可編程控制器

1、可編程序控制器可編程序控制器原理原理應用應用實驗實驗常斗南常斗南 主編主編主講教師：曹麗聯系方式：參考資料：PLC編程及應用 廖常初 主編 機械工業(yè)出版社可編程序控制器及常用控制電器 何友華 主編 冶金工業(yè)出版社參考網站：可編程控制器技術教程可編程控制器技術教程概述概述PLC 是一種專門用于工業(yè)控制的計算機。是一種專門用于工業(yè)控制的計算機。 早期的早期的PLC是用來替代繼電器、接觸器控制的。是用來替代繼電器、接觸器控制的。它主要它主要 用于順序控制，只能實現邏輯運算。因此，用于順序控制，只能實現邏輯運算。因此，被稱為被稱為可編程邏輯控制器可編程邏輯控制器（Programmable logic

2、controller，略寫略寫 PLC ) 隨著電子技術、計算機技術的迅速發(fā)展，可編程隨著電子技術、計算機技術的迅速發(fā)展，可編程控制器的功能已遠遠超出了順序控制的范圍。被稱控制器的功能已遠遠超出了順序控制的范圍。被稱為為可編程控制器可編程控制器（Programmable controller，略寫略寫PC)。為區(qū)別于。為區(qū)別于Personal Computer (PC)，故沿用，故沿用PLC 這個略寫。這個略寫。常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹學習內容學習內容常用的工廠控制電器一些基本工廠控制電路教學要求教學要求了解常用的控制電器的工作原理了解常開觸點、常閉觸點和線圈的概念了解基本控制

3、電路的工作原理常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹1 1、按鈕、按鈕按鈕是一種常用的手動控制電器，用來發(fā)出信號和接通或斷開控制電路。按鈕帽復位彈簧動斷（常閉）觸點動合（常開）觸點SBSB控制按鈕控制按鈕常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹2 2、接觸器、接觸器接觸器是一種用途極為廣泛的自動控制電器，主要用于接通或切斷交直流電動機的主電路或大容量控制電路，也常用于控制其他電器。接觸器可以頻繁地操作，而且性能比較穩(wěn)定。接觸器是利用電磁吸力的原理工作的，主要由電磁機構和觸頭系統(tǒng)組成。電磁機構主要包括吸引線圈、鐵心和銜鐵三部分組成。常用低壓控制電器介紹常

4、用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹接觸器結構示意圖接觸器結構示意圖靜鐵心動鐵心彈簧銜鐵吸引線圈靜觸點靜觸點動觸點常開觸點常開觸點常閉觸點常閉觸點常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹KMKMKM吸引線圈常開觸點常閉觸點接觸器圖文符號接觸器圖文符號3 3、熱繼電器、熱繼電器 熱繼電器是利用電流的熱效應來切斷電路的保護電器，它在控制電路中，用作電動機的過載保護，既能保證電動機不超過容許的過載，又可以最大限度地保護電動機的過載能力。 熱繼電器的測量元件通常采用雙金屬片，由兩種具有不同線膨脹系數的金屬碾壓而成。主動層采用膨脹系數較高的鐵鎳鉻合金，被動層采用膨脹系數較小的鐵鎳合

5、金。當雙金屬片受熱后將向被動層方向彎曲，當彎曲到一定程度時，通過動作機構是觸點動作。常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹感受部分結構示意圖感受部分結構示意圖熱繼電器圖文符號熱繼電器圖文符號感受部分工作原理感受部分工作原理：發(fā)熱元件2通電發(fā)熱后，主雙金屬片1受熱向左彎曲，推動導板3向左推動執(zhí)行機構發(fā)生一定的運動。電流越大，執(zhí)行機構的運動幅度也越大。當電流大到一定程度時，執(zhí)行機構發(fā)生躍變，即觸點發(fā)生動作從而切斷主電路。熱繼電器熱繼電器使用：作為電動機的過載保護，注意與熔斷器使用：作為電動機的過載保護，注意與熔斷器的配合。的配合。選擇：選擇：eReRede

