第二講可編程控制器構成及工作原理

第二講可編程控制器的構成及工作原理目錄一、可編程控制器的硬件組成外部設備現(xiàn)場用戶輸出設備微處理器（CPU）運算器控制器輸出部件輸入部件系統(tǒng)存儲器用戶存儲器I/O擴展接口通訊及編程接口編程設備計算機打印機等傳感器按鈕、開關現(xiàn)場信號電磁閥中間繼電器執(zhí)行器現(xiàn)場用戶輸入設備擴展設備擴展單元通訊模塊功能模塊電源變換器～110V/220V市電PLC基本單元PLC系統(tǒng)結構示意圖一、可編程控制器的硬件組成FX系列PLC的硬件配置圖1、CPU2、存儲器注意

可編程控制器的數(shù)據(jù)單元大多以繼電器命名，如輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等，且認為它們具有線圈和無數(shù)對常開常閉觸點，不同用途的繼電器在存儲器占有不同的區(qū)域，每個存儲單元都有不同的地址編號。3、輸入、輸出接口注意開關量輸出接口分為：繼電器型,晶體管型,晶閘管型，輸出接口本身都不帶電源，而且在考慮外驅(qū)動電源時，還需考慮輸出器件的類型。4、電源5、通訊及編程接口6、I/O擴展接口二、可編程控制器的軟件及應用程序的編程語言1、軟件系統(tǒng)監(jiān)控程序

生成用戶元件系統(tǒng)內(nèi)部自檢管理程序標準程序模塊、系統(tǒng)調(diào)用用戶程序自動化系統(tǒng)控制程序數(shù)據(jù)表格軟件系統(tǒng)解釋程序運行管理1994年IEC國際電工委員會（InternationalElectrotechnicalCommission）發(fā)布了標準文件，將梯形圖、指令表、功能塊圖、順序功能圖及結構文本等五種語言作為推薦編程語言2、編程語言（1）梯形圖（LadderDiagram）

梯形圖是PLC使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。

梯形圖語言簡稱LAD，是一種以圖形符號及圖形符號在圖中的相互關系表示控制關系的編程語言，是從繼電器電路圖演變過來的。a軟繼電器PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器等，是一些存儲單元（軟繼電器），每一軟繼電器與PLC存儲器中映像寄存器的一個存儲單元相對應。該存儲單元如果為“1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對應軟繼電器的線圈“通電”，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲單元為“0”狀態(tài)，對應軟繼電器的線圈和觸點的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。b能流

如圖所示觸點1、2接通時，有一個假想的“概念電流”或“能流”(PowerFlow)從左向右流動，這一方向與執(zhí)行用戶程序時的邏輯運算的順序是一致的。能流只能從左向右流動。利用能流這一概念，可以幫助我們更好地理解和分析梯形圖。圖1中存在的能流有(1,2)、(1，5，4)、(3，4)和(3，5，2)，為此可以將圖1轉(zhuǎn)化為圖2.c母線

梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線(Busbar)。在分析梯形圖的邏輯關系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線（左母線和右母線）之間有一個左正右負的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右流動。右母線可以不畫出。d梯形圖的邏輯解算

根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關系，求出與圖中各線圈對應的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進行的。解算的結果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的。左母線右母線（2）指令表指令表也叫語句表（StatementList，STL）。序號

指令

說明0LDX000常開觸點與母線相連1ORY000常開觸點并聯(lián)2ANIX001常閉觸點串聯(lián)3ANDX002常開觸點串聯(lián)4OUTY000驅(qū)動線圈5END程序結束（1）PLC系統(tǒng)正常工作所要完成的任務三、PLC的工作原理1、掃描的要點是分時處理及串行工作（2）應用程序的執(zhí)行過程可以分為以下三個階段

三個階段是分時完成的，稱為輸入輸出的集中處理方式。PLC對輸入、輸出口的處理原則：PLC有兩種工作狀態(tài)：運行（RUN）、停止（STOP）。運行狀態(tài)時執(zhí)行應用程序。停止狀態(tài)只做內(nèi)部處理及通信，一般用于程序的編制與修改。PLC上電后，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下周而復始地按一定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各種任務進行查詢、判斷和執(zhí)行等。2、PLC工作過程3、用戶程序循環(huán)掃描4、分時串行的循環(huán)工作產(chǎn)生輸入輸出滯后時間與繼電器控制線路的并行控制方式存在差別，見下圖:串行與并行工作是PLC與繼電器系統(tǒng)工作原理的根本區(qū)別：

圖a控制圖中，如果為繼電器控制線路，由于是并行控制方式，首先是線圈KM1與線圈KM2均通電，然后因為常閉觸頭KM2的斷開，導致線圈KM1斷電。

如果為梯形圖控制線路，當X1接通后，線圈Y1通電，然后是Y2通電，完成第1次掃描；進入第2次掃描后，線圈Y1因常閉觸頭Y2斷開而斷電，而Y2通電。

(a)圖