可编程控制器组成及原理.ppt
《可编程控制器组成及原理.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《可编程控制器组成及原理.ppt(52页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、可编程控制器组成及可编程控制器组成及原理原理可编程控制器组成及原理3.1.1 3.1.1 可编程控制器的系统结构可编程控制器的系统结构 PLCPLC的实质就是工业控制计算机,属于过程控制计的实质就是工业控制计算机,属于过程控制计算机的一个分支。可编程控制器的主机由中央微处算机的一个分支。可编程控制器的主机由中央微处理器理器(CPU)(CPU)、存储器、存储器(RAM(RAM、EPROMEPROM、E2PROM)E2PROM)、输入输入/输出输出(INPUT/OUTPUT)(INPUT/OUTPUT)模块、外设模块、外设I/OI/O接口、接口、I/OI/O通道接口、编程器及电源部分等组成。对于整
2、通道接口、编程器及电源部分等组成。对于整体式体式PLCPLC主要部件都在同一机壳内,对于主要部件都在同一机壳内,对于PLCPLC为模为模块式的机型,各功能单元可独立封装,构成模块,块式的机型,各功能单元可独立封装,构成模块,各模块通过框架或连接电缆组合在一起。编程器是各模块通过框架或连接电缆组合在一起。编程器是可编程控制器的外围设备。可编程控制器的外围设备。PLC的基本组成的基本组成PLC主要由CPU模块、输入/输出模块、电源模块和外部设备组成 整体式整体式组合式组合式 PLC的基本分类的基本分类小型机常采用整体式小型机常采用整体式中、大型机常采用组合式中、大型机常采用组合式可编程控制器组成及
3、原理可编程控制器组成及原理外部设备现场用户输出设备微处理器(CPU)运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器110V/220V市电PLC基本单元基本单元PLC系统结构示意图系统结构示意图 整体式整体式 PLC的基本组成框图的基本组成框图 组合式组合式 PLC的基本组成框图的基本组成框图 系系 统统 总总 线线通信单元通信单元 控控 制制 系系 统统 现现 场场 过过 程程CPU单元单元输出单元输出单元 编程器编程器PLC或或上位计算机
4、上位计算机智能智能I/O单元单元输入单元输入单元FX 系列系列PLC的硬件配置图的硬件配置图可编程控制器组成及原理可编程控制器组成及原理可编程控制器组成及原理CPUCPU由控制器和运算器组成由控制器和运算器组成主要任务:主要任务:(1)(1)诊断功能:诊断诊断功能:诊断PLCPLC电源、内部工作电路的工作状态和所电源、内部工作电路的工作状态和所存储的用户程序中的语法错误。存储的用户程序中的语法错误。(2)(2)接收并存储用户程序。接收并存储用户程序。(3)(3)以扫描方式接收现场输入装置输入的状态或数据,并存入以扫描方式接收现场输入装置输入的状态或数据,并存入相应的数据存储区。相应的数据存储区
5、。(4)(4)执行监控程序和用户程序,完成数据和信息的逻辑运算,执行监控程序和用户程序,完成数据和信息的逻辑运算,产生相应的控制信号,完成用户指令规定的各种操作。产生相应的控制信号,完成用户指令规定的各种操作。(5)(5)响应各种外部设备响应各种外部设备(如编程器、上位机、打印机等如编程器、上位机、打印机等)的工作的工作请求请求 1 1 1CPU(CPU(CPU(中央微处理器中央微处理器中央微处理器中央微处理器中央微处理器中央微处理器)可编程控制器采用的可编程控制器采用的CPUCPU单片机芯片:单片机芯片:单片机芯片:单片机芯片:80318031、80968096位片式微处理器:位片式微处理器
6、:位片式微处理器:位片式微处理器:AMD-2900AMD-2900通用微处理器:通用微处理器:通用微处理器:通用微处理器:80868086、8028680286、8038680386小型小型PLCPLC大多采用大多采用8 8位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为CPUCPU中型中型PLCPLC大多采用大多采用1616位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为CPUCPU大型大型PLCPLC大多采用位片式微处理器大多采用位片式微处理器FX2FX2可编程控制器使用的微处理器是可编程控制器使用的微处理器是1616位的位的80968096单单片机片机。有些大中型有些大中型PLCPLC采用了冗余
