電氣控制與PLC精品課程6

1、第六章,PLC,的基本原理及組成,第一節(jié),PLC,的基本原理,第二節(jié),PLC,的組成,Date:,2018/10/9,Page:,1,第一節(jié),PLC,的基本原理,一、工作方式,周期循環(huán)掃描,二、工作過程,自診斷、輸入采樣、程序掃描、輸出刷新,幾個外階段。,三、掃描周期,T,=,自檢時間,+,讀入一點(diǎn)時間輸入點(diǎn)數(shù),+,程序步數(shù)運(yùn)算,速度,+,輸出一點(diǎn)時間輸出點(diǎn)數(shù)。,Date:,2018/10/9,Page:,2,輸入處理,輸,入,端,子,輸,入,映,像,寄,存,器,程序處理,執(zhí),行,用,戶,程,序,內(nèi),部,存,儲,器,刷,新,輸出處理,輸,出,映,像,寄,存,器,輸,出,端,子,輸,出,信,號,

2、輸,入,信,號,PLC,的工作過程示意圖,Date:,2018/10/9,Page:,3,第二節(jié),PLC,的組成,一、型號及意義,?,型號的命名方式,D,DC,電源,A1,AC,電源,H,大電流輸出擴(kuò)展模塊,V,立式端子排的擴(kuò)展模塊,C,接插口輸入輸出方式,F,輸入濾波器,1ms,擴(kuò)展模塊,L,TTL,輸入擴(kuò)展模塊,S,獨(dú)立端子（無公共端）擴(kuò)展模塊,FX,特殊品種,輸出形式,單元類型,I/O,總點(diǎn)數(shù),系列序號,R,繼電器輸出,T,晶體管輸出,S,晶閘管輸出,M,基本單元,E,輸入輸出混合擴(kuò)展單元,及擴(kuò)展模塊,EX,輸入專用擴(kuò)展模塊,EY,輸出專用擴(kuò)展模塊,16256,點(diǎn),0,、,2,、,ON,

3、、,2C,、,2N,Date:,2018/10/9,Page:,4,一、型號及意義,?,I/O,點(diǎn)數(shù)：,16,256,點(diǎn),?,單元類型,?,M,表示基本單元,?,E,表示擴(kuò)展單元及擴(kuò)展,模塊,?,EX,擴(kuò)展輸入單元,?,EY,擴(kuò)展輸出單元,Date:,2018/10/9,Page:,5,一、型號及意義,?,型號變化,?,DS,24VDC,，世界型,?,ES,世界型（晶體管型為漏輸出）,?,ESS,世界型（晶體管型為源輸出）,?,輸出形式,?,R,繼電器輸出,?,T,晶體管輸出,?,S,晶閘管輸出,Date:,2018/10/9,Page:,6,二、,PLC,硬件系統(tǒng)組成,PLC,基本單元,11

4、0V/220V,市電,現(xiàn)場用戶輸入設(shè)備,現(xiàn)場信號,按鈕、開關(guān),傳感器,外部設(shè)備,輸,入,部,件,微處理器（,CPU,）,運(yùn)算器,控制器,輸,出,部,件,電源變換器,現(xiàn)場用戶輸出設(shè)備,執(zhí)行器,中間繼電器,電磁閥,擴(kuò)展設(shè)備,通,訊,及,編,程,接,口,系,統(tǒng),存,儲,器,用,戶,存,儲,器,I/O,擴(kuò),展,接,口,擴(kuò)展單元,編程設(shè)備,計算機(jī),打印機(jī)等,通訊模塊,功能模塊,PLC,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,Date:,2018/10/9,Page:,7,FX,系列,PLC,的硬件配置圖,Date:,2018/10/9,Page:,8,FX,系列,PLC,的網(wǎng)絡(luò)通信能力,Date:,2018/10/9,Page

