第5个回答 2008-12-02
可编程控制器期末复习提纲
第1章
1 PLC的定义
"可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。"
2 PLC的功能
1逻辑控制2定时控制3计数控制 步进控制
5模拟控制6数据处理7 通信与联网8.系统监控
3.PLC特点
1． 可靠性高，抗干扰力强
2． 编程简单，易于掌握
3． 适应性强，通用性好
4． 功能完善，接口功能强
5． 体积小、结构紧凑，安装、维护方便
4.PLC与继电器控制系统、微机控制系统性能比较
项目 PLC 继电器控制系统 微机控制系统
可靠性 平均无故障工作时间长 受机械触电寿命限制 一般比PLC差
抗干扰性 一般不用专门考虑
抗干扰问题 能抗一般电磁干扰 易受干扰影响，要专门设计抗干扰措施
环境适应性 可适应一般工业
生产环境 环境差，会降低
可靠性和寿命 要求有较好的环境，如机房、实验室
工作方式 顺序扫描 顺序扫描 中断处理、相应最快
接口 直接与生产设备相连 直接与生产设备相连 要设计专门的接口
改变控制内容 修改程序较简单容易 改变硬件
接线逻辑、工作量大 修改程序、
技术难度大
维护 现场检查、维护方便 定期更换继电器，
维护费时 技术难度较高
系统开发 设计容易、安装简单、调试周期短 图样多、安装接线
工作量大、调试周期长 系统设计较复杂、调试技术难度大、需有系统的计算机知识
通用性 较好，适应面广 一般是专用 要进行软、硬件
改造才能作其它用
硬件成本 比微机控制系统高 少于30个
继电器的系统最低 一般比PLC低
4.PLC的分类
按I／O点数分类：小型、中型、大型三类。
按结构形式分类：整体式PLC、模块式PLC、叠装式PLC。
5. PLC的性能指标
1．I/O点数
2．存储器容量
3．扫描速度
4．编程语言
5．指令功能
6．内部软元件
6．PLC的应用
1．开关量逻辑控制
2．闭环过程控制
3．位置控制
4．数据处理
5．通信联网
7．举出几种PLC控制具体应用的场合
习题及思考题
P11: 1，2，3，4,，5，6
第2章
1.PLC的组成及各部分的作用
主要由中央处理单元(CPU)、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等几部分组成。
1）中央处理单元（CPU）：
CPU是PLC的控制中枢，它按系统程序赋予的功能指挥可编程控制器有条不紊地进行工作，主要完成以下功能：
（1）读取指令（2）编译、执行指令（3）输出控制（4）中断处理
目前，PLC的CPU主要是有如下3种形式：
1）通用微处理器 2）弹片机芯片 3）位片式微处理器
FX2NPLC采用的是16位的8096单片机。
2．存储器：可编程序控制器配有系统程序存储器和用户程序存储器。
（1）系统程序存储器 ：主要用于存放由可编程控制器生产厂家编写的支持系统正常工作所必须的程序。
（2）用户程序存储器：用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务，用规定的可编程控制器编程语言编写的各种应用程序。
3．输入/输出接口
1)输入接口电路作用：
输入接口是用来接收和采集从开关、按钮、传感器等外部输入器件输入的现场控制信号，并将这些信号转换成中央处理器能接收和处理的数字信号送入PLC。
2）输出接口电路作用：
输出接口的作用是用来接收经过中央处理器处理过的输出数字信号，并把它转换成被控制设备或显示装置所能接收的电压或电流信号，以驱动接触器、电磁阀和指示器件等被控设备。
3）输入接口接线形式：汇点式 分组式 分隔式
4）PLC输出方式：
① 继电器输出：既可带直流负载，也可带交流负载，最常用，响应慢。
② 晶体管输出：只能带直流负载。晶体管输出寿命长，动作频率高、响应速度快。
③ 晶闸管输出：只能带交流负载。晶闸管输出寿命长，响应较快。
4．PLC的电源：市电(220V交流电)或24V直流电
5. 编程设备：编程器或PC机
6.PLC的工作方式
PLC采用循环扫描的工作方式，其工作过程一般分为三个阶段进行：
1. 输入采样阶段
2. 程序执行阶段
3. 输出刷新阶段
完成上述三个阶段称为一个扫描周期。PLC的扫描周期主要取决于程序的执行时间。
7．PLC的编程语言
1） 梯形图编程语言 2）指令语句表编程语言 3）功能图编程语言 4）高级语言编程
2） 梯形图绘制规则：
（1）梯形图起始左母线，结束于右母线，按从上到下、从左到右的顺序书写。
（2）梯形图中的接点有两种：常开接点 和常闭接点 。
（3）输出用○表示，一个输出变量只能输出一次。输出线圈前面必须有接点。
（4）梯形图中，接点可以串联，也可以并联，但输出继电器线圈只能并联。
（5）梯形图最后在程序结束时要有结束符 --END。
