第5章工业机器人PLC控制

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1、机械职业教育教学指导委员会推荐教材机械职业教育教学指导委员会推荐教材全国高等职业教育全国高等职业教育“十二五十二五”规划教材规划教材全国工业机器人技能培养系列精品教材全国工业机器人技能培养系列精品教材工业机器人工业机器人电气控制与维修电气控制与维修（ISBN 978-7-121-29476-1ISBN 978-7-121-29476-1）邢美峰邢美峰 主主 编编卢彦林卢彦林 李伟娟李伟娟 副主编副主编第5章 工业机器人PLC控制5.1可编程序逻辑控制器概要15.2PLC的硬件结构25.3PLC的工作方式与工作过程35.4PLC的程序结构45.5PLC的寄存器55.6PLC的基本元器件与指令系统

2、65.1.1 可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLC)的定义的定义1PLC定义 可编程逻辑控制器简称PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）。1987年国际电工委员会（IEC）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种数字运算操作的电子的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入(I)和输出(O)接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。”5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要该定义强调了可编程控制器是“数字运算

3、操作的电子系统”，是一种计算机。它是“专为工业环境下应用而设计”的工业计算机，是一种用程序改变控制功能的设备，该种设备采用“面向用户的指令”，因此编程方便，可完成逻辑运算、顺序控制、定时计数和数学运算操作，还具有数字量与模拟量的输入输出能力。可编程控制器是应用面广、功能强大、使用方便的通用工业控制设备，已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要2PLC的应用范围。PLC的应用范围极其广阔，经过30多年的发展，目前PLC已经广泛应用于冶金、石油、化工、建材、电力、矿山、机械制造、汽车、交通运输、轻纺、环保等各行各业。几乎可以说，凡是有控制系统存在的

4、地方就有PLC。概括起来，PLC的应用主要有以下5个方面。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要（1）开关量控制这是PLC最基本的应用领域，可用PLC取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。在单机控制、多机群控和自动生产线控制方面都有很多成功的应用实例。如机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的控制、注塑机的控制、电梯的控制、饮料灌装生产线、家用电器（电视机、冰箱、洗衣机等）自动装配线的控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线的控制等。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要（2）模拟量控制 目前，很多PLC都具有模拟量处理功能，通过模拟量I/O模块可对温

5、度、压力、速度、流量等连续变化的模拟量进行控制，而且编程和使用都很方便。大、中型的PLC还具有PID闭环控制功能，运用PID子程序或使用专用的智能PID模块，可以实现对模拟量的闭环过程控制。随着PLC规模的扩大，控制的回路已从几个增加到几十个甚至上百个，可以组成较复杂的闭环控制系统。PLC的模拟量控制功能己广泛应用于工业生产各个行业，例如自动焊机控制、锅炉运行控制等都是典型的闭环过程控制的应用场合。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要（3）运动控制 运动控制是指PLC对直线运动或圆周运动的控制，也称为位置控制。早期PLC通过开关量I/O模块与位置传感器和执行机构的连接来实现这一

6、功能，现在一般都使用专用的运动控制模块来完成。目前，PLC的运动控制功能广泛应用在金属切削机床、电梯、机器人等各种机械设备上，典型的如PLC和计算机数控装置(CNC)组合成一体，构成先进的数控机床。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要（4）数据处理现代PLC都具有不同程度的数据处理功能，能够完成数学运算（函数运算、矩阵运算、逻辑运算）、数据的移位、比较、传递、数值的转换和查表等操作，对数捃进行采集、分析和处理。数据处理通常用在大、中型控制系统中，如柔性制造系统、机器人的控制系统等。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要（5）通信联网通信联网是指PLC与PLC之间、

7、PLC与上位计算机或其他智能设备间的通信，利用PLC和计算机的RS-232或RS-422接口、PLC的专用通信模块，用双绞线和同轴电缆或光缆将它们联成网络，可实现相互间的信息交换，构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，建立工厂的自动化网络。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要5.1.2 PLC的特点的特点1可靠性高，抗干扰能力强现代PLC采用了集成度很高的微电子器件，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其可靠程度是使用机械触点的继电器所无法比拟的。为了保证PLC能在恶劣的工业环境下可靠工作，在其设计和制造过程中采取了一系列硬件和软件方面的抗干扰措施。5.1 可编

