第2章 PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理

1、緒論EXIT1緒論EXIT2緒論EXIT3學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求 掌握掌握PLC的硬件結(jié)構(gòu)組成；的硬件結(jié)構(gòu)組成； 掌握掌握PLC的工作原理；的工作原理； 了解了解PLC的性能指標(biāo)。的性能指標(biāo)。緒論EXIT42.1 可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu) PLC實(shí)施控制的基本點(diǎn)分析：實(shí)施控制的基本點(diǎn)分析： 可編程序控制器實(shí)施控制的實(shí)質(zhì)：按一定算法進(jìn)行輸入輸可編程序控制器實(shí)施控制的實(shí)質(zhì)：按一定算法進(jìn)行輸入輸 出變換，并將這個變換予以物理實(shí)現(xiàn)。出變換，并將這個變換予以物理實(shí)現(xiàn)。 輸入輸出變換輸入輸出變換和和物理實(shí)現(xiàn)物理實(shí)現(xiàn)是是PLC實(shí)施控制的實(shí)施控制的兩個基本點(diǎn)兩個基本點(diǎn)。 輸入輸出變換：輸入輸出變

2、換：實(shí)質(zhì)就是信息處理。實(shí)質(zhì)就是信息處理。 物理實(shí)現(xiàn)物理實(shí)現(xiàn)：要求：要求PLC的輸入應(yīng)適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，輸出應(yīng)的輸入應(yīng)適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制的水平，方便實(shí)際的控制系統(tǒng)使用。放大到工業(yè)控制的水平，方便實(shí)際的控制系統(tǒng)使用。緒論EXIT5 根據(jù)對根據(jù)對PLC實(shí)施控制的基本點(diǎn)的分析，實(shí)施控制的基本點(diǎn)的分析，PLC采采用了典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)：用了典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)： 可編程序控制器（可編程序控制器（Programmable Logic Controller）主要由：中央處理器（）主要由：中央處理器（CPU）、存儲）、存儲器（器（RAM、ROM）、專門設(shè)計的輸入輸出（）、專門設(shè)計的輸入輸出（I/

3、O）電路和電源部件組成。電路和電源部件組成。緒論EXIT6PLCPLC的一般結(jié)構(gòu)的一般結(jié)構(gòu)可編程可編程控制器控制器主機(jī)主機(jī)可編程可編程控制器控制器編程器編程器圖圖2.1 2.1 可編程控制器及編程器可編程控制器及編程器緒論EXIT7電源單元電源單元編程單元編程單元 輸輸 入入 接接 口口中中 央央 處處 理理 單單 元元 存存 儲儲 器器輸入輸出數(shù)據(jù)存儲輸入輸出數(shù)據(jù)存儲 輸輸 出出 接接 口口地址總線地址總線 控制總線控制總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線開關(guān)或傳感器開關(guān)或傳感器繼電器觸點(diǎn)繼電器觸點(diǎn)行程開關(guān)行程開關(guān)地址總線地址總線控制總線控制總線模擬量輸入模擬量輸入照照 明明電磁裝置電磁裝置電動機(jī)電動機(jī)其他

4、執(zhí)行裝其他執(zhí)行裝置或接觸器置或接觸器圖圖2-2 PLC機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖緒論EXIT8外外存存接接口口其其它它接接口口ROM-RAM鍵鍵盤盤與與顯顯示示中中 央央 處處 理理 器器C P U輸入接口輸入接口光合光合輸出接口輸出接口繼電器或繼電器或晶體管晶體管EPROM盒式存儲器盒式存儲器A/D D/A計算機(jī)計算機(jī)其它設(shè)備其它設(shè)備內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器輸入接線端子輸入接線端子輸出接線端子輸出接線端子圖圖2-3 PLC機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖緒論EXIT91 1、中央處理器、中央處理器 CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出（、