5、:,9,二、,PLC,硬件系統(tǒng)組成,?,微處理器（,CPU,）,?,接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)；,?,診斷電源、,PLC,工作狀態(tài)及編程的語法錯誤；,?,接收輸入信號，送入數(shù)據(jù)寄存器并保存；,?,運(yùn)行時順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，完成用戶,程序的各種操作；,?,將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。,Date:,2018/10/9,Page:,10,二、,PLC,硬件系統(tǒng)組成,?,系統(tǒng)存儲器,系統(tǒng)程序存儲器,+,系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器,?,存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）；,?,存放模塊化應(yīng)用功能子程序；,?,存放命令解釋程序；,?,存放功能子程序的調(diào)用管理程序；,?,存放存儲系統(tǒng)參數(shù)。,Date:,2018/

6、10/9,Page:,11,二、,PLC,硬件系統(tǒng)組成,?,用戶存儲器,RAM/EPROM/EEPROM,?,存放用戶工作程序；,?,存放工作數(shù)據(jù)。,Date:,2018/10/9,Page:,12,?,輸入單元,帶光電隔離電路,?,多種輔助電源類型：,AC,電源,DC24V,輸入,DC,電源,DC24V,輸入,DC,電源,DC12V,輸入,?,接收開關(guān)量及數(shù)字量信號（數(shù)字量輸入單元）；,?,接收模擬量信號（模擬量輸入單元）；,?,接收按鈕或開關(guān)命令（數(shù)字量輸入單元）；,?,接收傳感器輸出信號。,Date:,2018/10/9,Page:,13,?,輸入單元,帶光電隔離電路,?,多種輔助電源類

7、型：,AC,電源,DC24V,輸入,DC,電源,DC24V,輸入,DC,電源,DC12V,輸入,?,接收開關(guān)量及數(shù)字量信號（數(shù)字量輸入單元）；,?,接收模擬量信號（模擬量輸入單元）；,?,接收按鈕或開關(guān)命令（數(shù)字量輸入單元）；,?,接收傳感器輸出信號。,Date:,2018/10/9,Page:,14,?,輸入單元,帶光電隔離電路,?,多種輔助電源類型：,AC,電源,DC24V,輸入,DC,電源,DC24V,輸入,DC,電源,DC12V,輸入,?,接收開關(guān)量及數(shù)字量信號（數(shù)字量輸入單元）；,?,接收模擬量信號（模擬量輸入單元）；,?,接收按鈕或開關(guān)命令（數(shù)字量輸入單元）；,?,接收傳感器輸出信

8、號。,Date:,2018/10/9,Page:,15,?,輸入單元,帶光電隔離電路,?,多種輔助電源類型：,AC,電源,DC24V,輸入,DC,電源,DC24V,輸入,DC,電源,DC12V,輸入,?,接收開關(guān)量及數(shù)字量信號（數(shù)字量輸入單元）；,?,接收模擬量信號（模擬量輸入單元）；,?,接收按鈕或開關(guān)命令（數(shù)字量輸入單元）；,?,接收傳感器輸出信號。,Date:,2018/10/9,Page:,16,?,輸出單元,帶光電隔離器及濾波器,?,多種輸出方式,：晶體管,晶閘管,繼電器,?,驅(qū)動直流負(fù)載（晶體管輸出單元）；,?,驅(qū)動非頻繁動作的交,/,直流負(fù)載（繼電器輸出單元）；,?,驅(qū)動頻繁動作

9、的交,/,直流負(fù)載（晶閘管輸出單元）。,Date:,2018/10/9,Page:,17,?,輸出單元,帶光電隔離器及濾波器,?,多種輸出方式,：晶體管,晶閘管,繼電器,?,驅(qū)動直流負(fù)載（晶體管輸出單元）；,?,驅(qū)動非頻繁動作的交,/,直流負(fù)載（繼電器輸出單元）；,?,驅(qū)動頻繁動作的交,/,直流負(fù)載（晶閘管輸出單元）。,Date:,2018/10/9,Page:,18,?,輸出單元,帶光電隔離器及濾波器,?,多種輸出方式,：晶體管,晶閘管,繼電器,?,驅(qū)動直流負(fù)載（晶體管輸出單元）；,?,驅(qū)動非頻繁動作的交,/,直流負(fù)載（繼電器輸出單元）；,?,驅(qū)動頻繁動作的交,/,直流負(fù)載（晶閘管輸出單元）

