第一章PLC的基本原理及组成.ppt
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1、Date:2023/3/10 Page:1第一章 PLC的基本原理及组成(2)第二节第二节第二节第二节 PLCPLCPLCPLC的基本原理的基本原理的基本原理的基本原理第三节第三节第三节第三节 PLCPLCPLCPLC的组成的组成的组成的组成Date:2023/3/10 Page:2低压控制电器低压控制电器继电器继电器继电器继电器是一种根据是一种根据电量电量(电压、电流等电压、电流等)或者或者非电量非电量(温度、时间、转速、压力温度、时间、转速、压力)等信号的变化带动触点动作,来接通或等信号的变化带动触点动作,来接通或断开所控制的电路或者电器,以实现自断开所控制的电路或者电器,以实现自动控制和
2、保护电路或电器设备的电器。动控制和保护电路或电器设备的电器。继电器继电器一般由一般由感测机构感测机构、中间机构中间机构和和执执行机构行机构三个基本部分组成。三个基本部分组成。可分为可分为电磁式继电器电磁式继电器和和非电磁式继电器非电磁式继电器两大类。两大类。Date:2023/3/10 Page:3线圈端子线圈端子线圈线圈铁心铁心轭铁轭铁衔铁衔铁支杆支杆触点触点触点端子触点端子KK用较小的电流控制较大电流用较小的电流控制较大电流用较小的电流控制较大电流用较小的电流控制较大电流电磁式继电器的工作原理电磁式继电器的工作原理Date:2023/3/10 Page:4动断(常闭)触点动断(常闭)触点动
3、合(常开)触点动合(常开)触点工工 作作 原原 理理 演演 示示电气控制技术及应用电气控制技术及应用电气控制技术及应用电气控制技术及应用控制电器控制电器控制电器控制电器Date:2023/3/10 Page:5PLCPLC控制与继电器控制的比较控制与继电器控制的比较系统框图的比较系统框图的比较 继电器控制系统框图继电器控制系统框图 PLC控制系统框图控制系统框图Date:2023/3/10 Page:6 PLC的基本结构 Date:2023/3/10 Page:7Date:2023/3/10 Page:8PLC的等效电路图的等效电路图接触器控制电动机单向旋转控制电路接触器控制电动机单向旋转控制
4、电路PLC控制系统等效电路图控制系统等效电路图Date:2023/3/10 Page:9 PLC PLC 的工作方式为循环扫描方式,其工作过程大的工作方式为循环扫描方式,其工作过程大致分为致分为 3 3 个阶段:个阶段:输入采样、程序执行和输出刷输入采样、程序执行和输出刷新新 。PLC的基本原理的基本原理Date:2023/3/10 Page:10设置各异常继电器异常:(ERR/ALM)LED灯亮警告:(ERR/ALM)LED 闪烁异常或警告?无有异常检查结果正常?扫描周期监视 时间预置执行用户程序 程序结束?(END命令?)NoYes扫描周期固定值设定检查 有固定值设置?等待设定扫描周期到
5、计算扫描周期 I/O 刷 新正常异常警告 接通电源初始化I/O外设端口 服务初始化I/O、内部辅助、特殊辅助、辅助记忆继电器区域清零定时器预置识别扩展单元公 共 处 理执行用户 程序扫 描 周 期 计 算 处 理刷新硬件、用户程序内存检 查 外设端口服务 接通电源接通电源 初始化初始化 硬件检查硬件检查 正常?正常?异常报警异常报警异常处理异常处理扫描周期监视扫描周期监视执行用户程序执行用户程序 程序结束?程序结束?扫描周期检查扫描周期检查有固定设置?有固定设置?等待等待扫描周期计算扫描周期计算 I/O刷新刷新外设端口服务外设端口服务 异常异常 公公共共处处理理 执执行行用用户户程程序序扫扫描
6、描周周期期计计算算 刷刷 新新端端口口服服务务Date:2023/3/10 Page:11000020100000001 0000201000 (1)PLC扫描工作各环节的功能扫描工作各环节的功能 PLC上电后,首先检查硬件是否正常。上电后,首先检查硬件是否正常。按自上而下的顺序,逐条读用户程序并执行。按自上而下的顺序,逐条读用户程序并执行。对输入的数据进行处理,对输入的数据进行处理,将结果存入元件映象寄存器。将结果存入元件映象寄存器。计算扫描周期。计算扫描周期。若正常,则进行下一步;若不正常,则报警并作处理。若正常,则进行下一步;若不正常,则报警并作处理。母线母线 I/O刷新阶段。刷新阶段。