5、輸入輸出（I/OI/O）接口電路相連。）接口電路相連。 是是PLCPLC的大腦，由中央處理器（的大腦，由中央處理器（CPUCPU）和存儲器等組）和存儲器等組成。成。（中央處理器（中央處理器+ +存儲器）存儲器） CPU是是PLC的運(yùn)算控制中心，它在系統(tǒng)程序的控制下，的運(yùn)算控制中心，它在系統(tǒng)程序的控制下，完成邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，其完成邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，其主要功能是：主要功能是：緒論EXIT10 。CPUCPU從地址總線上給出存儲地址，從從地址總線上給出存儲地址，從 控制總線上給出讀命令，從數(shù)據(jù)總線上得到讀出的指令，并存入控制總線上給出讀命令，

6、從數(shù)據(jù)總線上得到讀出的指令，并存入CPUCPU內(nèi)內(nèi)的指令寄存器中。的指令寄存器中。 。對對存放在指令寄存器中的指令操作碼進(jìn)行譯碼，存放在指令寄存器中的指令操作碼進(jìn)行譯碼，執(zhí)行指令規(guī)定的操作。如讀取輸入信號，取操作數(shù)、進(jìn)行邏輯運(yùn)算或算執(zhí)行指令規(guī)定的操作。如讀取輸入信號，取操作數(shù)、進(jìn)行邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算、將結(jié)果輸出給有關(guān)部分。術(shù)運(yùn)算、將結(jié)果輸出給有關(guān)部分。 。CPUCPU執(zhí)行完一條指令后，能根據(jù)條件產(chǎn)執(zhí)行完一條指令后，能根據(jù)條件產(chǎn)生下一條指令的地址，以便取出和執(zhí)行下一條指令，在生下一條指令的地址，以便取出和執(zhí)行下一條指令，在CPUCPU的控制下，的控制下，程序的指令即可以順序執(zhí)行，也可以分支或跳轉(zhuǎn)

7、。程序的指令即可以順序執(zhí)行，也可以分支或跳轉(zhuǎn)。 。CPUCPU除順序執(zhí)行程序外，還能接收輸入輸出發(fā)來的除順序執(zhí)行程序外，還能接收輸入輸出發(fā)來的中斷請求，并進(jìn)行中斷處理，中斷請求，并進(jìn)行中斷處理，中斷處理完后，再返回原址，繼續(xù)順序執(zhí)中斷處理完后，再返回原址，繼續(xù)順序執(zhí)行。行。緒論EXIT11現(xiàn)代現(xiàn)代PLC使用的使用的CPU主要有以下幾種主要有以下幾種 通用微處理器通用微處理器，如，如8080、6800、Z80A、8086等。通用微處理器的等。通用微處理器的價格便宜，通用性強(qiáng)。價格便宜，通用性強(qiáng)。 單片機(jī)單片機(jī)，如，如8051等。單片機(jī)由于集成度高、體積小、價格低和可擴(kuò)等。單片機(jī)由于集成度高、體積

8、小、價格低和可擴(kuò)充性好，很適合在小型充性好，很適合在小型PLC上使用，也廣泛地用于上使用，也廣泛地用于PLC的智能的智能I/O模塊。模塊。 位片式微處理器位片式微處理器，如，如AMD2900系列等。位片式微處理器是獨(dú)立于系列等。位片式微處理器是獨(dú)立于微型機(jī)的另一分支。它主要追求運(yùn)算速度快，它以微型機(jī)的另一分支。它主要追求運(yùn)算速度快，它以4位為一片。用位為一片。用幾個位片級聯(lián)，可以組成任意字長的微處理器。幾個位片級聯(lián)，可以組成任意字長的微處理器。緒論EXIT12RAM： 隨機(jī)存儲器，可讀可寫，沒有斷電保持功能。隨機(jī)存儲器，可讀可寫，沒有斷電保持功能。ROM：只讀存儲器，只讀，不能寫。只讀存儲器，