6、d eReR：熱繼電器熱元件的額定電流；：熱繼電器熱元件的額定電流； eded：電動機的額定電流。：電動機的額定電流。常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹4、熔斷器、熔斷器常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹一、熔斷器的結構原理及分類 熔斷器是低壓電路及電動機控制電路中用作短路保護的電器，它串聯在線路中，當線路或電氣設備發(fā)生短路（或嚴重過流）時，熔斷器中的熔體首先因電路電流增大而過熱熔斷，自動切斷電路，以保護電氣設備。二、熔斷器的主要參數 額定電壓 熔體額定電壓 熔斷器額定電流三、常用的熔斷器三、常用的熔斷器1 1、插入式熔斷器、插入式熔斷器2 2、螺旋式熔斷器、螺旋式熔斷器3 3、封

7、閉管式熔斷器、封閉管式熔斷器4 4、自復式熔斷器、自復式熔斷器5 5、高分斷能力熔斷器、高分斷能力熔斷器常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹插入式熔斷器插入式熔斷器常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹無填料密封式式熔斷器無填料密封式式熔斷器有填料式密封式熔斷器有填料式密封式熔斷器常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹自恢復熔斷器自恢復熔斷器常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹4 4、位置開關、位置開關 位置開關又稱行程開關或限位開關。 用于將機械位移變?yōu)殡娦盘?，使電動機運行狀態(tài)發(fā)生改變，即按一定行程自動停車、反轉、變

8、速或循環(huán)。從而控制機械運動或實現安全保護。 位置開關包括：行程開關、限位開關、微動開關等。 工作原理：在實際生產中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現電路的切換。因此，行程開關是一種根據運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹推桿推桿彈簧彈簧動斷（常閉）動斷（常閉）觸點觸點動合（常開）動合（常開）觸點觸點行程開關行程開關常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹接近開關接近開關常用低壓控制電器介紹常用低壓控制電器介紹基本控制電路基

9、本控制電路基本控制電路基本控制電路L1L2L3QMFU1KMKRPEFU2SB1KMSB2KMKRFU2U V W1 1、單向旋轉、單向旋轉接觸器控制電路圖中，Q為開關，FU1、FU2為主電路與控制電路的熔斷器，KM 為接觸器，KR為熱繼電器，SB1、SB2分別為起動按鈕與停止按鈕，M為籠型感應電動機。接觸器觸點接觸器觸點熱繼電器的感受部分熱繼電器的感受部分接觸器的線圈接觸器的線圈熱繼電器的常閉觸點熱繼電器的常閉觸點（短路保護）（短路保護）（過載保護）（過載保護）依靠接觸器自身輔助觸點保持依靠接觸器自身輔助觸點保持線圈通電的電路稱為線圈通電的電路稱為自保電路自保電路基本控制電路基本控制電路2

10、2、可逆轉動、可逆轉動在實際生產中常需要運動部件實現正反兩個方向的運動，這就要求拖動電動機能做正反兩方向的運轉。從電機原理可知，改變電動機三相電源相序即可改變電動機旋轉方向。電動機的常用可逆旋轉控制電路如圖所示。L1L2L3QMFU1KM1PEKM2FU2SB1KM1SB2KM2SB1KM1SB2KM2SB3KRFU2KM1KM2互鎖互鎖按鈕聯鎖按鈕聯鎖3 3、點動控制、點動控制 生產過程中，不僅要求生產機械運動部件連續(xù)運動，還需要點動控制。 該控制電路既可實現點動控制，又可實現連續(xù)運轉。 SB3為連續(xù)運轉的停止按鈕，SB1為連續(xù)運轉起動按鈕，SB2為點動起動按鈕。 L1L2L3QMFU1KM

11、PEU V WKR基本控制電路基本控制電路FU2SB1KMSB3KMFU2SB2SB2KR4 4、自動往返運行、自動往返運行 在實際生產中，常常要求生產機械的運動部件能實現自動往返。因為有行程限制，所以常用行程開關做控制元件來控制電動機的正反轉。該圖為電動機往返運行的可逆旋轉控制電路?；究刂齐娐坊究刂齐娐稬1L2L3QMFU1KM1PEKM2KRFU2SB1SB2KM1KM1FU2KM1SQ1SB2SB1KM2KM2KM2SQ2KRSB3SQ2SQ3SQ1SQ45 5、Y-DY-D壓降起動壓降起動 為了減少或限制起動時對機械設備的沖擊，通常對三相籠感應電動機采用降壓起動。 起動時，定子繞組