8、程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要在硬件方面采取的主要措施有：（1）隔离PLC的输入、输出接口电路一般都采用光电耦合器来传递信号，这种光电隔离措施使外部电路与PLC内部之间完全避免了联，有效的抑制了系部干扰源对PLC的影响，还可防止外部强电窜入内部CPU。（2）滤波在PLC电路电源和输入、输出(I/O)电路中设置多种滤波电路，可有效抑制高频干扰信号。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要（3）在PLC内部对CPU供电电源采取屏蔽、稳压、保护等措施，防止干扰信号通过供电电源进入PLC内部，另外各个输入输出(I/O)接口电路的电源彼此独立，以避免电源之间的互相干扰。（4）内部设

9、置连锁、环境检测与诊断等电路，一旦发生故障，立即报警。（5）外部采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构，以适应恶劣的工作环境。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要在软件方面采取的主要措施有：（1）设置故障检测与诊断程序，每次扫描都对系统状态、用户程序、工怍环境和故障进行检测与诊断，发现出错后，立即自动做出相应的处理，如报警、保护数据和封锁输出等：（2）对用户程序及动态数据进行电池后备，以保障停电后有关状态及信息不会因此而丢失。采用以上抗干扰措施后，一般PLC的抗电平干扰强度可达峰值1000V，其平均无故障时间可高达3050万小时以上。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器

10、概要2编程简单易学 PLC采用与继电器控制线路图非常接近的梯形图作为编程语言，它既有继电器电路清晰直观的特点，又充分考虑到电气工人和技术人员的读图习惯：对使用者来说，几乎不需要专门的计算机知识。因此，易学易懂，程序改变时也容易修改5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要3功能完善，适应性强 目前PLC产品已经标准化、系列化和模块化，不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，还具有A/D、D/A转换、算术运算及数据处理、通信联网和生产过程监控等功能。它能根据实际需要，方便灵活地组装成大小各异、功能不一的控制系统：既可控制一台单机、一条生产线，又可以控制一个机群、多条生产线；既可以

11、现场控制，又可以远程控制。针对不同的工业现场信号，如交流或直流、开关量或模拟量、电流或电压、脉冲或电位、强电或弱电等，PLC都有相应的I/O接口模块与工业现场控制器件和设备直接连接，用户可以根据需要方便地进行配置，组成实用、紧凑的控制系统。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要4使用简单，调试维修方便 PLC的接线极其方便，只需将产生输入信号的设备（如按钮、开关等）与PLC的输入端子连接，将接收输出信号的被控设备（如接触器、电磁阀等）与PLC的输出端子连接，仅用螺丝刀即可完成全部接线工作。PLC的用户程序可在实验室模拟调试，输入信号用开关来模拟，输出信号可以观察PLC的发光二极管

12、。调试后再将PLC在现场安装通调。调试工作量要比继电器控制系统少得多。PLC的故障率很低，并且有完善的自诊断功能和运行故障指示装置。一旦发生故障，可以通过PLC机上各种发光二极管的亮灭状态迅速查明原因，排除故障。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要5体积小、重量轻、功耗低 由于PLC采用半导体大规模集成电路，因此整个产品结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低，PLC很容易装入机械设备内部，是实现机电一体化的理想的控制设备。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要5.1.3 PLC编程语言编程语言PLC普遍流行的梯形图进行讲解，直观易懂。它是通过连线把PLC指令的梯形图符号

13、连接在一起的连通图，与电气原理图相似。梯形图通常有左右两条母线，两母线之间是内部“软继电器”的常开、常闭触点以及继电器线圈组成的平行的逻辑行，每个逻辑行以触点与左母线开始，以线圈和右母线结束。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要梯形图沿用继电器等概念，如输入继电器、输出继电器和内部辅助继电器，它们不是真实的硬件继电器，而是在梯形图中使用的编程元件（软元件），每一个软元件都与PLC存储器的元件映像存储器的存储单元相对应。5.1 可编程序逻辑控制器概要可编程序逻辑控制器概要5.2 PLC的硬件结构的硬件结构 PLC是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其实质是一种工业控制用