习题及思考题
P22: 1，2，3，4,，5，6，7，8
第3章
1．FX系列PLC编程元件及其编号、各自作用
PLC内部编程器件：
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 状态器S 数据寄存器D 变址寄存器V/Z
1）输入继电器X
输入继电器是PLC接收外部开关信号的接口,它与PLC的输入端相连。
FX2N型PLC输入继电器采用八进制地址编号。
输入继电器线圈必须由外部信号来驱动，不能用程序驱动。
要求输入信号的ON或OFF的持续时间应大于PLC的扫描周期。
2) 输出继电器Y
输出继电器是PLC用来传送信号到外部负载的元件，其外部输出触点连接到PLC的输出端子上。
FX2N型PLC输出继电器采用八进制地址编号。
输出继电器触点的通和断由程序执行结果驱动而不受外部信号的控制。
3）辅助继电器M 按十进制地址编号。
（在FX型PLC中除输入输出继电器外，其它所有器件均按十进制编号）
特殊辅助继电器
M8000：运行监控，PLC为ON时，M8000为ON。
M8002：初始脉冲,仅在PLC运行开始瞬间接
通一个扫描周期。
M8011：10ms时钟脉冲。
M8012：100ms时钟脉冲。
M8013：1000ms时钟脉冲。
M8014：1min时钟脉冲。
4）状态器S
状态器S用于编制顺序控制程序，它与步进顺控指令STL配合使用。FX2N系列状态器共有1000点。
状态器S有下以下五种类型:
1）初始状态器：S0～S9共10点。
2）回零状态器：S10～S19共10点。
3）通用状态器：S20～S499共480点。
4）保持状态器：S500～S899共400点。
5）报警用状态器：S900～S999共100点。
5）定时器T
PLC内定时器是根据时钟脉冲累积计时的；
用于定时的时钟脉冲有1ms、10ms、100ms三档；
其定时范围从0.001秒到3276.7秒。
定时器编程举例：
6）计数器C（高速计数器不考）
计数器是PLC内部的重要软元件，在程序中起到计数控制作用。
①16位计数器
计数器编程举例：
X10
X11
K20
C0
定时器、计数器 K的设定范围 实际的设定值
1ms定时器 1～32767 0.001～32.767秒
10ms定时器 0.01～327.67秒
100ms定时器 0.1～3276.7秒
16位计数器 1～32767 1～32767
习题及思考题
P45: 3 。。。。。。12
第4章
1基本指令：
要求：给出梯形图，会写出指令
给出指令表，会画梯形图
0 LD X000
1 OUT Y000
2 LDI X001
3 OUT M100
4 OUT T0
K19
7 LD T0
8 OUT Y001
0 LD X002
1 AND X000
2 OUT Y003
3 LD Y003
4 ANI X003
5 OUT M101
6 AND T1
7 OUT Y004
8 OR M110
9 OUT M103
2. 梯形图编程规则:
① 每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号。
② 梯形图每一行都是从触点开始，以线圈结束。
③ 触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。
④ 宜把串联触点最多的支路编排在最上方，省略ORB指令。
⑤ 把触点最多的并联电路编排在最左边，省略ANB指令。
3．会应用基本指令编写设计相应的控制系统
根据要求画出I/O接线图，设计梯形图，编写指令。
习题及思考题
P69: 1，2，3，4,，5，6
第五章 步进指令
1.步进指令
STL：步进开始指令
RET：步进返回指令
STL和RET是一对步进指令。
2.单序列：
3．并行和分支：（简单的并行或选择性分支）
思考与习题
1. 作业：咖啡屋类型
2. 机械手控制类型
3. 小车往复运动类型
4. 大小钻头同时工作
一定会根据控制要求，画出状态转移图，根据状态转移图，能够画出梯形图，或写出步进指令。
习题及思考题
P69: 3，4
第六章 功能指令
1． 功能指令格式
2． 功能指令数据长度
3． 功能指令类型
4． 位元件
5． 字元件
6． 位元件如何构成字元件
7． 掌握程序流程控制功能指令（CJ CALL SRET IRET EI DI FEND ROR NEXT ）的功能及应用
8． 掌握程序流程控制功能指令（CMP ZCP MOV SMOV CML BMOV FMOV XCH BCD BIN）的功能及应用
9． 掌握程序流程控制功能指令（ADD SUB MUL DIV INC DEC WAND WOR WXOR NEG）的功能及应用
