淮安信息职业技术学院电机与电气控制淮安信息职业技术学院第九章可编程序控制器PLC的基本组成及工作原理PLC的特点及应用领域
PLC的基本指令与编程PLC的程序设计PLC的基本组成及工作原理PLC的定义PLC的基本组成PLC的基本组成框
图PLC的工作原理PLC的定义可编程控制器是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术以及通信技术发展起来的新一代工业
自动化装置。它采用可编程序存贮器，来存贮和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数及算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输
出方式，控制各种类型的机械或生产过程，是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子系统。PLC的基本组成PLC的硬件系统
主机CPU（中央处理器）运算器和控制器集成在一片或几片大规模集成电路中存贮器系统程序存贮器（EPROM）和用
户程序存贮器（RAM）I/O单元外部设备总线包括有电源总线、控制总线、地址总线和数据总线I/O接口电路PLC与
外部输入信号、被控设备连接的转换电路，通过外部接线端子可直接与现场设备相连。编程器可以输入程序，并可以对用户程序进行
检查、修改、调试和监视，还可以调用和显示PLC的一些状态和系统参数。PLC的软件系统系统程序用户程序PLC的基本组成
框图PLC的工作原理工作方式PLC采用循环扫描是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算处理，
然后顺序向输出点发出相应的控制信号。工作过程自诊断编程器等的通信输入采样用户程序执行输出刷新PLC扫描过程的示意
图PLC扫描过程的示意图PLC的特点及应用领域PLC的特点PLC的应用领域PLC的特点性能稳定可靠，抗干扰能力
强软件简单易学功能完善通用性好，应用灵活编程简单，手段多，控制程序可变接线简单，安装、调试工作量少监视
功能强、速度快体积小，重量轻，功耗低PLC的应用领域开关量逻辑控制用于机械加工的数字控制机器人控制闭环过程控
制数据处理通信和联网PLC的基本指令与编程PLC的编程语言三菱F1系列PLC的编程元件三菱F1系列PLC的基本指
令与编程程序的输入、测试及运行PLC的编程语言梯形图LAD（LadderDiagram）语句表STL(Statemen
tList)控制流程图CSF(ControlSystemFlowchart)高级语言AL（AdvancedLang
uage）梯形图LAD梯形图与继电-接触器控制系统的电路图很相似，其中的编程元件沿用了“继电器”名称。梯形图的基本结构语
句表STL语句表类似于计算机汇编语言的形式，用指令的助记符来进行编程。它通过编程器按照语句表的语句顺序逐条写入PLC并可直接运行
。语句表的指令助记符比较直观易懂，编程也简单，便于工程人员掌握，因此得到广泛的应用。三菱F1系列PLC的编程元件编程元件的编
号规则以英文字母开头字母表示编程元件的的功能后跟三位八进制数字编程元件输入继电器（X）输出继电器（Y）
定时器（T）计数器（C）辅助继电器（M）特殊辅助继电器（M）状态器（S）输入继电器（X）数量
输入继电器共有24个编号X400～X407X410～X413
X500～X507X510～X513特点在梯形图中只能有输入继电器的触点，而不能出现输
入继电器的线圈。输出继电器（Y）数量输出继电器共有16个编号Y430
～Y437Y530～Y537特点输出继电器的线圈不能由PLC的外部信号来驱动，只能由程
序的执行结果来驱动。定时器（T）数量定时器共有32个编号T050～T057
T450～T457T550～T557T650～T657特点定时器相
当于继电-接触器控制系统中的时间继电器，它能提供无数对常开、常闭延时触点供用户编程使用。定时器的延时时间是由编程中的设
定值K来决定的。计数器（C）数量计数器共有32个编号C060～C067
C460～C467C560～C567C660～C667特点计数器主要于记录脉
