭头所示。X0为开 关，原位在X0处（最左边）， 向右到X3，返回到X1再到X2， 然后回到原点（X4为开关）。
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
PLC原理及应用技术
九江职业技术学院
第五章 顺序控制功能图设计
内容提要
状态元件及顺序控制功能图 顺序控制功能图的设计方法 顺序控制功能图的编程方式
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
3
顺序控制
就是按照生产工艺预先规定的顺序， 在各个输入信号的作用下，根据内部状态 和时间的顺序，在生产过程中各个执行机 构自动地有顺序地进行操作。
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
24
手动操作：初次运行时将机械手复归左上方原点位置的程序。
❖ S900～S999：报警用状态元件
❖ 不用步进顺序控制指令时，状态元件S可 作为辅助继电器M在程序中使用。
2020/4/4
九江职业技术学院电气工程系
5
顺序功能图 SFC
又称状态转移图。是描述控制系统的 控制过程、功能和特性的一种图形。
5PLC的常用指令3.
2010.9
现代PLC控制技术
第三讲 PLC的常用指令与程序编程设计
11. 定时器及其使用 定时器的刷新方式和正确使用 举例
2010.9
现代PLC控制技术
第三讲 PLC的常用指令与程序编程设计
12. 计数器及其使用 应用 几个基本概念 种类：CTD, CTUD, CTD 编号 计数器的编号用计数器名称和数字（0~255）组成，即C***，如C6。 计数器的编号包含两方面的信息：计数器的位和计数器当前值。 计数器位：计数器位和继电器一样是一个开关量，表示计数器是否发生动作 的状态。当计数器的当前值达到设定值时，该位被置位为ON。 计数器当前值：其值是一个存储单元，它用来存储计数器当前所累计的脉冲 个数，用16位符号整数来表示，最大数值为32 767。 计数器输入端和操作数 设定值输入：数据类型为INT型。 寻址范围：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、 *VD、*AC、*LD和常数。 一般情况下使用常数作为计数器的设定值。
2010.9
现代PLC控制技术
第三讲 PLC的常用指令与程序编程设计
11. 定时器及其使用 定时器的指令及使用 断开延时定时器TOF（Off-Delay Timer） 断开延时定时器用于断电后的单一间隔时间计时。 上电周期或首次扫描，定时器位为OFF，当前值为0。 输入端接通时，定时器位为ON，当前值为0。当输入端由接通到断开时，定 时器开始计时。当达到设定值时定时器位为OFF，当前值等于设定值，停止 计时。 输入端再次由OFF→ON时，TOF复位，这时TOF的位为ON，当前值为0。如 果输入端再从ON→OFF，则TOF可实现再次启动。
2010.9
PLC的学习第五章ppt课件
图5-5 长延时电路
可编辑课件图PPT5-6 长延时电路
5
6．自动往返的小车的控制程序 按下起动按钮SB2或SB3，要求小车在左、右限位开关之间不停地循环往返， 直到按下停车按钮SB1。
可编辑课件PPT
6
用分开的两个起保停电路来分别控制小车的右行和左行。 将Q0.0和Q0.1的常闭触点分别与对方的线圈串联，称为“互锁”。 通过“按钮联锁”，不按停车按钮就可以改变电机的旋转方向。 在PLC外部设置由KM1和KM2的辅助常闭触点组成的硬件互锁电路，以确 保不会出现因为两个接触器同时动作使三相电源相间短路的故障。 限位开关的常闭触点使小车在极限位置停止运行，限位开关的常开触点使 小车反向起动。
有秩序地进行操作。
顺序控制设计法首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺
序功能图画出梯形图。
5.3.1 步与动作