10、。,Date:,2018/10/9,Page:,19,?,輸出單元,帶光電隔離器及濾波器,?,多種輸出方式,：晶體管,晶閘管,繼電器,?,驅(qū)動直流負(fù)載（晶體管輸出單元）；,?,驅(qū)動非頻繁動作的交,/,直流負(fù)載（繼電器輸出單元）；,?,驅(qū)動頻繁動作的交,/,直流負(fù)載（晶閘管輸出單元）。,Date:,2018/10/9,Page:,20,二、,PLC,硬件系統(tǒng)組成,?,通訊及編程接口,采用,RS-485,或,RS-422,串行總,線,?,連接專用編程器（,FX-20P,、,FX-10P,）,；,?,連接個人電腦（,PC,），實(shí)現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；,?,連接工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；,?,連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)

11、備（如調(diào)制解調(diào)器），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊；,?,連接打印機(jī)等計算機(jī)外設(shè)。,Date:,2018/10/9,Page:,21,?,I/O,擴(kuò)展接口,采用并行通訊方式,?,擴(kuò)展,I/O,模塊,；,?,擴(kuò)展位置控制模塊（如,F2-30GM,）；,?,擴(kuò)展通訊模塊（如,FX-232AW,等）；,?,擴(kuò)展模擬量控制模塊（如,FX-2DA,、,FX-4AD,等）。,Date:,2018/10/9,Page:,22,三、,PLC,軟件系統(tǒng)組成,運(yùn)行管理,管理程序,系統(tǒng)監(jiān)控程序,軟件系統(tǒng),用戶程序,數(shù)據(jù)表格,生成用戶元件,系統(tǒng)內(nèi)部自檢,解釋程序,標(biāo)準(zhǔn)程序模塊、系統(tǒng)調(diào)用,自動化系統(tǒng)控制程序,Date:,2018/10/

12、9,Page:,23,四、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),?,十進(jìn)制數(shù)（,DEC,:DECimal number,），常用于：,?,定時器,/,計數(shù)器的設(shè)定值；,?,輔助繼電器（,M,）、定時器（,T,）、計數(shù)器（,C,）、狀,態(tài)（,S,）等軟元件的地址號；,?,應(yīng)用指令的數(shù)值型操作數(shù)及指令動作常數(shù)（,K,）。,?,十六進(jìn)制數(shù)（,HEX,:HEXdecimal number,）,與十進(jìn)制數(shù)一樣，用于指定應(yīng)用指令的數(shù)值型操作數(shù),及指令動作常數(shù)（,H,）。,Date:,2018/10/9,Page:,24,四、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),?,二進(jìn)制數(shù)（,BIN,:BINary number,）,PLC,內(nèi)部數(shù)據(jù)類型，通過外設(shè)進(jìn)行監(jiān)視時，

13、各軟元件,的數(shù)值自動變換為十進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)。,?,八進(jìn)制數(shù)（,OCT,:OCTal,number,）,用于輸入繼電,器和輸出繼電器的軟元件編號。,?,輸入繼電器用,X00X07,、,X10X17,、,X20X27,等八進(jìn)制,格式進(jìn)行編號；,?,輸出繼電器用,Y00Y07,、,Y10Y17,、,Y20Y27,等八進(jìn)制,格式進(jìn)行編號。,Date:,2018/10/9,Page:,25,四、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),?,BCD,碼（,BCD,:BINary,Code,Decimal,）,用二進(jìn),制形式表示的十進(jìn)制數(shù)，常采用,8421BCD,碼。,?,常用,BCD,碼編碼開關(guān)將,BCD,碼數(shù)據(jù)送入,PLC,；,?