9、只讀，不能寫。RAM存放用戶程序存放用戶程序ROM存放系統(tǒng)程序存放系統(tǒng)程序 存儲器存儲器用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運(yùn)行中的數(shù)據(jù)。用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運(yùn)行中的數(shù)據(jù)。包括只讀存儲器包括只讀存儲器( (ROM) )和隨機(jī)存取存儲器和隨機(jī)存取存儲器( (RAM) )。 EPROM：可擦除程序的只讀存儲器，用紫外線照射芯可擦除程序的只讀存儲器，用紫外線照射芯片上的透鏡窗口，可以擦除已寫入的內(nèi)容，而寫入新的程片上的透鏡窗口，可以擦除已寫入的內(nèi)容，而寫入新的程序。序。 EEPROM：可電擦除的只讀存儲器，兼有可電擦除的只讀存儲器，兼有ROM的非易的非易失性和失性和RAM的隨機(jī)存取的優(yōu)點(diǎn)。的隨機(jī)存取

10、的優(yōu)點(diǎn)。緒論EXIT13 系統(tǒng)程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器 存儲系統(tǒng)的系統(tǒng)程序存儲系統(tǒng)的系統(tǒng)程序 用戶程序存儲器用戶程序存儲器 存儲系統(tǒng)的用戶程序存儲系統(tǒng)的用戶程序 工作數(shù)據(jù)存儲器工作數(shù)據(jù)存儲器 存儲工作數(shù)據(jù)存儲工作數(shù)據(jù)根據(jù)存儲器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下根據(jù)存儲器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下3種種:緒論EXIT14 輸入輸出接口輸入輸出接口是是PLC與工業(yè)控制現(xiàn)場各類信號連接的與工業(yè)控制現(xiàn)場各類信號連接的部分。部分。 輸入接口輸入接口用來用來接受接受生產(chǎn)過程的各種參數(shù)（生產(chǎn)過程的各種參數(shù)（輸入信號輸入信號）。）。 輸出接口輸出接口用來用來送出送出可編程控制器運(yùn)算后得出的可編程控制器

11、運(yùn)算后得出的控制信控制信息息（輸出信號），并通過機(jī)外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工業(yè)現(xiàn)場的（輸出信號），并通過機(jī)外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工業(yè)現(xiàn)場的各類控制。各類控制。 為了適應(yīng)可編程控制器在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工作，對為了適應(yīng)可編程控制器在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工作，對輸入輸出接口有二個主要的要求：輸入輸出接口有二個主要的要求： 良好的抗干擾能力良好的抗干擾能力 能滿足工業(yè)現(xiàn)場各類信號的匹配要求能滿足工業(yè)現(xiàn)場各類信號的匹配要求緒論EXIT15可編程控制器為不同的接口需求設(shè)計了不同的接口單元：可編程控制器為不同的接口需求設(shè)計了不同的接口單元： 開關(guān)量輸入接口開關(guān)量輸入接口 其作用是把現(xiàn)場的開關(guān)量信號變成其作用是把現(xiàn)場的開關(guān)量信號變

12、成可編程控制器內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號?？删幊炭刂破鲀?nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號。 開關(guān)量輸入接口按可接納的外部信號電源的類型不同，開關(guān)量輸入接口按可接納的外部信號電源的類型不同，分為分為直流輸入單元直流輸入單元和和交流輸入單元交流輸入單元。 開關(guān)量輸出接口按可編程控制器機(jī)內(nèi)使用的器件不同，開關(guān)量輸出接口按可編程控制器機(jī)內(nèi)使用的器件不同，分為分為繼電器型繼電器型、晶體管型晶體管型和和可控硅型可控硅型。 開關(guān)量輸出接口開關(guān)量輸出接口 其作用是把可編程內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)其作用是把可編程內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的開關(guān)量信號。換成現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的開關(guān)量信號。緒論EXIT16 PLC與外部設(shè)備聯(lián)系的橋梁與外

13、部設(shè)備聯(lián)系的橋梁 開關(guān)量輸入單元開關(guān)量輸入單元 直流輸入單元直流輸入單元 交流輸入單元交流輸入單元 開關(guān)量輸出單元開關(guān)量輸出單元晶體管輸出單元晶體管輸出單元晶閘管輸出單元晶閘管輸出單元繼電器輸出單元繼電器輸出單元輸入輸入/輸出接口輸出接口:緒論EXIT17直流輸入電路直流輸入電路COM+5VLEDSR3R1AR2CT 內(nèi)內(nèi) 部部 電電 路路濾波濾波 光電光電耦合耦合 外部外部開關(guān)開關(guān) 輸入點(diǎn)的輸入點(diǎn)的狀態(tài)顯示狀態(tài)顯示 輸入點(diǎn)輸入點(diǎn) 公共端公共端 緒論EXIT18交流輸入電路交流輸入電路LED+5VAR2TCOMSCR1 內(nèi)內(nèi) 部部 電電 路路R3濾波濾波 光電光電耦合耦合 輸入點(diǎn)的輸入點(diǎn)的狀態(tài)

