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式中的加號表示邏輯或，乘號表示邏輯與，上畫線表示“非”運算。

 PLC有兩種基本的工作模式，即運行(RUN)模式與停止(STOP)模式。在運行模式，PLC通過反復執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。為了使PLC的輸出及時地響應隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是不斷地重復執(zhí)行，直至PLC停機或切換到STOP工作模式。

除了執(zhí)行用戶程序外，在每次循環(huán)過程中， PLC還要完成內部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個階段（見圖1-5）。PLC的這種周而復始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于計算機執(zhí)行指令的速度*，從外部輸入-輸出關系來看，處理過程似乎是同時完成的。

在內部處理階段，PLC檢查CPU．模塊內部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時器復位，以及完成一些其它內部工作。

在通信服務階段，PLC與其它的帶微處理器的智能裝置通信，響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容。

  當PLC處于停止(STOP)模式時，只執(zhí)行以上的操作。PLC處于運行(RUN)模式時，還要完成另外三個階段的操作。

    在PLC的存儲器中，設置了一片區(qū)域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。PLC梯形圖中的其他編程元件也有對應的映像存儲區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映像寄存器。

   在輸入處理階段，PLC把所有外部輸入電路的接通，斷開狀態(tài)讀入輸入映像寄存器。 外部輸入電路接通時，對應的輸入映像寄存器為l狀態(tài)，梯形圖中對應的輸入繼電器的常開觸點接通，常閉觸點斷開。外部輸入觸點電路斷開時，對應的輸入映像寄存器為0狀態(tài)，梯形圖中對應的輸入繼電器的常開觸點斷開，常閉觸點接通。

    某一編程元件對應的映像寄存器為l狀態(tài)時，稱該編程元件為ON，映像寄存器為0狀態(tài)時，稱該編程元件為OFF。

    在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的狀態(tài)也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入。

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學習PLC的基礎實驗

一、項目所需設備、工具、材料

表1  項目所需設備、工具、材料

二、 訓練內容

按照前面的例子完成接線、輸入程序，按照要求進行觀察。

1、項目描述

（1）按照提供的PLC原理接線圖完成接線；

（2）將提供的參考程序寫入PLC；

（3）根據操作步驟操作，觀察輸入、輸出設備的狀態(tài)。通過計算機監(jiān)視畫面，觀察并記錄各元件的狀態(tài)，并畫出時序圖；

（4）結合PLC程序執(zhí)行過程，分析程序結果。

2 、實訓要求

2.1 接線圖與控制程序

按照圖1，完成PLC控制系統(tǒng)的硬件連接。圖中由于脈沖信號發(fā)生器的信號與按鈕輸入信號不同，因此，不能共用一個COM端。

按照圖2提供的梯形圖，利用計算機或手持編程器寫入PLC。

2.2 觀察要求

利用以上程序觀察并認識程序的掃描周期和執(zhí)行過程。

（1）調整編碼器的頻率至1KHZ。按下開關SB1，這時，程序中的定時器開始計時，而X0的上升沿使計數(shù)器的初始值復位，當前值為0。計數(shù)器重新開始計輸入的脈沖數(shù)。1s鐘后，定時時間到，計數(shù)停止。觀察此時的計數(shù)器當前值是多少。從表面看，當前值應在1000左右，但實際上的當前值會少得多，為什么？

（2）調整編碼器的頻率至20HZ。重復（1）的操作，觀察計數(shù)器的當前值，與（1）有什么不同？為什么？

（3）斷開SB1，關閉編碼器電源，按下開關SB2，兩個指示燈為什么只亮一個？結合程序執(zhí)行過程分析原因。

3 時序圖分析

按下開關以后，部分繼電器時序圖如圖3所示。根據觀察結果，補充其他繼電器的時序圖。

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繼電器的結構和工作原理及其在電機控制中的應用舉例

一、繼電器的結構和工作原理

      圖l-2a是繼電器結構示意圖，它主要由電磁線圈、鐵心、觸點和復位彈簧組成。繼電器有兩種不同的觸點，在線圈斷電時處于斷開狀態(tài)的觸點稱為常開觸點(如圖1-2中的觸3，4)，處于閉合狀態(tài)的觸點稱為常閉觸點(如圖1-2中的觸點1，2)。

