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从控制的角度来看，可将PLC等效成输入部分、程序控制部分和输出部分•输入部分将外部开关信号转换成PLC内部输入继电器线圈的接通或断开•程序控制部分根据输入/输出继电器的触点状态执行用户程序，其结果使输出继电器线圈接通或断开•输出部分根据输出继电器的状态决定是否接通外接电器•1969年，美国数字设备公司（DEC）结合计算机和继电器控制两者的优点按招标要求完成了研制工作。•20世纪70年代初开始的三十余年里，PLC已发展成一个巨大的产业。•PLC及其网络日益成为首选的工业控制装置，并将PLC视作现代工业自动化的三大支柱之一。PLC的组成PLC的硬件基本组成PLC主要由哪几个部分组成？（补充：PLC常用哪几种存储器？分别用来存储什么信息？）存储器•系统程序存储区采用PROM或EPROM芯片存储器，存放监控程序，用户不能访问和修改•用户程序存储区用于存放经编程器输入的用户程序，采用RAM、EPROM或EEPROM•数据存储区采用RAM，暂存输入、输出数据映像，定时器/计数器预置数和当前值等PLC的输入信号形式（PLC有哪几种开关量输入形式？）–直流信号输入–交流信号输入（通过光电耦合器，信号送入内部电路）–模拟量信号输入PLC的输出信号形式（PLC有哪几种开关量输出形式？各适用于什么负载？）•开关量输出（继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出）晶体管输出型模块只能带直流负载，输出响应快，带负载能力差；双向晶闸管输出型模块只能带交流负载，输出响应快，带负载能力强；•模拟量输出PLC的工作原理PLC采用按顺序循环扫描工作方式，一次扫描的过程，分为三个阶段，输入采样、程序执行、输出刷新，其所需时间称为一个工作周期（或扫描周期）。输入输出之间存在滞后现象。*PLC的扫描周期与用户程序的长短和该PLC的扫描速度紧密相关。PLC的工作模式•程序模式（PROGRAM）程序为停止状态。PLC系统的初始设定、程序的传送、程序的检查、强制置位／复位等的程序执行前的准备，要在该模式下进行。•2）监视模式（MONITOR）程序执行状态，可进行联机编辑、强制置位／复位、I/O存储器的当前值变更等操作。试运行时的调整等可在该模式下进行。•3）运行模式（RUN）程序的执行状态。PLC的优点：编程简单、可靠性高、通用性好、控制功能强、易于实现机电一体、设计、施工和调试周期短。PLC的应用：逻辑控制、位置控制、运动控制、过程控制、监控系统、集散控制。一、按结构形式分类•整体式PLC：整体式结构PLC将中央处理单元、存储器、输入输出单元和电源单元等组装在一个机壳内•模块式PLC模块式结构PLC是把中央处理单元和存储器做成独立的组件模块，把输入输出等单元也做成独立的模块，然后组装在一个机架或母板上二、按控制规模分类PLC的每一个输入/输出接点简称为点：I/O点数小于64点的属微型PLC；I/O点数在64～256点的属小型PLC；I/O点数在256～1024点的属中型PLC；I/O点数在1024点以上的属大型PLC。三、按控制功能分类根据工业控制系统复杂程度的要求不同，所需PLC的功能也不相同低档机：仅有开关运算、逻辑运算、定时和计数中档机：具有开关量和模拟量控制、数字运算、中断控制以及通信功能高档机：具有开关量和模拟量控制、矩阵运算、数据管理、通信联网等功能三、按生产厂家分类目前世界上能生产PLC的厂家较多，大致可以分成美国、欧洲和日本三个流派。在中国市场占有较大份额，较有影响的公司及产品有：OMRON公司：CPM2A、CQM1H、CJ1、CS1等系列；三菱公司：FX1s、FX1n、FX2n等系列；西门子公司：S7-200、S7-300、S7-400等系列。PLC的常用编程语言梯形图语言LD、助记符语言IL（指令表）、逻辑功能图FBD（功能块图）、顺序功能图SFC、结构化文本STPLC软元件地址分配位（bit）：二进制数的一位(l/0)，分别对应继电器线圈得/失电（ON/OFF）或触点的通/断（ON/OFF）。