14、,PLC,常以,BCD,碼格式將輸出數(shù)據(jù)送數(shù)碼顯示器顯示。,?,浮點(diǎn)數(shù)據(jù)（標(biāo)繪值）,?,二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)常用于高精度浮點(diǎn)運(yùn)算；,?,十進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)用于實(shí)施監(jiān)視。,Date:,2018/10/9,Page:,26,五、軟元件（邏輯元件）,?,輸出繼電器（,Y,）,?,輸出繼電器采用,八進(jìn)制,編號，有內(nèi)部觸點(diǎn)和外部輸出觸,點(diǎn)（繼電器觸點(diǎn)、雙向可控硅、晶體管等輸出元件）之,分，由程序驅(qū)動。,?,在,PLC,內(nèi)部，外部輸出觸點(diǎn)與輸出端子相連，向外部負(fù),載輸出信號，且一個輸出繼電器只有一個常開型外部輸,出觸點(diǎn)。,?,輸出繼電器有無數(shù)個內(nèi)部常開和常閉觸點(diǎn)，編程時可隨,意使用。,Date:,2018/10/9,P

15、age:,27,五、軟元件（邏輯元件）,?,輔助繼電器（,M,）,?,由內(nèi)部軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動,常開和常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不,限，但不能直接驅(qū)動外部負(fù)載,采用,十進(jìn)制,編號。,?,通用輔助繼電器,M0,M499,（,500,點(diǎn)）,?,掉電保持輔助繼電器,M500,M1023,（,524,點(diǎn)）,?,特殊輔助繼電器,M8000,M8255,（,256,點(diǎn)）,?,只能利用其觸點(diǎn)的特殊輔助繼電器,?,可驅(qū)動線圈的特殊輔助繼電器,通用輔助繼電器與掉電保持用輔助繼電器的比例，可通,過外設(shè)設(shè)定參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。,Date:,2018/10/9,Page:,28,?,只能利用其觸點(diǎn)的特殊輔助繼電器,?,M8000,：運(yùn)

16、行監(jiān)控用，,PLC,運(yùn)行時,M8000,接通。,?,M8002,：僅在運(yùn)行開始瞬間接通的初始脈沖特殊輔,助繼電器。,?,M8012,：產(chǎn)生,100ms,時鐘脈沖的特殊輔助繼電器。,?,可驅(qū)動線圈的特殊輔助繼電器,?,M8030,：鋰電池電壓指示燈特殊繼電器。,?,M8033,：,PLC,停止時輸出保持特殊輔助繼電器。,?,M8034,：禁止全部輸出特殊輔助繼電器。,?,M8039,：定時掃描特殊輔助繼電器。,Date:,2018/10/9,Page:,29,五、軟元件（邏輯元件）,?,狀態(tài)（,S,）,?,狀態(tài)是對工序,步進(jìn)型,控制進(jìn)行簡易編程的內(nèi)部軟元件，,采用,十進(jìn)制,編號。與步進(jìn)指令,ST

17、L,配合使用；,?,狀態(tài)不用于步進(jìn)階梯指令時，可作輔助繼電器使用。,?,狀態(tài)同樣有通用狀態(tài)和掉電保持用狀態(tài)，其比例分配可,由外設(shè)設(shè)定。,?,狀態(tài)有無數(shù)個常開觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)，編程時可隨意使用；,Date:,2018/10/9,Page:,30,五、軟元件（邏輯元件）,?,輸入繼電器（,X,）,?,在,PLC,內(nèi)部，與輸入端子相連的輸入繼電器是光電隔離的電子繼,電器，采用,八進(jìn)制,編號，用無數(shù)個常開和常閉觸點(diǎn)。,?,輸入繼電器不能用程序驅(qū)動,。,公共端,COM,X0,電源,梯形圖,X1,Y0,公共端,COM1,輸入繼電器,X0,X0,X0,Y0,輸出繼電器,Y0,常開觸點(diǎn),常閉觸點(diǎn),Y0,Y0,輸

18、入信號,輸入端子,X0,輸出負(fù)載,輸出端子,Date:,2018/10/9,Page:,31,五、軟元件（邏輯元件）,?,狀態(tài)（,S,）,?,狀態(tài)有,五種,類型：,?,初始狀態(tài),S0,S9,共,10,點(diǎn),?,回零狀態(tài),S10,S19,共,10,點(diǎn),?,通用狀態(tài),S20,S499,共,480,點(diǎn),?,保持狀態(tài),S500,S899,共,400,點(diǎn),?,報警用狀態(tài),S900,S999,共,100,點(diǎn),Date:,2018/10/9,Page:,32,五、軟元件（邏輯元件）,?,定時器（,T,）,?,定時器實(shí)際是內(nèi)部脈沖計數(shù)器，可對內(nèi)部,1ms,、,10ms,和,100ms,時鐘脈沖進(jìn)行加計數(shù)，當(dāng)達(dá)到