當線圈通電時，電磁鐵產生磁力，吸引銜鐵，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。線圈電流消失后，復位彈簧使銜鐵返回原來的位置，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。圖l-2b是繼電器的線圈、常開觸點和常閉觸點在電路圖中的符號。一只繼電器可能有若干對常開觸點和常閉觸點。在繼電器電路圖中，一般用相同的由字母、數(shù)字組成的文字符號(如KA2)來標注同一個繼電器的線圈和觸點。

二、接觸器在電機控制中的應用

      圖1—3是用交流接觸器控制異步電動機的主電路、控制電路和有關的波形圖。接觸器的結構和工作原理與繼電器的基本相同，區(qū)別僅在于繼電器觸點的額定電流較小，而接觸器是用來控制大電流負載的，例如它可以控制額定電流為幾十安至幾千安的異步電動機。按下起動按鈕SBl，它的常開觸點接通，電流經過SBl的常開觸點和停止按鈕SB2、作過載保護用的熱繼電器FR的常閉觸點，流過交流接觸器KM的線圈，接觸器的銜鐵被吸合，使主電路中的3對常開觸點閉合，異步電動機M的三相電源被接通，電動機開始運行，控制電路中接觸器KM的輔助常開觸點同時接通。放開起動按鈕后，SBl的常開觸點斷開，電流經KM的輔助常開觸點和SB2、FR的’常閉觸點流過KM的線圈，電動機繼續(xù)運行。KM的輔助常開觸點實現(xiàn)的這種功能稱為“自鎖”或“自保持”，它使繼電器電路具有類似于R-S觸發(fā)器的記憶功能。

在電動機運行時按停止按鈕SB2，它的常閉觸點斷開，使KM的線圈失電，KM的主觸點斷開，異步電動機的三相電源被切斷，電動機停止運行i同時控制電路中KM的輔助常開觸點斷開。當停止按鈕SB2被放開，其常閉觸點閉合后，KM的線圈仍然失電，電動機繼續(xù)保持停止運行狀態(tài)。圖1.3給出了有關信號的波形圖，圖中用高電平表示1狀態(tài)(線圈通電、按鈕被按下)，用低電平表示0狀態(tài)(線圈斷電、按鈕被放開)。

    圖1.3中的控制電路在繼電器系統(tǒng)和PLC的梯形圖中被大量使用，它被稱為“起動-保持-停止”電路，或簡稱為“起保停”電路。

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使用繼電器電路或PLC的梯形圖實現(xiàn)開關量的邏輯運算

 使用繼電器電路或PLC的梯形圖可以實現(xiàn)開關量的邏輯運算。圖1—4的上面是PLC的梯形圖，梯形圖中某些編程元件(如輸出繼電器和輔助繼電器)的線圈“通電”時，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，稱該編程元件為1狀態(tài)。當它們的線圈“斷電"時，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，稱該編程元件為0狀態(tài)。

        圖1—4中的A，B為輸入邏輯變量，M為輸出邏輯變量，它們之間的“與”、“或”、“非”邏輯運算關系如表1．1所示。用繼電器電路或梯形圖可以實現(xiàn)基本邏輯運算，觸點的串聯(lián)可實現(xiàn)“與”運算，觸點的并聯(lián)可實現(xiàn)“或”運算，用常閉觸點控制線圈可實現(xiàn)“非”運算(見圖1-4)。多個觸點的串、并聯(lián)電路可以實現(xiàn)復雜的邏輯運算，例如圖l-3中的繼電器電路實現(xiàn)的邏輯運算可用邏輯代數(shù)表達式表示為

KM=(SBI+KM)·SB2·FR