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13可编程序控制器(PLC)原理及应用(第三章)

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可编程控制器基本原理及应用

可编程控制器基本原理及应用

可编程控制器基本原理及应用（一）1. 基本原理可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。

PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。

它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。

PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。

普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。

而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。

特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。

1.1实现控制要点输入输出信息变换、可靠物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。

输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。

PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)，又有用户自行开发的应用（用户）程序。

系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。

用户程序由用户按控制要求设计。

什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。

可靠物理实现主要靠输人（INPUT）及输出（OUTPUT）电路。

PLC的I/O电路，都是专门设计的。

输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。

而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。

输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。

输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。

I/O电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。

PLC有多I/O用点，一般也就有多少个I/O用电路。

但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。

输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。

每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。

输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。

输出锁存器与输出点也是一一对应的这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。

可编程逻辑控制器(PLC)的应用与电路设计

可编程逻辑控制器(PLC)的应用与电路设计

可编程逻辑控制器（PLC）的应用与电路设计可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。

它的出现极大地提高了工业生产效率和自动化程度。

本文将介绍PLC的基本原理、应用领域以及电路设计方面的知识。

一、PLC的基本原理可编程逻辑控制器是由微处理器、存储器和各种输入输出接口构成的。

它具备以下三个基本特点：1. 程序化控制：PLC通过内部的程序控制来实现自动化控制功能，它可以根据预先编写好的程序，控制设备的运行状态。

2. 变动性：PLC具有灵活性和可变性，它可以根据需求修改、更新控制程序，无需改变硬件配置。

3. 实时控制：PLC通过对输入信号的实时采集和处理，可以在极短的时间内做出反应，并输出相应的控制信号。

二、PLC的应用领域PLC广泛应用于各个行业的自动化控制系统中，常见的应用领域如下：1. 工业制造：PLC在工业制造中被广泛应用，用于控制传送带、机床、机械手等设备的运行状态，实现生产线的自动化控制。

