第3章PLC組成與工作原理

1、可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.1可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.2l可編程控制器主機的硬件電路： 由CPU，存儲器，基本I/O接口電路，外設接口，電源等五大部分?？删幊绦蚩刂破鳎删幊绦蚩刂破鳎≒LCPLC）原理及應用）原理及應用.3可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.4l中央處理單元（CPU） （1）通用處理器：8086、80286、80386（2）單片機芯片：8031、8096（3）位片式微處理器：AMD-2900l小型PLC多采用8位微處理器或單片機作為CPUl中型PLC多采用

2、16位微處理器或單片機作為CPUl大型PLC多采用高速位片式微處理器l存儲器： RAM：存儲各種暫存數(shù)據、中間結果、用戶正調 試的程序。 ROM：存放監(jiān)控程序和用戶已調試好的程序?？删幊绦蚩刂破鳎删幊绦蚩刂破鳎≒LCPLC）原理及應用）原理及應用.5 輸入、輸出接口：輸入、輸出接口：采用光電隔離，減小采用光電隔離，減小了電磁干擾。了電磁干擾。 輸出三種形式輸出三種形式：繼電器繼電器 - 低速大功率低速大功率 可控硅可控硅 - 高速大功率高速大功率 晶體管晶體管 - 高速小功率高速小功率可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.6輸入設備邏輯接線輸出設備被控系統(tǒng)輸入

3、設備程序存儲器輸出設備被控系統(tǒng)可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.7可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.8可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.9l輸入設備：由各類按鈕開關、行程開關、接近開關、轉換開關等主令電器構成。 主令電器:自動控制系統(tǒng)中用於發(fā)送控制指令的電器。l邏輯接線：由各種繼電器及其觸點組成的實現(xiàn)一定邏輯功能的控制線路。 繼電器:一種根據某種輸入信號,接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護電力拖動裝置的自動電器。l輸出設備：由各種電磁閥線圈，接通電動機的各種接觸器和信號指示燈等執(zhí)行元

4、件構成?？删幊绦蚩刂破鳎删幊绦蚩刂破鳎≒LCPLC）原理及應用）原理及應用.10l繼電接觸器控制系統(tǒng)（布線邏輯）繼電接觸器控制系統(tǒng)（布線邏輯）：由導線、繼電器、接觸器、開關和觸點等器件按一定的邏輯關系連接起來。l優(yōu)點：優(yōu)點：電路圖直觀形象、價格低廉、容易操作l缺點：缺點：設備體積大、開關動作慢、組合復雜、功能較少、維修不便、可靠性差、系統(tǒng) 接線固定，沒有通用性和靈活性。適用于要求不高的專用邏輯控制場合?？删幊绦蚩刂破鳎删幊绦蚩刂破鳎≒LCPLC）原理及應用）原理及應用.11 PLC PLC控制系統(tǒng)由輸入、程序控制、輸出控制系統(tǒng)由輸入、程序控制、輸出3 3部部分組成。對應的分組成。對應的“器

5、件器件”是內部是內部“軟繼電器軟繼電器”，對應的對應的“導線導線”是是“程序程序”。PLCPLC是通過是通過“程序程序”控制內部控制內部“軟繼電器軟繼電器”的的“軟件程序軟件程序”控制系控制系統(tǒng)。統(tǒng)。可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.12硬件組成：硬件組成：微處理器、存儲器、接口芯片、各種模塊?？煽闯捎稍S多軟繼電器組成的控制器。PLCPLC內部等效軟繼電器分為：內部等效軟繼電器分為：輸入繼電器、中間繼電器、輸出繼電器。中間繼電器包括：中間繼電器包括：輔助繼電器、特殊功能繼電器、移位寄存器、計時器、計數(shù)器等?？删幊绦蚩刂破鳎删幊绦蚩刂破鳎≒LCPLC）原理及

6、應用）原理及應用.13P0000P000的常閉觸點P0000P000的常開觸點 可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.14可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.15可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.16P0020P0020P020的常開觸點 P020的常閉觸點 P020的線圈 可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.17可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.18可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.19

7、可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.20可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.21l所有對象連接在一起并與其它對象沒有連接的組 (除電源母線以外) 稱為網絡或梯級.l連接至左邊電源母線的梯級，其處理順序為從上至下 (與左邊電源母線連接). 程序段內互相獨立的網絡按照位置順序處理 (從上至下)可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.22可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.23l繼電接觸控制全部用硬器件、硬觸點和繼電接觸控制全部用硬器件、硬觸點和“硬硬”線連線連接，為全

8、硬件控制；接，為全硬件控制；PLCPLC內部大部分采用內部大部分采用“軟軟”電器、電器、“軟軟”接點和接點和“軟軟”線連接，為軟控制。線連接，為軟控制。l繼電接觸控制系統(tǒng)體積大；繼電接觸控制系統(tǒng)體積大；PLCPLC系統(tǒng)結構緊湊，體積系統(tǒng)結構緊湊，體積小。小。l繼電接觸控制全為機械式觸點，動作慢；繼電接觸控制全為機械式觸點，動作慢；PLCPLC內部全內部全為為“軟接點軟接點”，動作快。，動作快。l繼電接觸控制功能改變，需拆線，接線乃至更換元繼電接觸控制功能改變，需拆線，接線乃至更換元器件，比較麻煩；器件，比較麻煩；PLCPLC控制功能改變，一般僅修改程控制功能改變，一般僅修改程序即可，及其方便。