冲个数或根据脉冲个数设定某一时间。计数器的计数范围是0～999辅助继电器（M）种类一是通用型，不具备掉电保护功能另一种
是掉电保护型，失电后不复位。数量通用型辅助继电器共有128个掉电保护型辅助继电器64点编
号通用型M100～M277掉电保护型M300～M377特点辅助继
电器的功能相当于继电-接触器控制系统电路中的中间继电器。它不能由任何外部设备来驱动，也不能直接驱动外部负载。特殊辅助继电器（
M）和状态器（S）特殊辅助继电器数量15个特殊辅助继电器编号M70～M74M
76～M77M470～M473M570～M573特殊辅助继电器用途进
行运行监视、初始化脉冲、电池电压下降指示等状态器的数量40个状态器的用途在编
制步进程序中使用的基本元件状态器的编号S600～S647状态器的特点属于掉电保护继电器
三菱F1系列PLC的基本指令与编程LD、LDI、OUT指令AND、ANI指令OR、ORI指令ORB指令ANB指令
S、R指令RST指令MC、MCR指令END指令LD、LDI、OUT指令指令的作用LD（LoaD）:取指令，
是常开触点与母线的连接指令。LDI(LoaDInverse)：取反指令，是常闭触点与母线的连接指令。OUT：驱动线圈的输出指
令。指令的使用说明LD、LDI可与后面讲到的块操作指令ANB、ORB相配合，用于分支电路的起点OUT指令用于Y、M、T、
C、S及F（功能指令线圈），不能用于X；并联输出OUT指令可连续使用任意次OUT指令用于T和C，其后须跟常数K。K为延时时间或
计数次数指令举例LD、LDI、OUT指令的例子AND、ANI指令指令的作用AND：与指令，用于单个常开触点的串联；
ANI(ANdInverse)：与反指令，用于单个常闭触点的串联。指令的使用说明AND和ANI指令用于单个触点与左边触点
的串联，可连续使用；若是两个并联电路块（两个或两个以上触点并联连接的电路）串联，则需用后面的ANB指令。指令举例AN
D、ANI指令举例OR、ORI指令指令的作用OR：或指令，用于单个常开触点的并联；ORI(ORInverse)：或反指令
，用于单个常闭触点的并联。指令的使用说明OR、ORI指令仅用于单个触点与前面触点的并联；若是两个串联电路块（两个或两个以上
触点串联连接的电路）相并联，则用后面将学的ORB指令。指令举例OR、ORI指令举例ORB指令指令的作用ORB(ORB
lock)：或块指令，用于串联电路块的并联连接指令的使用说明串联电路块与前面的电路并联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，
分支结束用ORB指令；串联支路并联的次数不受限制，但每并联一次就要用一次ORB指令；ORB指令不带目标编程元件，是一个独立指令
。指令举例ORB指令举例ANB指令指令的作用ANB(AndBlock)：与块指令，用于并联电路块的串联连接指令
的使用说明并联电路块与前面的电路串联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支结束用ANB指令；多个并联电路块连续串联连接，
按顺序用ANB指令进行连接，ANB使用次数不受限制；ANB指令不带目标编程元件，是一个独立指令。指令举例ANB指令举例
S、R指令指令的作用S（Set）：置位指令,使操作保持的指令。R(Reset)：复位指令，使操作保持复位的指令。指令的
使用说明S指令用于将Y、S、M200～M377等元素置1并具有保持功能；R指令用于取消Y、S、M200～M377等元素的自保持
功能并置0。指令举例S、R指令举例RST指令指令的作用RST（ReSeT）：复位指令，用于计数器或移位寄存器的复位
。指令的使用说明程序执行时优先执行RST指令,在复位状态时,计数器或移位寄存器不再接受其它输入数据；复位电路、计数器的计数
电路及移位寄存器的移位电路是相互独立的,编写时可任意安排它们的先后次序。指令举例RST指令举例MC、MCR指令指令的作
用MC(MasterControl)：主控指令，用于公共逻辑条件控制多个线圈，使主母线移到主控触点之后。MCR(Master
ControlReset)：主控复位指令，用于将母线复位。指令的使用说明MC和MCR指令只对M100～M177起作用；