2. 建筑工程：PLC可以用于控制大楼的照明、消防系统、电梯等设备，实现对建筑物的智能化管理。

3. 能源管理：PLC可用于控制电力系统、水处理系统、制冷系统等，实现对能源的高效管理和优化利用。

4. 交通运输：PLC可应用于交通信号灯、火车信号系统、地铁运行控制等方面，提高交通流畅度和安全性。

5. 医疗设备：PLC可以用于管理医疗设备、监控患者的生命体征，实现医疗过程的自动化和数字化。

三、PLC电路设计在PLC电路设计方面，需要考虑以下几个关键要素：1. 输入输出接口电路设计：PLC的输入输出接口电路是连接外部设备和PLC的关键部分。

在设计过程中，需要根据外部设备信号类型和电压范围，选择合适的电路保护和电平转换方案。

2. 电源电路设计：PLC需要稳定可靠的电源供电。

电源电路设计需要考虑电源的稳定性、过载保护和短路保护等因素，在设计过程中，可以采用电源滤波器、稳压模块等组件。

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。

PLC工作原理

PLC工作原理

PLC工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用于自动化控制系统中的电子设备。

它可以根据预先编写的程序来控制和监控各种工业过程，如生产线、机器人、发电厂等。

PLC的工作原理是通过输入、处理和输出三个步骤来实现自动化控制。

首先，PLC接收来自外部的输入信号。

这些输入信号可以来自传感器、按钮、开关等设备。

PLC会将这些信号转换成数字信号，以便进行处理。

输入信号的种类和数量取决于具体的应用需求。

接下来，PLC会对输入信号进行处理。

它内部包含一个中央处理器（CPU），用于执行预先编写的程序。

这些程序由用户根据实际控制需求编写，并通过特定的编程语言（如梯形图）输入到PLC中。

PLC会根据程序逻辑对输入信号进行分析、判断和计算，然后生成相应的输出信号。

最后，PLC将处理后的输出信号发送到外部设备，如执行器、机电、显示屏等。

这些输出信号可以控制设备的运行状态、位置、速度等。

PLC还可以与其他设备进行通信，如与上位机进行数据交换，以实现更高级的控制和监控功能。

PLC的工作原理基于数字电子技术和逻辑控制原理。

它具有高可靠性、灵便性和可编程性的特点。

通过编写不同的程序，PLC可以适应不同的控制需求，并能够实时监测和调整工业过程。

此外，PLC还具有较强的抗干扰能力和自诊断功能，可以提高系统的稳定性和可靠性。

总结起来，PLC的工作原理是通过接收输入信号、处理信号并生成输出信号来实现自动化控制。

它是现代工业自动化领域中一种重要的控制设备，广泛应用于各种工业过程中，提高了生产效率、质量和安全性。

可编程控制器概述课件

可编程控制器概述课件


第三章 可编程序控制器概述
（二）PLC的特点
1. 编程简单,易于使用； 2．可靠性高，抗干扰能力强； 3. 控制系统结构简单，通用性强； 4. 功能完善； 5. 设计、施工和调试的周期短； 6.体积小、重量轻、功耗低，维护操作方便；
7. 易于实现机电一体化 。
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第三章 可编程序控制器概述
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第三章 可编程序控制器概述
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第三章 可编程序控制器概述
3.5 PLC的系统组成
PLC专为工业现场应用而设计，采用了典型的计算机结构， 它主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入/输出接口 电路等组成。PLC的结构框图如图所示：
图3.1 PLC结构框图
5. 美国艾论—布拉德利（A--B）公司的PLC5系列可编程序控制器；
6. 德国西门子（SIEMENS）公司的S5、S7系 列可编程序控制器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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第三章 可编程序控制器概述
国产P111G-MC2型PLC
国产SOC-48NE2型PLC
国产JH120H型PLC
合资产品欧姆龙PLC
日本松下PLC
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第三章 可编程序控制器概述
常用PLC的生产厂家
1. 日本立石（OMRON）公司的C系列可编程 序控制器；
2. 日本三菱（MITSUBISHI）公司的F、F1、 F2、FX2系列可编程序控制器；
3. 日本松下（PANASONIC）电工公司的FP1 系列可编程序控制器；
4. 美国通用电气（GE）公司的GE系列可编程 序控制器；
18
plc的工作原理和方式

plc的工作原理和方式

plc的工作原理和方式
PLC（可编程逻辑控制器）是一种计算设备，主要用于工厂自动化系统中的控制任务。

其工作原理和方式如下：
1. 输入模块：PLC通过不同的输入模块接收来自传感器、按钮、开关等设备的信号。

这些信号可以是数字信号（如开关状态）或模拟信号（如温度、压力）。

2. 中央处理器：PLC的中央处理器负责处理输入信号，并根据预设的逻辑和程序进行计算和决策。

中央处理器通常是一个高性能的微处理器，能够实时响应输入信号并输出相应的控制信号。

3. 内存：PLC使用内存存储程序和数据。

程序存储器中存储着用户编写的控制逻辑程序，数据存储器用于存储输入信号的状态以及计算过程中的中间结果。

4. 输出模块：中央处理器根据计算结果将相应的控制信号发送到输出模块，通过输出模块控制执行设备如阀门、电机等的状态。

输出信号可以是数字信号（如控制开关状态）或模拟信号（如控制电机转速）。

5. 通信接口：PLC通常会配备通信接口，用于与其他设备如计算机、HMI（人机界面）、传感器等进行数据交换和远程监控。

通过通信接口，PLC可以实现与上位机的数据传输和远程控制。

PLC的工作方式基于用户编写的控制程序和逻辑。

用户在PLC中编写的程序会根据输入信号状态、内部逻辑和预设条件进行判断和运算，然后产生相应的控制输出信号。

这种方式使得PLC能够根据实时输入信号状态动态地改变输出信号，实现自动化的控制功能。

可编程序控制器工作原理

可编程序控制器工作原理

控制器将具备更高的计算和运行速度，适应更复杂的控制需求。
2 更智能的功能
控制器将集成机器学习和人工智能技术，具备自主学习和优化能力。
3 更广泛的应用领域
控制器将进一步应用于领域如自动驾驶、医疗、能源等。
3 故障诊断
可编程序控制器能够检测 和诊断故障，并采取适当 的措施进行修复。
控制器的基本原理
可编程序控制器的基本原理是通过输入和输出模块与外部设备进行通信，接 收和发送信号来实现控制。
控制器的组成部分
CPU
中央处理器负责运行控制器程序和进行数据处 理。
ห้องสมุดไป่ตู้输入模块
接收来自传感器和外部设备的信号。
记忆单元
存储控制器程序和数据。
输出模块
向执行机构和显示设备发送控制信号。
控制器的工作流程
1
输入信号
控制器接收来自传感器和外部设备的输入信号。
2
程序执行
控制器根据预先编写的程序逻辑对输入信号进行处理。
3
输出信号
控制器发送处理后的信号到执行机构和显示设备。
控制器的输入与输出
控制器的输入包括数字信号、模拟信号和通信接口，输出包括开关、继电器、运动控制和通信接口。
控制器的应用领域
工厂自动化
控制器用于自动控制和监控生产线，提高生产效率 和质量。
建筑自动化
控制器用于控制和管理建筑系统，如照明、空调和 安防系统。
智能家居
控制器用于智能家居设备的控制和联网。
机器人技术
可编程序控制器是机器人技术的核心，驱动机器人 完成各种任务。
控制器的发展趋势
1 更强大的处理能力
可编程序控制器工作原理
控制器是现代工业自动化的核心，它以编程方式控制机械设备和生产流程。 本演示将介绍可编程序控制器的基本原理、组成部分、工作流程、输入输出、 应用领域以及未来发展。
可编程序控制器(PLC)原理及应用

