PLC 可编程控制器.ppt

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1、CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:1第1章 PLC基础一、一、一、一、可编程控制器概述可编程控制器概述可编程控制器概述可编程控制器概述二、二、二、二、可编程控制器的基本原理可编程控制器的基本原理可编程控制器的基本原理可编程控制器的基本原理三、三、三、三、可编程控制器的性能指标可编程控制器的性能指标可编程控制器的性能指标可编程控制器的性能指标本章主要讲解本章主要讲解本章主要讲解本章主要讲解CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:2v什么是什么是PLCPLC？1.可编程控制器的定义

2、可编程控制器的定义是一种是一种工业控制装置工业控制装置是是在在电电器器控控制制技技术术和和计计算算机机技技术术的的基基础础上上开开发发出出来来的的，并并逐逐渐渐发发展展成成为为以以微微处处理理器器为为核核心心，将将自自动动化化技技术术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。v通用叫法通用叫法中文名称为中文名称为可编程控制器可编程控制器；英文名称为英文名称为Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，简称简称PLCPLC。一、一、一、一、可编程控制器概述可编程控制器

3、概述可编程控制器概述可编程控制器概述CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:31.1.可编程控制器的定义可编程控制器的定义v19871987年，国际电工委员会（年，国际电工委员会（IECIEC）定义定义：“可可编编程程控控制制器器是是一一种种数数字字运运算算操操作作的的电电子子系系统统，专专为为在在工工业业环环境境下下应应用用而而设设计计。它它采采用用可可编编程程序序的的存存储储器器，用用来来在在其其内内部部存存储储执执行行逻逻辑辑运运算算、顺顺序序控控制制、定定时时、计计数数和和算算术术运运算算等等操操作作的的指指令令，并并通通过过数数

4、字字式式和和模模拟拟式式的的输输入入和和输输出出，控控制制各各种种类类型型的的机机械械或或生生产产过过程程。可可编编程程控控制制器器及及其其有有关关外外围围设设备备，都都应应按按易易于于与与工工业业系系统统联联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:42.可编程控制器的产生可编程控制器的产生v因为继电器逻辑电路配线复杂因为继电器逻辑电路配线复杂CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:52.可编程控制器的产生可

5、编程控制器的产生v背景：背景：19681968年年美美国国通通用用汽汽车车公公司司（GMGM），为为了了适适应应汽汽车车型型号号的的不不断断更更新新，生生产产工工艺艺不不断断变变化化的的需需要要，实实现现小小批批量量、多多品品种种生生产产，希希望望能能有有一一种种新新型型工工业业控控制制器器，它它能能做做到到尽尽可可能能减减少少重重新新设设计计和和更更换换继继电电器器控控制制系系统统及及接接线线，以以降低成本，缩短周期。降低成本，缩短周期。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:6v19681968年，年，GMGM公司提出公司提出十项设计

6、标准十项设计标准：编程简单，可在现场修改程序；编程简单，可在现场修改程序；维护方便，采用插件式结构；维护方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制柜；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；成本可与继电器控制柜竞争；成本可与继电器控制柜竞争；可将数据直接送入计算机；可将数据直接送入计算机；可直接使用可直接使用115V115V交流输入电压；交流输入电压；输出采用输出采用115V115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；通用性强，扩展方便通用性强，扩展方便;能存储程序，存储器容量可以扩展到能存储程序，存储器容量可以扩展到

7、4KB4KB。2.可编程控制器的产生可编程控制器的产生CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:7v19691969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。并应用于工业现场。2.可编程控制器的产生可编程控制器的产生CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:83.可编程控制器的特点可编程控制器的特点v无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强 v通用性强，控制程序可变，使用方便通用性强，控制程序

8、可变，使用方便v硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强v编程简单，容易掌握编程简单，容易掌握 v系统的设计、安装、调试工作量少系统的设计、安装、调试工作量少v维修工作量小，维护方便维修工作量小，维护方便v体积小，能耗低体积小，能耗低.CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:94.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:104.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可