7、外设端口服务。外设端口服务。读输入点的状态并写入输入映像寄存器。读输入点的状态并写入输入映像寄存器。将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出电路送到输出点。将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出电路送到输出点。访问外设端口连接的外部设备。访问外设端口连接的外部设备。Date:2023/3/10 Page:12读读读读读读写写写写 执行用户程序执行用户程序 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 (2)PLC执行用户程序的过程执行用户程序的过程010010100000000 00001 01000输输入入端端子子输输入入电电路路用用户户输输入入设设备备输输入入映映像像寄
8、寄存存器器输输出出电电路路输输出出端端子子元元件件映映像像寄寄存存器器输输出出锁锁存存器器 用用户户输输出出设设备备Date:2023/3/10 Page:13 循环扫描工作方式:循环扫描工作方式:循环扫描工作方式:循环扫描工作方式:扫描是从第一条程序开始,直到遇到结扫描是从第一条程序开始,直到遇到结扫描是从第一条程序开始,直到遇到结扫描是从第一条程序开始,直到遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。每一周期称为束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。每一周期称为束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。每一周期称为束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。每一周期称为一个扫描周期。
9、一个扫描周期。一个扫描周期。一个扫描周期。Date:2023/3/10 Page:14PLC的工作过程示意图的工作过程示意图Date:2023/3/10 Page:15一、型号及意义一、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
10、块R继电器输出T晶体管输出S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第三节第三节 PLCPLC的组成的组成Date:2023/3/10 Page:16一、型号及意义一、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表示扩展单元及扩展 模块模块EXEX扩展输入单元扩展输入单元EYEY扩展输出单元扩展输出
11、单元Date:2023/3/10 Page:17一、型号及意义一、型号及意义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Date:2023/3/10 Page:18示例:例如:例如:FX2N-16MR表示为表示为FX2N系列的基本单元,系列的基本单元,I/O总接口数为总接口数为16,继电器输出方式。,继电器输出方式。Date:2023/3/10 Page:19FX2N系列PLC基本单元的端子排列Date:2023/3/10 Page:20(1)电源及输入端子电源及输入端子 L、N、:分别接电源相线、中线和接地线。:分别接电源相线、中线和接地线
12、。24+:24V电源正极。为外部传感器供电。电源正极。为外部传感器供电。COM:24V电源负极。接外部传感器的负极。也称为输入信号公共端电源负极。接外部传感器的负极。也称为输入信号公共端 X:输入信号端子。输入信号接在:输入信号端子。输入信号接在X端和端和COM端之间。端之间。:带点的端子上不要外接导线,以免损坏。:带点的端子上不要外接导线,以免损坏PLC。(2)输出端子输出端子 从图可以看出,从图可以看出,FX2N-16MR采用各路独立输出方式。采用各路独立输出方式。FX2N-32MR和和FX2N-48MR采用分组输出方式。每组输出公共端按采用分组输出方式。每组输出公共端按COM1、COM2
13、、COM3的顺序编号,输出各组之间是互相分开的,这样可以使用多个电的顺序编号,输出各组之间是互相分开的,这样可以使用多个电压系列压系列(例如例如AC220V、DC12V)的负载。的负载。独立输出方式和公共端输出方式如图所示。独立输出方式和公共端输出方式如图所示。Date:2023/3/10 Page:21一个简单的PLC控制例子Date:2023/3/10 Page:22 FX系列系列PLC及性能及性能FXFX系列家族成员系列家族成员系列家族成员系列家族成员 1981199020002005199520082008F F系列系列系列系列FXFX系列系列系列系列系列系列Date:2023/3/1