1．步的基本概念
顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序
相连的阶段，这些阶段称为步，并用编程元件（例如M）来代表各步。
按下图5-13中的起动按钮I0.0，先开引风机，延时12s后再开鼓风机。按了
串联电路中单个触点应放在右边，并联电路中单个触点应放在下面。
6．外部负载的额定电压
PLC的输出模块只能驱动额定电压最高AC 220V的负载。
可编辑课件PPT
10
5.3 顺序控制设计法与顺序功能图
所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作
用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地
可编辑课件PPT
7
7．常闭触点输入信号的处理
如果将图5-8中FR的触点改为常闭触点，未过载时它是闭合的，I0.5为ON，
PLC编程应用基础教学课件(第五章)
普 通 状 态
S22 状态S22（工序3）
工序3结束后回到待机状态的条件
S0 RET （步进梯形图结束标志）
END
步进程序中 每个普通状态执 行时，与上一状 态是不接通的。 当上一个状态执 行完毕后，若满 足转移条件，就 转移到下一个状 态执行，而上一 状态就会停止执 行，从而保证了 执行过程按工序 的顺序进行控制。
状态转移图程序
M8002
S0 X0
S20
（工序1执行内容）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
指令程序
LD M8002 SET S0 STL S0 LD X0 SET S20 STL S20
用软件FX—PCS/WIN编写的步进梯形图
步进梯形图程序
M8002
SET S0
S0
X0
SET S20
S20 （工序1执行内容）
Sn X10
S0
（工序n执行内容）
外接元件
输出继电器地址
指示灯HL1（红色） Y0
指示灯HL2（黄色） Y1
指示灯HL3（绿色） Y2
指示灯工作电源：DC24V
SB1 启动
X0
Y0
FX2N Y1
Y2
COM
COM1
HL1
红
HL2 黄 HL3
绿
+24V 0V
编程思路
顺序控制过程
启动
实训任务19 (5.1.1)
红灯 3s 黄灯 5s 绿灯 2s 返回待
Y10 LD X1 OR X2 OUT Y10
状态转移图
X1 X2
S30
Y10
X1 X2
S30
Y10
S30
Y10
X1
第五章 PLC的基本结构与工作原理ppt课件(全)
%Ix.y
%Qx.y
%Qx.y
信号采样
执行程序
输出结果
1.初始化处理
这一阶段完成的任务是开机清零。
2.处理输入信号阶段 在处理输入信号阶段，CPU对输入端进行扫描，将获得的各个输入 端子的信号送到输入暂存器存放。
3.程序处理阶段 在这个阶段中，PLC进行用户程序的处理，它对用户程序进行从上 到下依次扫描，并根据输入暂存器的输入信号和有关指令进行运 算和处理，最后将结果写入输出暂存器中。
5.3 可编程序控制器的编程语言
目前常用的PLC编程语言主要有梯形图语言、指令语句表语言。
1.梯形图语言
梯形图语言形象直观、逻辑关系明显、实用，是目前使用最多的 一种PLC编程语言。
SB1 +
SB2 KM1 -
KM1
%I0.1 %I0.2 %Q0.1
左
右
母 %Q0.1 线
母
梯级
线
2.指令语句表语言
这种编程语言是一种和计算机汇编语言类似的助记符语言形式， 它用一系列的操作指令组成的语句表将控制流程描述出来.
0 LD ％I0.1 1 OR ％Q0.1 2 ANDN ％I0.2 3 ST ％ Q0.1
0
LD
% I0.1
行号 操作码 操作数
3.梯形图语言和指令语句表语言的关系
梯形图语言和指令语句表语言在PLC中是一一对应的关系，如 图所示。
3.输入／输出单元(I／O接口电路)
它实际上是PLC与被控对象间传递输入／输出信号的接口部件.