9、编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:114.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:124.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:134.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:144.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制

10、器工作原理Date:2023/1/13 Page:154.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:164.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:174.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:184.可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原

11、理Date:2023/1/13 Page:195.可编程控制器的发展可编程控制器的发展v高性能、高速度、大容量发展高性能、高速度、大容量发展为为了了提提高高PLCPLC的的处处理理能能力力，要要求求PLCPLC具具有有更更好好的的响响应应速速度度和和更更大大的的存存储储容容量量。目目前前，有有的的PLCPLC的的扫扫描描速速度度可可达达0.1ms/k0.1ms/k步步左左右右。PLCPLC的的扫扫描描速速度度已已成成为为很很重重要要的的一一个个性能指标。性能指标。在在存存储储容容量量方方面面，有有的的PLCPLC最最高高可可达达几几十十兆兆字字节节。为为了了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存

12、储器或硬盘。扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:20v向小型化和大型化两个方向发展向小型化和大型化两个方向发展小小型型PLCPLC由由整整体体结结构构向向小小型型模模块块化化结结构构发发展展，使使配配置置更更加加灵灵活活，为为了了市市场场需需要要已已开开发发了了各各种种简简易易、经经济济的的超超小小型型微微型型PLCPLC，最最小小配配置置的的I/OI/O点点数数为为8 81616点点，以以适应单机及小型自动控制的需要适应单机及小型自动控制的需要。大大型型化化是是指指大大中中型型PLC

13、PLC 向向大大容容量量、智智能能化化和和网网络络化化发发展展，使使之之能能与与计计算算机机组组成成集集成成控控制制系系统统，对对大大规规模模、复复杂杂系系统统进进行行综综合合性性的的自自动动控控制制。现现已已有有I/OI/O点点数数达达1433614336点点的的超超大大型型PLCPLC，其其使使用用3232位位微微处处理理器器，多多CPUCPU并行工作和大容量存储器，功能强。并行工作和大容量存储器，功能强。5.可编程控制器的发展可编程控制器的发展CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:21v大力开发智能模块，加强联网与通信能力大力开发

14、智能模块，加强联网与通信能力为为满满足足各各种种控控制制系系统统的的要要求求，不不断断开开发发出出许许多多功功能能模模块块，如如高高速速计计数数模模块块、温温度度控控制制模模块块、远远程程I/OI/O模模块块、通信和人机接口模块等。通信和人机接口模块等。PLCPLC的的联联网网与与通通信信有有两两类类：PLCPLC之之间间联联网网通通信信，各各PLCPLC生生产产厂厂家家都都有有自自己己的的专专有有联联网网手手段段；PLCPLC与与计计算算机之间的联网通信。机之间的联网通信。为为了了加加强强联联网网与与和和通通信信能能力力，PLCPLC生生产产厂厂家家也也在在协协商商制制订通用的通信标准，以构

15、成更大的网络系统。订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。5.可编程控制器的发展可编程控制器的发展CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:22v增强外部故障的检测与处理能力增强外部故障的检测与处理能力据据统统计计资资料料表表明明：在在PLCPLC控控制制系系统统的的故故障障中中，CPUCPU占占5%5%，I/OI/O接接口口占占15%15%，输输入入设设备备占占45%45%，输输出出设设备备占占30%30%，线路占线路占5%5%。前前二二项项共共20%20%故故障障属属于于PLCPLC的的内内部部故故障障，它它可可通通过过PLCPLC本本

16、身的软、硬件实现检测、处理。身的软、硬件实现检测、处理。而而其其余余80%80%的的故故障障属属于于PLCPLC的的外外部部故故障障。PLCPLC生生产产厂厂家家都都致致力力于于研研制制、发发展展用用于于检检测测外外部部故故障障的的专专用用智智能能模模块块，进一步提高系统的可靠性。进一步提高系统的可靠性。5.可编程控制器的发展可编程控制器的发展CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:23v编程语言多样化编程语言多样化在在PLCPLC系系统统结结构构不不断断发发展展的的同同时时，PLCPLC的的编编程程语语言言也也越越来越丰富，功能也不断提

