并与传统的继电器逻辑控制技术相一致梯形图中的能流教程文件.ppt

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1、并与传统的继电器逻辑控制技术相一致梯形图中的能流2.1 PLC的组成及各部件的作用的组成及各部件的作用2.1.1 PLC的硬件组成的硬件组成PLC的硬件系统由主机、输入的硬件系统由主机、输入/输出扩展单元输出扩展单元及外部设备组成，如图及外部设备组成，如图2.1所示。所示。PLC主要组成部件及其主要作用如下主要组成部件及其主要作用如下：1.中央处理器（中央处理器（Central Processing Unit,CPU）uCPU由微处理器和控制器组成，它可以实现逻辑运由微处理器和控制器组成，它可以实现逻辑运算和数学运算，协调控制系统内部各部分的工作算和数学运算，协调控制系统内部各部分的工作。u控

2、制器的作用是控制整个微处理器的各个部件有条不控制器的作用是控制整个微处理器的各个部件有条不紊的进行工作，它的基本功能就是从内存中读取指令和紊的进行工作，它的基本功能就是从内存中读取指令和执行指令。执行指令。uPLC常用的常用的CPU有通用微处理器、单片机和位片式微有通用微处理器、单片机和位片式微处理器。通用微处理器按其处理数据的位数可分为处理器。通用微处理器按其处理数据的位数可分为4位、位、8位、位、16位和位和32位等。位等。PLC大多用大多用8位和位和16位微处理器。位微处理器。控制器的主要功能有以下几点：控制器的主要功能有以下几点：（1）采集由现场输入装置送来的状态或数据，通过输入接口存

3、人）采集由现场输入装置送来的状态或数据，通过输入接口存人输入映像寄存器或数据寄存器中，用扫描方式接收输入设备的状态输入映像寄存器或数据寄存器中，用扫描方式接收输入设备的状态信号，并存入相应的数据区信号，并存入相应的数据区(输入映像寄存器输入映像寄存器)。（2）按用户程序存储器中存放的先后次序逐条读取指令，完成各）按用户程序存储器中存放的先后次序逐条读取指令，完成各种数据的运算、传递和存储等功能，进行编译解释后，按指令规定种数据的运算、传递和存储等功能，进行编译解释后，按指令规定的任务完成各种运算和操作。的任务完成各种运算和操作。（3）把各种运算结果向外界输出。）把各种运算结果向外界输出。（4）

4、监测和诊断电源以及）监测和诊断电源以及PLC内部电路工作状态和用户程序编程内部电路工作状态和用户程序编程过程中出现的语法错误。过程中出现的语法错误。（5）根据数据处理的结果，刷新有关标志位的状态和输出状态寄）根据数据处理的结果，刷新有关标志位的状态和输出状态寄存器表的内容，响应各种外部设备（如编程器、打印机、上位计算存器表的内容，响应各种外部设备（如编程器、打印机、上位计算机、图形监控系统、条码判读器等）的工作请求，以实现输出控制、机、图形监控系统、条码判读器等）的工作请求，以实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。制表打印或数据通信等功能。2存储器存储器PLC的存储器主要包括：的存储器主要包

5、括：（1）只读存储器）只读存储器(Read Only Memory，ROM)（2）可编程只读存储器）可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，PROM)（3）可擦除可编程只读存储器）可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)（4）电可擦除可编程只读存储器）电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPROM)（5）随机存取存储器）随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)3输

6、入输入/输出接口单元输出接口单元输入输出接口单元通常也称输入输出接口单元通常也称IO单元或单元或IO模块，模块，是是PLC与工业过程控制现场之间的连接部件与工业过程控制现场之间的连接部件（1）专用编程器）专用编程器输入输入/输出扩展单元是用来扩展输出扩展单元是用来扩展PLC的输入、输出点数的输入、输出点数 4输入输入/输出扩展单元输出扩展单元5编程装置编程装置（2）配有专用编程软件包的通用计算机系统）配有专用编程软件包的通用计算机系统 6电源电源PLC的电源是指把外部供应的交流电源经过整流、滤波、的电源是指把外部供应的交流电源经过整流、滤波、稳压处理后转换成满足稳压处理后转换成满足PLC内部的