14、的专用计算机。因此其组成与一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分构成。可编程控制器主要由CPU、存储器、I/O单元、外设接口、电源等组成。图5-1为硬件系统的结构框图CPU存储器输入接口输出接口电源图5-1为PLC硬件系统的结构框图5.2 PLC的硬件结构的硬件结构5.2.1 中央处理单元中央处理单元(CPU)CPU是PLC的核心，由控制器、运算器和寄存器等组成。它按照系统程序赋予的功能接收并存储用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入设备送来的状态或数据，将其存入输入寄存器中，并能诊断电源和内部电路的工作状态。5.2 PLC的硬件结构的硬件结构 当PLC投入运行时，首先

15、它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算，再将结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。5.2 PLC的硬件结构的硬件结构为了进一步提高PLC的可靠性，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。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，I/O数量及软件容量等

16、，因此限制着控制规模。5.2 PLC的硬件结构的硬件结构5.2.2 存储器存储器PLC存储器包括系统存储器和用户存储器。系统存储器固化厂家编写的系统程序，用户不可以修改，包括系统管理程序和用户指令解释程序等：用户存储器包括用户程序存储器（程序区）和功能存储器（工作数据区）两部分。工作数据区是外界与PLC进行信息交互的主要交互区，它的每一个二进制位、每一个字节单位和字单位都有唯一的地址。系统程序存储器是存放系统软件的存储器；用户程序存储器是存放PLC用户程序应用;数据存储器用来存储PLC程序执行时的中间状态与信息，它相当于PC的内存。5.2 PLC的硬件结构的硬件结构5.2.3 输入输出接口（输

17、入输出接口（I/O模块）模块）PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入寄存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块则正好相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。5.2 PLC的硬件结构的硬件结构 输入接口是连接外部输入设备和PLC内部的桥梁，输入回路电源为外接直流电源。输入接口接收来自输入设备的控制信号，如限位开关、操作按钮及一些传感器的信号。通过接口电路将这些信号转换成CPU能识别的二进制信号，进入内部电路，存

18、入输入映像寄存器中。运行时CPU从输入映像寄存器中读取输入信息进行处理 输出接口连接被控对象的可执行元件，如接触器、电磁阀和指示灯等。它是PLC与被控对象的桥梁，输出接口的输出的状态是由输入接口输入的数据与PLC内部设计的程序决定的。5.2 PLC的硬件结构的硬件结构5.2.4 通信接口通信接口通信接口的主要作用是实现PLC与外部设备之间的数据交换（通信）。通信接口的形式多样，最基本的有RS-232,RS-422/RS-485等的标准串行接口。可以通过多芯电缆，双绞线，同轴电缆，光缆等进行连接。5.2 PLC的硬件结构的硬件结构5.2.5 电源电源为PLC电路提供工作电源，在整个系统中起着十分

19、重要的作用。一个良好的、可靠的电源系统是PLC稳定运行的最基本保障。一般交流电压波动在+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。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。5.2 PLC的硬件结构的硬件结构5.2 PLC的硬件结构的硬件结构5.3.1 PLC的工作方式的工作方式PLC靠执行用户程序来实现控制要求。为了便于执行程序，在存储器中设置输入映像寄存器区和输出映像寄存器区（或统称I/O映像区），分别存放执行程序之前的各输入状态和执行过程中各运算结果的状态。PLC对用户程序的执行是以循环扫描方式进行的。所谓扫

20、描，只不过是一种形象的说法，用来描述CPU对程序顺序、分时操作的过程。5.3 PLC的工作方式与工作过程的工作方式与工作过程扫描从第O号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号递增的方向顺序逐条扫描用户程序，也就是顺序执行程序，直到程序结束，即完成一个扫描周期，然后再从头开始执行用户程序，并周而复始地重复。由于CPU的运算处理速度很高，使得从外观上看，用户程序似乎是同时执行的。5.3 PLC的工作方式与工作过程的工作方式与工作过程 PLC的扫描工作方式同传统的继电器控制系统明显不同。继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式；在执行过程中，如果一个继电器的线圈通