17、高。来越丰富，功能也不断提高。除除了了大大多多数数PLCPLC使使用用的的梯梯形形图图、语语句句表表语语言言外外，为为了了适适应应各各种种控控制制要要求求，出出现现了了面面向向顺顺序序控控制制的的步步进进编编程程语语言言、面面向向过过程程控控制制的的流流程程图图语语言言、与与计计算算机机兼兼容容的的高高级级语语言言（BASICBASIC、C C语语言言等等）等等。多多种种编编程程语语言言并并存存、互补与发展是互补与发展是PLCPLC进步的一种趋势。进步的一种趋势。5。可编程控制器的发展。可编程控制器的发展CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Pa

18、ge:24v按按I/OI/O点数分点数分小型小型PLCPLC I/O I/O点数为点数为256256点以下的为小型点以下的为小型PLCPLC （其中其中I/OI/O点数小于点数小于6464点的为超小型或微型点的为超小型或微型PLCPLC）中中型型PLCPLC I/OI/O点点数数为为256256点点以以上上、20482048点点以以下下的的为为中中型型PLCPLC大型大型PLCPLC I/O I/O点数为点数为20482048以上的为大型以上的为大型PLCPLC （其中其中I/OI/O点数超过点数超过81928192点的为超大型点的为超大型PLCPLC）6.可编程控制器的类型可编程控制器的类型

19、CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:25v按结构形式分按结构形式分整整体体式式PLCPLC 将将电电源源、CPUCPU、I/OI/O接接口口等等部部件件都都集集中中装装在在一一个个机机箱箱内内，具具有有结结构构紧紧凑凑、体体积积小小、价价格格低低等等特点。特点。6.可编程控制器的类型可编程控制器的类型CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:266.可编程控制器的类型可编程控制器的类型模模块块式式PLCPLC 将将PLCPLC各各组组成成部部分分分分别别作作成成若若干干个个单单独独

20、的的模模块块，如如CPUCPU模模块块、I/OI/O模模块块、电电源源模模块块（有有的含在的含在CPUCPU模块中）以及各种功能模块。模块中）以及各种功能模块。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:276.可编程控制器的类型可编程控制器的类型紧紧凑凑式式PLCPLC 还还有有一一些些PLCPLC将将整整体体式式和和模模块块式式的的特点结合起来。特点结合起来。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:28v按功能分按功能分低低档档PLCPLC 具具有有逻逻辑辑运运算算、定定时时、计计数

21、数、移移位位以以及及自自诊诊断断、监监控控等等基基本本功功能能，还还可可有有少少量量模模拟拟量量输输入入输输出出、算算术术运运算算、数数据据传传送和比较、通信等功能。送和比较、通信等功能。中中档档PLCPLC 具具有有低低档档PLCPLC功功能能外外，增增加加模模拟拟量量输输入入/输输出出、算算术术运运算算、数数据据传传送送和和比比较较、数数制制转转换换、远远程程I/OI/O、子子程程序序、通通信信联联网网等功能。有些还增设中断、等功能。有些还增设中断、PIDPID控制等功能。控制等功能。高高档档PLCPLC 具具有有中中档档机机功功能能外外，增增加加带带符符号号算算术术运运算算、矩矩阵阵运运

22、算算、位位逻逻辑辑运运算算、平平方方根根运运算算及及其其它它特特殊殊功功能能函函数数运运算算、制制表表及及表表格格传送等。高档传送等。高档PLCPLC机具有更强的通信联网功能。机具有更强的通信联网功能。6.可编程控制器的类型可编程控制器的类型CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:29二、二、PLC的基本原理的基本原理工作方式工作方式 周期循环扫描周期循环扫描工作过程工作过程自诊断、输入采样、程序扫自诊断、输入采样、程序扫描、输出刷新几个阶段。描、输出刷新几个阶段。扫描周期扫描周期 T=自检时间自检时间+读入一点时间读入一点时间输入点数输