7、内部的CPU、存储器和、存储器和I/O接口等电路工作所需要的直流电源电路或电源模块接口等电路工作所需要的直流电源电路或电源模块 PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理器信处理器 7通讯接口通讯接口8外部设备接口及特殊模块外部设备接口及特殊模块外部设备接口是可编程序控制器主机实现人外部设备接口是可编程序控制器主机实现人机对话、机机对话、机机对话的通道机对话的通道（1）系统管理程序）系统管理程序（2）用户指令解释程序）用户指令解释程序（3）标准模块和系统调用）标准模块和系统调用 2.1.2 PLC的软件组成1.系统程序系统程序运行管理运行管

8、理 存储空间的分配管理存储空间的分配管理 系统自检程序系统自检程序 2.用户程序用户程序PLC的用户程序是用户利用的用户程序是用户利用PLC厂家提供的编程语厂家提供的编程语言，根据工业现场的控制目的来编制的程序言，根据工业现场的控制目的来编制的程序 2.2 PLC的输入与输出接口的输入与输出接口2.2.1 PLC的开关量输入接口的开关量输入接口u开关量输入接口的作用是把现场的开关量开关量输入接口的作用是把现场的开关量信号转变成信号转变成PLC内部可处理的标准信号内部可处理的标准信号 直流输入接口直流输入接口 交流输入接口交流输入接口 u常用的开关量输入接口按其使用电源不同常用的开关量输入接口按

9、其使用电源不同可以分成三种类型可以分成三种类型：交交/直流输入接口直流输入接口 图图2.2是是FX1N基本单元直流输入电路的示意图，基本单元直流输入电路的示意图，COM是各输入信号的公共点是各输入信号的公共点 图图2.2 FX1N输入接口示意图输入接口示意图 2.2.2 PLC的开关量输出接口的开关量输出接口 1.晶体管输出型接口晶体管输出型接口晶体管输出单元的驱动电路一般采用三极管进行驱晶体管输出单元的驱动电路一般采用三极管进行驱动放大，其输出方式一般为集电极输出，外加直流动放大，其输出方式一般为集电极输出，外加直流负载电源，电路如图负载电源，电路如图2.3所示所示 图图2.3 晶体管型输出

10、电路晶体管型输出电路 2.继电器输出型接口继电器输出型接口图图2.4 继电器型输出电路继电器型输出电路 3.晶闸管型输出电路晶闸管型输出电路 图图2.5 晶闸管型输出电路晶闸管型输出电路 2.3 PLC的工作原理的工作原理1循环扫描的工作原理循环扫描的工作原理PLC的工作方式是一种串行循环工作方式的工作方式是一种串行循环工作方式，如图，如图2.6所示所示 PLC的的个工作过程主要分三个阶段进行个工作过程主要分三个阶段进行 输入采样阶段输入采样阶段 程序执行阶段程序执行阶段 输出刷新阶段输出刷新阶段 图图2.6 PLC的循环扫描过程的循环扫描过程2.PLC的工作状态的工作状态PLC有两种工作状态

11、有两种工作状态 运行运行(RUN)状态状态 3.扫描周期和响应时间扫描周期和响应时间 u扫描周期的长短主要取决于子以下几个因素扫描周期的长短主要取决于子以下几个因素 停止停止(STOP)状态状态 CPU执行指令的速度执行指令的速度 执行每条指令占用的时间执行每条指令占用的时间 程序中指令条数的多少程序中指令条数的多少 u响应时间可以分为响应时间可以分为最短响应时间最短响应时间 最短响应时间最短响应时间 2.4.1 PLC编程语言的国际标准编程语言的国际标准 通常通常PLC不采用计算机编程语言，而采用面向控制不采用计算机编程语言，而采用面向控制过程、面向问题的过程、面向问题的“自然语言自然语言”