4.电源单元
PLC的供电电源一般为AC220V，也可采用DC24V供电的。
5.编程器 编程器用于将用户程序送入PLC的存储器。
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图（a）Fk= X开主 .X开约＋（Ｘ关主＋Ｘ关约）Ｋ （３） 图（b）Fk=(Ｘ关主＋Ｘ关约)（ X开主 .X开约＋Ｋ ) （４）
28
例：某电机只有在继电器KA1, KA2,KA3中任何一个或两个动作时才 能运转，而在其他条件下都不运转， 试设计其控制线路。 设计步骤： （1) 列出控制元件与执行元件的动 作状态表 （2）根据表写出KM的逻辑表达式 并化简
31
电气控制系统除了要能满足生产机械加工工艺要求外，还 应保证设备长期安全、可靠、无故障地运行，因此保护环节是 所有电气控制系统不可缺少的组成部分。用来保护电动机、电 网、电气控制设备及人身安全。 电气控制系统中常用的保护环节有短路保护，过载保护， 零压、欠压保护及弱磁保护。
5.5.1
短路保护
电机、电器以及导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可 能造成短路事故。很大的短路电流和电动力可能使电器设备损
10
11
12
放松
13
横梁对电气控制系统提出如下要求：
1、保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁的夹紧或 放松。 2、横梁夹紧与移动之间必须有一定的操作程序。 （1）按向上向下移动按钮后（点动控制）首先使夹紧机 构自动放松。 （2）放松后，自动转换到向上或向下移动。
（3）移动到需要位置后，才松开按钮，横梁自动夹紧。
21
规定：
①继电器，接触器，电磁铁、电磁阀、电磁离合器等 元件，线圈通电规定为“1”状态，线圈断电为“0” 状态。
②继电器，接触器触头闭合状态为“1”状态，触头 断开为“0”状态。
③主令元件，如按钮，行程开关等触头闭合为“1” 断开为“0”
22
把表示触状态（开、合）的逻辑变量称为输入 变量，把表示线圈等受控元件的逻辑变量称为输出 变量
②电器触头的连接，同一个电器的常开触和常闭触头位置靠 得很近，不能分别接在电源的不同相上，不正确连接电器的 触头如（a）图示限位开关S1的常开触头和常闭触头不是等电 位，当触头断开产生电弧时很可能在两触头之间形成飞弧而 造成电源短路，正确连接应如图（b）所示，则两触头电位相 等，不会造成飞弧而引起电源短路。
当关断信号不只是一个主令信号，要求有其它几个条 件都具备时才能关断。则关断主令信号用Ｘ关主表示， 其它条件用Ｘ关约表示，而“０”态为关断状态，显然 只有Ｘ关主和Ｘ关约全为０时，才能使关制信号为０，说 明Ｘ关主和Ｘ关约是逻辑或的关系，用Ｘ关主＋Ｘ关约代替 （１），（２）式中的Ｘ关，则起保、停、线路的一般 形式为
一、逻辑运算
（一）逻辑与——触点串联 图示串联电路实现了逻辑与的运算，运算符号 可用“·”也可省略接触器线圈的状态KM=KA1·KA2， 真值表见P115表5-4见0则0，全1为1。
KA1 KA2 KM
23
（二）逻辑或
该并联电路实现逻辑或运算运算符号用“+”表示， 接触器线圈K的状态为K=KA1+KA2，真值表见P115表5-5， 见1出1，全0为0 KA2 KM
17
4、设计联锁保护环节，这里K1、K2常闭触点实现互 锁，用行程开关SQ2、SQ3分别实现上下限位保护。 SQ1除反映放松信号外，还实现移动和夹紧间的转换。 5、线路的完善和校核，线路初步设计完成后，可能 还有不合理的地方，应仔细校核，例如进一步简化以 节省触点数，节省电器间连线等，特别应对照生产要 求再次分析所设计线路是否逐条予以实现，线路在误 操作时是否会产生事故。一般电器控制线路均可按上 述方法进行设计。
KA1
（三）逻辑非 右图表示元件KA对接触器KM的控制是逻辑非关系， SA KA 其逻辑表达式为 KM=KA 真值表见P115 表5-6
KA
KM
24
（四）逻辑代数定理
1、交换律：A· B=B· A 2、结合律：A· C）=（A· C （B· B）· A+B=B+A
