教师培训讲稿1第第1讲讲 PLC概况概况23 PLC的编程语言的编程语言 逻辑功能图逻辑功能图 梯梯 形形 图图 逻辑方程式逻辑方程式 语语 句句 表表4 1. 1. 梯形图编程语言梯形图编程语言 两种梯形图的继电器符号图对照两种梯形图的继电器符号图对照 物理继电器物理继电器 PLC继电器继电器常开常开常闭常闭 触触 点点线线 圈圈 梯形图编程语言是一种图形语言梯形图编程语言是一种图形语言 5000000100001000PLC控制控制00001SB2KMKM继电器继电器 控控 制制SB1 2. . 两种控制的梯形图比较两种控制的梯形图比较线圈线圈线圈线圈常开触点常开触点常开触点常开触点常闭触点常闭触点常闭触点常闭触点6物理继电器物理继电器继电器需硬接线连接继电器需硬接线连接触点个数有限触点个数有限PLC继电器继电器继电器用程序软连接继电器用程序软连接触点个数无限触点个数无限继电器的接线改变继电器的接线改变控制功能改变控制功能改变PLC的用户程序改变的用户程序改变 控制功能改变控制功能改变 3. . 两种控制中继电器的区别两种控制中继电器的区别7用用PLC控制控制外部接线不变，改变用户程序。外部接线不变，改变用户程序。用继电器控制用继电器控制要改变控制电路的实际接线。要改变控制电路的实际接线。KMQFUKH M 3 SB1SB2KMKHKM 继电器控制接线继电器控制接线 PLC控制外部接线控制外部接线输入输入设备设备PLCSB1SB2KHKM输出输出设备设备 欲改变控制功能：欲改变控制功能：主电路主电路 相同相同例例如如8 用助记符表示指令的功能用助记符表示指令的功能 多条指令语句的组合构成了语句表多条指令语句的组合构成了语句表 程序程序 指令语句是指令语句是PLC用户程序的基础元素用户程序的基础元素LD 00000OR 01000 AND NOT 00001OUT 0100000000010000100000001梯形图程序梯形图程序 语句表程序语句表程序 910 一、一、 PLC 采用循环扫描工作方式采用循环扫描工作方式 扫描工作分为扫描工作分为 5 个阶段个阶段1）公）公 共共 处处 理理 阶阶 段段2）程）程 序序 执执 行行 阶阶 段段3）扫描周期计算阶段）扫描周期计算阶段4）I/O 刷刷 新新 阶阶 段段5）外设端口处理）外设端口处理 阶段阶段11设置各异常继电器异常：(ERR/ALM)LED灯亮警告：(ERR/ALM)LED 闪烁异常或警告？ 无有异常检查结果正常？扫描周期监视 时间预置执行用户程序 程序结束？(END命令？)NoYes扫描周期固定值设定检查 有固定值设置？等待设定扫描周期到 计算扫描周期 I/O 刷 新正常异常警告 接通电源初始化I/O外设端口 服务初始化I/O、内部辅助、特殊辅助内部辅助、特殊辅助、辅助记忆继电器区域清零辅助记忆继电器区域清零定时器预置定时器预置识别扩展单元识别扩展单元公 共 处 理执行用户 程序扫 描 周 期 计 算 处 理刷新硬件、用户程序内存检 查 外设端口服务 接通电源接通电源 初始化初始化 硬件检查硬件检查 正常？正常？异常报警异常报警异常处理异常处理扫描周期监视扫描周期监视执行用户程序执行用户程序 程序结束？程序结束？扫描周期检查扫描周期检查有有固定设置？固定设置？ 等待等待扫描周期计算扫描周期计算 I/O刷新刷新外设端口服务外设端口服务 异常异常 公公共共处处理理 执执行行用用户户程程序序扫扫描描周周期期计计算算 刷刷 新新端端口口服服务务12000020100000001 00002010001. PLC扫描工作各环节的功能扫描工作各环节的功能 PLC上电后，首先检查硬件是否正常。上电后，首先检查硬件是否正常。 按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。对输入的数据进行处理，对输入的数据进行处理， 将结果存入元件映象寄存器。将结果存入元件映象寄存器。 计算扫描周期。计算扫描周期。若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。母线母线 I/O刷新阶段。刷新阶段。 外设端口服务。外设端口服务。读输入点的状态并写入输入映像寄存器。读输入点的状态并写入输入映像寄存器。将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出电路送到输出点。将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出电路送到输出点。访问外设端口连接的外部设备。访问外设端口连接的外部设备。