可编程序控制器的基本原理优秀PPT.ppt
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1、CPUDIAI输输入入映映像像寄寄存存器器输输出出映映像像寄寄存存器器DOAO.1PLC PLC 应用基础应用基础 第第2章章 可编程序限制器的基本原理可编程序限制器的基本原理2.2 2.2 可编程序限制器的各组成部分可编程序限制器的各组成部分可编程序限制器的各组成部分可编程序限制器的各组成部分 2.3 2.3 可编程序限制器的工作原理可编程序限制器的工作原理可编程序限制器的工作原理可编程序限制器的工作原理 2.4 2.4 可编程序限制器的编程语言可编程序限制器的编程语言可编程序限制器的编程语言可编程序限制器的编程语言 2.1 2.1 可编程序限制器的基本结构可编程序限制器的基本结构可编程序限
2、制器的基本结构可编程序限制器的基本结构 2鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 CPU电电 源源通通信信接接口口输输入入接接口口I/O扩扩展展接接口口I/O扩扩展展模模块块输输出出接接口口存储器存储器系统系统 用户用户程序程序 程序程序外部设备外部设备编程器编程器计算机计算机打印机打印机条码扫描仪条码扫描仪图形监控设备图形监控设备PLC主机主机按钮按钮触点触点行程开关行程开关用户输入设备用户输入设备指示灯指示灯电磁线圈电磁线圈电磁阀电磁阀用户输出设备用户输出设备2.1 可编程序限制器的基本结构可编程序限制器的基本结构 整体式整体式整体式整体式 PLC P
3、LC 3 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 CPU 模块模块 智能智能I/O模块模块 通信模块通信模块 编程器编程器 PLC/上位计算机上位计算机 工工 业业 现现 场场 过过 程程 输入模块输入模块 输出模块输出模块 模块式模块式模块式模块式 PLC PLC 4 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 2.2 可编程序限制器的各组成部分可编程序限制器的各组成部分 一、中心处理单元一、中心处理单元 CPU1.CPU 的功能的功能(1)读入现场状态;读入现场状态;(2)限制存储和解读用户程序;限制存储和解读用户程序
4、;(3)执行各种运算程序;执行各种运算程序;(4)输出运算结果;输出运算结果;(5)执行系统诊断功能;执行系统诊断功能;(6)与外部设备或计算机通信等。与外部设备或计算机通信等。5 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 2.CPU 2.CPU 的构成的构成的构成的构成 由(超)大规模集成电路的处理芯片构成。由(超)大规模集成电路的处理芯片构成。(1)用通用微处理器作用通用微处理器作 CPU 低档低档 PLC 普遍常用普遍常用 Z80 作作 CPU。通用处理器:通用处理器:Intel 8086、80286、80386等。等。(2)用单片机作用单片机作 CP
5、U Intel 公司的公司的 MCS45 系列或系列或 MCS51系列。系列。如单片机芯片:如单片机芯片:8031、8096。(3)位片式微处理器位片式微处理器作作 CPU 位片式微处理器:位片式微处理器:AMD2900。6 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 二、存储器二、存储器 1.1.存储器的类型存储器的类型存储器的类型存储器的类型 ROM ROM、RAMRAM、PROMPROM、EPROMEPROM、EAROM EAROM、EEPROMEEPROM。2.2.存储器的划分存储器的划分存储器的划分存储器的划分(1)(1)系统存储器系统存储器系统存储
6、器系统存储器 ROM ROM 存储器。存储器。存储器。存储器。(2)(2)用户程序存储器用户程序存储器用户程序存储器用户程序存储器 有掉电爱护的有掉电爱护的有掉电爱护的有掉电爱护的 RAM RAM 或或或或 EEPROM EEPROM 存储器。存储器。存储器。存储器。不同型号的不同型号的不同型号的不同型号的 PLC PLC 其存储器的容量差别很大。其存储器的容量差别很大。其存储器的容量差别很大。其存储器的容量差别很大。7 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 (3)工作数据存储器工作数据存储器 有掉电爱护的有掉电爱护的 RAM 或或 EEPROM 存储器
7、。存储器。在工作数据区预先开拓了在工作数据区预先开拓了“元件映像寄存器元件映像寄存器”和变量数据区。和变量数据区。有掉电时能保持数据的区域有掉电时能保持数据的区域 数据保持区。数据保持区。8 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 三、输入三、输入/输出模块输出模块 输入输入/输出信号:开关量、模拟量。输出信号:开关量、模拟量。开关量:直流量、沟通量。开关量:直流量、沟通量。CPUDIAI输输入入映映像像寄寄存存器器输输出出映映像像寄寄存存器器DOAO.9 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 1.1.数字量(开关量
8、)输入接口电路数字量(开关量)输入接口电路数字量(开关量)输入接口电路数字量(开关量)输入接口电路 (1)直流输入接口电路直流输入接口电路 内内部部电电路路R2 U VT 滤波滤波SCOM 电源极性任意电源极性任意R1 RCLED 输入指示输入指示10 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 (2)沟通输入接口电路沟通输入接口电路 内内部部电电路路R3 U VT 滤波滤波SCOMR1 R2CLED 输入指示输入指示 11 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 2.2.数字量(开关量)输出接口电路数字量(开关量)输出接