MC主控触点（可同时控制许多电路的触点）后的电路由LD或LDI开始。指令举例MC、MCR指令举例程序的输入、测试及运行
PLC的工作状态编程状态PROGRAM运行状态RUN程序的输入及修改程序的输入流程图程序的修改
在输入过程中，如在按“WRITE／MONITOR”键之前需修改指令,可先按“INSTR”键，然后写入正确的指令；若在按“WRITE
／MONITOR”键之后修改指令，需先按“STEP（－）”返回原指令，然后写入正确的指令。修改的方法为：查出错误的指令后先按“
DELETE”键，同时输入正确的指令，然后再按“INSERT”键即可。程序的输入流程图PLC的程序设计梯形图的绘制规则
先画出两条竖直方向的母线，再按从左到右、从上到下的顺序画好每一个逻辑行。梯形图上所画触点状态，就是输入信号未作用时的初始状态。
触点应画在水平线上，不能画在垂直线上（主控触点例外）。不含节点的分支应画在垂直方向，不可放在水平方向，以便于识别节点的组合和对
输出线圈的控制路径。几个串联支路相并联时，应将触点最多的那个支路放在最上面；几个并联回路相串联时，应将触点最多的支路放在最左面。
触点可以串联或并联；线圈可以并联，但不可以串联。触点和线圈连接时，触点在左，线圈在右；线圈的右边不能有触点，触点的左边不能有线
圈。梯形图中元素的编号、图形符号应与所用的PLC机型及指令系统相一致。返回LDX400
ORX403LDX401ORIX404
ANBLDX402ORX405ANBO
RIX406OUTY430（Y430）X400X401X403X405X404X4
02X406（a）梯形图（b）语句表返回返回（RM205）（SM205）
X400X401LDX400SM205LDI
X401RM205（a）梯形图（b）语句表返回
返回LDX400ORM71RSTC461L
DX402ANIM120OUTC461K10
LDC461OUTY430（Y430）X400K10M71M120
RSTC461OUTX402C461（a）梯形图（b）语句表返回
返回（a）梯形图（b）语句表返回将指令写入RAM并自动步序加一若从0步开始，这
两步可不要反复操作第0步置初始状态CLEARSTEP0STEP999DELETECLEARSTEP首
步序号INSTR指令元件地址及常数WRITE／MON（a）清零步骤（b）程序输入
流程图返回返回返回外打印机EPROM设写入器PLC或上位计算机按钮触点行程开关
继电器线圈指示灯电磁阀主机COM电源CPU存贮器控制器输入单元输入单元运算
器系统程序存贮器（EPROM）外设接口用户程序存贮器（RAM）扩展接口电源编程器扩展机返回返回（M10
0）（Y430）输出刷新阶段用户程序执行阶段输入采样阶段输入端子输入映象寄存器元件映象寄存器输出
锁存器输出端子扫描周期X400读出读出Y430写入读出返回返回返回返回返回返回主母线．副母线触
点编程线圈（）（）节点返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回K10（T45
0）（Y430）（Y431）（Y431）T450X401X400LDX400OUTY430LD
IX401OUTY431OUTT450K10LDT450OUT
Y431（a）梯形图（b）语句表返回返回LDX400AND
X401OUTY430LDX402ANI
Y430OUTY431ANDX403OUTY4
32（Y431）（Y432）（Y430）X400X403X401X402Y430（a）梯形图（b）语句表
返回返回（Y430）（Y431）X403Y430M101Y431X404X400X402X401LDX400ORX402ANDX401OUTY430LDX403ANDY430ORY431ANDX404ORIM101OUTY431（a）梯形图（b）语句表返回返回LDX400ANDX401LDX402ANDX403ORBLDIX404ORX406ANIX405ORBOUTY430（Y430）X402X403X404X406X405X400X401（a）梯形图（b）语句表返回 |
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