13读读读读读读写写写写 执行用户程序执行用户程序 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新2. PLC执行用户程序的过程执行用户程序的过程010010100000000 00001 01000输输入入端端子子输输入入电电路路用用户户输输入入设设备备输输入入映映像像寄寄存存器器输输出出电电路路输输出出端端子子元元件件映映像像寄寄存存器器输输出出锁锁存存器器 用用户户输输出出设设备备143. PLC控制的原理控制的原理 等效电路图等效电路图SB1SB2ST公共端公共端公共端公共端输入部分输入部分输出端子输出端子输入端子输入端子用户程序用户程序输出部分输出部分主电路主电路KMFUKH M 3 QKM01000PLCCOM000000000000001000020000001000000010000201000COM0000100002PLCSB1SB2KMST00000000010000201000COMCOM15KM线圈通电线圈通电SB1闭合闭合00000 闭合闭合接点闭合接点闭合KMFUKH M 3 QKM通电通电KM通电通电触点闭合触点闭合电动机转电动机转触点闭合触点闭合PLCCOM000000000000001000020000001000000010000201000COM010000000100002SB2STPLCSB1SB2KMST00000000010000201000COMCOM16KM线圈断电线圈断电00001 断开断开接点断开接点断开KMFUKH M 3 QKM通电通电KM断电断电触点断开触点断开电动停转电动停转触点断开触点断开PLCCOM000000000000001000020000001000000010000201000COM010000000100002SB2STPLCSB1SB2KMST00000000010000201000COMCOMSB2闭合闭合174. PLC执行用户程序的特点执行用户程序的特点 按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序 执行程序时所需数据取自于：执行程序时所需数据取自于： 输入映像寄存器输入映像寄存器 元件映像寄存器元件映像寄存器 输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变 每个扫描周期每个扫描周期I/O刷新阶段集中读入刷新阶段集中读入/读出数据读出数据18梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序19二、二、 PLC的中断的输入处理的中断的输入处理20中断的响应是在系统循环扫描周期的各个阶段。系统在中断的响应是在系统循环扫描周期的各个阶段。系统在工作过程中不仅对用户程序进行扫描，而且对输入、输工作过程中不仅对用户程序进行扫描，而且对输入、输出、通信单元进行循环扫描，所以对中断程序的响应不出、通信单元进行循环扫描，所以对中断程序的响应不仅仅在扫描用户程序阶段，而且在循环扫描的各个阶段。仅仅在扫描用户程序阶段，而且在循环扫描的各个阶段。 用户程序是循环扫描的，但是对中断程序来说，只有中用户程序是循环扫描的，但是对中断程序来说，只有中断申请被接受后中断程序才被扫描一次。如果要多次执断申请被接受后中断程序才被扫描一次。如果要多次执行中断程序，则必须进行多次中断申请。行中断程序，则必须进行多次中断申请。在在PLCPLC系统中，中断源的信息是通过输入点进入系统的，系统中，中断源的信息是通过输入点进入系统的，PLCPLC的扫描输入点是按顺序进行的，中断源的先后顺序的扫描输入点是按顺序进行的，中断源的先后顺序是按照它们占有输入点的编号的前后顺序自动排成的。是按照它们占有输入点的编号的前后顺序自动排成的。所以，在进行中断源排序时，首先确定中断源的顺序，所以，在进行中断源排序时，首先确定中断源的顺序，然后按系统扫描输入点的顺序相应连接。然后按系统扫描输入点的顺序相应连接。 21三、三、 PLC的死循环自诊断功能的死循环自诊断功能PLCPLC内部设置了一个监视定时器内部设置了一个监视定时器WDTWDT，其定时时间，其定时时间可由用户设置为大于用户程序的扫描周期，可由用户设置为大于用户程序的扫描周期，PLC PLC 在每个扫描周期的公共处理阶段将监视定时器复在每个扫描周期的公共处理阶段将监视定时器复位。位。正常情况下，监视定时器不会动作，如果由于正常情况下，监视定时器不会动作，如果由于CPUCPU内部故障使程序执行进入死循环，那么扫描周期内部故障使程序执行进入死循环，那么扫描周期超过监视定时器的定时时间时，监视定时器动作，超过监视定时器的定时时间时，监视定时器动作，运行停止，以示用户。运行停止，以示用户。22 1. 产生产生I/O滞后现象的原因滞后现象的原因 四、四、 PLC的的I/O滞后现象滞后现象（1） 由于由于PLC采用循环扫描的工作方式。