21、电，那么该继电器的所有常开和常闭触点，无论处在控制线路的什么位置，都会立即动作：其常开触点闭合，常闭触点打开。而PLC采用循环扫描控制程序的工作方式；在PLC的工作过程中，如果某个软继电器的线圈接通，该线圈的所有常开和常闭接点，并不一定都会立即动作，只有CPU扫描到该接直时才会动作：其常开接点闭合，常闭接点打开。5.3 PLC的工作方式与工作过程的工作方式与工作过程5.3.2 PLC的工作过程的工作过程当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

22、5.3 PLC的工作方式与工作过程的工作方式与工作过程1输入采样阶段在这个阶段中，PLC按顺序逐个采集所有输入端子上的信号，而不论输入端子上是否接线。CPU将顺序读取的全部输入信号写入到输入映像寄存器中，输入回路通则相应端子的映像寄存器就为1，输入回路不通，则相应端子的映像寄存器就为0。在当前扫描周期内，用户程序执行时依据的输入信号状态(ON或OFF)均从输入映像寄存器中读取，5.3 PLC的工作方式与工作过程的工作方式与工作过程而不管此时外部输入信号状态是否变化。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也

23、不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。5.3 PLC的工作方式与工作过程的工作方式与工作过程2程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。5.3 PLC的工作方式与工作过程的工

24、作方式与工作过程在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。5.3 PLC的工作方式与工作过程的工作方式与工作过程3输出刷新阶段当CPU对全部用户程序扫描结束后，将元件映像寄存器中所有输出映像继电器的状态同时送到输出锁存器中，再由输出锁存器经输出端子去驱动各输出继电器所带的负载，所以输出刷新阶

25、段也是集中批处理过程。输出刷新阶段结束后，CPU进入下一个扫描周期，周而复始直至PLC停机或切换到STOP工作状态。5.3 PLC的工作方式与工作过程的工作方式与工作过程5.4 华中华中PLC的程序结构的程序结构 华中PLC程序通常由顺序程序由三部分组成：初始化程序部分、第一级程序部分和第二级程序部分和子程序，程序结构如图5-2所示，初始化程序部分只在系统启动时执行一次。第1级程序从程序开始到1END命令之间，每1ms 执行一次。主要特点是信号采样实时以及输出信号响应快。它主要处理短脉冲信号，如急停、跳转、超程等信号。在第1级程序中，程序应尽可能短，这样可以缩短PLC程序执行时间。第二级程序每

26、n ms 执行一次。n 为第二级程序的分割数。程序执行时，第二级程序将被自动分割。5.4 PLC的程序结构的程序结构图5-2 PLC程序结构示意图5.4 PLC的程序结构的程序结构第2级程序是END1命令之后，END2命令之前的程序。第2级程序通常包括功能程序与运动程序程序。子程序是END2命令之后、END命令之前的程序。通常将具有特定功能并且多次使用的程序段作为子程序。主程序中用指令决定具体子程序的执行状态。当主程序中调用子程序并执行时，子程序执行全部指令直到结束，然后系统将返回调研子程序的主程序。5.4 PLC的程序结构的程序结构子程序用于为程序分段和分块，使其成为较小的、更易于管理的快。

27、在程序调试和维护时，通过使用较小的程序块，对这些区域和整个程序进行简单的调试并排除故障。只有在需要时才调用子程序块，可以更有效地使用PLC，因为所有的子程序块可能无需执行每次扫描，所以能够缩短PLC程序处理时间。5.4 PLC的程序结构的程序结构梯形图程序分成两部分：第一级程序和第二级程序。第一级程序每个扫描周期都要执行一次，第二级程序则分块执行，每个扫描周期只执行一块。因此第二级程序执行周期为（参见图5-3）：第二级程序执行周期=PLC扫描周期第二级程序分块数图5-3 梯形图程序执行过程5.4 PLC的程序结构的程序结构5.5 PLC的寄存器的寄存器PLC与继电器控制的根本区别在于PLC采用

