可編程控制器

1、可編程控制器 第三章 PLC的基本組成的基本組成第一節(jié)第一節(jié) PLC的基本組成和各部分的作用的基本組成和各部分的作用 一、一、PLCPLC的基本組成的基本組成 PLC PLC也是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的也是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語(yǔ)言，具有中央處理器接口和更直接的適用于控制要求的編程語(yǔ)言，具有中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（輸出（I/O）接口、電源等。）接口、電源等。 二、二、PLCPLC各部分的作用各部分的作用（一）中央處理單元（一）中央處理單元（CPU）1、CPU的作用的作用（1）從

2、程序存儲(chǔ)器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令；）從程序存儲(chǔ)器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令；（2）將各種輸入信號(hào)取入；）將各種輸入信號(hào)取入；（3）把運(yùn)算結(jié)果送到輸出端；）把運(yùn)算結(jié)果送到輸出端；（4）響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求；）響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求；（5）診斷電源、）診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和語(yǔ)法錯(cuò)誤。內(nèi)部電路的工作故障和語(yǔ)法錯(cuò)誤。 2、PLC的的CPU（1）小型）小型PLC多采用多采用8位微處理器或單片機(jī)作為位微處理器或單片機(jī)作為CPU（2）中型）中型PLC多采用多采用16位微處理器或單片機(jī)作為位微處理器或單片機(jī)作為CPU（3）大型）大型PLC多采用高速位片式微處理器多采用高速位片式微處理器

3、 二、二、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 1 1、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用于存放用于存放PLCPLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在PROMPROM或或EPROMEPROM中，中，用戶不可訪問和修改。用戶不可訪問和修改。2 2、用戶程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM用戶程序區(qū)：存放用戶工作程序；用戶程序區(qū)：存放用戶工作程序；數(shù)據(jù)區(qū)：存放數(shù)據(jù)區(qū)：存放PLCPLC在運(yùn)行過程中所用到的和生成的各種工作數(shù)據(jù)。在運(yùn)行過程中所用到的和生成的各種工作數(shù)據(jù)。系統(tǒng)區(qū)：存放系統(tǒng)區(qū)：存放CPUCPU的組態(tài)數(shù)據(jù)（設(shè)定的參數(shù)）。的組態(tài)數(shù)據(jù)（設(shè)定的參數(shù)）。RAMRAM是一種

4、揮發(fā)性器件，所以配備掉電保護(hù)電路。是一種揮發(fā)性器件，所以配備掉電保護(hù)電路。三、輸入、輸出單元三、輸入、輸出單元輸入單元作用：將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信輸入單元作用：將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入主機(jī)。號(hào)送入主機(jī)。輸出單元作用：將主機(jī)向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行電路的信號(hào)，輸出單元作用：將主機(jī)向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行電路的信號(hào)，以便控制接觸器線圈、信號(hào)燈、電磁閥等電器。以便控制接觸器線圈、信號(hào)燈、電磁閥等電器。PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WL

5、ORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR手持式的編程器手持式的編程器 編程設(shè)備可以是專用的手持式的編編程設(shè)備可以是專用的手持式的編程器；也可以是安裝了專門的編程通訊程器；也可以是安裝了專門的編程通訊軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。 用戶可以通過鍵盤輸入和調(diào)試程用戶可以通過鍵盤輸入和調(diào)試程序；另外在運(yùn)行時(shí)，還可以對(duì)整個(gè)控序；另外在運(yùn)行時(shí)，還可以對(duì)整個(gè)控制過程進(jìn)行監(jiān)控制過程進(jìn)行監(jiān)控。 （五）電源單元（五）電源單元 把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部把外部供應(yīng)的電

6、源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。各單元所需的電源。 有的電源單元還向外提供有的電源單元還向外提供24V24V隔離直流電隔離直流電源，可供開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場(chǎng)無源開源，可供開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場(chǎng)無源開關(guān)等使用。關(guān)等使用。 可編程序控制器的電源一般采用開關(guān)可編程序控制器的電源一般采用開關(guān)式電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積式電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。 （四）（四） 編程設(shè)備編程設(shè)備第二節(jié)第二節(jié) PLC對(duì)繼電器控制系統(tǒng)的仿真對(duì)繼電器控制系統(tǒng)的仿真一、模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法一、模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法 用用P