A+（B+C）=（A+B）+C
3、 分配律：A（B+C）=AB+AC A+（B· C）=（A+B）· （A+C） 4、 吸收律：A+AB=A A+AB=A+B 5、重叠律： AA=A 6、非非律：A= A A（A+B）=A A+AB=A+B A+A=A
5.3
电器控制线路的一般设计方法
5.3.1 设计电器控制线路
1
电器控制线路的两种设计方法：
①一般设计方法，又叫经验设计法，它是根据生产 机械的工艺要求与工作过程，将现有的典型环节聚 集起来，加以补充修改，完善，最后得出最佳线路。
②逻辑设计法，它是根据生产工艺的要求，利用逻 辑代数分析，设计电路，用这种方法设计的线路比 较合理，特别适合完成较复杂的生产工艺所要求的 控制线路，但设计难度较大，不易掌握。
2
5.3.2 一般方法设计线路的几个原则
1.应最大限度地实现生产机械和工艺对电器控制线路的要求。 2.保证控制线路工作的安全性和可靠性。
一
①线圈的连接，在交流控制线路中，不能串联接入两个电器线 圈，如图示， KM 1 KM 2 KA
即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也是不允许的， 因为每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比，两个电 器动作总有先后，先吸合的电器，电路先闭合，其阻抗比没 吸合的电器大，电感显著增加，线圈上的电压也相应增大， 故没吸合电器的线圈电压达不到吸合值。同时电路电流将增 加，有可能烧毁线圈，因此两个电器需要同时动作时，线圈 应并联连接。 3
7、反演律（摩根定理）
A+B =A B
AB= A+B
25
三、继电器开关的逻辑函数 按原规定：常闭触点以逻辑非表示，图中SB1为
起动信（开启）SB2为停止信号（关断）,常开触点K
为保持信号。
对图a逻辑函数为 Fk=SB1+(SB2)K 其一般形式： Fk=X开+X关 K （1）
SB1 K SB2 K
SB1上移
K1
K2 KM1 KM2 KM3 KM4 上移 下移
四个接触器线圈，只 能由二只点动按钮控制。 所以需加中间继电器 K1 和K2，根据生产要求，设 计出图示草图，但它不能 实现先后顺序控制，还需 恰当地选择控制过程中的 变化参量，实现上述自动 控制要求。
SB2下移 K1 K2 K1 K2 K1 K2
夹紧
放松
16
（3)选择控制参量，确定控制原则
用行程开关SQ1反映是否放松，当放松后压合SQ1， 其常闭触点使夹紧电机停转，同时其离开触点使上升/ 下降电机运转（完成从放松到移动的自动转换），夹 紧的参量用电流表示，在夹紧方向的主电路中串入一 个电流继电器K3，K3的常闭触点应串接在KM3接触器电 路中，由于横梁停止移动后，夹紧电机起动，此时K3 可以动作，使KM3又失电，故采用S1常开触点短接K3常 闭触点，（此时要求电机已经起动起来S1仍然被碰压） KM3接通动作后，则依靠其辅助触点自锁一直到夹紧力 增大到K3动作后，KM3失电 ，自动停止夹紧工作。
33
5.5.2
过流保护
电动机不正确地起动或负载转短剧烈增加会引起电动机过
29
（3）根据简化了的逻辑式绘制控制电路
KA1
KA2
KA3
KM
KA1
KA2 KA3
30
5.5 电气线路中的保护措施
1.短路保护 熔断器保护
过电流继电器保护或低压断路器保护
2. 过电流保护 3.热保护
4.零压和欠压保护
5.弱磁场保护 6.超速保护 7.多功能一体化保护 8.其他保护 如行程保护，压力保护等
坏。因此要求一旦发生短路故障时，控制线路能迅速切除电源。
32
5.5.1
短路保护
熔断器
常用的短路保护元件有
自动开关
一般电路几乎无例外地用熔断器作短路保护。 用熔断器保护电动机时，可能只有一相熔体烧断而造成电 动机单相运行。用自动开关作短路保护则能克服这些缺陷。 当出现短路时，自动开关的电流线圈动作，将整个开关跳 开，三相电源便同时被切断。自动开关还兼有过载保护、欠压 保护、热保护等，不过其结构复杂，价格贵，不宜频繁操作， 一般用在要求高的场合。
