《LC基本结构和工作》PPT课件.ppt

PLC基本结构和工作原理基本结构和工作原理 PLC种类繁多，但其组成结构和工作原理基种类繁多，但其组成结构和工作原理基本相同。用可编程序控制器实施控制，其实本相同。用可编程序控制器实施控制，其实质是按一定算法进行输入输出变换，并将这质是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现，应用于工业现场。个变换予以物理实现，应用于工业现场。PLC专为工业现场应用而设计，采用了典型专为工业现场应用而设计，采用了典型的计算机结构，它主要是由的计算机结构，它主要是由CPU、电源、存、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。1、PLC硬件结构微处理器（CPU）CPU是PLCPLC的核心，其主要作用是：v接受从编程器输入的用户程序，并存入程序存储器中；v用扫描方式采集现场输入状态和数据，并存入相应的数据寄存器中,输出状态的刷新；v执行用户程序；v完成通讯任务v通过故障自诊断程序，诊断PLC的各种运行错误。现代PLC使用的微处理器主要有以下几种：通用微处理器单片微处理器专用微处理器存贮器存贮器在系统中的作用分为下面的4种：v1系统程序存贮器v2用户程序存贮器v3数据表寄存器（Data table memory）v4高速暂存存贮器（Scratch pad memory）PLC常用的存贮器有以下几种类型：v1.随机存取存贮器（RAM）v2.只读存贮器（ROM）v3.可擦除可编程序的只读存贮器（EPROMv4.可电擦除的EPROM（EEPROM或E2PROM）开关量开关量I/O模块外接端子形式模块外接端子形式v常用的外接端子形式有汇点式、分组式、分隔式常用的外接端子形式有汇点式、分组式、分隔式编程器vPLC的编程器用来生成PLC的用户程序，并对程序进行编辑、检查和修改。编程器还可以将程序存储在磁带或磁盘中，并驱动打印机打印出带注解的梯形图程序或指令表程序。各种编程器还可以用来监视系统运行的情况。编程工具专用编程器v1、简易编程器v2、图形编程器PLC软件（平台）系统（组态软件）2、PLC工作原理v扫描工作当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。PLC扫描过程示意图:PLC的的I/O响应时间为了增强响应时间为了增强PLC的抗干扰能力，的抗干扰能力，提高其可靠性，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。描技术）。以上两个主要原因，使得以上两个主要原因，使得PLC的的I/O响应比一般响应比一般微型计算机构成的工业控制系统慢一些，其响应时微型计算机构成的工业控制系统慢一些，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期。期。I/O响应时间响应时间:指从指从PLC的某一输入信号变化开始到的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。系统有关输出端信号的改变所需的时间。最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间：v最短I/O响应时间：v最长I/O响应时间：PLC编程语言简介v可编程序控制器是专为工业生产过程的自动控制可编程序控制器是专为工业生产过程的自动控制而开发的通用控制器，编程简单是它的而开发的通用控制器，编程简单是它的个突出个突出优点，它没有采用计算机程序语言，而是开发了优点，它没有采用计算机程序语言，而是开发了面向控制过程、面向问题、简单直观的面向控制过程、面向问题、简单直观的PLCPLC编程语编程语言。言。1继电器梯形图v这种表达方式与传统的这种表达方式与传统的继电器控制原理电路图继电器控制原理电路图非常相似，不同点是它非常相似，不同点是它的特定的元件和构图规的特定的元件和构图规则。它比较直观、形象，则。它比较直观、形象，对于那些熟悉继电器对于那些熟悉继电器接触器控制系统的人来接触器控制系统的人来说，易于接受。