7、LCPLC替代繼電器控制系統(tǒng)就是替代電氣控制電路圖中的控制電路替代繼電器控制系統(tǒng)就是替代電氣控制電路圖中的控制電路那部分，而主電路部分基本保持不變。那部分，而主電路部分基本保持不變。 繼電接觸器控制系統(tǒng)，又稱為接線程序控制系統(tǒng)，是通過電器繼電接觸器控制系統(tǒng)，又稱為接線程序控制系統(tǒng)，是通過電器元器件的固定接線來實(shí)現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)的。元器件的固定接線來實(shí)現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)的。 在在PLC控制系統(tǒng)中，用戶根據(jù)控制要求編制出相應(yīng)的控制程序，控制系統(tǒng)中，用戶根據(jù)控制要求編制出相應(yīng)的控制程序，并寫入并寫入PLC的程序存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，的程序存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，PLC將程序執(zhí)行結(jié)果輸出將

8、程序執(zhí)行結(jié)果輸出給相應(yīng)的輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。給相應(yīng)的輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。 這種控制稱為存儲(chǔ)程序控制。這種控制稱為存儲(chǔ)程序控制。1 1、繼電器控制系統(tǒng)由輸入部分、輸出部分和控制部分組成。、繼電器控制系統(tǒng)由輸入部分、輸出部分和控制部分組成。2 2、PLCPLC控制系統(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三部分組成?？刂葡到y(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三部分組成。3 3、繼電器控制系統(tǒng)由許多真正的硬件繼電器組成，而、繼電器控制系統(tǒng)由許多真正的硬件繼電器組成，而PLCPLC的控制系統(tǒng)由的控制系統(tǒng)由許多所謂的許多所謂的“軟繼電器軟繼電器”組成。組成。 二、梯形圖仿真繼電器控制電路二、梯形圖仿真繼電器控制電路

9、SB1SB2KMKM圖圖3-2 電動(dòng)機(jī)起、停控制電路電動(dòng)機(jī)起、停控制電路I0.1( )I0.0Q0.0Q0.0圖圖3-3 電動(dòng)機(jī)起、停控制梯形圖電動(dòng)機(jī)起、停控制梯形圖1、在梯形圖中，可以把左母線看作是提供能量的母線，觸點(diǎn)閉、在梯形圖中，可以把左母線看作是提供能量的母線，觸點(diǎn)閉合可以使能量流過，直到下一個(gè)元件；觸點(diǎn)斷開將阻止能量流過，合可以使能量流過，直到下一個(gè)元件；觸點(diǎn)斷開將阻止能量流過，這種能量流稱之為這種能量流稱之為“能流能流”。2、梯形圖中的基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。、梯形圖中的基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。觸點(diǎn)：代表邏輯控制條件；觸點(diǎn)：代表邏輯控制條件；線圈：通常代表邏輯輸出結(jié)

10、果；線圈：通常代表邏輯輸出結(jié)果；方框：代表某種特定功能的指令。方框：代表某種特定功能的指令。說說明明3、梯形圖與繼電器控制電路圖之間的差異：、梯形圖與繼電器控制電路圖之間的差異：（1）“軟繼電器軟繼電器”：不是物理繼電器，每個(gè)：不是物理繼電器，每個(gè)“軟繼電器軟繼電器”各為存儲(chǔ)器中各為存儲(chǔ)器中的一位，相應(yīng)位為的一位，相應(yīng)位為“1”狀態(tài)，表示該繼電器線圈狀態(tài)，表示該繼電器線圈“通電通電”。（2）梯形圖中流過的）梯形圖中流過的“電流電流”不是物理電流，而是不是物理電流，而是“能流能流”，它只能，它只能從左到右、自上而下流動(dòng)。從左到右、自上而下流動(dòng)。（3）梯形圖中的常開、常閉觸點(diǎn)不是現(xiàn)場(chǎng)物理開關(guān)的觸點(diǎn)

11、。）梯形圖中的常開、常閉觸點(diǎn)不是現(xiàn)場(chǎng)物理開關(guān)的觸點(diǎn)。（4）梯形圖中的輸出線圈不是物理線圈，不能用它直接去得現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行）梯形圖中的輸出線圈不是物理線圈，不能用它直接去得現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。（5）PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)原則上可無限次反復(fù)使用。內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)原則上可無限次反復(fù)使用。（6）實(shí)施控制的方法不同：繼電器控制線路中，要實(shí)現(xiàn)某種控）實(shí)施控制的方法不同：繼電器控制線路中，要實(shí)現(xiàn)某種控制是通過各種繼電器之間的硬接線解決的制是通過各種繼電器之間的硬接線解決的 ，它的功能專一，不夠，它的功能專一，不夠靈活。而靈活。而PLC控制是通過梯形圖（軟件功能）解決的，所以其靈控制是通過梯形圖（軟件功能）解決的，