9、序即可，及其方便。lPLCPLC控制系統(tǒng)的設計、施工與調試比繼電接觸控制系控制系統(tǒng)的設計、施工與調試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短。統(tǒng)周期短。lPLCPLC控制的自檢和監(jiān)控功能比繼電接觸控制的強?？刂频淖詸z和監(jiān)控功能比繼電接觸控制的強。lPLCPLC的使用范圍比繼電接觸控制的廣泛。的使用范圍比繼電接觸控制的廣泛。lPLCPLC可靠性比繼電接觸控制的高?？煽啃员壤^電接觸控制的高。可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.24lPLC與繼電接觸器的異同l相同點：圖形結構和邏輯關系相同。 l不同點：（1）實現(xiàn)原理不同（2）工作方式不同可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC

10、）原理及應用）原理及應用.25可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.26可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.27可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.28可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.29可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.30可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.31可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.32可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及

11、應用）原理及應用.33I/O映象區(qū)的大小與系統(tǒng)控制的規(guī)模有關映象區(qū)的大小與系統(tǒng)控制的規(guī)模有關 。輸入點總有輸入映象區(qū)的某一位與之相對應。輸入點總有輸入映象區(qū)的某一位與之相對應。 PLC工作時，將采集到的輸入信號狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)工作時，將采集到的輸入信號狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)對應的位上；將運算的結果存放到輸出映象區(qū)對應的位上對應的位上；將運算的結果存放到輸出映象區(qū)對應的位上。PLC在執(zhí)行用戶程序時所需在執(zhí)行用戶程序時所需“輸入繼電器輸入繼電器”、“輸出繼輸出繼電器電器”的數(shù)據取用于的數(shù)據取用于I/O映象區(qū)，而不直接與外部設備發(fā)生映象區(qū)，而不直接與外部設備發(fā)生關系關系 ?？删幊绦蚩刂破鳎删幊绦?/p>

12、控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.34可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.35工作方式：工作方式： 周期循環(huán)掃描工作方式周期循環(huán)掃描工作方式工作過程：自診斷、輸入采樣、程序掃描、工作過程：自診斷、輸入采樣、程序掃描、輸出刷新幾個階段。輸出刷新幾個階段?？删幊绦蚩刂破鳎删幊绦蚩刂破鳎≒LCPLC）原理及應用）原理及應用.36 輸入刷新階段-CPU從輸入電路的輸出端讀出各路狀態(tài)，并將其寫入輸入映像寄存器；X0X1X0Y0Y0Y1讀讀寫寫Y0Y1讀讀寫寫可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.37 輸入電路濾波時間，它由輸

13、入電路濾波時間，它由RC濾波電路的時間常數(shù)決定。濾波電路的時間常數(shù)決定。改變時間常數(shù)可調整輸入延遲時間。改變時間常數(shù)可調整輸入延遲時間。 輸出電路的滯后時間，它與輸出電路的輸出方式有關。輸出電路的滯后時間，它與輸出電路的輸出方式有關。繼電器輸出方式的滯后時間為繼電器輸出方式的滯后時間為10ms左右；雙向晶閘管輸出左右；雙向晶閘管輸出方式，在接通負載時滯后時間約為方式，在接通負載時滯后時間約為1ms，切斷負載時滯后時，切斷負載時滯后時間小于間小于10ms；晶體管輸出方式的滯后時間小于；晶體管輸出方式的滯后時間小于1ms。 PLC循環(huán)掃描的工作方式循環(huán)掃描的工作方式可編程序控制器（可編程序控制器（

14、PLCPLC）原理及應用）原理及應用.38CPU讀輸入讀輸入輸入輸入/輸出輸出刷新時間刷新時間最短響應時間最短響應時間=輸入延遲時間輸入延遲時間+一個掃描周期一個掃描周期+輸出延遲時間輸出延遲時間可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.39CPU讀輸入讀輸入輸入輸入/輸出輸出刷新時間刷新時間最長響應時間最長響應時間=輸入延遲時間輸入延遲時間+兩個掃描時間兩個掃描時間+輸出延遲時間輸出延遲時間可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC）原理及應用）原理及應用.40說明說明:輸入信號在第一個掃描周期的輸入采樣階段之后才出現(xiàn)，故在第一個掃描輸入信號在第一個掃描周期的輸

15、入采樣階段之后才出現(xiàn)，故在第一個掃描周期內，各映像寄存器的均為周期內，各映像寄存器的均為“0”狀態(tài)，使狀態(tài)，使Y0、Y1、Y2輸出端的狀態(tài)為輸出端的狀態(tài)為OFF（“0”）狀態(tài)）狀態(tài)Q0.0M2.0I0.2Q0.0Q0.0M2.1輸入信號輸入信號I0.2I0.2Q0.0M2.1M2.0輸入采樣輸入采樣 程序執(zhí)行程序執(zhí)行 輸出處理輸出處理出現(xiàn)信號出現(xiàn)信號第一周期第一周期輸入采樣輸入采樣 程序執(zhí)行程序執(zhí)行 輸出處理輸出處理第二周期第二周期說明說明:在第二個掃描周期的輸入采樣階段，輸入繼電器在第二個掃描周期的輸入采樣階段，輸入繼電器X0的狀態(tài)為的狀態(tài)為ON（“1”）狀態(tài)，程序執(zhí)行階段，狀態(tài)，程序執(zhí)行階段，Y1、Y2依次接通，故依次接通，故Y1、Y2輸出端的狀態(tài)為輸出端的狀態(tài)為ON（“1”）狀態(tài)。狀態(tài)。輸入采樣輸入采樣 程序執(zhí)行程序執(zhí)行 輸出處理輸出處理第三周期