可编程序控制器基本结构与工作原理.ppt

Date:2024/5/22 周三 Page:1电器控制基础 CH1第三章 可编程序控制器基本结构与工 作原理第一第一节 概述概述第二第二节 PLC的基本构成的基本构成第三第三节 PLC的工作原理的工作原理1-Date:2024/5/22 周三 Page:2电器控制基础 CH1第一第一节 概述概述一、可一、可编程控制器的特点程控制器的特点 PLC是面向用是面向用户的工的工业控制控制计算机，之所以得到迅算机，之所以得到迅速的速的发展和越来越广泛的展和越来越广泛的应用，是因用，是因为它具有如下一它具有如下一些独特的些独特的优点：点：可靠性高，抗干可靠性高，抗干扰能力能力强编程程简单易学，开易学，开发周期短周期短功能完善，功能完善，组合灵活方便合灵活方便安装安装简单，维修迅速方便修迅速方便体体积小、重量小、重量轻、能耗低，使用方便、能耗低，使用方便网网络功能功能强大大2-Date:2024/5/22 周三 Page:3电器控制基础 CH1二、可二、可编程控制器的性能指程控制器的性能指标1、存、存储容量容量 存存储容量是指用容量是指用户程序存程序存储器的容量。若用器的容量。若用户程序程序存存储器的容量大，就可以器的容量大，就可以编制出复制出复杂的程序的程序2、I/O点数点数 输入入/输出（出（I/O）点数是）点数是PLC可以接受的可以接受的输入信号入信号和和输出信号的出信号的总和，是衡量和，是衡量PLC性能的重要指性能的重要指标。3、扫描速度描速度 扫描速度是指描速度是指PLC执行用行用户程序的速度，是衡量程序的速度，是衡量PLC性能的重要指性能的重要指标。3-Date:2024/5/22 周三 Page:4电器控制基础 CH14、指令的功能与数量、指令的功能与数量 指令功能的指令功能的强弱、数量的多少也是衡量弱、数量的多少也是衡量PLC性能的性能的重要指重要指标。编程指令的功能越程指令的功能越强、数量越多，、数量越多，PLC的的处理能力和控制能力也越理能力和控制能力也越强，用，用户编程也越程也越简单和方和方便，越容易完成复便，越容易完成复杂的控制任的控制任务。5、内部元件的种、内部元件的种类与数量与数量 在在编制制PLC程序程序时，需要用到大量的内部元件来存，需要用到大量的内部元件来存放放变量、中量、中间结果、保持数据、定果、保持数据、定时计数、模数、模块设置置和各种和各种标志位等信息。志位等信息。这些元件的种些元件的种类与数量越多，与数量越多，表示表示PLC的存的存储和和处理各种信息的能力越理各种信息的能力越强。6、特殊功能、特殊功能单元元7、可、可扩展能力展能力4-Date:2024/5/22 周三 Page:5电器控制基础 CH1三、可三、可编程控制器的程控制器的类型型PLC装置的形式多种多装置的形式多种多样，功能各不相同。，功能各不相同。1、按容量分、按容量分小型小型PLC I/OPLC I/O点数一般点数一般为2020128128点点中型中型PLC I/OPLC I/O点数通常点数通常为129129512512点点大型大型PLC I/OPLC I/O点数在点数在513513点以上点以上2、按硬件、按硬件结构形式分构形式分整体式整体式结构构模模块式式PLCPLC叠装式叠装式PLCPLC5-Date:2024/5/22 周三 Page:6电器控制基础 CH13、按功能分、按功能分（1 1）低档）低档PLC PLC（2 2）中档）中档PLCPLC（3 3）高档）高档PLCPLC6-Date:2024/5/22 周三 Page:7电器控制基础 CH1四、可四、可编程控制器的基本功能程控制器的基本功能1 1、逻辑控制功能控制功能2 2、定定时控制功能控制功能3 3、计数控制功能数控制功能4 4、步、步进控制功能控制功能5 5、数据数据处理和数学运算功能理和数学运算功能6 6、A/DA/D、D/AD/A转换功能功能7 7、通信、通信、联网功能网功能8 8、监控功能控功能9 9、编程、程、调试等功能等功能7-Date:2024/5/22 周三 Page:8电器控制基础 CH1第二节 PLC的基本构成一、一、PLCPLC控制系控制系统与与电器控制系器控制系统的比的比较电器控制系器控制系统的的组成成8-Date:2024/5/22 周三 Page:9电器控制基础 CH1PLC控制系控制系统的的组成成9-Date:2024/5/22 周三 Page:10电器控制基础 CH1二、二、PLCPLC的硬件的硬件组成成 PLC PLC是微机技是微机技术和控制技和控制技术相相结合的合的产物，是一种物，是一种以微以微处理器理器为核心的用于控制的特殊核心的用于控制的特殊计算机，因此算机，因此PLCPLC的基本的基本组成与一般的微机系成与一般的微机系统类似。主要由中央似。主要由中央处理理器（器（CPUCPU）、存）、存储器、器、输入入/输出接口出接口电路、路、电源及源及编程程设备几大部分几大部分组成。成。