14、顯示狀態(tài)顯示 外部外部開關(guān)開關(guān) 輸入點(diǎn)輸入點(diǎn) 緒論EXIT19輸入接口的接線方式（匯點(diǎn)式）輸入接口的接線方式（匯點(diǎn)式）緒論EXIT20晶體管輸出電路晶體管輸出電路COMT2LEDDFU+5V內(nèi)內(nèi) 部部 電電 路路T1R1R2R3負(fù)載負(fù)載光電光電耦合耦合 輸出點(diǎn)的輸出點(diǎn)的狀態(tài)顯示狀態(tài)顯示 公共端公共端 輸出點(diǎn)輸出點(diǎn) 緒論EXIT21晶閘管輸出電路晶閘管輸出電路COMLEDR2 C TFU內(nèi)內(nèi) 部部 電電 路路R1負(fù)載負(fù)載光電耦合光電耦合 輸出點(diǎn)的輸出點(diǎn)的狀態(tài)顯示狀態(tài)顯示 公共端公共端 輸出點(diǎn)輸出點(diǎn) 緒論EXIT22繼電器輸出電路繼電器輸出電路COMLED J R內(nèi)內(nèi) 部部 電電 路路負(fù)載負(fù)載輸出

15、點(diǎn)的輸出點(diǎn)的狀態(tài)顯示狀態(tài)顯示 繼電器繼電器 機(jī)械機(jī)械觸點(diǎn)觸點(diǎn) 公共端公共端 輸出點(diǎn)輸出點(diǎn) 緒論EXIT23輸出接口接線方式（分組式）輸出接口接線方式（分組式）緒論EXIT24思考：為什么要采用光電耦合電路思考：為什么要采用光電耦合電路？1、電氣隔離，防干擾。、電氣隔離，防干擾。2、光電耦合器一般由發(fā)光二極管和光電三極管組成。、光電耦合器一般由發(fā)光二極管和光電三極管組成。3、光電耦合器的傳感原理：、光電耦合器的傳感原理： 輸入端的電信號變化輸入端的電信號變化發(fā)光二極管產(chǎn)生與輸入信號發(fā)光二極管產(chǎn)生與輸入信號變化規(guī)律相同的光信號變化規(guī)律相同的光信號光電三極管在光信號的照射下光電三極管在光信號的照射下

16、導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通程度與光信號的強(qiáng)弱有關(guān)導(dǎo)通程度與光信號的強(qiáng)弱有關(guān)在光耦合器的線在光耦合器的線性工作區(qū)輸出信號與輸入信號呈線性關(guān)系。性工作區(qū)輸出信號與輸入信號呈線性關(guān)系。緒論EXIT25 模擬量輸入接口把現(xiàn)場模擬量輸入接口把現(xiàn)場連續(xù)變化的模擬量連續(xù)變化的模擬量信號轉(zhuǎn)換成適信號轉(zhuǎn)換成適合可編程控制器內(nèi)部處理的合可編程控制器內(nèi)部處理的二進(jìn)制數(shù)字信號二進(jìn)制數(shù)字信號。 模擬量信號輸入后一般經(jīng)運(yùn)算放大器放大后進(jìn)行模擬量信號輸入后一般經(jīng)運(yùn)算放大器放大后進(jìn)行AD轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，再經(jīng)光電耦合后為可編程控制器提供一定位數(shù)的數(shù)字量換，再經(jīng)光電耦合后為可編程控制器提供一定位數(shù)的數(shù)字量信號。信號。光耦合器隔離A/D轉(zhuǎn)換器濾波內(nèi)部回