12、先接成Y聯結，接入三相交流電源，此時起動電流只有全壓起動時的1/3.當轉速接近額定轉速時，將電動機定子繞組改成D聯結，電動機進入正常運行。 凡是正常運行時三相定子繞組接成三角形運轉的三相籠型感應電動機，都可采用Y-D降壓起動?；究刂齐娐坊究刂齐娐坊究刂齐娐坊究刂齐娐稬1L2L3QMFU1KM1PEU1V1W1KM2KRKM1FU2SB1KM1W2U2V2KM3KM3KM2KTKRKM2KM3KM1KTKTSB2123456789FU2.Y-DY-D降壓起動控制電路降壓起動控制電路基本控制電路基本控制電路L1L2L3FU1MKSMnnQKM1KM2FU2KM3RRKM3KRKM4KM5K

13、M5KM6KM7TELFU4Q1XSXPHLSQ5SQ6SBSB1FU3FRKA1KA1KA2SB2KA1KA2KA2SQ3SQ1KM3KA1KA2KTSQKVSB3KM2KM1KVSQ4SQ2KM3SB4KM1KM2KVKM1KM2KT1KM5KM4KM4KM5KM6KM7KM7KM6KT1SQ7SQ8SQ9SQ10SQ9SQ1012n.6 6、鏜床控制原理圖、鏜床控制原理圖本章小結本章小結 本章簡要介紹繼電接觸控制系統(tǒng)中的常用低壓電氣設備和常用的電機控制的基本環(huán)節(jié)，這是分析和設計電氣控制電路的基礎，同時也是學習可編程序控制器知識的基礎。 1、本章簡單介紹了按鈕、接觸器、熱繼電器和位置開關的

14、構成和工作原理。 2、本章簡單介紹了掌握電機控制的基本環(huán)節(jié)，如單向旋轉、可逆旋轉、點動控制、自動往返、降壓起動等繼電器控制電路。 3、本章的控制電路涉及的都是開關量的控制，如按鈕或開關的閉合與斷開，線圈的通電與斷電，回路的閉合與斷開等。重點掌握：常開觸點、常閉觸點、線圈。重點掌握：常開觸點、常閉觸點、線圈?；究刂齐娐坊究刂齐娐返谝徽碌谝徽?可編程序控制器的一般結構及可編程序控制器的一般結構及基本工作原理基本工作原理學習內容學習內容 PLC的產生和特點及其發(fā)展動向 PLC的結構和基本的工作原理 PLC的技術性能指標 PLC的分類及其應用場合 PLC的應用設計步驟教學要求教學要求 了解PLC的

15、特點、發(fā)展動向、性能指標及其應用場合 掌握PLC的結構和基本的工作原理 了解PLC的設計步驟第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理第一節(jié) PLC的產生和特點及其發(fā)展動向n 什么是PLCn PLC產生的原因n PLC的特點n PLC的發(fā)展動向第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理n什么是什么是PLC可編程序控制器的定義可編程序控制器的定義（1985年，國際電工委員會） 可編程序控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯算、順序

16、控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出控制各種機械或生產過程。PC、PLC、個人計算機、工業(yè)、個人計算機、工業(yè)PC的區(qū)別？的區(qū)別？第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理nPLCPLC產生的原因產生的原因 繼電器控制系統(tǒng)的明顯缺點： 體積大，可靠性低，查找故障困難，特別是由于它是靠硬件連線邏輯構成的系統(tǒng)，所有接線復雜，對生產工藝變化的適應性差。 繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點： 簡單易懂、操作方便、加工便宜 計算機系統(tǒng)的優(yōu)點： 功能完備、靈活性、通用性好第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的

17、一般結構及基本工作原理nPLCPLC的特點的特點編程簡單 圖形式指令結構 簡化的程序結構 豐富的調試手段功能強，性價比高（和繼電器系統(tǒng)相比）硬件配套齊全，適應性強 可編程序控制器及其有關設備，都很易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計，已經標準化，系統(tǒng)化和模塊化。 通過修改用戶程序，可以快速適應工藝條件的變化可編程控制器概述可編程控制器概述可靠性高，抗干擾能力強 利用軟件替代觸點，并減少接線。 專為工業(yè)生產現場設計，抗干擾措施齊全。 系統(tǒng)設計安裝和調試工作量少維修方便 體積小，功耗低。 綜上所訴，可編程序控制器在性能上均優(yōu)于繼電器邏輯控制，與計算機相比，綜上所訴，可編程序控制