23、入点数+程程序步数序步数运算速度运算速度+输出一点时间输出一点时间输出点数。输出点数。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:30PLC的工作过程示意图的工作过程示意图CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:31补充一.PLC与单片机的区别1、应用上的区别：单片机系统是小型智能化产品智能控制的首选。但单片机应用系统功能千差万别，质量也层次不齐，学习、使用和维护都很困难。对于大量的配套项目或小型只能产品开发，采用单片机系统具有成本低、效益高的优点，如室内空调器、电视控制器、微波炉控制器

24、等，但是要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定、可靠的运行。PLC系统是工业自动控制的首选。不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进。在恶劣环境中使用时间超过数百万小时，这正是PLC获得广泛应用的基础。而对单项工程或重复数极少的项目，采用PLC方案是明智、快捷的途径，成功率高，可靠性好，但成本较高。2、软件开发上的区别：用单片机开发控制系统，只能用C语言或汇编语言，要完成编辑、编译和连结三个过程，单片机本身没有操作系统，要完成一个项目，从内存的安排到程序的跳转地址等必须全面考虑。PLC的编程语言面向用户，对使用者不要求具备高

25、深的知识、不需要长时间的专门训练，程序由梯形图方式表达，指令由不同的图形符号组成，易于理解和记忆。3、可靠性上的区别单片机系统的稳定性和可靠性要低，特别是系统刚开发的一两年内，庞大的维护和升级费用将使成本急剧上升。PLC的可靠性事多年应用和严格实验保证的。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:32二、PLC控制系统与电气控制系统的区别1、控制方法：电气控制系统控制逻辑采用硬接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能较为困难。另外，继电器的触点数目有限，所以电气控制系

26、统的灵活性和扩张性受到很大限制。PLC采用计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很容易改变或增加系统功能。系统连线少，体积小。功耗小，二PLC的“软继电器”实质上市存储单元的状态，触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好2、工作方式：继电器控制电路中是并行工作方式，PLC为串行工作方式3、控制速度：继电器控制系统依靠机械触点的动作实现控制，工作频率低，机械触点还会出现抖动问题。PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。4、定时与计数：时间继电器的延时时间易受环境和温度变化的影响，定

27、时精度不高。PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境影响，且PLC有计数功能。5、可靠性和维护性：电气控制系统的机械触点存在磨损、电弧烧伤，寿命短，系统的连线多，可靠性和维护性较差。PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，寿命长、可靠性高，PLC还具有自诊断功能，能查出自己的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供方便。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:33三、PLC的发展阶段从1969年第一台

28、PLC问世至今，可编程控制器大约经历了三个阶段：第一阶段：开发的PLC容量较小，I/O点数小于120点。用户存储区容量在2KB左右，扫描速度为2050ms/KB，指令较为简单，只有逻辑运算、计时、计数等，编程语言采用简单的语句表语言。使用上，主要用来作开关量控制。第二阶段：PLC的容量有所扩展，I/O点数从512点至1024点，用户程序存储区扩展到8KB以上，速度也有提高，扫描速度达到56ms/KB，指令功能除了基本的逻辑运算、计时、计数外，还增加了算术运算指令、比较指令，以及模拟量处理指令等，输入输出类型也由纯开关量I/O，扩展为带模拟量的I/O。编程语言除了使用语句表外，还可以使用梯形图编

29、程语言。第三阶段：进入80年代以来，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的PLC得到惊人的发展，其功能远远超出了上述两阶段的产品。使PLC在概念，设计，性价比以及应用方面都有了新的突破。这一阶段的产品向大型和小型两个方向发展。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:34型号及意义型号及意义特殊品种特殊品种输出形式输出形式单元类型单元类型I/O总点数总点数系列序号系列序号DDCDDC电源电源A1ACA1AC电源电源HH大电流输出扩展模块大电流输出扩展模块VV立式端子排的扩展模块立式端子排的扩展模块