7、技术,即采用双采用了冗余技术,即采用双CPUCPU或或三三CPUCPU工作方式,进一步提高了系统的可靠性。采工作方式,进一步提高了系统的可靠性。采用冗余技术的用冗余技术的PLCPLC平均无故障工作时间可达几十万平均无故障工作时间可达几十万小时以上小时以上 2 2 2存储器存储器存储器存储器存储器存储器 PLCPLC的存储器的存储器系统程序存储器系统程序存储器系统程序存储器系统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用户程序存储器(包括用户程序存储区和用户数据存储区)(包括用户程序存储区和用户数据存储区)(包括用户程序存储区和用户数据存储区)(包括用户程序存储区和用户数据存储区)(1
8、)(1)系统程序存储器通常采用系统程序存储器通常采用ROMROM或或EPROMEPROM芯片存储器芯片存储器(2)(2)用户程序存储区主要存放用户已编制好的程序或正在调用户程序存储区主要存放用户已编制好的程序或正在调试的应用程序试的应用程序为了调试和修改的方便,总是先把用户程为了调试和修改的方便,总是先把用户程序存放在随机存取存储器序存放在随机存取存储器(RAM)(RAM)中,经过运行、考核、中,经过运行、考核、修改、完善、达到设计要求后,再把它固化到修改、完善、达到设计要求后,再把它固化到EPROMEPROM中,替代中,替代RAMRAM使用。使用。(3)(3)用户数据存储区通常采用用户数据存
9、储区通常采用RAMRAM存储器存储器3 3 3输入输入输入输入输入输入/输出接口输出接口输出接口输出接口输出接口输出接口 作用:连接用户输入输出设备和作用:连接用户输入输出设备和PLCPLC控制器,将各输控制器,将各输入信号转换成入信号转换成PLCPLC标准电平供标准电平供PLCPLC处理,再将处理好处理,再将处理好的输出信号转换成用户设备所要求的信号驱动外部负的输出信号转换成用户设备所要求的信号驱动外部负载。载。对输入输出接口的要求:对输入输出接口的要求:良好的抗干扰能力;良好的抗干扰能力;良好的抗干扰能力;良好的抗干扰能力;对各类输入输出信号(开关量、模拟量、直流对各类输入输出信号(开关量
10、、模拟量、直流对各类输入输出信号(开关量、模拟量、直流对各类输入输出信号(开关量、模拟量、直流量、交流量)的匹配能力。量、交流量)的匹配能力。量、交流量)的匹配能力。量、交流量)的匹配能力。各种输入接口均采取了抗干扰措施:各种输入接口均采取了抗干扰措施:光耦合器隔离光耦合器隔离RC滤波器滤波器 PLC与外部设备联系的桥梁与外部设备联系的桥梁 开关量输入单元开关量输入单元 开关量输出单元开关量输出单元 直流输入单元直流输入单元 交流输入单元交流输入单元晶体管输出单元晶体管输出单元晶闸管输出单元晶闸管输出单元继电器输出单元继电器输出单元可编程控制器组成及原理开关量开关量I/O模块的点数一般是模块的
11、点数一般是2的的n次方,如次方,如4、8、16点。点。开关量开关量I/O模块的外部接线方式有汇点式、分组式和模块的外部接线方式有汇点式、分组式和分隔式分隔式(1)输入接口电路:采用)输入接口电路:采用光电耦合器,防止强电干扰。光电耦合器,防止强电干扰。直流输入电路直流输入电路 交流输入电路交流输入电路继电器输出继电器输出(2)输出接口电路:)输出接口电路:以以继电器形式为例:继电器形式为例:PLC内内部部电电路路内内部部电电路路K+交流电源或交流电源或直流电源直流电源QL+-晶体管输出电路晶体管输出电路 晶闸管输出电路晶闸管输出电路 继电器输出电路继电器输出电路特别应指出的是,由于继电器模式具
12、有实际断点,可以从物理特别应指出的是,由于继电器模式具有实际断点,可以从物理上切断所控制的回路,同时这种模式既适合于直流情况又适合上切断所控制的回路,同时这种模式既适合于直流情况又适合于交流情况,因此这种模式在开关频率不太高的情况下是首选于交流情况,因此这种模式在开关频率不太高的情况下是首选的输出控制方案。的输出控制方案。可编程控制器组成及原理可编程控制器组成及原理编程器是编程器是PLCPLC的重要外围设备,使用编程器将用户的重要外围设备,使用编程器将用户编写的程序存入用户程序存储区,实现人与编写的程序存入用户程序存储区,实现人与PLCPLC的的对话对话 (1)(1)编程器的类型编程器的类型简