18、器在性能上均優(yōu)于繼電器邏輯控制，與計算機相比，它也是一種用于工業(yè)自動化控制的理想工具。它也是一種用于工業(yè)自動化控制的理想工具?？删幊炭刂破鞲攀隹删幊炭刂破鞲攀鰊PLCPLC的主要特點的主要特點：PLC的軟件簡單易學使用和維護方便 硬件配置簡單； 安裝方便； 使用方便； 維護方便運行穩(wěn)定可靠設計施工周期短 第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理nPLC的發(fā)展動向的發(fā)展動向 向高速度、大容量方向發(fā)展 CPU處理速度進一步加快；存儲容量進一步擴大 控制系統(tǒng)將分散化 分散控制、集中管理的原則。 可靠性進一步提高 隨著PLC進入過程控制領域，對可靠性的

19、要求進一步提高。硬件冗余的容錯技術將進一步應用。 控制與管理功能一體化 PC將廣泛采用計算機信息處理技術、網絡通信技術和圖形顯示技術，使PLC系統(tǒng)的生產控制功能和信息管理功能融為一體。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理第二節(jié)第二節(jié) PLCPLC的一般結構和基本工作原理的一般結構和基本工作原理n PLC的一般結構n PLC的基本工作原理第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理n PLCPLC的一般結構的一般結構 可編程控制器實施控制的實質是按一定的算法進行輸入輸出變換，并將這個變換予以物理實

20、現。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理入出變換入出變換物理實現物理實現信息處理信息處理微處理機技術微處理機技術考慮實際的控制需要考慮實際的控制需要輸出應放大電信號輸出應放大電信號輸入應當排除干擾輸入應當排除干擾I/O電路電路專門設計專門設計PLC采用了典型的計算機結構，主要由CPU、ROM、RAM和專門設計的輸入輸出接口電路等組成。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理輸輸 入入 接接 口口中央處理單元中央處理單元存存 儲儲 器器輸入輸出數據存儲輸入輸出數據存儲輸輸 出出 接接 口口照明

21、電磁裝置電動機其他執(zhí)行裝置或接觸器開關或傳感器繼電器觸電行程開關模擬量輸入編 程 單 元電源單元地址總線控制總線數據總線圖圖1-1 PLC1-1 PLC機結構示意圖機結構示意圖nPLCPLC的一般結構的一般結構中央處理機中央處理機 中央處理機是PLC的大腦，它由中央處理器和存儲器等組成p 中央處理器（中央處理器（CPU）l CPU的組成：控制電路、運算器和寄存器組成。 注：不同的PLC可能選用不同的CPUl CPU的主要功能：1）從存儲器中讀取指令 2）執(zhí)行指令 3）準備取下一條指令 4）處理中斷第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理n CP

22、U模塊模塊 CPU通過輸入裝置讀入外設的狀態(tài)，由用戶程序去處理，并根據處理結果通過輸出裝置去控制外設。 一般的中型可編程控制器多為雙微處理器系統(tǒng) 一個是字處理器，它是主處理器，由它處理字節(jié)操作指令，控制系統(tǒng)總線，內部計數器，內部定時器，監(jiān)視掃描時間，統(tǒng)一管理編程接口，同時協調位處理器及輸入輸出。 一個為位處理器，也稱布爾處理器，它是從處理器。它的主要作用是處理位操作指令處理位操作指令和在機器操作系統(tǒng)的管理下實現PLC編程語言向機器語言轉換語言轉換。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理p 存儲器存儲器 存儲器是具有記憶功能的半導體電路，用來存

23、放系統(tǒng)程序、應用程序、邏輯變量和其它一些信息。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理存儲器的類型存儲器的類型只讀存儲器只讀存儲器ROM隨機存儲器隨機存儲器RAM檢查程序檢查程序翻譯程序翻譯程序監(jiān)控程序監(jiān)控程序用戶程序用戶程序邏輯變量邏輯變量供內部程序使用的工作單元供內部程序使用的工作單元電源部件電源部件 PLC內部電路使用的電源是整體的能源供給中心，它的好壞直接影響PLC的功能和可靠性，因此目前的大部分PLC采用開關式穩(wěn)開關式穩(wěn)壓電源供電。壓電源供電。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理U