30、CC接插口输入输出方式接插口输入输出方式FF输入滤波器输入滤波器1ms 1ms 扩展模块扩展模块LTTLLTTL输入扩展模块输入扩展模块SS独立端子（无公共端）扩展模块独立端子（无公共端）扩展模块RR继电器输出继电器输出TT晶体管输出晶体管输出SS晶闸管输出晶闸管输出M基本单元基本单元E输入输出混合扩展单元输入输出混合扩展单元及扩展模块及扩展模块EX输入专用扩展模块输入专用扩展模块EY输出专用扩展模块输出专用扩展模块16256点点0、2、ON、2C、2Nv型号的命名方式型号的命名方式三、三、PLCPLC的组成的组成CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/

31、13 Page:35型号及意义型号及意义vvI/OI/O点数：点数：点数：点数：16256点点vv单元类型单元类型单元类型单元类型 M M表示基本单元表示基本单元 E E表示扩展单元及扩展模块表示扩展单元及扩展模块 EXEX扩展输入单元扩展输入单元 EYEY扩展输出单元扩展输出单元CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:36型号及意义型号及意义vv型号变化型号变化型号变化型号变化DSDS24VDC24VDC，世界型世界型ESES世界型（晶体管型为漏输出）世界型（晶体管型为漏输出）ESSESS世界型（晶体管型为源输出）世界型（晶体管型为源输

32、出）v输出形式输出形式R R继电器输出继电器输出T T晶体管输出晶体管输出S S晶闸管输出晶闸管输出CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:37PLC硬件系统组成硬件系统组成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CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器

33、工作原理Date:2023/1/13 Page:38FX 系列系列PLC的硬件配置图的硬件配置图CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:39FX 系列系列PLC的网络通信能力的网络通信能力CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:40v微处理器（微处理器（CPUCPU）接收并存储用户程序和数据；接收并存储用户程序和数据；诊断电源、诊断电源、PLCPLC工作状态及编程的语法错误；工作状态及编程的语法错误；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读

34、取、解释、执行用户程序，完成用户运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户 程序的各种操作；程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。将用户程序的执行结果送至输出端。PLC硬件系统组成硬件系统组成CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:41v系统存储器系统存储器系统程序存储器系统程序存储器+系统数据存储器系统数据存储器存放系统工作程序（监控程序）；存放系统工作程序（监控程序）；存放模块化应用功能子程序；存放模块化应用功能子程序；存放命令解释程序；存放命令解释程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储

35、系统参数。存放存储系统参数。PLC硬件系统组成硬件系统组成CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:42v用户存储器用户存储器RAM/EPROM/EEPROM存放用户工作程序存放用户工作程序；存放工作数据。存放工作数据。PLC硬件系统组成硬件系统组成CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:43v输入单元输入单元带光电隔离电路带光电隔离电路多种辅助电源类型：多种辅助电源类型：ACAC电源电源DC24VDC24V输入输入 DCDC电源电源DC24VDC24V输入输入 DCDC电源电源DC1

36、2VDC12V输入输入接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收传感器输出信号。接收传感器输出信号。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:44v输出单元输出单元带光电隔离器及滤波器带光电隔离器及滤波器多种输出方式多种输出方式：晶体管：晶体管 晶闸管晶闸管 继电器继电器驱动直流负载（晶体管输出单元）；驱动直流负载（晶体管输出单元）；驱动非频繁动作的交驱动

37、非频繁动作的交/直流负载（继电器输出单元）；直流负载（继电器输出单元）；驱动频繁动作的交驱动频繁动作的交/直流负载（晶闸管输出单元）。直流负载（晶闸管输出单元）。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:45v通讯及编程接口通讯及编程接口采用采用RS-485RS-485或或RS-422RS-422串行总线串行总线连接专用编程器（连接专用编程器（FX-20PFX-20P、FX-10PFX-10P）；连接个人电脑（连接个人电脑（PCPC），），实现编程及在线监控；实现编程及在线监控；连接工控机连接工控机，实现编程及在线监控；实现编程及在线监控；