17、路圖圖2.4 2.4 模擬量輸入單元框圖模擬量輸入單元框圖緒論EXIT26 模擬量輸出接口將模擬量輸出接口將PLC運(yùn)算處理后的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)運(yùn)算處理后的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量信號輸出，以滿足生產(chǎn)過程現(xiàn)場連續(xù)控制信號的需求。的模擬量信號輸出，以滿足生產(chǎn)過程現(xiàn)場連續(xù)控制信號的需求。模擬量輸出接口一般由光電隔離、模擬量輸出接口一般由光電隔離、D DA A轉(zhuǎn)換和信號驅(qū)動等環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換和信號驅(qū)動等環(huán)節(jié)組成組成。信號轉(zhuǎn)換內(nèi)部回路光耦合器隔離D/A轉(zhuǎn)換器圖圖2.5 2.5 模擬量輸出單元框圖模擬量輸出單元框圖緒論EXIT27 為了適應(yīng)更復(fù)雜的控制工作的需要，可編程控制器還有一些智能控為了適應(yīng)更復(fù)雜的控制

18、工作的需要，可編程控制器還有一些智能控制單元，如：高速計數(shù)器單元、溫度控制單元、通信單元、定位單元等。制單元，如：高速計數(shù)器單元、溫度控制單元、通信單元、定位單元等。特殊功能模塊特殊功能模塊都是獨(dú)立的工作單元，它們和普通輸入輸出接口的區(qū)別在都是獨(dú)立的工作單元，它們和普通輸入輸出接口的區(qū)別在于都于都帶有獨(dú)立的帶有獨(dú)立的CPU，有專門的處理能力有專門的處理能力。 緒論EXIT28可編程控制器的電源包括可編程控制器的電源包括: :* * 為可編程控制器各工作單元供電的為可編程控制器各工作單元供電的開關(guān)電源。開關(guān)電源。* * 為掉電保護(hù)電路供電的為掉電保護(hù)電路供電的后備電源后備電源，一般為電池。，一般

19、為電池。緒論EXIT29 可編程控制器一般可配備的外部設(shè)備：可編程控制器一般可配備的外部設(shè)備： 編程器編程器 盒式磁帶機(jī)，用以記錄程序或信息盒式磁帶機(jī)，用以記錄程序或信息 打印機(jī)，用以打印程序或制表打印機(jī)，用以打印程序或制表 EPROM寫入器，用以將程序?qū)懭胗脩魧懭肫?，用以將程序?qū)懭胗脩鬍PROM中中 高分辨率大屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)，用以顯示或監(jiān)視有關(guān)部高分辨率大屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)，用以顯示或監(jiān)視有關(guān)部分的運(yùn)行狀態(tài)分的運(yùn)行狀態(tài)編程器編程器緒論EXIT302.2.1 PLC的工作方式和工作過程的工作方式和工作過程 PLC是采用是采用周期循環(huán)掃描周期循環(huán)掃描的工作方式，的工作方式，CPU連續(xù)執(zhí)行

20、連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。 CPU對用戶程序的執(zhí)行過程是對用戶程序的執(zhí)行過程是CPU的循環(huán)掃描，并用的循環(huán)掃描，并用周期性地周期性地集中采樣集中采樣、集中輸出集中輸出的方式來完成的的方式來完成的 。2.2 可編程控制器的工作原理可編程控制器的工作原理 緒論EXIT31（1）讀輸入階段。）讀輸入階段。每次掃描周期的開始，先讀取輸入點(diǎn)的每次掃描周期的開始，先讀取輸入點(diǎn)的當(dāng)前值，然后寫到輸入映像寄存器區(qū)域。當(dāng)前值，然后寫到輸入映像寄存器區(qū)域。 （2）執(zhí)行程序階段。）執(zhí)行程序階段。 用戶程序執(zhí)行階段，用戶程序執(zhí)行階段，PLC按照梯形按照梯形圖的順序，自