12、所以其靈活多變。活多變。 一、建立一、建立I/OI/O映像區(qū)映像區(qū) 第三節(jié)第三節(jié) PLC的工作原理的工作原理PLCPLC工作時(shí)，將采集到的輸入信號(hào)狀態(tài)存放工作時(shí)，將采集到的輸入信號(hào)狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)對(duì)應(yīng)的位上；將運(yùn)算的結(jié)果在輸入映象區(qū)對(duì)應(yīng)的位上；將運(yùn)算的結(jié)果存放到輸出映象區(qū)對(duì)應(yīng)的位上。存放到輸出映象區(qū)對(duì)應(yīng)的位上。I/OI/O映像區(qū)的建立，使映像區(qū)的建立，使PLCPLC工作時(shí)只和內(nèi)存有關(guān)工作時(shí)只和內(nèi)存有關(guān)地址單元內(nèi)所存信息狀態(tài)發(fā)生關(guān)系。地址單元內(nèi)所存信息狀態(tài)發(fā)生關(guān)系。 PLC PLC上電后，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下，周而復(fù)始地按一定的順序?qū)ι想姾?，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下，周而復(fù)始地按一定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部

13、的各種任務(wù)進(jìn)行查詢、判斷和執(zhí)行，這個(gè)過程實(shí)質(zhì)上是按順系統(tǒng)內(nèi)部的各種任務(wù)進(jìn)行查詢、判斷和執(zhí)行，這個(gè)過程實(shí)質(zhì)上是按順序循環(huán)掃描的過程，稱之為序循環(huán)掃描的過程，稱之為循環(huán)掃描工作方式。循環(huán)掃描工作方式。 PLC PLC在運(yùn)行工作狀態(tài)，執(zhí)行如上所述的一次掃描操作所需的時(shí)間在運(yùn)行工作狀態(tài)，執(zhí)行如上所述的一次掃描操作所需的時(shí)間稱為掃描周期，其典型值為稱為掃描周期，其典型值為1 1100ms100ms。（一）（一）PLCPLC的工作過程的工作過程 二、循環(huán)掃描的工作方式二、循環(huán)掃描的工作方式對(duì)電源、對(duì)電源、PLC內(nèi)部電路、用戶程序的語(yǔ)法進(jìn)行檢查；內(nèi)部電路、用戶程序的語(yǔ)法進(jìn)行檢查；定期復(fù)位監(jiān)控定時(shí)器定期復(fù)位監(jiān)

14、控定時(shí)器WDT等，確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。等，確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。PLC之間以及之間以及PLC與與PC之間；之間；PLC與其它帶與其它帶微處理器的智能裝置通信。微處理器的智能裝置通信。編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機(jī)。編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機(jī)。 以掃描的方式按順序逐句掃描處理，運(yùn)算結(jié)果存以掃描的方式按順序逐句掃描處理，運(yùn)算結(jié)果存入輸出映象區(qū)對(duì)應(yīng)位中入輸出映象區(qū)對(duì)應(yīng)位中 。以掃描的方式把輸入信號(hào)的狀態(tài)存入輸入映象區(qū)；結(jié)以掃描的方式把輸入信號(hào)的狀態(tài)存入輸入映象區(qū)；結(jié)果存入輸出映象區(qū)，直至傳送到外部被控設(shè)備。果存入輸出映象區(qū)，直至傳送到外部被控設(shè)備。 清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時(shí)器等。

15、清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時(shí)器等。 CPU有兩個(gè)操作方式：有兩個(gè)操作方式：STOP方式和方式和RUN方式。方式。 可編程序控制器對(duì)用戶程序進(jìn)行循環(huán)掃描可分為三個(gè)階段進(jìn)行，即輸可編程序控制器對(duì)用戶程序進(jìn)行循環(huán)掃描可分為三個(gè)階段進(jìn)行，即輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。 （二）用戶程序的循環(huán)掃描過程（二）用戶程序的循環(huán)掃描過程1 1、輸入采樣階段、輸入采樣階段 PLCPLC在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的狀態(tài)，并將此在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的狀態(tài)，并將此狀態(tài)存入輸入映像區(qū)；在程序執(zhí)行期間即使外部輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)存入輸入映像區(qū)；在程序執(zhí)行期間即使外部輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像區(qū)的內(nèi)容也不改變，直到下一個(gè)掃描周期才被讀入。映像區(qū)的內(nèi)容也不改變，直到下一個(gè)掃描周期才被讀入。2 2、程序執(zhí)行階段、程序執(zhí)行階段 執(zhí)行程序時(shí)，梯形圖中的輸入繼電器的狀態(tài)取自內(nèi)部輸入映像寄存執(zhí)行程序時(shí)，梯形圖中的輸入繼電器的狀態(tài)取自內(nèi)部輸入映像寄存器的狀態(tài)，并將