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
可编程控制器原理及应用习题答案

可编程控制器原理及应用习题答案

可编程控制器原理PLC课后习题部分解答第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。

87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。

它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。

并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。

1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。

1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。

1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。

第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。

2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。

PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。

2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①、Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③、扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④、可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。

PLC原理及应用

PLC原理及应用


(3)多功能
为了适应各种特殊功能的需要， 为了适应各种特殊功能的需要，在原有智能 模块的基础上， 模块的基础上，各公司陆续推出了新的功能 模块。 模块。如许多公司正陆续推出的回路控制模 块和远程集成I/O模块 模块。 块和远程集成 模块。
(4)小型化、低成本、简单易用
随着市场的扩大和用户投资规模的不同， 随着市场的扩大和用户投资规模的不同，许 多公司也开始重视小型化、低成本、 多公司也开始重视小型化、低成本、简单易 用的系统。世界上已有不少原来只生产中、 用的系统。世界上已有不少原来只生产中、 大型PLC产品的厂家，正在逐步推出这方面 产品的厂家， 大型 产品的厂家 的产品。 的产品。
(二)PLC和计算机相比较 二 和计算机相比较
PLC的应用 的应用
PLC在国内外已广泛应用于冶金、采矿、水泥、石 在国内外已广泛应用于冶金、采矿、水泥、 在国内外已广泛应用于冶金 化工、电力、机械制造、汽车、轻工、 油、化工、电力、机械制造、汽车、轻工、环保及 娱乐等行业，随着PLC性能价格比的不断提高，其 性能价格比的不断提高， 娱乐等行业，随着 性能价格比的不断提高 应用领域不断扩大。 应用领域不断扩大。 逻辑控制 位置控制 过程控制 监控系统 集散控制
PLC控制系统组成
例：三相异步电动机单向运行电器控制系统
输入设备
输出设备
PLC等效电路 PLC等效电路
三相异步电动机单向运行PLC控制系统 控制系统 三相异步电动机单向运行
PLC梯形图和继电 梯形图和继电 器控制电路的符号 基本类似， 基本类似，结构形 式基本相同， 式基本相同，所反 映的输入、 映的输入、输出逻 辑关系也基本一致
继电器控制电路图中的所有接线都必须逐根 连接，缺一不可； 中的接线， 连接，缺一不可；而PLC中的接线，除输入、 中的接线 除输入、 输出端需要实际接线外， 输出端需要实际接线外，内部的所有软接线 都是通过软件连接的。由于接线方式的不同， 都是通过软件连接的。由于接线方式的不同， 在改变控制顺序时， 在改变控制顺序时，继电器控制线路必须改 变其实际的接线， 则仅需修改程序， 变其实际的接线，而PLC则仅需修改程序， 则仅需修改程序 通过软件加以改接， 通过软件加以改接，其改变的灵活性及其速 是继电器控制线路无法比拟的。 度，是继电器控制线路无法比拟的。
2023年大学_电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案