38、连接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；连接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；连接打印机等计算机外设。连接打印机等计算机外设。PLC硬件系统组成硬件系统组成CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:46vI/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-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-4

39、AD等）。等）。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:47PLC软件系统组成软件系统组成系统监控程序系统监控程序 运行管理运行管理 生成用户元件生成用户元件系统内部自检系统内部自检管理程序管理程序 解释程序解释程序标准程序模块、系统调用标准程序模块、系统调用用户程序用户程序自动化系统控制程序自动化系统控制程序数据表格数据表格软件系统软件系统CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:48数据结构数据结构v十进制数（十进制数（DEC:DECimal number），），常用于：常用于：定

40、时器定时器/计数器的设定值；计数器的设定值；辅辅助助继继电电器器（M）、定定时时器器（T）、计计数数器器（C）、状状态（态（S）等软元件的地址号；等软元件的地址号；应用指令的数值型操作数及指令动作常数（应用指令的数值型操作数及指令动作常数（K）。）。v十六进制数（十六进制数（HEX:HEXdecimal number）与与十十进进制制数数一一样样，用用于于指指定定应应用用指指令令的的数数值值型型操操作作数数及指令动作常数（及指令动作常数（H）。）。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:49数据结构数据结构v二进制数（二进制数（BIN:B

41、INary number）PLC内内部部数数据据类类型型，通通过过外外设设进进行行监监视视时时，各各软软元元件的数值自动变换为十进制数或十六进制数。件的数值自动变换为十进制数或十六进制数。v八八进进制制数数（OCT:OCTal number）用用于于输输入入继继电电器器和和输出继电器的软元件编号。输出继电器的软元件编号。输输入入继继电电器器用用X00X07、X10X17、X20X27等等八八进进制制格式进行编号；格式进行编号；输输出出继继电电器器用用Y00Y07、Y10Y17、Y20Y27等等八八进进制制格式进行编号。格式进行编号。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Dat

42、e:2023/1/13 Page:50数据结构数据结构vBCD码码（BCD:BINary Code Decimal）用用二二进进制制形形式表示的十进制数，常采用式表示的十进制数，常采用8421BCD码。码。常用常用BCD码编码开关码编码开关将将BCD码数据送入码数据送入PLC；PLC常以常以BCD码格式将输出数据送数码显示器显示。码格式将输出数据送数码显示器显示。v浮点数据（标绘值）浮点数据（标绘值）二进制浮点数常用于高精度浮点运算；二进制浮点数常用于高精度浮点运算；十进制浮点数用于实施监视。十进制浮点数用于实施监视。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/

43、1/13 Page:51v输入继电器输入继电器（X）在在PLCPLC内部，与输入端子相连的输入继电器是光电隔离内部，与输入端子相连的输入继电器是光电隔离的电子继电器，采用的电子继电器，采用八进制八进制编号，有无数个常开和常编号，有无数个常开和常闭触点。闭触点。输入继电器不能用程序驱动。输入继电器不能用程序驱动。软元件（逻辑元件）软元件（逻辑元件）CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:52v输出继电器（输出继电器（Y）输输出出继继电电器器采采用用八八进进制制编编号号，有有内内部部触触点点和和外外部部输输出出触触点点（继继电电器器触触点点、

44、双双向向可可控控硅硅、晶晶体体管管等等输输出出元元件件）之之分，由程序驱动。分，由程序驱动。在在PLCPLC内内部部，外外部部输输出出触触点点与与输输出出端端子子相相连连，向向外外部部负负载载输输出出信信号号，且且一一个个输输出出继继电电器器只只有有一一个个常常开开型型外外部部输输出触点。出触点。输输出出继继电电器器有有无无数数个个内内部部常常开开和和常常闭闭触触点点，编编程程时时可可随随意使用。意使用。软元件（逻辑元件）软元件（逻辑元件）CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:53v辅助继电器（辅助继电器（M）由内部软元件的触点驱动由内