（4）夹紧后电机自动停止运动。
3、具有上下行程的限位保护
14 4、横梁夹紧与横梁移动之间、正反转之间有必要的联锁
。
（1）设计主线路
L1 L2 L3 QF
横梁移动和横梁 夹紧用两台异步 电机拖动，电机 能实现正反转。
KM3 KM4
KM1
KM2
M 3~ 移动电机
M 3~
15
夹紧电机
（2）设计基本控制电路
图a
X开:开启信号；X关 :关闭信号；K:自保信号；Fk:继
电器K的逻辑函数。
26
对图b逻辑函数为
SB2 K
SB1
K
Fk=SB2(SB1+K)
其一般形式 Fk=X关（X开+K） （2）
图b
实际的起、保、停电路往往都有许多联锁条件， 对开启信号来讲不只是一个主令信号（按钮）,还需 其它条件才能开启，即时开启主令信号用X开主表示， 其它条件称开启约束信号，用X开约表示。 显然，条件都具备才能开启，说明X开主与X开约是逻辑 与关系，则应用 X开主 .X开约代替式（１）,（２）中 27 的X开；
KA1 KA2 KA3 KM
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0
KM=KA1‧KA2‧KA3+ KA1‧KA2‧KA3 + KA1‧KA2‧KA3
+ KA1‧KA2‧KA3 + KA1‧KA2‧KA3 + KA1‧KA2‧KA3 ＝KA1（KA2+KA3）+KA1（KA2＋KA3)
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例：某电机只有在继电器KA1, KA2,KA3中任何一个或两个动作时才 能运转，而在其他条件下都不运转， 试设计其控制线路。 设计步骤： （1) 列出控制元件与执行元件的动 作状态表 （2）根据表写出KM的逻辑表达式 并化简
31
电气控制系统除了要能满足生产机械加工工艺要求外，还 应保证设备长期安全、可靠、无故障地运行，因此保护环节是 所有电气控制系统不可缺少的组成部分。用来保护电动机、电 网、电气控制设备及人身安全。 电气控制系统中常用的保护环节有短路保护，过载保护， 零压、欠压保护及弱磁保护。
5.5.1
短路保护
电机、电器以及导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可 能造成短路事故。很大的短路电流和电动力可能使电器设备损
10
11
12
放松
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横梁对电气控制系统提出如下要求：
1、保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁的夹紧或 放松。 2、横梁夹紧与移动之间必须有一定的操作程序。 （1）按向上向下移动按钮后（点动控制）首先使夹紧机 构自动放松。 （2）放松后，自动转换到向上或向下移动。
（3）移动到需要位置后，才松开按钮，横梁自动夹紧。
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规定：
①继电器，接触器，电磁铁、电磁阀、电磁离合器等 元件，线圈通电规定为“1”状态，线圈断电为“0” 状态。
②继电器，接触器触头闭合状态为“1”状态，触头 断开为“0”状态。
③主令元件，如按钮，行程开关等触头闭合为“1” 断开为“0”
22
把表示触状态（开、合）的逻辑变量称为输入 变量，把表示线圈等受控元件的逻辑变量称为输出 变量
②电器触头的连接，同一个电器的常开触和常闭触头位置靠 得很近，不能分别接在电源的不同相上，不正确连接电器的 触头如（a）图示限位开关S1的常开触头和常闭触头不是等电 位，当触头断开产生电弧时很可能在两触头之间形成飞弧而 造成电源短路，正确连接应如图（b）所示，则两触头电位相 等，不会造成飞弧而引起电源短路。
当关断信号不只是一个主令信号，要求有其它几个条 件都具备时才能关断。则关断主令信号用Ｘ关主表示， 其它条件用Ｘ关约表示，而“０”态为关断状态，显然 只有Ｘ关主和Ｘ关约全为０时，才能使关制信号为０，说 明Ｘ关主和Ｘ关约是逻辑或的关系，用Ｘ关主＋Ｘ关约代替 （１），（２）式中的Ｘ关，则起保、停、线路的一般 形式为