10-Date:2024/5/22 周三 Page:11电器控制基础 CH1PLC的结构框图11-Date:2024/5/22 周三 Page:12电器控制基础 CH1PLCPLC主要主要组成各部分成各部分进行行简单介介绍1 1、中央、中央处理器（理器（CPUCPU）同一般的微机一同一般的微机一样，CPUCPU是是PLCPLC的核心。在系的核心。在系统中的中的作用作用类似于人体的神似于人体的神经中枢。中枢。2 2、存、存储器器 存存储器主要有两种：一种是可器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存写操作的随机存储器器RAMRAM，另一种是只，另一种是只读存存储器器ROMROM（不能修改）、（不能修改）、EPROMEPROM（紫外光可擦）和（紫外光可擦）和EEPROMEEPROM（电可擦）。可擦）。12-Date:2024/5/22 周三 Page:13电器控制基础 CH1系系统程序存程序存储器是存放系器是存放系统工作程序（工作程序（监控程序）、控程序）、模模块化化应用功能子程序、命令解用功能子程序、命令解释、功能子程序的、功能子程序的调用管理程序和及各种参数用管理程序和及各种参数设定等功能定等功能,由制造厂家直接由制造厂家直接固化在只固化在只读存存储器器ROMROM、PROMPROM或或EPROMEPROM中，用中，用户不能不能访问和修改。和修改。用用户程序存程序存储器是存放用器是存放用户程序程序 即用即用户通通过编程器程器输入的用入的用户程序。用程序。用户程序随程序随PLCPLC的控制的控制对象而定的，由象而定的，由用用户根据根据对象生象生产工工艺的控制要求而的控制要求而编制的制的应用程序。用程序。3 3、输入入/输出（出（I/OI/O）接口）接口输入入/输出接口通常也称出接口通常也称I/OI/O单元或元或I/OI/O模模块，是，是PLCPLC与与现场I/OI/O装置或其他外部装置或其他外部设备之之间的的连接部件。接部件。（1 1）输入接口入接口电路路（2 2）输出接口出接口电路路13-Date:2024/5/22 周三 Page:14电器控制基础 CH14 4、电源源 PLC PLC配有开关配有开关电源，以供内部源，以供内部电路使用。路使用。5 5、编程器及其他外部程器及其他外部设备 编程器是程器是PLCPLC开开发应用、用、监测运行、运行、检查维护不可缺不可缺少的工具少的工具 。6 6、I/OI/O扩展模展模块7 7、通信接口、通信接口14-Date:2024/5/22 周三 Page:15电器控制基础 CH1第三节 PLC的工作原理一、循一、循环扫描工作方式描工作方式 PLC PLC是循是循环扫描的工作方式。即描的工作方式。即顺序地逐条地序地逐条地执行行用用户程序，直到用程序，直到用户程序程序结束。然后，返回第一条指束。然后，返回第一条指令开始新的一令开始新的一轮扫描，描，这样一遍一遍不停的循一遍一遍不停的循环执行。行。根据程序运行的根据程序运行的结果，果，输出的出的逻辑线圈接通或断开。圈接通或断开。二、二、PLCPLC的工作的工作过程程 PLC PLC投入运行投入运行时，都是以重复循，都是以重复循环的方式工作的。的方式工作的。PLCPLC的循的循环扫描工作方式，一般包括五个描工作方式，一般包括五个阶段，内部段，内部处理与自理与自诊断、外断、外设通信通信处理、理、输入采入采样、用、用户程序程序执行、行、输出刷新。每出刷新。每执行一遍我行一遍我们称称为扫描一次。整个描一次。整个过程程扫描描执行一遍所需要的行一遍所需要的时间称称为扫描周期描周期15-Date:2024/5/22 周三 Page:16电器控制基础 CH1 扫描工作描工作过程程当当PLCPLC开关方式置于开关方式置于RUNRUN（运行）状（运行）状态时，执行所有行所有阶段，段，当当PLCPLC开关方式置于开关方式置于STOPSTOP（停止）状（停止）状态时，不，不执行后行后3 3个个阶段，此段，此时可以可以进行通信行通信处理，如理，如对PLCPLC进行行联机或者机或者离离线编程。程。16-Date:2024/5/22 周三 Page:17电器控制基础 CH1三三 、PLCPLC执行程序的行程序的过程程PLCPLC执行程序的行程序的过程分程分为三个三个阶段，即段，即输入采入采样阶段、段、程序程序执行行阶段、段、输出刷新出刷新阶段段PLC执行程序过程图17-Date:2024/5/22 周三 Page:18电器控制基础 CH1四、四、PLCPLC的的I/OI/O响响应时间 输入入/输出响出响应时间又称又称为输入入输出响出响应滞后，滞后，是指是指PLCPLC的的输入端入端输入信号入信号发生生变化到化到PLCPLC输出端出端对该输入入变化作出反化作出反应所所间隔的隔的时间。它由。它由PLCPLC扫描工作方描工作方式式产生的滞后生的滞后时间、PLCPLC输入接口的入接口的滤波波环节带来的来的输入延入延迟以及以及输出接口中出接口中驱动器件的器件的动作作时间带来来输出出延延迟三部分三部分组成。成。18-