14、0 Page:23控制规模控制规模(输入/输出点数&程序容量)性性能能第二代第二代 第三代第三代FX1SFX1NFX2N(包括包括 FX2NC)FX3 系列产品定位系列产品定位系列系列20201212年年年年 4 4月月月月,FX,FX2N2N停产停产停产停产!Date:2023/3/10 Page:24FX-PLCDate:2023/3/10 Page:25 类 型 型 号 输入点数 输出点数 电源电压 FX0N(1N)-24M(R,T)14 10 基本单元基本单元 FX0N(1N)-40M(R,T)24 16 AC100240V FX0N(1N)-60M(R,T)36 24 或DC24V扩
15、展单元扩展单元 FX0N-40ER 24 16 AC 100240V FX0N-8EX 8 -扩展模块扩展模块 FX0N-8EYR -8 不需要 FX0N-8EYT -8 FX0NFX0N、FX1NFX1N系列系列PLCPLC(型号规格)型号规格)Date:2023/3/10 Page:26FX0N、FX1N系列系列PLC(I/O扩展)扩展)基本单元基本单元扩展单元扩展单元扩展模块扩展模块FX0N-60MRFX0N-40ERFX0N-8EYR例如:FX0NFX0N、FX1NFX1N最大可构成的最大可构成的最大可构成的最大可构成的I/OI/O点数为点数为点数为点数为128128点点点点Date:
16、2023/3/10 Page:27FX0N、FX1N系列系列PLC(FX0N 特殊模块及外围特殊模块及外围设备)设备)FX0N-3A 2路模拟输入路模拟输入/1 路模拟量输出路模拟量输出 FX0N-232ADP RS232通信接口通信接口 FX0N-485ADP RS485通信接口通信接口 FX-10-P、FX-20-P 简易编程器简易编程器 FXGP/WIN-C 编程软件编程软件 DU、GOT 人机界面人机界面 FX0N-16NT 16位数据传送接口位数据传送接口Date:2023/3/10 Page:28FX0N、FX1N系列系列PLC(FX1N 特殊模块及外围特殊模块及外围设备)设备)F
17、X0N所有特殊模块与外围设备全部可用于所有特殊模块与外围设备全部可用于FX1N 扩展板扩展板FX1N-232-BD、FX1N-422-BD、FX485-BD,通过通过RS-232C/422/485和外部设备实现通信和外部设备实现通信 装有装有8个模拟电位器的个模拟电位器的FX1N-8AV-BD选件板选件板 可通过可通过FX1N-5DM模块进行时间显示与设定。模块进行时间显示与设定。Date:2023/3/10 Page:29FX0N、FX1N系列系列PLC(一般性能指标)(一般性能指标)项 目 性 能 FX0N FX1N用户存储 程序存储容量 2K步(EEPROM)8K步(EEPROM)可选存
18、储器 FX-EEPROM-4(4K)FX1N-EEPROM-8L FX-EEPROM-8(8K)FX-EPROM-8(8K)指令种类 基本指令 20条 27条 步进指令 2条 2 条 应用指令 36种51条 89种187条运算速度 基本指令 1.63.6s/指令 0.550.7s/指令 应用指令 数十s数百s/指令 数s数百s/指令Date:2023/3/10 Page:30FX0N、FX1N系列系列PLC(输入性能指标)(输入性能指标)输入点输入点 X000-X007 X010-输入电流输入电流 DC24V 7mA DC24V 5mA输入输入ON电流电流 4.5 mA 3.5mA输入输入OF
19、F电流电流 1.5 mA 1.5mA响应时间响应时间 约约10ms 约约10ms (0-15ms可调可调)电路隔离电路隔离 光光 电电 耦耦 合合 隔隔 离离Date:2023/3/10 Page:31FX0N、FX1N系列系列PLC(输出性能指标输出性能指标)-继继 电电 器器 输输 出出(R)外部电源外部电源 AC250V或或DC30V以下以下 驱动能力驱动能力 2A/1点点 8A/4点点 8A/8点点 最大负载最大负载 感性负载感性负载 80VA 灯负载灯负载 100W 响应时间响应时间 约约10ms 电路隔离电路隔离 继电器隔离继电器隔离 输出状态显示输出状态显示 输出输出ON时时LE