一、逻辑运算
（一）逻辑与——触点串联 图示串联电路实现了逻辑与的运算，运算符号 可用“·”也可省略接触器线圈的状态KM=KA1·KA2， 真值表见P115表5-4见0则0，全1为1。
KA1 KA2 KM
23
（二）逻辑或
该并联电路实现逻辑或运算运算符号用“+”表示， 接触器线圈K的状态为K=KA1+KA2，真值表见P115表5-5， 见1出1，全0为0 KA2 KM
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4、设计联锁保护环节，这里K1、K2常闭触点实现互 锁，用行程开关SQ2、SQ3分别实现上下限位保护。 SQ1除反映放松信号外，还实现移动和夹紧间的转换。 5、线路的完善和校核，线路初步设计完成后，可能 还有不合理的地方，应仔细校核，例如进一步简化以 节省触点数，节省电器间连线等，特别应对照生产要 求再次分析所设计线路是否逐条予以实现，线路在误 操作时是否会产生事故。一般电器控制线路均可按上 述方法进行设计。
KA1
（三）逻辑非 右图表示元件KA对接触器KM的控制是逻辑非关系， SA KA 其逻辑表达式为 KM=KA 真值表见P115 表5-6
KA
KM
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（四）逻辑代数定理
1、交换律：A· B=B· A 2、结合律：A· C）=（A· C （B· B）· A+B=B+A
A+（B+C）=（A+B）+C
3、 分配律：A（B+C）=AB+AC A+（B· C）=（A+B）· （A+C） 4、 吸收律：A+AB=A A+AB=A+B 5、重叠律： AA=A 6、非非律：A= A A（A+B）=A A+AB=A+B A+A=A
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电器控制线路的一般设计方法
5.3.1 设计电器控制线路
1
电器控制线路的两种设计方法：
①一般设计方法，又叫经验设计法，它是根据生产 机械的工艺要求与工作过程，将现有的典型环节聚 集起来，加以补充修改，完善，最后得出最佳线路。
②逻辑设计法，它是根据生产工艺的要求，利用逻 辑代数分析，设计电路，用这种方法设计的线路比 较合理，特别适合完成较复杂的生产工艺所要求的 控制线路，但设计难度较大，不易掌握。
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5.3.2 一般方法设计线路的几个原则
1.应最大限度地实现生产机械和工艺对电器控制线路的要求。 2.保证控制线路工作的安全性和可靠性。
一
①线圈的连接，在交流控制线路中，不能串联接入两个电器线 圈，如图示， KM 1 KM 2 KA
即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也是不允许的， 因为每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比，两个电 器动作总有先后，先吸合的电器，电路先闭合，其阻抗比没 吸合的电器大，电感显著增加，线圈上的电压也相应增大， 故没吸合电器的线圈电压达不到吸合值。同时电路电流将增 加，有可能烧毁线圈，因此两个电器需要同时动作时，线圈 应并联连接。 3
7、反演律（摩根定理）
A+B =A B
AB= A+B
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三、继电器开关的逻辑函数 按原规定：常闭触点以逻辑非表示，图中SB1为
起动信（开启）SB2为停止信号（关断）,常开触点K
为保持信号。
对图a逻辑函数为 Fk=SB1+(SB2)K 其一般形式： Fk=X开+X关 K （1）
SB1 K SB2 K
SB1上移
K1
K2 KM1 KM2 KM3 KM4 上移 下移