24、iuBDLCRL+-UO串聯型開關型穩(wěn)壓電路n I/O模塊模塊聯系外部設備和CPU模塊的橋梁輸入模塊 開關量輸入模塊：接收來自按鈕、位置開關和光電開關等設備提供的開關量輸入信號。 模擬量輸入模塊：接收電位器和測速發(fā)電機等設備提供的模擬電流電壓信號。輸出模塊 開關量輸出模塊：用于控制接觸器、指示燈和報警裝置等輸出設備。 模擬量輸出模塊：用于控制調節(jié)閥和變頻器等執(zhí)行裝置。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理輸入、輸出部分（輸入、輸出部分（PLC與被控設備相連接的接口電路）與被控設備相連接的接口電路）p輸入接口電路 功能：輸入接口電路將用戶設備輸

25、入PLC的各種控制信號控制信號轉換成 中央處理器能夠接收和處理的電信號電信號。 電路構成：由光電耦合電路光電耦合電路和微電腦輸入接口電路微電腦輸入接口電路組成。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理光電耦合器p 輸出接口電路 功能：輸出接口電路將中央處理器送出的弱電控制信號弱電控制信號轉換成現場需要的強電信號輸出強電信號輸出，以驅動電磁閥、接觸器、電動機等被控設備的執(zhí)行元件。 電路組成：微電腦輸出接口電路微電腦輸出接口電路和功率放大電路功率放大電路第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理n 編

26、程裝置編程裝置用于生成、編輯、檢查和修改用戶程序手持式編程器 只能輸入和編輯指令編程軟件 直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖 實現不同編程語言的轉換 下載和上傳用戶程序第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理n PLC的基本工作原理的基本工作原理微機一般采用等待命令的工作方式；PLC采用循環(huán)掃描工作方式循環(huán)掃描工作方式。 循環(huán)掃描的工作方式工作方式：在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài)，按用戶程序進行運算處理，然后順序向輸出點發(fā)出相應的控制信號。 整個工作過程工作過程分五階段：自診斷自診斷、與編輯器等的通信與編輯器等的通信，

27、輸入采輸入采樣樣，用戶程序執(zhí)行用戶程序執(zhí)行，輸出刷新輸出刷新。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理自診斷自診斷與編輯器與編輯器計算機等通信計算機等通信輸出輸出結果結果執(zhí)行用執(zhí)行用戶程序戶程序讀入現讀入現場信號場信號（1 1）自診斷內容為）自診斷內容為I/OI/O部分、存儲器、部分、存儲器、CPUCPU等，發(fā)現異常停機顯示出錯。若等，發(fā)現異常停機顯示出錯。若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。（2 2）PLCPLC檢查是否與編輯器和計算機

28、的通信請求，若有則進行相應處理。檢查是否與編輯器和計算機的通信請求，若有則進行相應處理。（3 3）PLCPLC的中央處理器對各個輸入端進行掃描，將輸入端的狀態(tài)送到輸入狀的中央處理器對各個輸入端進行掃描，將輸入端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中態(tài)寄存器中輸入采樣階段輸入采樣階段（4 4）中央處理器）中央處理器CPUCPU將指令逐條調出并執(zhí)行，并將執(zhí)行的結果送到輸出狀態(tài)將指令逐條調出并執(zhí)行，并將執(zhí)行的結果送到輸出狀態(tài)存儲器中存儲器中程序執(zhí)行階段程序執(zhí)行階段（5 5）當所有的指令執(zhí)行完畢時，）當所有的指令執(zhí)行完畢時，集中把輸出狀態(tài)存儲器的狀態(tài)集中把輸出狀態(tài)存儲器的狀態(tài)通過輸出部通過輸出部件轉換成被控設備所

29、能接受的件轉換成被控設備所能接受的電壓或電流信號，電壓或電流信號，以驅動被控設備以驅動被控設備輸出刷輸出刷新階段新階段PLCPLC與計算機控制系統(tǒng)的異同與計算機控制系統(tǒng)的異同相同點： （1）基本結構相同u PLC和計算機都是主要由CPU、存儲器、輸入和輸出部分構成。有的部件（如存儲器）在二者中通用。 （2）程序執(zhí)行原理相同u PLC和計算機都采用存儲程序，按地址訪問和順序執(zhí)行的基本工作思想u 在PLC程序執(zhí)行階段，與計算機基本相同，都是指令在內存中順序存放，CPU從內存中順序取指令并執(zhí)行，直到最后的一條指令。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作

