二、 可编程控制器 的工作原理 内部处理 通信服务 输入处理 程序执行 输出处理 1、可编程控制器的工作状态 二、 可编程控制器 的工作原理 1、可编程控制器的工作状态 停止状态：只执行前两个阶段的操作 运行状态：完成五个阶段的操作 内部处理 通信服务 输入处理 程序执行 输出处理 STOP RUN 检查CPU模块内部硬件是否正常。 将监控定位器复位。 响应编程器键入的命令，更新 显示内容。

2、可编程控制器的工作过程 1）扫描：PLC中的CPU按分时原则操作顺序进行，即每一时刻执行一个操作。这种分时操作的过程称为对程序的扫描。 2）PLC运行时的内部列操：故障诊断及处理、数据输入与输出、 通信、执行用户程序、服务于外设命令。

输入刷新：将所有输入信号读入到输入映象寄存器中存储（RAM区，固定地址）； 3） PC对输入/输出的处理规则 输入刷新：将所有输入信号读入到输入映象寄存器中存储（RAM区，固定地址）； 执行用户程序：顺序：从上到下、从左到右。 信息来源：输入/输出映象寄存器及相关RAM。 执行结果：写入输出映象寄存器。 输 入 端 子 输 入 缓 冲 器 输入映象寄存器 用户程序执行 输出映象寄存器 输出锁存器 输出端子 读 现场 信号 受控 元件 读 写 输入 采样 输入 刷新

输出刷新：映象寄存器的数据全部送入输出锁存器，通过输出端子Y驱动执行器。 循环工作：每次执行完用户程序后，如果没有外设命令，则系统会自动循环地扫描运行。 4）特点： a）信息处理：信号的输入、数据的处理和控制信号的输出分别在一个扫描周期内的不同时间间隔里以批处理方式进行。在一个工作周期内，输入/出映象寄存器的信息保持不变。

b） “串行”工作方式的特点： 可避免继电-接触器控制中触点的竞争和时序的失配问题；导致了输出对输入时间上的滞后，扫描周期T越长，滞后越严重。 滞后的相关因素： 扫描方式、电路惯性、程序设计的安排。 扫描周期T：完成 一次循环操作所需要的时间 构成：执行用户程序所占用的时间（与程序的长短及指令操作的复杂程度有关）、系统管理操作占用的时间（基本不变）、 I/O硬件电路的延时。

三、可编程控制器 的软件 运行管理 1、监控程序： 生成用户元件 管理程序 内部自检 用户指令解释程序 标准程序模块，系统调用 通过改进监控程序就可在不增加任何硬件设备的条件下大大改善PLC的性能。

2、用户程序 以内码形式线性地存放监控程序指定的存储区内。 语言：梯形图 Ladder Diagram 指令表 Instruction List 顺序功能图 Sequential Function Chart (SFC) 高级语言 Advanced Language 汇编语言 Assemble Language 结构文本 Structured Text

组成：用户数据结构、用户元件区分配、 用户程序存储区、用户参数、文件存储区等。 用户数据结构： BIT数据：触点、线圈的通断等开关量； 字数据：BCD码（单字节4位/双字节8位） 书写时十进制：KXXX ；十六进制：HXXX 存放：常数以原码二进制存放 所有运算全部按BIN运算 字与BIT的混合：如计数器 3、PLC的用户环境：由监控程序生成

四、 PLC的软元件 元件：用户使用的每一个输入/出端子及内部的存储单元都称为元件。其数量由监控程序规定（元件的有限性）、固定地址、功能各不相同 1、输入继电器（X） 固定地址：X0～X7， X10～X17…… 元件编号：用8进制数表示. 输入信号频率: >1/t （t = 输入滤波10mS + 扫描周期T）

输入继电器（X） 特点：不能用程序驱动，只受现场信号的影响 要求：为了保证确实驱动，输入信号电流必须 大于4.5mA, 为了保证确实关断，输入信号电 流必须小于1.5mA的要求。 特殊输入端子： X0～X7 数字滤波常数可用程序在0～60mS的范围内 设定 用途：高速计数器的输入端 外部中断信号输入端

COM1 2、输出继电器（Y） 固定地址：Y0～Y7， Y10～Y17， 元件编号：8进制数表示 扩展单元编号：接着其紧靠其单元 X0 X1 ~ X0 X1

“常闭触点”：读取该存储单元的状态后取反。 特点：软触点可无数次使用 新的设计理念： 基本概念： “线圈”：指 PLC的内部存储单元 触点的使用： “常开触点”：读取该存储单元的状态 “常闭触点”：读取该存储单元的状态后取反。 特点：软触点可无数次使用 新的设计理念： 不追求设计的最简、“线路”的复杂程度不影响系统的可靠性，而讲求程序的可读性、有序性、程序的模块化等。 Y0