13、易编程器简易编程器简易编程器简易编程器图形编程器图形编程器图形编程器图形编程器计算机编程器计算机编程器计算机编程器计算机编程器(2)(2)简易编程器简介简易编程器简介液晶显示屏液晶显示屏(16字符字符X4行行带后照明带后照明)功能键功能键专用键专用键指令键指令键元件符号键元件符号键数字键数字键 连接用接插件连接用接插件 其他键其他键清除键清除键辅助键辅助键空格键空格键步序键步序键光标键光标键执行键执行键可编程控制器组可编程控制器组成及原理成及原理可编程控制器内部有一稳压电源,用来把供电电源可编程控制器内部有一稳压电源,用来把供电电源转换成满足转换成满足PLCPLC的各内部电路的各内部电路(如如
14、CPUCPU、存储、存储、I/OI/O接口等接口等)工作所需要的直流电源。工作所需要的直流电源。FX2FX2系统系统PLCPLC采用采用开关电源,除向开关电源,除向PLCPLC内部电路供电外,还可向外提内部电路供电外,还可向外提供供DC24VDC24V稳压电源用于对外部供电稳压电源用于对外部供电 可编程控制器组成及原理可编程控制器组成及原理可编程控制器组成及原理可编程控制器组成及原理若若若若PLCPLCPLCPLC主机板主机板主机板主机板(又称基本单元又称基本单元又称基本单元又称基本单元)的的的的I/OI/OI/OI/O点数不能满足输入点数不能满足输入点数不能满足输入点数不能满足输入/输出设备
15、的需要时,可用扩展电缆将输出设备的需要时,可用扩展电缆将输出设备的需要时,可用扩展电缆将输出设备的需要时,可用扩展电缆将I/OI/OI/OI/O扩展单元与扩展单元与扩展单元与扩展单元与基本单元相连,达到灵活配置,增加基本单元相连,达到灵活配置,增加基本单元相连,达到灵活配置,增加基本单元相连,达到灵活配置,增加I/OI/OI/OI/O点数的目的点数的目的点数的目的点数的目的 vI/OI/O扩展接口扩展接口采用并行通讯方式采用并行通讯方式扩展扩展I/OI/O模块;模块;扩展位置控制模块(如扩展位置控制模块(如F2-30GMF2-30GM););扩展通讯模块(如扩展通讯模块(如FX-232AWFX
16、-232AW等);等);扩展模拟量控制模块(如扩展模拟量控制模块(如FX-2DAFX-2DA、FX-4ADFX-4AD等)。等)。可编程控制器组成及原理 PLC PLC上电后,就在系统程序的监控下,周而复上电后,就在系统程序的监控下,周而复始地按固定顺序对系统内部的各种任务进行查询、始地按固定顺序对系统内部的各种任务进行查询、判断和执行,这个过程实质上是一个不断循环的顺判断和执行,这个过程实质上是一个不断循环的顺序扫描过程。一个循环扫描过程称为扫描周期。序扫描过程。一个循环扫描过程称为扫描周期。PLCPLC采用周期扫描机制,简化了程序设计,提采用周期扫描机制,简化了程序设计,提高了系统可靠性。
17、具体表现在:在一个扫描周期内,高了系统可靠性。具体表现在:在一个扫描周期内,前面执行的任务结果立即就可被后面将要执行的任前面执行的任务结果立即就可被后面将要执行的任务所用;可以通过设定一个监视定时器来监视每个务所用;可以通过设定一个监视定时器来监视每个扫描周期的时间是否超过规定值,避免某个任务进扫描周期的时间是否超过规定值,避免某个任务进入死循环而引起的故障。入死循环而引起的故障。3.2.1 3.2.1 可编程控制器的工作方式可编程控制器的工作方式可编程控制器的工作方式可编程控制器的工作方式 可编程控制器组成及原理可编程控制器组成及原理PLCPLC投入运行后,要完成以下操作:投入运行后,要完成
18、以下操作:以故障诊断和处理为主的公共操作以故障诊断和处理为主的公共操作以故障诊断和处理为主的公共操作以故障诊断和处理为主的公共操作联系现场信号输入联系现场信号输入联系现场信号输入联系现场信号输入/输出状态刷新输出状态刷新输出状态刷新输出状态刷新执行用户程序执行用户程序执行用户程序执行用户程序服务于外设命令的操作服务于外设命令的操作服务于外设命令的操作服务于外设命令的操作PLCPLC中的中的CPUCPU采用分时方式去执行这些操作。按顺采用分时方式去执行这些操作。按顺序每一时刻执行一个操作序每一时刻执行一个操作 PLC循循环环扫扫描描工工作作流流程程可编程控制器组成及原理 (1)PLC扫描工作各环
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 可编程控制器 组成 原理
限制150内