30、原理不同點： 兩者的不同點主要體現在工作方式上u 計算機工作時是循環(huán)地取指令和執(zhí)行指令。在執(zhí)行指令時，每執(zhí)行完一條指令。立即產生結構，這一結果立即影響到所涉及的部件。這樣不斷地取指令并執(zhí)行，直到指令結束。u PLC是以循環(huán)掃描的的方式工作循環(huán)掃描的的方式工作，執(zhí)行用戶程序只是其中的一步，而且指令的執(zhí)行結果并不立即傳送到輸出點，只是用它改變內部的映像寄存器狀態(tài)它改變內部的映像寄存器狀態(tài)，當所有指令執(zhí)行完成后，同時對個輸出點刷新。u 另外，PLC專門為工業(yè)應用而設計，輸入輸出部件采用電氣隔離技術，其元件經過精挑細選，從而更好地保證了PLC設備工作的可靠性?？傊捎醚h(huán)掃描的工作方式是總之，采用循

31、環(huán)掃描的工作方式是PLCPLC區(qū)別于微機的最大特點區(qū)別于微機的最大特點第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理第三節(jié) PLC的技術性能指標一、常見技術性能指標（一）輸入/輸出點數（即I/O點數） 即指PLC外部輸入、輸出端子數。這是最重要的一項技術指標。（二）掃描速度 一般以執(zhí)行1000步指令所需時間來衡量（ms/千步）；也可以執(zhí)行一步指令的時間計算（us/步）。（三）內存容量 一般以PLC能存放用戶程序的多少衡量。PLC中指令是按“步”存放的一“步”占用一個地址單元地址單元一個地址單元占用兩個字節(jié)兩個字節(jié)。l 例1：內存容量1000步=2K字

32、節(jié)第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理一條指令一般不一條指令一般不止一止一“步步”（四）指令條數 衡量PLC功能強弱的主要指標。PLC指令種類越多，軟件功能軟件功能越強。（五）內部寄存器 PLC內部有許多的寄存器用于存放變量狀態(tài)、中間結果、數據等。寄存器的配置是衡量PLC硬件功能硬件功能的重要指標。（六）高功能模塊 PLC除了主控模塊外還配置了高功能模塊。主控模塊實現基本控制功能，高功能模塊可實現某一種特殊的專門功能。高功能模塊的多少，功能強弱是衡量PLC產品水平高低水平高低的一個重要指標。 A/D模塊、D/A模塊、高速計數模塊、速度控制模

33、塊、位置控制模塊、軸定位模塊、溫度模塊、遠程通信模塊、高級語言編輯以及各種物理量轉換模塊等。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理開關量順序控制、模擬量控開關量順序控制、模擬量控制、精確定位和速度控制制、精確定位和速度控制二、關于PLC的內存分配及I/O點數 I/O區(qū)的寄存器可直接和外部輸入、輸出端子傳遞信息，這個區(qū)的寄存器有特殊的編號，如輸入寄存器是Xn，那么輸出寄存器的編號為Yn，其中n是十進制數，受CPU的I/O尋址能力限制。I/O寄存器一般是一個16位的寄存器，它的每一位對應PLC的一個外部端子。l 例2：I/O寄存器有10個，該PL

34、C最大可擴展到10*16=160個I/O點。 I/O模塊通過總線電纜總線電纜與主機相連。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理I/OI/O區(qū)區(qū)內部輔助寄存器區(qū)內部輔助寄存器區(qū)特殊寄存器區(qū)特殊寄存器區(qū)數據區(qū)數據區(qū)PLC內部寄存器空間分配第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理第四節(jié) PLC的分類及應用場合一、PLC產品的分類（一）根據結構形狀分類第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理結構形狀分類結構形狀分類整體型整體型機架模塊式機架模塊式結構緊