12、编程编程，主要有下述，主要有下述5种编程语言种编程语言 1.梯形图语言梯形图语言(Ladder Diagram，LD)2.4 PLC的编程语言的编程语言进行梯形图编程过程中涉及到以下几个基本概念：进行梯形图编程过程中涉及到以下几个基本概念：能流能流 母线母线 软触点软触点 图图2.8 梯形图和能流梯形图和能流 2.功能图块功能图块(FBD)图图2.9 功能图块功能图块 3.状态转移图状态转移图(SFC)图图2.10 状态转移图状态转移图 4.指令语言（指令语言（IL）PLC的指令是一种与微机的汇编语言中的指令相似的指令是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式的助记符表达式。把图。把图2

13、.9所示梯形图程序用指令语所示梯形图程序用指令语言编写如下：言编写如下：5.结构文本（结构文本（ST）序号序号操作码操作码操作数操作数1LDX02ORM03ANDIX14OUTY02.4.2 梯形图的特点梯形图的特点梯形图设计语言有以下几个基本特点：梯形图设计语言有以下几个基本特点：1.PLC梯形图与电气操作原理图相对应，具有直观性梯形图与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性，并与传统的继电器逻辑控制技术相一致和对应性，并与传统的继电器逻辑控制技术相一致 2.梯形图中的梯形图中的“能流能流”(Power Flow)不是实际意义的不是实际意义的电流，而是电流，而是“概念概念”电流，是用户程序

14、解算中满足输电流，是用户程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式出执行条件的形象表示方式 3.梯形图中各编程元件所描述的常开触点和常闭触点梯形图中各编程元件所描述的常开触点和常闭触点可在编制用户程序时无限引用，不受次数的限制，既可在编制用户程序时无限引用，不受次数的限制，既可常开又可常闭可常开又可常闭 4.梯形图格式中的继电器与物理继电器是不同概念梯形图格式中的继电器与物理继电器是不同概念 5.梯形图中输入继电器的状态唯一地取决于对应的外梯形图中输入继电器的状态唯一地取决于对应的外部输入电路的通断状态，因此在梯形图中没有输入继部输入电路的通断状态，因此在梯形图中没有输入继电器的线圈电器的线圈

15、6.根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，可以求出根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，可以求出与图中各线圈对应的编程元件的与图中各线圈对应的编程元件的ONOFF状态，称状态，称为梯形图的逻辑解算为梯形图的逻辑解算 7.梯形图中的用户逻辑解算结果，马上可为后面用户梯形图中的用户逻辑解算结果，马上可为后面用户程序的解算所利用程序的解算所利用 8.梯形图语言与其它程序设计语言有一一对应关系，梯形图语言与其它程序设计语言有一一对应关系，便于相互的转换和对程序的检查便于相互的转换和对程序的检查 小 结uPLC是一种工业控制计算机，由硬件和软件组是一种工业控制计算机，由硬件和软件组成。硬件有成。硬件有CPU

16、、存储器、输入输出接口、编程、存储器、输入输出接口、编程器、特殊功能模块等；软件由系统软件和用户器、特殊功能模块等；软件由系统软件和用户（应用）软件构成（应用）软件构成 u在系统程序的管理下，在系统程序的管理下，PLC以循环扫描的方式以循环扫描的方式通过运行应用程序，对控制要求进行处理判断，通过运行应用程序，对控制要求进行处理判断，并通过执行用户程序来实现控制任务并通过执行用户程序来实现控制任务 uPLC的编程语言有梯形图、状态转移图、功能的编程语言有梯形图、状态转移图、功能图块、指令语言和结构文本图块、指令语言和结构文本 此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