19、用戶設(shè)定值時，觸點(diǎn)動,作。,?,定時器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù),k,或,H,作為設(shè)定值，也,可以用數(shù)據(jù)寄存器,D,的內(nèi)容作為設(shè)定值。,?,普通定時器（,T0,T245,）,?,100ms,定時器,T0,T199,共,200,點(diǎn)，設(shè)定范圍,0.1,3276.7s,；,?,10ms,定時器,T200,T245,共,46,點(diǎn)，設(shè)定范圍,0.01,327.67s,。,?,積算定時器（,T246,T255,）,?,1ms,定時器,T246,T249,共,4,點(diǎn)，設(shè)定范圍,0.001,32.767s,；,?,100ms,定時器,T250,T255,共,6,點(diǎn)，設(shè)定范圍為,0.1,3276.7s,。,D

20、ate:,2018/10/9,Page:,33,T10,驅(qū)動,Tx,加法計數(shù)器,相等,比較,器,時鐘脈沖,Tx,觸點(diǎn)動作,K,、,H,或,D,設(shè)定值,X0,T10,T10,K123,Y1,普通定時器的工作原理,Date:,2018/10/9,Page:,34,T250,X2,設(shè)定值,K,1,計數(shù)器,X1,相等,比較器,Tx,觸點(diǎn)動作,100ms,時鐘脈沖,X1,T250,K345,T250,X2,RST,T250,Y1,積算定時器的工作原理,Date:,2018/10/9,Page:,35,五、軟元件（邏輯元件）,?,計數(shù)器（,C,）,計數(shù)器可分為通用計數(shù)器和高速計數(shù)器。,?,16,位通用加計

21、數(shù)器，,C0,C199,共,200,點(diǎn)，設(shè)定值：,1,32767,。設(shè)定值,K0,與,K1,含義相同，即在第一次計數(shù)時，,其輸出觸點(diǎn)動作。,?,32,位通用加,/,減計數(shù)器，,C200,C234,共,135,點(diǎn)，設(shè)定值：,-2147483648,+2147483647,。,?,高速計數(shù)器,C235,C255,共,21,點(diǎn)，共享,PLC,上,6,個高速計,數(shù)器輸入（,X000,X005,）。高速計數(shù)器按中斷原則運(yùn),行。,Date:,2018/10/9,Page:,36,?,16,位加計數(shù)器,?,通用型：,C0C99,共,100,點(diǎn),?,斷電保持型：,C100C199,共,100,點(diǎn),X10,RS

22、T,X11,C0,C0,Y0,K10,設(shè)定值,也可以間接設(shè)定,Y0,X10,C0,X11,7,8,9,10,C0當(dāng)前值,0,1,2,3,4,5,6,16,位計數(shù)器工作過程示意圖,Date:,2018/10/9,Page:,37,?,32,位雙向計數(shù)器,?,有兩種,32,位加,/,減計數(shù)器，設(shè)定值：,-2147483648,+2147483647,。,?,通用計數(shù)器：,C200,C219,共,20,點(diǎn),?,保持計數(shù)器：,C220,C234,共,15,點(diǎn),?,計數(shù)方向由特殊輔助繼電器,M8200,M8234,設(shè)定。,?,加減計數(shù)方式設(shè)定：對于,C,，當(dāng),M8,接通,（置,1,）時，為減計數(shù)器，斷開（置,0,）時，為加計,數(shù)器。,?,計數(shù)值設(shè)定：直接用常數(shù),K,或間接用數(shù)據(jù)寄存器,D,的,內(nèi)容作為計數(shù)值。間接設(shè)定時，要用元件號緊連在,一起的兩個數(shù)據(jù)寄存器。,Date:,2018/10/9,Page:,38,X12,X12,M8200,X13,RST,X14,C200,C200,Y1,Y1,K-5,C200,C200當(dāng)前值,0