21、左而右，自上而下的逐行掃描。圖的順序，自左而右，自上而下的逐行掃描。 （3）處理通信請求階段）處理通信請求階段 。（4）執(zhí)行）執(zhí)行CPU自診斷測試階段。自診斷測試階段。 （5）寫輸出階段）寫輸出階段 。緒論EXIT32 PLC的掃描過程：的掃描過程：緒論EXIT33 l 輸入采樣階段輸入采樣階段 PLC以掃描方式順序讀入輸入端子的通斷狀態(tài)（ON/OFF），并寫入相應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入，接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。 l 程序執(zhí)行階段程序執(zhí)行階段 PLC按先左后右，自上而下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描，并將相應(yīng)的運(yùn)算和處理結(jié)果寫入輸出狀態(tài)寄存器中。 l 輸出刷新階段輸出刷新階段 在所有指令執(zhí)行完

22、畢后，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)轉(zhuǎn)寫入輸出鎖成器中，驅(qū)動相應(yīng)的輸出設(shè)備，產(chǎn)生PLC的實(shí)際輸出。 經(jīng)過這三個階段，PLC完成一個掃描周期。 “順序掃描、不斷循環(huán)順序掃描、不斷循環(huán)”緒論EXIT34工作原理工作原理: PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，包括采用循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部內(nèi)部處理、通訊操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處處理、通訊操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理理幾個階段。幾個階段。 PLC執(zhí)行的五個階段，稱為一個掃描周期，執(zhí)行的五個階段，稱為一個掃描周期，PLC完成一個周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃完成一個周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。描周而復(fù)始地進(jìn)行。緒論EXIT35

23、PLC與微機(jī)、繼電接觸器工作方式比較：與微機(jī)、繼電接觸器工作方式比較：PLC的工作方式：循環(huán)掃描（串行）的工作方式：循環(huán)掃描（串行）微機(jī)的工作方式：等待命令微機(jī)的工作方式：等待命令繼電接觸器的工作方式：并行繼電接觸器的工作方式：并行PLC與微機(jī)、與微機(jī)、繼電接觸器繼電接觸器的主要區(qū)別的主要區(qū)別緒論EXIT36 2.2.2 PLC掃描工作方式的特點(diǎn)：掃描工作方式的特點(diǎn)： 簡單直觀，簡化了程序的設(shè)計，并為簡單直觀，簡化了程序的設(shè)計，并為PLC的可靠運(yùn)行提供了的可靠運(yùn)行提供了保證；保證； 系統(tǒng)監(jiān)視定時器系統(tǒng)監(jiān)視定時器WDT可可監(jiān)視每次掃描的時間，并在每個掃監(jiān)視每次掃描的時間，并在每個掃描周期內(nèi)都要對

24、描周期內(nèi)都要對WDT進(jìn)行復(fù)位操作。如果系統(tǒng)的硬件或用進(jìn)行復(fù)位操作。如果系統(tǒng)的硬件或用戶軟件發(fā)生了故障，戶軟件發(fā)生了故障，WDT就會就會超時自動報警，并停止超時自動報警，并停止PLCPLC的的運(yùn)行，從而避免了程序進(jìn)入死循環(huán)的故障。運(yùn)行，從而避免了程序進(jìn)入死循環(huán)的故障。緒論EXIT372.2.3 信息刷新方式信息刷新方式 輸入刷新輸入刷新是在輸入采樣階段進(jìn)行是在輸入采樣階段進(jìn)行 輸出刷新輸出刷新是在輸出采樣階段進(jìn)行是在輸出采樣階段進(jìn)行 輸入刷新輸入刷新除了在輸入采樣階段進(jìn)行外，在程序執(zhí)行階段每隔一定除了在輸入采樣階段進(jìn)行外，在程序執(zhí)行階段每隔一定 時間還要刷新一次。時間還要刷新一次。 輸出刷新輸出