SB1 SB2 X0 X1 X2 C KM1 　 ～ Y0 Y1 PLC 220V X1 X0 Y0 Y0

3、 辅助继电器（M） 功能：相当于中间继电器，用软件来实现（RAM区） 特点：不能接收外部的输入信号，也不能直接驱动 外部负载 编号：除了输入、输出继电器X、Y采用8进制外，其 余元件均采用10进制 分类：A．普通辅助继电器 a）通用辅助继电器：MO～M499（共500点）

b）断电保持辅助继电器： M50O～M1023 （共524点） 可用软件设定为非断电保持。 B 特殊辅助继电器 M8000～M8255 （共256点）： 功能： *表示可编程控制器的某些状态； *提供时钟脉冲和标志 *设定可编程控制器运行方式， 或运用于步进顺控、禁止中断等。 M500 断电 扫描周期 X0 X0 X1

分类： a）触点利用型：线圈由PLC自动驱动，用户只可利用其触点 。 M80O0 运行（RUN）监控（PLC运行时接通）； M8012 100mS时钟脉冲。 STOP RUN M8000 M8002  扫描周期 M8012 100ms 图6.7 波 形 图

用户驱动其线圈后PLC完成特定的动作，例如： M8030 锂电池欠压指示灯熄灭； M8033 PLC停止时输出保持； b）线圈驱动型： 用户驱动其线圈后PLC完成特定的动作，例如： M8030 锂电池欠压指示灯熄灭； M8033 PLC停止时输出保持； M8034 禁止全部输出； M8039 定时扫描。 其余特殊辅助继电器可查阅其用户手册。 X1 M8033 X2 M8034 X3 M8030 X4 M8039

4、 状态（S） 功能：与步进顺控指令STL组合使用 分类： 1．通用状态元件 1）无断电保持功能的通用状态元件 S0～S499（共480点） 其中：S0～S9 初始状态； S10～S19 回零。 2）有断电保持功能的通用状态元件 S500～S899（共400点）。 2．报警器状态元件S900～S999 用作外部故障诊断输出

5、 定时器（T） 功能：相当于一个时间继电器 构成：一个设定值寄存器（字） 一个当前值寄存器（字） 以及无数个触点（bit） 定时器的设定值：常数K、数据寄存器（D）的内容计时脉冲：1mS、10mS、100mS。 触点动作：计时时间达到设定值时，输出触点动作 常开通，常闭断 使用同一个元件号

分类： 1）通用定时器T0～T245 a）100mS定时器T0～T199（共200点） 定时范围：0.1～3276.7S 其中T192～T199为子程序和中断程序专用定时器； b）10mS定时器T200～T245（共46点） 定时范围：0.01～327.67S。

设定值K 计数器 复位输入 计数数据输入 10ms时钟脉冲 T200 输出触点 X0

T200 K12 当前值 Y0 X0 定 时 器 120mS

b）100mS定时器T250～T255（共6点），定时范围0.1～3276.7S X1 Y2 t2 t1 当前值 积算定时器 T250 K345 X0 RST a）1mS定时器T246～T249（共4点），定时范围0.001～32.767S，其定时不受扫描周期影响，中断动作，可在子程序和中断程序使用； b）100mS定时器T250～T255（共6点），定时范围0.1～3276.7S

设定值K 计数器 复位输入 计数数据输入 100ms时钟脉冲 T250 输出触点 X0 X1

断电延时 PLC的定时器均为通电延时定时器 需通过编程实现断电延时。 20s X1 Y0 T1 K200

6、计数器（C） 构成：一个设定值寄存器（字） 一个当前值寄存器（字） 以及无数个触点（bit） 计数元件： X，Y，M，S，T，C 上升沿有效

1）内部信号计数器： 在执行扫描操作时对内部元件的信号进行计数。 要求：接通（ON）和断开（OFF）时间应比PLC的扫描周期稍长，通常其输入信号的频率大约为几个扫描周期/秒。 a）16bit增计数器（设定值1～32767，可由常数K或数据寄存器D设定）： C0～C99（共100点），无停电保持计数器； C100～C199（共100点），停电保持计数器。