2023年大学_电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案

2023年电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案电气控制与PLC应用技术(黄永红著)内容简介前言第1章常用低压电器1.1低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理1.2.1电磁机构1.2.2触点系统1.2.3灭弧系统1.3接触器1.3.1接触器的组成及工作原理1.3.2接触器的分类1.3.3接触器的主要技术参数1.3.4接触器的选择与使用1.3.5接触器的图形符号与文字符号1.4继电器1.4.1继电器的分类和特性1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.5主令电器1.5.1控制按钮1.5.2行程开关1.5.3接近开关1.5.4万能转换开关1.6信号电器1.7开关电器1.7.1刀开关1.7.2低压断路器1.8熔断器1.8.1熔断器的结构和工作原理 1.8.2熔断器的类型1.8.3熔断器的主要技术参数 1.8.4熔断器的选择与使用1.9.1电磁铁1.9.2电磁阀1.9.3电磁制动器习题与思考题第2章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图2.1.4电气元件布置图2.2交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路 2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.2.3三相绕线转子异步电动机起动控制电路 2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节2.3典型生产机械电气控制电路的分析2.3.1电气控制电路分析的基础2.3.2电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3c650型卧式车床电气控制电路的分析 2.4电气控制电路的一般设计法2.4.1一般设计法的主要原则2.4.2一般设计法中应注意的问题2.4.3一般设计法控制电路举例习题与思考题第3章可编程序控制器概述3.1plc的产生及定义3.1.1plc的产生3.1.2plc的定义3.2plc的发展与应用3.2.1plc的发展历程3.2.2plc的发展趋势3.2.3plc的应用领域3.3plc的特点3.4plc的分类3.4.1按结构形式分类3.4.2按功能分类3.4.3按i/o点数分类3.5plc的硬件结构和各部分的作用3.6plc的工作原理3.6.1plc控制系统的组成3.6.2plc循环扫描的工作过程3.6.3plc用户程序的工作过程3.6.4plc工作过程举例说明3.6.5输入、输出延迟响应3.6.6plc对输入、输出的处理规则习题与思考题第4章 s7-200 plc的系统配置与接口模块 4.1s7-200 plc控制系统的基本构成4.2s7-200 plc的输入/输出接口模块4.2.1数字量模块4.2.2模拟量模块4.2.3s7-200 plc的智能模块4.3s7-200 plc的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大i/o配置4.3.2i/o点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力4.3.4plc外部接线与电源要求习题与思考题第5章 s7-200 plc的基本指令及程序设计 5.1s7-200 plc的编程语言5.2s7-200 plc的数据类型与存储区域5.2.1位、字节、字、双字和常数5.2.2数据类型及范围5.2.3数据的存储区5.3s7-200 plc的编程元件5.3.1编程元件5.3.2编程元件及操作数的寻址范围5.4寻址方式5.5程序结构和编程规约5.5.1程序结构5.5.2编程的一般规约5.6s7-200 plc的基本指令5.6.1位逻辑指令5.6.2立即i/o指令5.6.3逻辑堆栈指令5.6.4取反指令和空操作指令5.6.5正/负跳变触点指令5.6.6定时器指令5.6.7计数器指令5.6.8比较指令5.6.9移位寄存器指令5.6.10顺序控制继电器指令5.7典型控制环节的plc程序设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序 5.7.11故障报警程序5.8梯形图编写规则习题与思考题第6章 s7-200 plc的功能指令及使用6.1s7-200 plc的基本功能指令6.1.1数据传送指令6.1.2数学运算指令6.1.3数据处理指令6.2程序控制指令6.2.1有条件结束指令6.2.2暂停指令6.2.3监视定时器复位指令6.2.4跳转与标号指令6.2.5循环指令6.2.6诊断led指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表6.3.2子程序6.4中断程序与中断指令6.4.1中断程序6.4.2中断指令6.5pid算法与pid回路指令6.5.1pid算法6.5.2pid回路指令6.6高速处理类指令6.6.1高速计数器指令6.6.2高速脉冲输出指令习题与思考题第7章 plc控制系统设计与应用实例 7.1plc控制系统设计的内容和步骤 7.1.1plc控制系统设计的内容7.1.2plc控制系统设计的步骤7.2plc控制系统的硬件配置7.2.1plc机型的选择7.2.2开关量i/o模块的'选择7.2.3模拟量i/o模块的选择7.2.4智能模块的选择7.3plc控制系统梯形图程序的设计7.3.1经验设计法7.3.2顺序控制设计法与顺序功能图7.4顺序控制梯形图的设计方法7.4.1置位、复位指令编程7.4.2顺序控制继电器指令编程7.4.3具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法7.5plc在工业控制系统中的典型应用实例7.5.1节日彩灯的plc控制7.5.2恒温控制7.5.3基于增量式旋转编码器和plc高速计数器的转速测量习题与思考题第8章 plc的通信及网络8.1siemens工业自动化控制网络8.1.1siemens plc网络的层次结构8.1.2网络通信设备8.1.3通信协议8.2s7-200串行通信网络及应用8.2.1s7系列plc产品组建的几种典型网络8.2.2在编程软件中设置通信参数8.3通信指令及应用8.3.1网络读、写指令及应用8.3.2自由口通信指令及应用习题与思考题第9章 step7-micro/win编程软件功能与使用 9.1软件安装及硬件连接9.1.1软件安装9.1.2硬件连接9.1.3通信参数的设置和修改9.2编程软件的主要功能9.2.1基本功能9.2.2主界面各部分功能9.2.3系统组态9.3编程软件的使用9.3.1项目生成9.3.2程序的编辑和传送9.3.3程序的预览与打印输出9.4程序的监控和调试9.4.1用状态表监控程序9.4.2在run方式下编辑程序9.4.3梯形图程序的状态监视9.4.4选择扫描次数9.4.5s7-200的出错处理附录附录a常用电器的图形符号及文字符号附录b特殊继电器(sm)含义附录c错误代码附录ds7-200可编程序控制器指令集附录e实验指导书附录f课程设计指导书附录g课程设计任务书附录h台达pws1711触摸屏画面编辑简介参考文献电气控制与PLC应用技术(黄永红著)目录《电气控制与plc应用技术》从实际工程应用和教学需要出发，介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了plc的基本组成和工作原理;以西门子s7-200 plc为教学机型，详细介绍了plc的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容;书中安排了大量工程应用实例，包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。