数字（digit）：由4位二进制数构成，可以是十进制0～9，也可是十六进制0～F。字节(byte)：由8位二进制数构成。字（word）：又称为通道（channel），由2个字节构成。*存储器是字元件，按字使用，每个字16位。*继电器是位元件，按位使用，地址按通道进行管理。OMRONPLC将整个数据存储器分为10个区输入继电器区、输出继电器区、内部辅助继电器区、特殊继电器区、保持继电器区、暂存继电器区、定时/计数器区、数据存储区、辅助存储继电器区、链接继电器区。•PLC通过输入继电器区中的各个位与外部的输入设备建立联系•PLC通过输出继电器区中的各个位与外部的输出设备建立联系•内部辅助继电器用做中间变量，与输入端、输出端无对应关系，其触点只供内部编程使用•特殊继电器区各位的状态一般由系统自动写入，用户只能读取该区中继电器状态•保持继电器在PLC电源切断时，仍能记忆原来的ON/OFF状态OMRONPLC常用基本指令一、逻辑条件指令：逻辑条件指令用于为输出指令、功能指令建立逻辑条件⒈起始指令LD和LDNOT每一个梯级的开始要用起始指令a)如果梯级的开始是常开触点，就使用LD指令b)如果梯级的开始是常闭触点，就用LDNOT指令⒉逻辑与操作指令AND和ANDNOT逻辑与就是触点的串联连接指令a)串联一个常开触点用AND指令b)串联一个常闭触点用ANDNOT指令⒊逻辑或操作指令OR和ORNOT逻辑或就是触点的并联连接指令a)并联一个常开触点用OR指令b)并联一个常闭触点用ORNOT指令⒋块与指令ANDLDANDLD指令用来处理两个触点组的串联；触点组是若干个触点的组合，也叫程序块；当两个触点组（程序块）串联时，每个触点组都以起始指令(LD或LDNOT)开始单独编程，然后用ANDLD指令将它们串联起来补充：ANDLD指令和ORLD指令各有什么功能？⒌块或指令ORLDORLD指令用来处理两个触点组的并联；当两个触点组（程序块）并联时，每个触点组都以起始指令(LD或LDNOT)开始单独编程；然后用ORLD指令将两个触点组并联。二、输出指令⒈OUT和OUTNOT指令•OUT指令将逻辑操作的结果写到输出继电器、内部辅助继电器、保持继电器及暂存继电器等•OUTNOT指令是将逻辑操作的结果取反后写到输出继电器、内部辅助继电器、保持继电器等⒉锁存指令KEEP•使用KEEP指令的继电器有两个输入端：置位端S、复位端R•置位端逻辑一接通，继电器接通并保持•当复位端逻辑接通时，该继电器才断开⒊微分输出指令微分输出指令分为两种a)上升沿微分指令DIFUb)下降沿微分指令DIFDDIFU的功能是：当逻辑条件从断到通时，指定继电器仅接通一个扫描周期DIFD的功能是：当逻辑条件从通到断时，指定继电器仅接通一个扫描周期⒋暂存继电器（补充：暂存继电器TR的功能是什么？使用中要注意什么？）暂存继电器用于存储程序分支点处的ON/OFF状态；CQM1H系列PLC有8个暂存继电器，编号为TR0～TR7；在不同的梯级间，同一个暂存继电器可重复使用；CP1H系列PLC暂存继电器有16个，编号从TR0～TR15；在程序的同一个梯级内，暂存继电器的编号不能重复使用。⒌定时器指令（补充：OMRONPLC中单个定时器最大定时时间是多长？）⑴CQM1H系列PLC有两种定时器a)普通定时器TIM，时基是0.1sb)高速定时器TIMH，时基是0.01s⑵定时时间设定值的范围为0～9999⑶定时时间＝设定值×时基定时器的工作原理（补充：高速定时器指令TIMH与一般定时器指令TIM的区别是什么？）•普通定时器和高速定时器均为减法定时器•定时器的输入逻辑接通就开始定时，当定时器的当前值减到0时，定时时间到，其触点动作•当定时器的输入逻辑断开时，定时器立即复位，触点恢复原状，且定时值恢复到设定值⒍计数器CNT设定值用4位十进制数表示，范围0～9999；计数器的计数输入端CP每接通1次，计数值减1；当计数值减到0时，计数器的触点动作；当计数器的复位端R接通时，计数器被复位，其触点恢复原状，且计数值恢复到设定值。