20、D亮亮 Date:2023/3/10 Page:32FX0N、FX1N系列系列PLC(输出性能指标输出性能指标)-晶体管输出晶体管输出(T)外部电源外部电源 DC530V驱动能力驱动能力 0.5A/1 点点 0.8A/4点点最大负载最大负载 感性负载感性负载 12W/DC24V 灯负载灯负载 15W/DC24V开路漏电流开路漏电流 0.1mA以下以下响应时间响应时间 0.2ms 大电流大电流OFF时时0.4ms电路隔离电路隔离 光电耦合器隔离光电耦合器隔离输出状态显示输出状态显示 输出输出ON时时LED亮亮 Date:2023/3/10 Page:33FX0N、FX1N系列系列PLC(输出性能
21、指标输出性能指标)外部电源外部电源 AC85240V驱动能力驱动能力 0.3A/点点 0.8A/4点点 最大负载最大负载 感性负载感性负载 15VA/AC100V、30VA/AC200V 灯负载灯负载 30W 开路漏电流开路漏电流 1mA/AC100V 2mA/AC200V响应时间响应时间 ON:1ms OFF:10ms电路隔离电路隔离 光电晶闸管隔离光电晶闸管隔离输出状态显示输出状态显示 输出输出ON时时LED亮亮-晶闸管输出晶闸管输出(S)Date:2023/3/10 Page:34FX0S、FX1S系列系列PLC FX0S、FX1S系列PLC是用于极小规模系统的超小型超小型PLC 只有只
22、有1030个个I/O点,而且不能扩展点,而且不能扩展 它们都有继电器输出和晶体管输出两种输出方式它们都有继电器输出和晶体管输出两种输出方式 使用的电源有交流和直流电源两种使用的电源有交流和直流电源两种 型 号 输入点数 输出点数 电源电压FX0S(1S)-10M(R,T)6 4 FX0S(1S)-10M(R,T)6 4 FX0S(1S)-14M(R,T)8 6 AC 100FX0S(1S)-14M(R,T)8 6 AC 100240V240VFX0S(1S)-20M(R,T)12 8 FX0S(1S)-20M(R,T)12 8 或或或或DC 24VDC 24VFX0S(1S)-30M(R,T)
23、16 14 FX0S(1S)-30M(R,T)16 14 Date:2023/3/10 Page:35FX0S、FX1S系列系列PLC 内置内置内置内置RUN/STOPRUN/STOP开关开关开关开关内置用于调整定时器设定时间的模拟电位器内置用于调整定时器设定时间的模拟电位器内置用于调整定时器设定时间的模拟电位器内置用于调整定时器设定时间的模拟电位器(其中FX0S 1个、FX1S 2个)FX1SFX1S系列系列系列系列PLCPLC还内置有时钟功能,可以进行时间控制还内置有时钟功能,可以进行时间控制还内置有时钟功能,可以进行时间控制还内置有时钟功能,可以进行时间控制,装上装上装上装上显示模块显示
24、模块显示模块显示模块FX1N-5DMFX1N-5DM,可进行时间显示与设定可进行时间显示与设定可进行时间显示与设定可进行时间显示与设定 FX1SFX1S系列系列系列系列PLCPLC还可选用还可选用还可选用还可选用FX1NFX1N系列的各种功能扩展板,具系列的各种功能扩展板,具系列的各种功能扩展板,具系列的各种功能扩展板,具有与上位计算机通信功能有与上位计算机通信功能有与上位计算机通信功能有与上位计算机通信功能。Date:2023/3/10 Page:36FX0S、FX1S系列系列PLC 项目 性能 FX0S FX1S用用用用户户户户存存存存储储储储器器器器 程程程程序序序序存存存存储储储储容容
25、容容量量量量 800800步步步步(EEPROMEEPROM)20002000步步步步(EEPROMEEPROM)可选存储器可选存储器可选存储器可选存储器 FX1N-EEPROM-8L(FX1N-EEPROM-8L(只能用只能用只能用只能用2K)2K)指令种类指令种类指令种类指令种类 基本指令基本指令基本指令基本指令 2020条条条条 2727条条条条 步进指令步进指令步进指令步进指令 2 2条条条条 2 2 条条条条 应用指令应用指令应用指令应用指令 3535种种种种5050条条条条 8585种种种种167167条条条条运算速度运算速度运算速度运算速度 基本指令基本指令基本指令基本指令 1.
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