PLC编程及应用全套课程课件

2.存储器： 作用：存放系统程序，用户程序和数据。 系统程序：决定PLC的基本智能，由厂家设计，并存入ROM、EEPROM。用户不能修改。 用户程序：根据要求，用PLC的编程语言，编制的程序，用户用编程器写入RAM或EEPROM。
类型 (1)随机存取存储器(RAM) 用户可以用编程装置读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，它是易失性的存储器，它的电源中断后，储存的信息将会丢失。 (2)只读存储器(ROM) ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM一般用来存放可编程序控制器的系统程序。
定义强调了PLC是： 1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算机 2 专为在工业环境下应用而设计 3 面向用户指令——编程方便 4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 5 数字量或模拟量输入输出控制 6 易与控制系统联成一体 7 易于扩充
第二章PLC基本组成和工作原理
● PLC的基本组成 ● PLC的工作原理
2.1 PLC的基本组成
1.中央处理单元（CPU）： (1)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令 (2)将各种输入信号取入 (3) 把运算结果送到输出端 (4) 响应各种外部设备的请求 （1）通用处理器：8086、80286、80386 （2）单片机芯片：8031、8096 （3）位片式微处理器：AMD-2900 小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU 中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU 大型PLC多采用高速位片式微处理器
1968年．美国最大的汽车制造厂家——通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置，提出了研制可编程序控制器的基本设想，即 (1)能用于工业现场。 (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。 (3)出现故障时易于诊断和维修。 1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台PLC。并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。 （逻辑、计时、计数） 1980年美国电气制造商协会（NEMA）正式将其命名为可编程序控制器（Programmable Controller），简称 PC

可编程序控制器第三章-2定时器和计数器指令

Network3
LD I0.1 R T1,1
可编程控制器原理及应用
应用定时器指令应该注意的问题
不能把一个定时器同时用做接通延时定时器（TON） 和断开延时定时器(TOF)
使用复位（R）指令对定时器复位后，定时器位为0， 定时器当前值为0
有记忆接通延时定时器（TONR）只能通过复位指令 进行复位操作
当复位信号（R）有效时，计数器被复位，SV的值等 于0，计数器的状态变为0
可编程控制器原理及应用
增计数器的时序图
I4.0 I2.0
4
C3 CU CTU
R
LD I4.0 LD I2.0 CTU C3,4
PV I4.0
I2.0
5
PV
4
3
2
2
1 SV 0
01
C3
可编程控制器原理及应用
增计数器的注意事项
PT
可编程控制器原理及应用
带有记忆接通延时定时器的语句表表示
定时器标识符TONR
构 成
定时器编号Tn
时间设定值PT
TONR Tn， PT
可编程控制器原理及应用
带有记忆接通延时定时器的工作原理
工 作
当定时器的启动信号IN的状态为0时，定时器的当前值 SV为0，定时器的状态也是0，定时器不工作
原 理 当Tn的启动信号由0变为1时，定时器开始工作，每过
对于断开延时定时器，需要输入端有一个负跳变（由 ON到OFF）的输入信号启动计时
可编程控制器原理及应用
对于不同分辨率的定时器，它们当前值的刷新周期是 不同的
1ms：定时器位和当前值的更新不与扫描周期同步,每 毫秒更新一次。对于大于1ms的程序扫描周期，在一 个扫描周期内，定时器位和当前值刷新多次。