28、软器件，通过程序将各器件联系起来。通常习惯将PLC中的软器件仍称为继电器、定时器、计数器等。其实它们并不是实际的物理实体。对于上述器件在使用时都必须用编号来加以识别。下面介绍编址方法：每个编程元件（软器件）的编码由字母和数字组成。字母X表示输入继电器，Y表示输出继电器，R表示中间继电器，T表示定时器，C表示计数器。5.5 PLC的寄存器的寄存器5.5.1 输入寄存器（输入寄存器（X）PLC的输入寄存器是用于存储外部输入信号的（按钮、行程开关等输入信号）。每一个输入寄存器都与一个输入端子相对应，当输入端子得到一个有效信号之后，对应的输入寄存器内的数据将由“0”变为“1”。1输入寄存器用字母X表示

29、，输入地址由X+字节+位地址表示，参见图5-4。图5-4 输入寄存器X0.0寄存器类型字节地址位地址5.5 PLC的寄存器的寄存器2输入寄存器只能由外部信号驱动，驱动信号多是直流电源信号，可以是DC24V电源中的正极，也可是DC24V电源中的负极。3寄存器的位地址编址采用8进制。4其拥有常开触点与常闭触点，触点使用的次数不受限制。5.5 PLC的寄存器的寄存器5.5.2 输出寄存器输出寄存器(Y)PLC的输出寄存器是用于存储PLC程序运算结果，并通过输出接口控制外部执行元件（继电器、电磁阀等）。每一个输出寄存器都与唯一的输出端子相对应。1输出寄存器用字母Y表示，输入地址由Y+字节+位地址表示，

30、参见图5-5。图5-5 输出寄存器Y0.0寄存器类型字节地址位地址5.5 PLC的寄存器的寄存器 2输出寄存器只能由程序运算结果驱动，也就是只有在程序中控制寄存器线圈的通断电，才能控制寄存器内的数据。3输出寄存器的位地址编址采用8进制。4输出寄存器既有线圈也有触点，在同一程序中，同一地址的线圈只能出现一次，而触点可以无限次被使用。触头有常开触点与常闭触点。5.5 PLC的寄存器的寄存器5.5.3 G/F寄存器寄存器G/F寄存器是用来对PLC与IPC进行通信的存储器。G寄存器用于PLC给IPC传递控制信息，每一个G寄存器具有特定的功能，该功能由IPC厂家指定。F寄存器用于IPC给PLC返回确认信

31、息，每一个F寄存器具有特定的功能，该功能由IPC厂家指定。5.5 PLC的寄存器的寄存器5.5.4 R寄存器寄存器PLC的R寄存器类似于继电控制中的中间继电器，它不能接受输入信号，也不能对外输出信号，只能存放中间运算结果。某些特殊的R寄存器还具有特殊的功能，这些功能是由PLC生产厂家指定的。1R寄存器用字母R表示，输入地址由R+字节+位地址表示，参见图5-6。图5-6 R寄存器R0.0寄存器类型字节地址位地址5.5 PLC的寄存器的寄存器 2R寄存器只能由程序运算结果驱动，也就是只有在程序中控制寄存器线圈的通断电，才能控制寄存器内的数据。3输出寄存器的位地址编址采用8进制。4R寄存器既有线圈也

32、有触点，在同一程序中，同一地址的线圈只能出现一次，而触点可以无限次被使用。触头有常开触点与常闭触点5.5 PLC的寄存器的寄存器5.5.5 计数器计数器PLC通过计数器完成信号累计加减的控制要求。华中PLC共有20个计数器，计数器号为120.计数器的指令表示如图5-7所示。1控制条件（1）指定初始值（CN0）CN0=0：计数值从0开始，即0,1,2,3,4,5,CN0=1：计数值从1开始(0不使用)，即1,2,3,4,5,5.5 PLC的寄存器的寄存器（2）指定上升型或下降型计数器（UPDOWN）UPDOWN=0：减计数器。计数器从预置值开始减计数，到达由CN0指定的值后再返回预置值继续减计数