25、刷新除了在輸出處理階段進(jìn)行外，在程序執(zhí)行階段，凡是程除了在輸出處理階段進(jìn)行外，在程序執(zhí)行階段，凡是程序中有輸出指令的地方，該指令執(zhí)行后又立即進(jìn)行一次輸出刷新。序中有輸出指令的地方，該指令執(zhí)行后又立即進(jìn)行一次輸出刷新。緒論EXIT382.2.4 輸入輸出滯后時間輸入輸出滯后時間輸入輸出滯后時間輸入輸出滯后時間又稱為又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時間系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指從，是指從PLC外部輸入信號發(fā)生變化的時刻起至它所控制的有關(guān)外外部輸入信號發(fā)生變化的時刻起至它所控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻止之間的時間間隔。部輸出信號發(fā)生變化的時刻止之間的時間間隔。輸入輸出滯后時間由輸入輸出滯后時間由輸入電路的濾波時間輸入

26、電路的濾波時間、輸出模塊輸出模塊的滯后時間的滯后時間和和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間三部分三部分所組成。所組成。 緒論EXIT39u 輸入模塊輸入模塊的的RC濾波電路用來濾除由輸入端引起的干擾噪聲，消除因外接濾波電路用來濾除由輸入端引起的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點(diǎn)動作時產(chǎn)生抖動引起的不良影響。濾波時間常數(shù)決定了輸入濾輸入觸點(diǎn)動作時產(chǎn)生抖動引起的不良影響。濾波時間常數(shù)決定了輸入濾波時間的長短波時間的長短, ,其典型值為其典型值為10ms10ms左右。左右。u 輸出模塊輸出模塊的滯后時間與模塊開關(guān)元件的類型有關(guān)：的滯后時間與模塊開關(guān)元件的類型有關(guān)： 繼電器型輸出電路的

27、滯后時間一般最大值在繼電器型輸出電路的滯后時間一般最大值在10ms10ms左右。左右。 雙向可控硅型輸出電路的滯后時間在負(fù)載被雙向可控硅型輸出電路的滯后時間在負(fù)載被接通接通時的滯后時間約為時的滯后時間約為1ms1ms，負(fù)，負(fù)載由導(dǎo)通到載由導(dǎo)通到斷開斷開時的最大滯后時間為時的最大滯后時間為10ms10ms。 晶體管型輸出電路的滯后時間一般在晶體管型輸出電路的滯后時間一般在1ms1ms左右。左右。緒論EXIT40最短響應(yīng)時間最短響應(yīng)時間: : 在一個掃描周期剛結(jié)束時就收到了有關(guān)輸入信號的變化狀態(tài)，在一個掃描周期剛結(jié)束時就收到了有關(guān)輸入信號的變化狀態(tài)，則下一個掃描周期一開始這個變化信號就可以被采樣到

28、，這時響則下一個掃描周期一開始這個變化信號就可以被采樣到，這時響應(yīng)時間最短應(yīng)時間最短 最短響應(yīng)時間最短響應(yīng)時間= =輸入延遲時間輸入延遲時間+1+1個掃描周期個掃描周期+ +輸出延遲時間輸出延遲時間最長響應(yīng)時間：最長響應(yīng)時間： 在一個掃描周期剛開始收就收到一個輸入信號的變化狀態(tài)，在一個掃描周期剛開始收就收到一個輸入信號的變化狀態(tài)，由于存在輸入延遲，則在當(dāng)前掃描周期內(nèi)這個輸入信號對輸出由于存在輸入延遲，則在當(dāng)前掃描周期內(nèi)這個輸入信號對輸出不會起作用，要到下一個周期快結(jié)束時的輸出刷新階段，輸出不會起作用，要到下一個周期快結(jié)束時的輸出刷新階段，輸出才會做出反應(yīng)，這個響應(yīng)時間最長。才會做出反應(yīng)，這個響

29、應(yīng)時間最長。 最長響應(yīng)時間最長響應(yīng)時間= =輸入延遲時間輸入延遲時間+2+2個掃描周期個掃描周期+ +輸出延遲時間輸出延遲時間緒論EXIT412.2.5 PLC的編程語言和編程方式的編程語言和編程方式 PLC的操作是依其程序操作進(jìn)行的，而程序是用程序語的操作是依其程序操作進(jìn)行的，而程序是用程序語言表達(dá)的，并且表達(dá)的方式多種多樣，不同的生產(chǎn)廠家，不言表達(dá)的，并且表達(dá)的方式多種多樣，不同的生產(chǎn)廠家，不同的機(jī)種，采用的表達(dá)方式不同，但基本上可歸納為：同的機(jī)種，采用的表達(dá)方式不同，但基本上可歸納為：目前常用目前常用緒論EXIT42 是在繼電控制系統(tǒng)電氣原理圖基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種是在繼電控制系統(tǒng)電氣原理