PLC原理及应用全套课件

表3.1 CPU型号
第2章 可编程序控制器概论
SIMATIC S7-200系统CPU 22X系列PLC主机及I/O特 性如表3.2所示。
表3.2 主机及I/O特性
第2章 可编程序控制器概论
2. 存储系统 （1）存储系统 （2）存储器及使用 （3）存储安全
第2章 可编程序控制器概论
个人计算机
CPU
2.1 S系列PLC发展概述 2.2 S7-200 PLC系统组成 2.3 编程元件及程序知识 2.4 相关设备 2.5 工业软件
第2章 可编程序控制器概论
本章学习目的
本章以西门子公司生产的S7-200系列小型可编 程序控制器为例，介绍具体型号的PLC，内容包 括： l S系列PLC发展概述 l S7-200 可编程序控制器的系统组成 l 编程元件及程序知识 l 相关设备 l 常用工业软件
第2章 可编程序控制器概论
开始
内部处理
通信处理
图
2.4
否
RUN 方式？
工
作
是
原
输入扫描
理
图
执行用户程序
输出处理
第2章 可编程序控制器概论
可编程序控制器的输入处理、执行用户程序 和输出处理过程的原理如图2.5所示。 PLC执行的五个阶段，称为一个扫描周期， PLC完成一个周期后，又重新执行上述过程， 扫描周而复始地进行。
PLC原理及应用
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第2章 可编程序控制器概论
第1章 可编程序控制器概论
1.1 PLC的发展、分类及应用 1.2 结构和工作原理 1.3 技术性能指标 1.4 编程语言
第2章 可编程序控制器概论
本章内容包括：
l PLC的发展、分类及应用 l 结构及工作原理 l 主要技术性能指标 l 常用编程语言

可编程控制器原理及应用习题答案

可编程控制器原理PLC课后习题部分解答第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。

87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。

它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。

并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。

1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。

1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。

1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。

第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。

2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。

PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。

2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①、Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③、扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④、可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。

PLC课后习题答案

可编程序控制器习题答案第一章习题答案1、什么是可编程序控制器？答：可编程序控制器是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置。

2、可编程序控制器主要有哪些特点？答：1、可靠性高，抗干扰能力强2、通用性强，使用方便3、程序设计简单，易学易懂4、采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便5、系统设计周期短6、安装简便，调试方便，维护工作量小7、对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产3、举例说明可编程序控制器目前的应用场合。

答：可编程序控制器的应用形式主要有以下几种类型：1.开关逻辑控制2.模拟量控制3.顺序（步进）控制4.定时控制5.计数控制6.闭环过程控制7.数据处理8.通信和联网针对以上的应用形式，目前可编程序控制器已广泛地应用在选煤、酿酒、化工、反应堆、锅炉以及位置和速度等控制中。

4、简述PLC的发展概况和发展趋势。

答：1、向高速、大存储容量方向发展2、向多品种方向发展a、在结构上由整体结构向小型模块化方向发展，使系统配置更加方便灵活。

b、开发更丰富的I/O模块c、P LC的规模向两端发展d、发展容错技术e、增强通信网络功能f、实现软、硬件标准化第二章习题答案1、可编程序控制器主要构成有哪几部分？各部分功能是什么？答：可编程序控制器主要有中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、电源等组成。

中央处理器包括微处理器和控制接口电路，微处理器是PLC的运算和控制中心，能实现逻辑运算、数字运算、协调控制系统内部各部分功能的作用，控制接口电路是微处理器与主机内部其他单元进行联系的部件，主要有数据缓冲、单元选择、信号匹配、中断管理等功能。