45、部软元件的触点驱动,常开和常闭触点使用次数不常开和常闭触点使用次数不限，但不能直接驱动外部负载限，但不能直接驱动外部负载,采用采用十进制十进制编号。编号。通用辅助继电器通用辅助继电器M0M0M499M499（500500点）点）掉电保持辅助继电器掉电保持辅助继电器M500M500M1023M1023（524524点）点）特殊辅助继电器特殊辅助继电器M8000M8000M8255M8255（256256点）点）只能利用其触点的特殊辅助继电器只能利用其触点的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器通用辅助继电器与掉电保持用辅助继电器的比例，可通通用辅助继电器与掉电保持用辅

46、助继电器的比例，可通过外设设定参数进行调整。过外设设定参数进行调整。软元件（逻辑元件）软元件（逻辑元件）CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:54&只能利用其触点的特殊辅助继电器只能利用其触点的特殊辅助继电器1M8000M8000：运行监控用，运行监控用，PLCPLC运行时运行时M8000M8000接通。接通。1M8002M8002：仅仅在在运运行行开开始始瞬瞬间间接接通通的的初初始始脉脉冲冲特特殊殊辅辅助助继电器。继电器。1M8012M8012：产生产生100ms100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。时钟脉冲的特殊辅助继电器。&可驱动线

47、圈的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器1M8030M8030：鲤电池电压指示灯特殊继电器。鲤电池电压指示灯特殊继电器。1M8033M8033：PLCPLC停止时输出保持特殊辅助继电器。停止时输出保持特殊辅助继电器。1M8034M8034：止全部输出特殊辅助继电器。止全部输出特殊辅助继电器。1M8039M8039：时扫描特殊辅助继电器。时扫描特殊辅助继电器。CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:55v状态（状态（S）状状态态是是对对工工序序步步进进型型控控制制进进行行简简易易编编程程的的内内部部软软元元件件，采用采用十进制十进制编号

48、。与步进指令编号。与步进指令STLSTL配合使用；配合使用；状态有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；状态有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；状态不用于步进阶梯指令时，可作辅助继电器使用。状态不用于步进阶梯指令时，可作辅助继电器使用。状状态态同同样样有有通通用用状状态态和和掉掉电电保保持持用用状状态态，其其比比例例分分配配可可由外设设定。由外设设定。软元件（逻辑元件）软元件（逻辑元件）CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:56v状态（状态（S）状态有状态有五种五种类型：类型：初始状态初始状态S0S0S9S9共共1010

49、点点回零状态回零状态S10S10S19S19共共1010点点通用状态通用状态S20S20S499S499共共480480点点保持状态保持状态S500S500S899S899共共400400点点报警用状态报警用状态S900S900S999S999共共100100点点 软元件（逻辑元件）软元件（逻辑元件）CH5 CH5 可编程控制器工作原理可编程控制器工作原理Date:2023/1/13 Page:57v定时器（定时器（T）定定时时器器实实际际是是内内部部脉脉冲冲计计数数器器，可可对对内内部部1ms1ms、10ms10ms和和100ms100ms时时钟钟脉脉冲冲进进行行加加计计数数，当当达达到到用

50、用户户设设定定值值时时，触触点动作。点动作。定定时时器器可可以以用用用用户户程程序序存存储储器器内内的的常常数数k k或或H H作作为为设设定定值值，也可以用数据寄存器也可以用数据寄存器D D的内容作为设定值。的内容作为设定值。普通定时器（普通定时器（T0T0T245T245）100ms100ms定时器定时器T0T0T199T199共共200200点，设定范围点，设定范围0.10.13276.7s3276.7s；10ms10ms定时器定时器T200T200T245T245共共4646点，设定范围点，设定范围0.010.01327.67s327.67s。积算定时器（积算定时器（T246T246T