9、口电路数字量(开关量)输出接口电路数字量(开关量)输出接口电路 依据输出电路所用开关器件的不同分类。依据输出电路所用开关器件的不同分类。依据输出电路所用开关器件的不同分类。依据输出电路所用开关器件的不同分类。(1)(1)晶体管输出接口电路晶体管输出接口电路晶体管输出接口电路晶体管输出接口电路 R1 VD1 COM FU 负载负载 内内部部电电路路R2 U LED R3 VT1 VT2 输出输出指示指示VD2 12 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 (2)双向晶闸管输出单元双向晶闸管输出单元 LED 输出输出指示指示R1 COM FU 负载负载 内内部
10、部电电路路R C VT1 VT2 R2 13 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 (3)继电器输出接口电路继电器输出接口电路 KALEDR1COMFU负载负载内内部部电电路路KA VD输输出出指指示示14 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 3.3.模拟量的输入与输出模拟量的输入与输出模拟量的输入与输出模拟量的输入与输出 (1)模拟量输入模拟量输入 采样值采样值A/D 转换转换 8 位位/10 位位/12 位数字量位数字量 输入映像寄存器输入映像寄存器 AI。S7200 PLC中,一个模拟量转换为中,一个模拟量
11、转换为 12 位数位数 字量,但是占用字量,但是占用 AI 一个字长(一个字长(16 位)。位)。输入模拟信号的大小:输入模拟信号的大小:电压:电压:10 10V,0 10V,1 5V 电流:电流:20 20mA,0 20mA,4 20mA。15 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 模拟量输入接口电路模拟量输入接口电路 16 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 (2)模拟量输出模拟量输出 数字量数字量输出映像寄存器输出映像寄存器 AQ D/A 转换(还原)转换(还原)模拟量。模拟量。S7200 PLC 中,输出
12、模拟量未转换前是中,输出模拟量未转换前是 1 个个 字长的数字量,存放在字长的数字量,存放在 AQ 中。中。输出模拟信号的大小:输出模拟信号的大小:电压:电压:10 10V,0 10V,1 5V。电流:电流:20 20mA,0 20mA,4 20mA。输出可以干脆驱动小功率的设备。输出可以干脆驱动小功率的设备。如指示灯、小型继电器如指示灯、小型继电器。大功率或高压设备,要通过中间继电器、大功率或高压设备,要通过中间继电器、电磁开关等进行电压或功率放大才能驱动。电磁开关等进行电压或功率放大才能驱动。17 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 模拟量输出接口
13、电路模拟量输出接口电路 18 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 四、外部设备四、外部设备 编程器编程器 人机界面(操作员接口)人机界面(操作员接口)外存储器外存储器 EEPROM 写入器写入器 通用打印机模块通用打印机模块 大屏幕彩色图形监控设备大屏幕彩色图形监控设备 条码扫描仪条码扫描仪 盒式磁带机盒式磁带机 PLC 或上位计算机或上位计算机 通讯接口通讯接口 CPU TD200操作员界面操作员界面19 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 编程器编程器编程器编程器 (1)作用作用 输入、编辑、调试用户程序。
14、输入、编辑、调试用户程序。在线监控在线监控 PLC 内部状态和参数。内部状态和参数。与与 PLC 进行人机对话。进行人机对话。(2)编程器的种类编程器的种类 专用编程器专用编程器 编程软件编程软件+通用计算机通用计算机 功能:编程、监控、打印、功能:编程、监控、打印、数据采集和分析、系统仿真等。数据采集和分析、系统仿真等。(与固定型号的(与固定型号的 PLC 配套运用)配套运用)简易编程器简易编程器 智能编程器智能编程器 20 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 五、五、智能模块智能模块 PID 限制模块限制模块 高速计数模块高速计数模块 温度测量模块
15、温度测量模块 运动限制模块运动限制模块 通信模块通信模块 ASCII 模块模块 BASIC 模块模块 中断限制模块中断限制模块 21 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 六、电源六、电源 内部有一个开关电源。内部有一个开关电源。电源的容量取决于电源的容量取决于 PLC 的型号。的型号。S7200 CPU 的内部电源为自身、扩展模块、的内部电源为自身、扩展模块、其他用电设备供应其他用电设备供应 5 V、24 V DC 电源。电源。扩展模块通过与扩展模块通过与 CPU 连接的总线连接电缆取连接的总线连接电缆取 得得 5 V 直流电源。直流电源。CPU 向外
16、供应的向外供应的 24 V DC 电源从(电源从(L,M)端引出。该电源为端引出。该电源为 (1)本机集成的本机集成的、扩展模块上的、扩展模块上的 I/O 点供电。点供电。(2)特殊的模块、智能模块供电。特殊的模块、智能模块供电。(3)从通信口输出,供应应从通信口输出,供应应 PC/PPI 编程电缆、编程电缆、TD200 文本显示操作界面等设备。文本显示操作界面等设备。22 鲁东高校交通学院第第2章章 可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 电源的容量:电源的容量:表表2-1 S7200 CPU 的供电能力(的供电能力(mA)CPU 型号型号 5V/24V CPU 型号型号 5V/2
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