存贮器主要用于存储系统程序和用户程序等功能。

输入/输出单元是可编程序控制器的CPU与现场输入、输出装置或其他外部设备之间的连接接口电路。

电源单元是PLC的电源供电部分，他的功能是把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。

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3.1.2.3 有关输入映象寄存器 输出映象寄存器 输出锁存器的 有关输入映象寄存器/输出映象寄存器 输出映象寄存器/输出锁存器的 概念
1、输入映象寄存器 外部输入（采样）参数存放区域。其存储单元与 、输入映象寄存器----外部输入 采样）参数存放区域。 外部输入（ 输入端点（地址编码）一一对应，端点接线一旦确定， 输入端点（地址编码）一一对应，端点接线一旦确定，程序编制中就 要用该端点的地址码。若改端点接线后，必须改相应的程序指令。 要用该端点的地址码。若改端点接线后，必须改相应的程序指令。 2、输出映象寄存器 程序运算结果（且用于输出控制）的数据存放区 、输出映象寄存器----程序运算结果 且用于输出控制） 程序运算结果（ 其存储单元与输出端点（地址编码）一一对应， 域。其存储单元与输出端点（地址编码）一一对应，端点接线一旦确 程序编制中就要用该端点的地址码。若改端点接线后， 定，程序编制中就要用该端点的地址码。若改端点接线后，必须改相 应的程序指令。其所存数据随运算过程而被刷新。 应的程序指令。其所存数据随运算过程而被刷新。 3、输出锁存器 保持用于输出控制的数据（输出映象寄存器的数据） 、输出锁存器----保持用于输出控制的数据 输出映象寄存器的数据） 保持用于输出控制的数据（ 至下一输出刷新周期（且在这一期间内保持外部的控制状态） 至下一输出刷新周期（且在这一期间内保持外部的控制状态）。其所 存数据在输出刷新阶段时被刷新。 存数据在输出刷新阶段时被刷新。
原理结构图1
RAM EPROM EEPROM 外存接口 存储器 按钮 行程开关 光电开关 光 电 耦 合 输 入 接 口 输 出 接 口 继晶 电体 器管 或或 晶 管闸 其它接口 编程器
A/D D/A 计算机 其他设备
指示灯 电磁阀 电源
微处理器Βιβλιοθήκη 电源PLC3.1.2 主控模块
3.1.2.1 中央处理器单元 CPU 是整个计算机系统的核心 其主要任务是： 1、 控制从编程器键入的用户程序和数据的接受与存储； 2、 用扫描的方式通过I/O部件接受现场（用户）的状态和数 据，并存入“输入映象寄存器”或数据存储器中； 3、 诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误 等； 4、 PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户指令，经 过命令解释后，按指令规定的任务进行数据传送、逻辑 或算术运算等； 5、 根据运算结果，更新有关标志位的状态和“输出映象寄 存器”的内容，以及把中间结果存放到中间结果存储区 （刷新）。经输出部件实现输出控制。或者还控制制表 打印、数据通讯等操作。 6、 为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用 双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样， 即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
• 有的 有的PLC在主控模块上还配有少量的 端子。 在主控模块上还配有少量的I/O端子 在主控模块上还配有少量的 端子。 • PLC的I/O功能主要靠配置各种 模块来实现。 的 功能主要靠配置各种I/O模块来实现。 功能主要靠配置各种 模块来实现
PLC存储空间的分配 存储空间的分配 • 虽然各种 虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间各不相同，但是根据 的 的最大寻址空间各不相同， 的最大寻址空间各不相同 PLC的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域： 的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域： 的工作原理 三个区域 • （1）系统程序存储区 ） • （2）系统 存储区（ 映象区和系统软设备等） ）系统RAM存储区（包括 映象区和系统软设备等） 存储区 包括I/O映象区和系统软设备等 • （3）用户程序存储区 ）
3.1.2.2
存储单元
• 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 • 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 • PLC常用的存储器类型 常用的存储器类型 • （1） ROM是英文“Read-Only Memory”的缩写，意思为只读存储 是英文“ 的缩写， ） 是英文 的缩写 在电脑的正常工作过程中，其内容不可改变。 器，在电脑的正常工作过程中，其内容不可改变。 • （2）RAM （Random Assess Memory） 这是一种读 写存储器 随 写存储器(随 ） ） 这是一种读/写存储器 机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。 机存储器 ，其存取速度最快，由锂电池支持。 • （3）PROM “可编程只读存储器”/ EPROM（Erasable 可编程只读存储器” （ Programmable Read Only Memory）这是一种可擦除的可编程只 ）这是一种可擦除的可编程只 可编程 读存储器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变。 在紫外 读存储器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变。(在紫外 线连续照射下可擦除存储器内容)。 线连续照射下可擦除存储器内容 。 • （4）EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only ） Memory) 这是一种电可擦除的可编程只读存储器。使用编程器就能 这是一种电可擦除的可编程只读存储器。 可编程只读存储器 很容易地对其所存储的内容进行修改。 很容易地对其所存储的内容进行修改。
可编程序控制器(PLC)原理及应用 原理及应用 可编程序控制器
主 讲
汤立刚
3
第三章 PLC控制系统的基本组成 控制系统的基本组成
3.1．硬件系统 ．
3.1.1．PLC硬件系统的基本组成 ． 硬件系统的基本组成