33、。UPDOWN=1：加计数器。计数器从CN0指定的值开始加计数，到达预置值后再返回CN0指定的值继续加计数。5.5 PLC的寄存器的寄存器（3）复位（RST）RST=0：禁止复位。此时CTR处于正常计数状态。RST=1：复位有效。此时计数器输出低电平，且计数值复位为初始值。初始值由CN0和UPDOWN共同确定。（4）计数信号（ACT）计数信号上升沿有效，即ACT由低电平向高电平跳变时，计数一次。图5-7 计数器指令5.5 PLC的寄存器的寄存器2结果输出RST=1时，CTR处于复位状态，输出始终保持低电平。RST=0时，CTR处于计数状态，此时的输出分两种情况：1）若为加计数器（UPDOWN=

34、1），则计数值=预置值时，输出高电平，否则输出低电平。2）若为减计数器（UPDOWN=0），则计数值到达最小值时，输出高电平，否则输出低电平（最小值由CN0指定为0或者1）5.5 PLC的寄存器的寄存器5.5.6 定时器定时器延时导通定时器。定时器关闭时，没有定时输出功能，且输出始终为低电平；定时器启动后，到达设定的时间时，输出高电平，使随后的定时继电器导通（定时继电器由设计者给定），可参见图5-8图5-8 定时器时序图图5-9 定时器指令格式5.5 PLC的寄存器的寄存器1控制条件（参见图5-9）ACT=0：关闭定时器。此时定时器没有延时输出功能，且输出保持低电平。ACT=1：启动定时器。到

35、达设定时间后，输出高电平，使定时继电器导通。2指令参数时间设置：用于设定定时器动作的延时时间。单位设定：用于设置延时时间的单位，0毫秒，1秒。5.5 PLC的寄存器的寄存器3结果输出ACT=0时，定时器处于关闭状态，输出始终为低电平。ACT由低电平跳变到高电平时（上升沿触发），定时器启动，定时时间到达前，输出为低电平，到达后，输出保持高电平，直到ACT的另一个上升沿重新启动定时器5.5 PLC的寄存器的寄存器顺序程序的主要由线圈、触点、符号和功能块等元素组成，梯形图中连接各个元素的线段构成了顺序程序的逻辑关系。可以使用梯形图或语句表语言来描述顺序程序。语句表语言需要使用助记符（LD，AND，O

36、R 等）和寄存器地址来编写，梯形图则不必知道助记符的含义而使用继电器的线圈触点和功能块来编写。取指令，取反指令与输出指令5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统5.6.1 基本逻辑控制元件基本逻辑控制元件1常开触点功能描述：其功能类似于继电器的常开触点。当存在指定寄存器地址中的位的值为“0”时，常开触点打开，当存在指定寄存器地址中的位的值为“1”时，常开触点闭合。寄存器位地址内的值默认为“0”。表示符号为：5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统2常闭触点功能描述：其功能类似于继电器的常闭触点。当存在指定寄存器地址中的位的值为“0”时，常闭触点闭合，当存在指

37、定寄存器地址中的位的值为“1”时，常闭触点打开。寄存器位地址内的值默认为“0”。表示符号为：5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统3线圈输出功能描述：其功能类似于继电器中的线圈，对线圈进行操作可控制位地址内的值为“1”或为“0”。简单的说，当某线圈得电后，其控制的位地址内的值将由“0”变为“1”表示符号为：5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统 图5-10 基本元件程序示例 参见图参见图5-10，当，当X0.1和和X0.2寄存器内的值同时为寄存器内的值同时为“1”的时候，或者当的时候，或者当X0.4和和X0.2寄存器内的值同时寄存器内的值同时为为“1”的

38、时候，线圈的时候，线圈R10.1得电，得电，R10.1寄存器内的寄存器内的值由值由“0”变为了变为了“1”。5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统5.6.2 基本指令与编程方式基本指令与编程方式 梯形图指令(Ladder Diagram，LAD)与语句表指令(Statement List，STL)是可编程控制器程序中最常用的两种表述工具，它们之间有着密切的对应关系。逻辑控制指令是PLC中最基本、最常用的指令，是构成梯形图及语句表的基本成分。基本逻辑控制指令一股是指位逻辑指令、定时器指令和计数器指令。位逻辑指令又含触点指令、线圈指令、等指令。这些指令处理的对象大多为位逻辑量，