10.掌握程序流程控制功能指令（ROR ROL RCR RCL SFTR SFTL WSFR WSFL SFWR SFRD）的功能及应用
习题及思考题
P145: 2，3，4,，6
第七章 PLC应用设计
1.PLC系统设计原则及步骤（一般掌握）
2．PLC系统硬件设计
3．PLC系统软件设计
4．基本环节编程
5．基本环节的编程举例
1）恒"0"与恒"1"信号生成电路
恒"0"与恒"1"信号生成电路如图7-1所示。
7-1a）图是M2与M2非的与逻辑关系，M0恒为0。
7-1b）图是M2与M2非的或逻辑关系，M1恒为1。
图7-1恒"0"与恒"1"信号生成电路
2）自保持信号的生成
自保持信号的生成电路如图7-2和7-3所示。
图7-2为通过自锁实现关断（复位）优先自保持电路。即当X1、X2同时为1时，输出Y1为0，故称为关断优先。
图7-2 关断（复位）优先自保持电路
图7-3为启动（置位）优先自保持电路，即当X1、X2同时为1时，Y1为1，故称为启动优先。
图7-3 启动（置位）优先自保持电路
3）优先电路
输入信号X0和X1，先到者取得优先权，后到者无效。如图7-4所示。
图7-4 .优先电路
4）比较电路
根据对两个输入信号X0和X1的比较，决定某一路输出。如图7-5所示。
图7-5比较电路
5）二分频电路
二分频电路如图7-6所示。
图7-6 二分频电路梯形图及时序图
6）移位寄存器顺控程序
移位寄存器顺控程序如图7-7所示。T0定时器定时0.5秒，每隔0.5秒M0=1，使SFTL功能指令有效。若X1=1，则M20=1，每隔0.5秒M20中的1向从M21开始的四个辅助继电器一次移位，即输出Y0-Y3每隔0.5秒一次动作。
图7-7 移位寄存器顺控程序
7）联锁控制
互为发生条件的联锁控制：前一个动作之后，后一个才能动作；后一个动作之后，前一个必须停止。
（1）用基本指令实现互为发生条件的联锁控制梯形图如图7-8所示。
（2）用步进指令实现互为发生条件的联锁控制梯形图如图7-9所示。
图7-8 基本指令实现联锁控制梯形图 图7-9 顺序步进控制状态图及梯形图
8）自动控制与手动控制
1. 有些生产设备有自动和手动两种工作方式，可用转移指令和一个开关配合使用，以达到两种工作方式的选择。如图7-10所示。X1闭合，实现自动控制；X1断开，实现手动控制。
图7-10自动控制与手动控制
9） 利用定时/计数器动作的几个电路
①定时器级联延时电路：
FX2N定时器的最大计时时间为3276.7s。如果定时时间大于此值的话，则可采用多个定时器级联。总的定时时间为各定时器定时时间之和。如图7-11所示。X1闭合，经5000秒（2000+3000）后，输出Y0动作。
图 7-11 定时器级联定时
②定时器和计数器级联延时电路：
如图7-12所示。定时器T1的线圈回路中接有T1的常闭触点，定时器T1每隔200s接通一次（接通时间为一个扫描周期）。T1每接通一次，计数器C1加1。从X0接通到输出Y0动作，延时时间为100*200s。X2接通，计数器C1复位。
图 7-12 定时器与计数器级联定时
③计数器串联延时电路
利用计数器串联实现长延时的电路如图7-13所示。对X4输入端的脉冲个数计数，本例通过两个计数器对X4的脉冲共计数50*30次。若将该电路改成图7-14所示，X4改为8013（秒脉冲发生器），则该电路当开关X0闭合，共延时1500秒后，输出Y20动作。
图 7-13计数器串联延时电路一
图 7-14计数器串联延时电路二
如果用FX系列PLC的特殊辅助继电器M8014向一个计数器C0提供周期为1min的时钟脉冲，则最长定时时间为32767min。
④电子时钟电路
电子时钟电路如图7-15所示。其中C0、C1、C2分别为秒、分、时计数器，M8013为秒脉冲。C0、C1、C2分别用RST指令进行清零。
图 7- 15 电子时钟电路
⑤）闪烁或振荡电路
1）先灭后亮闪烁电路：如图7-16所示，X0接通，T41定时，10s后，Y1动作，同时T40定时，15s后Y1断开，同时T41又定时，如此循环。本电路控制输出Y1通15s，断10s。
图 7-16 闪烁电路/振荡电路一
②2）先亮后灭闪烁电路：如图7-17所示，X0接通，Y0动作，同时T0定时，30s后Y0断开，同时T1又定时，T1定时，10s后，Y0又动作，如此循环。本电路控制输出Y1通15s，断10s。
图 7- 17 闪烁电路/振荡电路二
⑥延时接通/断开电路
延时接通/断开电路如图7-18所示。X0接通，T0定时，9s后，Y1动作；当X0断开，T1定时，7s后Y1断开。本电路控制输出Y1在X0控制下延时接通、延时断开。
图 7- 18 延时接通/断开电路
⑦多输出循环控制
利用定时器实现多循环输出的电路如图7-19所示，PLC一上电，即可实现输出Y1～Y4依次动作1秒。