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬 实质是一种专用于工业控制的计算机， 实质是一种专用于工业控制的计算机 件结构基本上与微型计算机相同， 件结构基本上与微型计算机相同，其原理结构如 图所示： 图所示：
系统程序存储区： 系统程序存储区：在系统程序存储区中存放着相当于计算 机操作系统的系统程序。包括监控程序、管理程序、 机操作系统的系统程序。包括监控程序、管理程序、用户 指令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。 指令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造 厂商将其固化在EPROM中 用户不能直接存取。 厂商将其固化在EPROM中，用户不能直接存取。它和硬件一 EPROM 起决定了该PLC的性能。 起决定了该PLC的性能。 PLC的性能
（1）逻辑线圈 与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位， RAM存储区中的一个位 与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位，但不 能直接驱动外设，只供用户在编程中使用， 能直接驱动外设，只供用户在编程中使用，其作用类似于电器控制线路 中的继电器。 另外，不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈， PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈 中的继电器。 另外，不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈，具有 不同的功能。 不同的功能。 （2）数据寄存器 与模拟量I/O一样，每个数据寄存器占用系统RAM存储区中的一个字(16 I/O一样 RAM存储区中的一个字 与模拟量I/O一样，每个数据寄存器占用系统RAM存储区中的一个字(16 bits)。 另外，PLC还提供数量不等的特殊数据寄存器 还提供数量不等的特殊数据寄存器， bits)。 另外，PLC还提供数量不等的特殊数据寄存器，具有不同的功 能。 （3）计时器 （4）计数器 用户程序存储区：用户程序存储区存放用户编制的用户程序。 用户程序存储区：用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型 PLC，其存储容量各不相同。 的PLC，其存储容量各不相同。
3.1.2.5 电池和电源
• 在主控模块中通常配有锂电池，用于在掉电时，保存用户 在主控模块中通常配有锂电池，用于在掉电时， 程序和数据。更换锂电池方法和注意点， 程序和数据。更换锂电池方法和注意点，原则上依据具体 的说明资料。 的说明资料。 • PLC 的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有 PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。 的电源在整个系统中起着十分重要得作用 一个良好的、 可靠得电源系统是无法正常工作的， 一个良好的 、 可靠得电源系统是无法正常工作的 ， 因此 PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。 PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。 一般交流 电压波动在+10%(+15 范围内， 15% 电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将 PLC直接连接到交流电网上去 直接连接到交流电网上去。 PLC直接连接到交流电网上去。
3.1.2.4
通信口
• 近几年出产的 PLC产品一般都带有多个多种功能的通信 近几年出产的PLC 产品一般都带有多个多种功能的通信 PLC 可与手持式编程器、 口，可与手持式编程器、上位计算机或其他外围设备相 配有通信用的适配器PC/PPI电缆；RS-458;RS-232; PC/PPI电缆 连 。 配有通信用的适配器PC/PPI 电缆 ；RS-458;RS-232; 专门与以太网、控制网、设备网、 专门与以太网、控制网、设备网、DH+ 等网络连接的接 以实现编程、调试、运行、遥控、监视、 口。以实现编程、调试、运行、遥控、监视、打印和数 据传送等功能。 据传送等功能。
1）I/O映象区：由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入 ） 映象区：由于 投入运行后， 映象区 投入运行后 各输入状态和数据， 各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应 的外设。因此，它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放 的状态 的外设。 因此， 它需要一定数量的存储单元 以存放I/O的状态 以存放 和数据，这些单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中的 和数据， 这些单元称作 映象区。一个开关量 占用存储单元中的 映象区 一个位（bit），一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字（16个bit）。 一个位（ ） 一个模拟量 占用存储单元中的一个字（ 个 ） 占用存储单元中的一个字 因此整个I/O映象区可看作两个部分组成：开关量I/O映象区；模拟量 因此整个 映象区可看作两个部分组成：开关量 映象区； 映象区可看作两个部分组成 映象区 I/O映象区，地址码一一对应。 映象区，地址码一一对应。 映象区 除了I/O映象区区以外，系统RAM I/O映象区区以外 RAM存储区还包 2 ） 系统软设备存储区 ： 除了 I/O 映象区区以外 ， 系统 RAM 存储区还包 PLC内部各类软设备 逻辑线圈、计时器、计数器、 内部各类软设备（ 括PLC 内部各类软设备（逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和 累加器等）的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无 失电保持的存储区域和 累加器等）的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无 失电保持的存储区域 前者在PLC断电时，由内部的锂电池供电， 的存储区域， PLC断电时 失电保持的存储区域，前者在PLC 断电时，由内部的锂电池供电，数 据不会遗失；后者当PLC断电时，数据被清零。 PLC断电时 据不会遗失；后者当PLC断电时，数据被清零。