39、主要用于逻辑控制类程序中。5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统1逻辑取指令与线圈输出指令触点及线圈是梯形图最基本的元件，从元件角度出发，触点及线圈是元件的组成部分，线圈得电则该线圈的常开触点闭合，常闭触点断开；反之，线圈失电则常开触点恢复断开，常闭触点恢复接通。从梯形图的结构而言，触点是线圈的工作条件，线圈的动作是触点运算的结果。5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统 取指令：用于与母线连接的常开触点，指令格式为：LD 字节.位 取反指令：用于与母线连接的常闭触点，指令格式为：LDI 字节.位 输出指令：也叫线圈驱动指令，将运算结果输出到某个继电器中，

40、指令格式为：OUT 字节.位5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统取指令与输出指令使用说明如下。LD、LDI、OUT指令的操作数为：X、Y、R、T、C。LD、LDN不只是用于网络块逻辑计算开始时与母线相连的常开和常闭触点，在 分支电路块的开始也要使用LD、LDN指令。并联OUT指令可连续使用任意次。在同一程序中不能使用双线圈输出，即同一个元器件在同一程序中只能使用一次OUT指令。5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统2触点串联指令(1)与指令：用于单个常开触点的串联连接,指令格式：AND字节.位(2)与反指令：用于单个常闭触点的串联连接,指令格式：ANI

41、 字节.位3触点并联指令（1）或指令:用于单个常开触点的并联连接，指令格式：OR（2）或指令:用于单个常闭触点的并联连接，指令格式：ORI5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统LD X1.0 AND X2.0 ANI R1.0 OUT R10.0 LD X5.0 ORI X5.1 OR X5.3 AND R5.4 OUT R10.1 图5-11 触电串/并联程序示例5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统4置位与复位指令 置位指令(Set)：从bit开始的N个元件置1并保持。指令画法为 复位指令(Reset):从bit开始的N个元件清零并保持。指令画法为

42、S/R指令使用说明：S/R指令的操作数为：I、0、M、SM、T、C、V、S和L口 设置(s)和复原(R)指令设置（打开）或复原指定的点数(N)，从指定的地址（位）开始，可以设置和复原1255个点。5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统 对位元件来说，其一旦被置位，就会保持在通电状态，除非对它复位：而一旦被复位就会保持在断电状态，除非再对它置位。S/R指令可以互换次序使用，但由于PLC采用扫描工作方式，所以写在后面的指令具有优先权。如果复位指令的操作数是一个定时器位(T)或计数器位(c)，会使相应定时器位计数器位复位为O，并清除定时器或计数器的当前值。5.6 PLC的基本元器

43、件与指令系统的基本元器件与指令系统 LD R1.0 OR X5.0 SET R10.0图5-12 置位线圈程序示例5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统 LD R1.0 OR X5.0 RST R10.0图5-13 复位线圈程序示例5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统5电路块的串联与并联（1）电路块的并联OLB。用于两个电路块的并联连接，指令格式：OLDORB 是一个独立的结构，它不需要和其他元件相连。ORB 是用于连接两个或两个以上的串行回路，串行回路是包含一个以上串联连接的块或包含有ANB 串块的结构。以LD 或LDI 开始编程，通过ORB 来完成

44、所有串联块的并联合并5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统 LD X1.0 AND X2.0 LD X1.1 AND X2.1 ORB LD X1.2 AND X2.2 ORB OUT R10.05.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统（2）电路块的串联ANB。用于两个电路块的串联连接，指令格式：ANBANB 是一个独立的结构，它不需要和其他元件相连。ANB 是用于连接两个或两个以上的并行回路，并行回路是包含一个以上并行连接的块或包含有ORB 并联块的结构。以LD 或LDI 开始编程，通过ANB 来完成所有并联块的串联5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统 LD X1.0 OR X1.1 LD X2.0 AND X4.4 LD X1.2 AND X2.1 ORB OR X1.3 ANB OR X2.2 OUT R10.0 图5-15 电路块串联程序示例5.6 PLC的基本元器件与指令系统的基本元器件与指令系统谢谢 谢！谢！演讲完毕，谢谢观看！