继电器说，易于接受。继电器梯形图适用于比较简单梯形图适用于比较简单的控制功能的编程。的控制功能的编程。基本要素：触点、线圈、功能盒基本要素：触点、线圈、功能盒PLC的梯形图编程方法与一般规则的梯形图编程方法与一般规则1)梯形图按照自上而下、从左到右的顺序排列。每一个梯形图按照自上而下、从左到右的顺序排列。每一个继电器线圈为一个逻辑行。每一个逻辑行始于左母线，继电器线圈为一个逻辑行。每一个逻辑行始于左母线，然后是触点的各种连接，最后是线圈与右母线相连。然后是触点的各种连接，最后是线圈与右母线相连。2)梯形图是梯形图是PLC形象化的编程方式，其左右两侧母线并形象化的编程方式，其左右两侧母线并不接任何电源，因而各路也没有真实的电流流过。但不接任何电源，因而各路也没有真实的电流流过。但为了方便，常用为了方便，常用“有电流有电流”或或“得电得电”等来形象地描等来形象地描述用户程序解算中满足输出线圈的动作条件。述用户程序解算中满足输出线圈的动作条件。3)梯形图中的继电器不是继电器控制线路中的实际继电梯形图中的继电器不是继电器控制线路中的实际继电器，它实质上是变量存储器中的位触发器，因此，称器，它实质上是变量存储器中的位触发器，因此，称为为“软继电器软继电器”，相应位为，相应位为“1”，表示该继电器线，表示该继电器线圈通电，其动合触点闭合、动断触点打开。圈通电，其动合触点闭合、动断触点打开。梯形图中继电器的线圈是广义的，除了输出继电器、内梯形图中继电器的线圈是广义的，除了输出继电器、内部继电器线圈外还包括定时器、计数器等的线圈。部继电器线圈外还包括定时器、计数器等的线圈。4)梯形图中，信息流程从左到右，继电器线圈应与梯形图中，信息流程从左到右，继电器线圈应与右边的母线直接相连，线圈的右边不能有触头，而右边的母线直接相连，线圈的右边不能有触头，而左边必须有触头。左边必须有触头。5)梯形图中继电器线圈在一个程序中不能重复使用；梯形图中继电器线圈在一个程序中不能重复使用；而继电器的触头，编程中可以重复使用，且使用次而继电器的触头，编程中可以重复使用，且使用次数不受限制。数不受限制。6)因因PLC在解算用户逻辑时，就是按照梯形图从上在解算用户逻辑时，就是按照梯形图从上到下、从左到右的先后顺序逐行进行处理的，即按到下、从左到右的先后顺序逐行进行处理的，即按扫描方式顺序执行程序，所以，由梯形图编写指令扫描方式顺序执行程序，所以，由梯形图编写指令程序时，应遵循从上到下、从左到右的顺序，梯形程序时，应遵循从上到下、从左到右的顺序，梯形图中的每个符号对应于一条指令，一条指令为一个图中的每个符号对应于一条指令，一条指令为一个步序。步序。例题例题1：电动机的点动及连续运行：电动机的点动及连续运行例题二、电动机的例题二、电动机的Y/降压起动降压起动例题三、生产过程质量控制例题三、生产过程质量控制 例题四、电动机正反转例题四、电动机正反转2、逻辑功能图（、逻辑功能图（FBD）v它基本上沿用了数字逻辑电路的逻辑图的表达形式。它基本上沿用了数字逻辑电路的逻辑图的表达形式。这种方式易于描述较为复杂的控制功能，表达直观，这种方式易于描述较为复杂的控制功能，表达直观，查错找漏都比较容易，因此，它是编程时常使用的查错找漏都比较容易，因此，它是编程时常使用的一种方式。一种方式。3功能流程图功能流程图v它类似于计算机常它类似于计算机常用的程序框图，但用的程序框图，但有它自己的规则，有它自己的规则，描述控制过程比较描述控制过程比较详细具体，包括每详细具体，包括每一框前的输入信号，一框前的输入信号，框内的判断和工作框内的判断和工作内容，框后的输出内容，框后的输出状态。这种方式容状态。这种方式容易构思，是一种常易构思，是一种常用的程序表达方式。用的程序表达方式。4指令语句表指令语句表v采用类似计算机采用类似计算机汇编语言的指令汇编语言的指令语句表来编程，语句表来编程，对熟悉汇编语言对熟悉汇编语言的编程者，特别的编程者，特别易于接受，且编易于接受，且编程方便，编程设程方便，编程设备简单。通常都备简单。通常都先用以上几种方先用以上几种方式表达，然后改式表达，然后改写成相应的语句写成相应的语句表。表。