采用循环扫描的工作方式。 PLC只在每个扫描周期的只在每个扫描周期的I/O刷新阶段集中输入刷新阶段集中输入/输输出，导致输出信号相对输入信号滞后。出，导致输出信号相对输入信号滞后。（2 2）输入滤波器对信号的延迟作用。）输入滤波器对信号的延迟作用。滤波器时间常数越大，对输入信号的延迟作用越强。滤波器时间常数越大，对输入信号的延迟作用越强。有的有的PLCPLC其输入电路滤波器的时间常数可以调整。其输入电路滤波器的时间常数可以调整。23输出输出ON延时。延时。 （3） 输出继电器的动作延迟（继电器输出型输出继电器的动作延迟（继电器输出型PLC）。）。从输出锁存器从输出锁存器ON、到输出触点到输出触点ON经历一定时间经历一定时间 （4） 用户程序的长短及语句编排。用户程序的长短及语句编排。要求有较快响应的场合要求有较快响应的场合最好不要使用最好不要使用继电器输出型继电器输出型PLC。 I/O滞后现象，对慢速控制系统影响不大。滞后现象，对慢速控制系统影响不大。要求快速响应的场合，需要解决要求快速响应的场合，需要解决I/O速度问题。速度问题。242. I/O响应时间的估算响应时间的估算 以以20点的继电器输出型点的继电器输出型CPM1A为例。为例。 设输入设输入ON延时为延时为8毫秒毫秒 公共处理和公共处理和I/O刷新时间为刷新时间为2毫秒毫秒 执行用户程序时间为执行用户程序时间为14毫秒毫秒 输出输出ON延时为延时为15毫秒毫秒输入状态经过一个扫描周期后在输出得到响应输入状态经过一个扫描周期后在输出得到响应 最小最小I/O响应时间响应时间输入状态经过两个扫描周期后在输出得到响应输入状态经过两个扫描周期后在输出得到响应 最大最大I/O响应时间响应时间25 最小最小I/O响应时间的计算响应时间的计算最小最小I/O响应时间响应时间 = 输入输入ON延时延时 + （公共处理公共处理 + I/O刷新时间刷新时间） + 执行程序时间执行程序时间 + 输出输出ON延时延时 = 8 + 2 + 14 + 15 = 39 ms输入输入触点触点输入输入滤波滤波输出输出锁存锁存输出输出触点触点刷新刷新执行程序执行程序 其他其他 刷新刷新执行程序执行程序 其他其他 扫描周期扫描周期(Ts) 扫描周期扫描周期(Ts)输入输入ON延时延时输出输出ON延时延时I/O响应时间响应时间26输入输入ON延时延时最大最大I/O响应时间响应时间 = 输入输入ON延时延时+ (公共处理公共处理+ I/O刷新刷新+执行程序执行程序)2 + 输出输出ON延时延时 = 8 +（2 +14） 2 + 15 = 55 ms。 最大最大I/O响应时间的计算响应时间的计算输入输入触点触点输入输入滤波滤波输出输出锁存锁存输出输出ON延时延时输出输出触点触点I/O响应时间响应时间刷新刷新执行程序执行程序 其他其他 刷新刷新执行程序执行程序 其他其他扫描周期扫描周期(Ts) 扫描周期扫描周期(Ts)刷新刷新执行程序执行程序 其他其他扫描周期扫描周期(Ts)27 程序语句安排对程序语句安排对I/O响应时间的影响举例响应时间的影响举例200000000001000200002000001001PLCSBKM1000000100101000COMCOMKM2当当SB闭合闭合，经过输入滤波，设第一个扫描周期经过输入滤波，设第一个扫描周期I/O刷刷新时新时 00000的映像寄存器的映像寄存器 ON。第一个扫描周期第一个扫描周期 结束时，结束时，01000为为OFF。01000只能在第二个扫描周期结束后才能只能在第二个扫描周期结束后才能ON。2829000002000020000010002000001001PLCSBKM1000000100101000COMCOMKM2当当SB闭合闭合，经过输入滤波，设第一个扫描周期经过输入滤波，设第一个扫描周期 00000的映像寄存器的映像寄存器 ON。01000 在第一个扫描周期结束后就能在第一个扫描周期结束后就能ON 。续续如果将梯形图的第一与第二梯级交换，如下图：如果将梯形图的第一与第二梯级交换，如下图： 显然，程序语句的安排对显然，程序语句的安排对I/O响应的影响很大响应的影响很大 。303131 1. 用户程序存储的容量大小；用户程序存储的容量大小； 2. 输入输入/输出点数的多少；输出点数的多少； 3. 循环扫描速度的快慢；循环扫描速度的快慢； 4. 编程指令的种类和条数的多少；编程指令的种类和条数的多少； 5. 内部器件的种类和数量的多少；内部器件的种类和数量的多少； 6. 功能及功能扩展的能力；功能及功能扩展的能力； 7. 智能单元数量的多少；智能单元数量的多少； 8. 连网通信能力等。连网通信能力等。32l按结构分按结构分33l按控制规模分按控制规模分34l按生产厂家分按生产厂家分35