30、圖基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種圖形語言。它繼承了繼電器接點(diǎn)、線圈、串聯(lián)、并聯(lián)等術(shù)圖形語言。它繼承了繼電器接點(diǎn)、線圈、串聯(lián)、并聯(lián)等術(shù)語和類似的圖形符號，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)，不語和類似的圖形符號，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)，不需學(xué)習(xí)計算機(jī)專業(yè)知識，電氣技術(shù)人員使用最方便。需學(xué)習(xí)計算機(jī)專業(yè)知識，電氣技術(shù)人員使用最方便。緒論EXIT43例：用例：用PLC組成電機(jī)起?？刂齐娐方M成電機(jī)起停控制電路3M.緒論EXIT44SB0 220VPLC(1) PLC系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖如：接通如：接通SB0，則則X0存儲單存儲單元對應(yīng)的位元對應(yīng)的位為為“1”,反之反之則為則為“0”。緒論EXIT45常閉接點(diǎn)常閉接點(diǎn)(2) 利

31、用梯形圖編制控制程序利用梯形圖編制控制程序 Y0 X0 X1注意：注意：這些接點(diǎn)或線圈并不是真實(shí)的物理繼電器接點(diǎn)或線圈，這些接點(diǎn)或線圈并不是真實(shí)的物理繼電器接點(diǎn)或線圈，而是在軟件編程中使用的編程元件，每個編程元件與存儲器中而是在軟件編程中使用的編程元件，每個編程元件與存儲器中的一個存儲單元相對應(yīng)，該存儲單元為的一個存儲單元相對應(yīng)，該存儲單元為“1”則表示梯形圖中常則表示梯形圖中常開閉合開閉合, 常閉斷開，線圈通電。常閉斷開，線圈通電。 Y0狀態(tài)取決于按狀態(tài)取決于按鈕是否動作鈕是否動作如：按如：按SB1，則則X1存儲單存儲單元為元為“1”，則其常閉接則其常閉接點(diǎn)斷開，線點(diǎn)斷開，線圈斷電，電圈斷電

32、，電機(jī)停止。機(jī)停止。輸出繼電輸出繼電器器(線圈線圈)常開接點(diǎn)常開接點(diǎn)緒論EXIT462. 語句表語言語句表語言 這種編程語言與匯編語言類似，不同的廠家其語句表這種編程語言與匯編語言類似，不同的廠家其語句表有所不同，這里以日本松下可編程控制器為例，對上述電有所不同，這里以日本松下可編程控制器為例，對上述電機(jī)起、?？刂七M(jìn)行編程（即將梯形圖轉(zhuǎn)換成語句表語言）。機(jī)起、?？刂七M(jìn)行編程（即將梯形圖轉(zhuǎn)換成語句表語言）。ST X0OR Y0AN/ X1OT Y0注意：按梯形圖從注意：按梯形圖從左到右，從上到下左到右，從上到下的順序編程。的順序編程。緒論EXIT47梯形圖和助記符語言是梯形圖和助記符語言是PLC中最常用的編程語中最常用的編程語言，學(xué)習(xí)中應(yīng)言，學(xué)習(xí)中應(yīng)（1）梯形圖中的繼電器并不一定是物理繼電器，）梯形圖中的繼電器并不一定是物理繼電器，每個繼電器或輸入接點(diǎn)各為存儲器中的一位，相每個繼電器或輸入接點(diǎn)各為存儲器中的一位，相應(yīng)位為應(yīng)位為“1”態(tài)，表示繼電器線圈通電或常開觸頭態(tài)，表示繼電器線圈通電或常開觸頭閉合，或常閉觸頭斷開。閉合，或常閉觸頭斷開。（2）梯形圖中流過的電流不是物理電流，而是概