四个接触器线圈，只 能由二只点动按钮控制。 所以需加中间继电器 K1 和K2，根据生产要求，设 计出图示草图，但它不能 实现先后顺序控制，还需 恰当地选择控制过程中的 变化参量，实现上述自动 控制要求。
SB2下移 K1 K2 K1 K2 K1 K2
夹紧
放松
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（3)选择控制参量，确定控制原则
用行程开关SQ1反映是否放松，当放松后压合SQ1， 其常闭触点使夹紧电机停转，同时其离开触点使上升/ 下降电机运转（完成从放松到移动的自动转换），夹 紧的参量用电流表示，在夹紧方向的主电路中串入一 个电流继电器K3，K3的常闭触点应串接在KM3接触器电 路中，由于横梁停止移动后，夹紧电机起动，此时K3 可以动作，使KM3又失电，故采用S1常开触点短接K3常 闭触点，（此时要求电机已经起动起来S1仍然被碰压） KM3接通动作后，则依靠其辅助触点自锁一直到夹紧力 增大到K3动作后，KM3失电 ，自动停止夹紧工作。
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5.5.2
过流保护
电动机不正确地起动或负载转短剧烈增加会引起电动机过
29
（3）根据简化了的逻辑式绘制控制电路
KA1
KA2
KA3
KM
KA1
KA2 KA3
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5.5 电气线路中的保护措施
1.短路保护 熔断器保护
过电流继电器保护或低压断路器保护
2. 过电流保护 3.热保护
4.零压和欠压保护
5.弱磁场保护 6.超速保护 7.多功能一体化保护 8.其他保护 如行程保护，压力保护等
坏。因此要求一旦发生短路故障时，控制线路能迅速切除电源。
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5.5.1
短路保护
熔断器
常用的短路保护元件有
自动开关
一般电路几乎无例外地用熔断器作短路保护。 用熔断器保护电动机时，可能只有一相熔体烧断而造成电 动机单相运行。用自动开关作短路保护则能克服这些缺陷。 当出现短路时，自动开关的电流线圈动作，将整个开关跳 开，三相电源便同时被切断。自动开关还兼有过载保护、欠压 保护、热保护等，不过其结构复杂，价格贵，不宜频繁操作， 一般用在要求高的场合。
（4）夹紧后电机自动停止运动。
3、具有上下行程的限位保护
14 4、横梁夹紧与横梁移动之间、正反转之间有必要的联锁
。
（1）设计主线路
L1 L2 L3 QF
横梁移动和横梁 夹紧用两台异步 电机拖动，电机 能实现正反转。
KM3 KM4
KM1
KM2
M 3~ 移动电机
M 3~
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夹紧电机
（2）设计基本控制电路
图a
X开:开启信号；X关 :关闭信号；K:自保信号；Fk:继
电器K的逻辑函数。
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对图b逻辑函数为
SB2 K
SB1
K
Fk=SB2(SB1+K)
其一般形式 Fk=X关（X开+K） （2）
图b
实际的起、保、停电路往往都有许多联锁条件， 对开启信号来讲不只是一个主令信号（按钮）,还需 其它条件才能开启，即时开启主令信号用X开主表示， 其它条件称开启约束信号，用X开约表示。 显然，条件都具备才能开启，说明X开主与X开约是逻辑 与关系，则应用 X开主 .X开约代替式（１）,（２）中 27 的X开；
KA1 KA2 KA3 KM
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KM=KA1‧KA2‧KA3+ KA1‧KA2‧KA3 + KA1‧KA2‧KA3
+ KA1‧KA2‧KA3 + KA1‧KA2‧KA3 + KA1‧KA2‧KA3 ＝KA1（KA2+KA3）+KA1（KA2＋KA3)