计 数 器 C0 Y0 RST C0 X10 X11 K9 当前值

计数方向由特殊辅助继电器M8200～8234设定。对于C△△△： b）32位双向计数器 设定值-2147483648～+2147483648 C200～C219（共20点），无停电保持计数器； C220～C234（共15点），停电保持计数器。 K-5 X14 C200 RST C0 M8200 Y0 加/减计数器 X12 X13 计数方向由特殊辅助继电器M8200～8234设定。对于C△△△： M△△△—— ON： 减计数器 OFF：加计数器。

2）高速计数器C235～C255（共21点） 特点：中断计数，不受扫描周期的影响 所有的高速计数器均为增减计数器 共用PLC上6个高速计数器输入端口：X0～X5 最多同时用6个高速计数器 高速计数器的选择不是任意的，它取决于所需计数器的类型及高速输入端子

输 入 1 相 1相带启动/复位 2相双向 2相A-B相型 C235 C240 C241 C244 C245 C246 C248 C250 C251 C252 C255 X0 U/D U A X1 R D B X2 X3 X4 X5 X6 S X7

一相高速计数器：C235-C240 X0 错误！！！ X10 M8235 X11 C235 D0(D1) RST C235 X12 C235 PLC

例如C246为2相计数器，其脉冲输入端子规定为X0、X1，需在程序中驱动C246的线圈。 2相高速计数器： C246-C250 例如C246为2相计数器，其脉冲输入端子规定为X0、X1，需在程序中驱动C246的线圈。 RST C246 C246 X11 X12 K876 X0 PLC X1 增 减

A-B相高速计数器：C251-C255 C235 X4 PLC X5 X7 复位 启动 X3 A B RST C255 C255 X11 X12 K1234 Y2 例如C255为A-B相计数器，其脉冲输入端子规定为A-X3，B-X4，可在程序中驱动C255的线圈，也可用X7激活计数器；可在程序中复位C255，也可用X5复位。

7、 数据寄存器（D）（字） 功能：在模拟量检测与控制以及位置控制等场合用来存储数据和参数；另外可用数据寄存器D来指定计数器、定时器的时间常数。 字长：16位（最高位为符号位），两个合并起来可以存放32位数据。 1）通用数据寄存器D0～D199（共200点） 特殊辅助继电器M8033为ON时，D0～D199具有断电保护功能。

2）断电保持数据寄存器D200～D511（共312点） 除非写入新数据，否则原有的数据不会丢失。 D490～D509在二台PLC作点对点通信时被用作通信操作。 3）特殊数据寄存器D8000～D8255（共256点） 用来监控PLC的运行状态，如电池电压、扫描时间、正在动作状态的编号等。 4）文件寄存器D1000～D2999（共2000点） 用于存储大量的数据，例如采集数据等。其数量由CPU的监控软件决定，但可以通过扩充存储卡的方式加以扩充。

变址寄存器V与Z都是16位数据寄存器，在32位操作时，将V、Z合并使用。可像其它的数据寄存器一样进行读写，其内容用来修改编程元件的元件号。 可变址修正的元件： X ，Y， M ，S， P ，T， D， C ；K，H，KnX X12 ··· 如果V=8，Z=14 5+8=13，10+14=24 D13→D24（传送） MOV D5V D10Z 16 bits 16bits 32bits 高位 低位 V Z V Z

8、指针P/I 1）分支指针： P0～P63（共64点） 功能： 指示跳转指令（CJ）的跳步目标； （b）子程序调用 X20 M500 CJ P0 标号P0 （a） 跳转用指针 X12 ··· 标号P1 X10 子程序 CALL P1 FEND SRET 8、指针P/I 1）分支指针： P0～P63（共64点） 功能： 指示跳转指令（CJ）的跳步目标； 指示子程序调用指令（CALL）调用的子程序入口地址，执行到子程序中SRET（子程序返回）指令时返回去执行主程序（参看功能指令FUC00、FUN01）。

功能：指明某一中断源的中断程序入口标号，执行到IRET（中断返回）指令时返回主程序。 中断源：FX2有6个外部中断源 5个定时中断源 2）中断用指针I0□□～I8□□（共9点） 功能：指明某一中断源的中断程序入口标号，执行到IRET（中断返回）指令时返回主程序。 中断源：FX2有6个外部中断源 5个定时中断源 优先权：先产生的中断具有优先权， 同时产生时指针号较低的具有优先权。 I 0 输入中断 0：下降沿中断 1：上升沿中断 输入号（0—5） 每个输入只能用一次 I 定时器中断 10—99mS 定时器中断号（6—8） 每个定时器只能用一次 中断指针

作业：2.4，2.6，2.8，2.13