计数器CNT的工作波形图00005CNT001#00030000010001CNT001CPR000050000010001332100数字表示计数器的当前值LD00005补充：CNT指令的功能是什么？其输入端CP和R哪个优先？LD00000CNT001─#0003LDCNT001OUT10001⒎可逆计数器CNTR（补充：CNTR指令符号有几个输入端？各有什么作用？）⑴可逆计数器有3个输入端：加计数端II、减计数端DI、复位端R⑵加计数端每接通1次，可逆计数器的值加1⑶减计数端每接通1次，可逆计数器的值减1⑷复位端接通时，可逆计数器被复位成0000三、程序结束指令•程序的结尾处必须要有程序结束指令END•若程序没有END指令，则在程序运行和查错时显示出错信息“NOENDINST”补充：END指令的功能是什么？如果程序结尾没有编写该指令，PLC能否正常工作？一、分支与分支结束指令（补充：IL-ILC和JMP-JME指令的区别是什么？）•当IL指令的输入逻辑接通时，从IL到ILC之间的梯形图程序段能执行•当IL指令的输入逻辑断开时，从IL到ILC之间的梯形图程序段不执行，其中的输出继电器线圈、内部辅助继电器线圈均断开，定时器被复位，而计数器、保持继电器、KEEP指令和移位寄存器的状态保持补充：IL-ILC指令使用时要注意哪些问题？•IL和ILC指令不允许嵌套使用，即不能在IL和ILC指令之间再用另一对的IL和ILC，如IL—IL—ILC—ILC这样的嵌套结构是不允许的•可以多个IL指令配一个ILC指令，如IL—IL—ILC这样的结构，这在程序检查时会有出错信息显示“IL－ILCERROR”，但不影响程序的运行二、跳转和跳转结束指令•当JMP指令的输入逻辑接通时不跳转，从JMP到JME之间的梯形图程序段能够执行•当JMP指令的输入逻辑断开时，从JMP到JME之间的梯形图程序段不扫描，不执行，其中输出继电器线圈、内部辅助继电器线圈、定时器/计数器等均保持原状态•JMP和JME常配对使用微分型指令和非微分型指令补充：执行微分型指令和非微分型指令时有什么区别？什么情况下需使用微分型指令？•微分型指令的助记符前标有符号@或%（只在条件满足的第一次扫描时执行一次）•非微分指令在助记符前无符号@或%（只要条件满足，每次扫描都执行）传送指令MOV和取反传送MVN（补充：数据传送指令MOV和MVN各有什么功能？）•MOV指令将源通道数据或常数传送到目的通道，传送后源通道的数据不变•MVN指令将源通道数据取反后传送给目的通道，传送后源通道的数据不变•源通道可用输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器、保持继电器、数据存储器、常数、定时器和计数器•目的通道可用输出继电器、内部辅助继电器、保持继电器、数据存储器⒈移位寄存器指令SFT（补充：SFT是什么指令？其3个输入端的作用是什么？）SFT指令用以将指定通道范围的内容按位移位LD0.01；LD0.02；LD0.03SFTD0D1程序段AIL程序段BILC程序段C000020.01SFTD0D10.02INSP0.03R补充：SFT指令指定的移位通道有什么要求？梯形图的编程规则•梯形图的每个梯级都是从左母线开始，以继电器线圈或功能指令结束•在继电器线圈与右母线之间不能再接任何继电器的触点•所有输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等触点的使用次数是无限的，且常开、常闭形式都可使用•在设计梯形图时，应使结构尽量简化，使之有明确的串、并联关系，不必用复杂的结构来节省触点的使用次数00000100030000300005错误00000100030000300005正确•输出继电器可用作内部辅助继电器，且触点使用次数也是无限的•输入继电器线圈的状态不能由程序写入，只能由输入电器决定000000010000003错误正确000000160000003•继电器线圈不能与左母线直接相连•可通过一个始终接