35、湊，體積小，重量輕和價格低，小型的結構緊湊，體積小，重量輕和價格低，小型的PLC采用這種結構，適用于工業(yè)生產中的采用這種結構，適用于工業(yè)生產中的單機控制單機控制。整體式結構的整體式結構的PLC是將中央處理器、電源部是將中央處理器、電源部件、輸入和輸出部件件、輸入和輸出部件集中配置在一起集中配置在一起。機架式結構的機架式結構的PLC，是將各部分單獨的，是將各部分單獨的模塊分開模塊分開，如中央處理機模塊、電源模塊、輸入模塊、輸，如中央處理機模塊、電源模塊、輸入模塊、輸出模塊等。出模塊等。配置靈活、方便，便于擴展。一般大、中型配置靈活、方便，便于擴展。一般大、中型PLC采用這種結構。采用這種結構。（

36、二）根據I/O點數和功能分類第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理按按I/O點數、存儲點數、存儲容量和功能分類容量和功能分類小型小型PLC中型中型PLC大型大型PLC適合開關量的場合，也用于簡單的模擬量控制適合開關量的場合，也用于簡單的模擬量控制I/O點數在點數在120點以下，用戶程序存儲器容量為點以下，用戶程序存儲器容量為2K字。字。I/O點數在點數在120-512點之間，用戶程序存儲器容量點之間，用戶程序存儲器容量為為2-8K字字可完成既有開關量又有模擬量較為復雜的控制可完成既有開關量又有模擬量較為復雜的控制I/O點數在點數在512點以上

37、，用戶程序存儲器容量達點以上，用戶程序存儲器容量達到到8K字或字或8K以上。以上。用于規(guī)模的過程控制中，可構成分布式控制系用于規(guī)模的過程控制中，可構成分布式控制系統(tǒng)，或整個工廠的自動化網絡。統(tǒng)，或整個工廠的自動化網絡。（三）按生產廠家分類第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理l德國西門子公司德國西門子公司l日本日本OMRONOMRON公司公司 （歐姆龍）（歐姆龍）l美國美國ROCKWELLROCKWELL公司公司 （羅克（羅克威爾）威爾）l法國施耐德公司法國施耐德公司lGE-FANAC公司公司l日本三菱公司日本三菱公司l日本松下電工公司日本松

38、下電工公司l日本日立公司日本日立公司l日本東芝公司日本東芝公司l日本富士公司日本富士公司二二 PLCPLC的應用場合的應用場合 數字量邏輯控制（開關邏輯控制）u 利用指令替代物理觸點的串并聯，方便實現邏輯控制、定時控制和順序控制。 運動控制（機械加工的數字控制、機器人控制）u 利用專用的運動控制模塊可以實現運動控制和順序控制功能的有機結合。u 機器人、點頭和機器加工。 閉環(huán)過程控制u 用于對溫度、壓力和流量等 連續(xù)變化的模擬量的控制u 可以提供直接的PID控制功能，方便用戶使用。 數據處理 通信聯網第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理第五節(jié)

39、 PLC的應用設計和步驟PLC程序設計可遵循以下六步進行：1）確定被控系統(tǒng)需完成的動作及動作的順序2）分配輸入輸出設備。確定輸入輸出設備，并為其分配必要的輸入輸出端口。3）設計PLC程序畫出梯形圖。4）實現用計算機對梯形圖直接編程。5）對程序進行調試（模擬和現場）。6）保存已完成的程序。第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理第六節(jié)第六節(jié) PLC的編程語言的編程語言n梯形圖n語句表n邏輯功能圖n邏輯方程式或布爾代數式第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理n 梯形圖梯形圖PLC的主要編程語言的主要編程語言第一章第一章 可編程序控制器的一般結構及基本工作原理可編程序控制器的一般結構及基本工作原理SBSBKMKM（a）電器控制梯形圖）電器控制梯形圖（b）PLC梯形圖梯形圖00000000010100001000PLC的梯形圖在形式上類似于電器控制的梯形圖的梯形圖在形式上類似于電器控制的梯形圖一、一、PLC梯形圖的表達方式梯形圖的表達方式二、PLC梯形圖的主要特征（1）梯形圖中的繼電器不是物理的繼電器，每個繼電器是映像寄存器中的一位，被稱為“軟繼電器軟繼電器”。因此：l 用戶程序解算時，輸入觸電和輸出線圈的狀態(tài)是從I