模塊3 PLC的認識和初步應用

1、認識認識PLCPLC3.1.1 PLC3.1.1 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展的產(chǎn)生和發(fā)展3.1.2 PLC3.1.2 PLC的定義和分類的定義和分類3.1.3 PLC3.1.3 PLC的功能和特點的功能和特點3.1.4 PLC3.1.4 PLC的結(jié)構(gòu)與工作過程的結(jié)構(gòu)與工作過程l傳統(tǒng)的生產(chǎn)機械自動控制裝置傳統(tǒng)的生產(chǎn)機械自動控制裝置繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng) 優(yōu)點優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、容易操作結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、容易操作 。缺點缺點體積龐大、生產(chǎn)周期長、接線復雜、故障體積龐大、生產(chǎn)周期長、接線復雜、故障率高、可靠性及靈活性差率高、可靠性及靈活性差 。應用應用比較適用于工作模式固定，控制邏輯簡單比較適用

2、于工作模式固定，控制邏輯簡單等工業(yè)應用場合。等工業(yè)應用場合。 3.1.1 PLC3.1.1 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展的產(chǎn)生和發(fā)展l用戶迫切用戶迫切需要需要一種先進的自動控制裝置一種先進的自動控制裝置繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)先進自動控制系統(tǒng)先進自動控制系統(tǒng) 什么時什么時間？誰提出間？誰提出要造要造PLCPLC？ 二十世紀六十年代末期，美二十世紀六十年代末期，美國汽車制造工業(yè)競爭十分激烈，國汽車制造工業(yè)競爭十分激烈，為了適應市場為了適應市場從少品種大批量生從少品種大批量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，為了盡可能減少轉(zhuǎn)變過程中控制為了盡可能減少轉(zhuǎn)變過程中控制系統(tǒng)的設計制造時間，

3、減少經(jīng)濟系統(tǒng)的設計制造時間，減少經(jīng)濟成本，成本，19681968年美國通用汽車公司年美國通用汽車公司GMGM（GenerlMotorsGenerlMotors）公開招標，）公開招標，要求用要求用新的控制裝置取代生產(chǎn)線新的控制裝置取代生產(chǎn)線上的繼電接觸器控制系統(tǒng)。上的繼電接觸器控制系統(tǒng)。PLCPLC的產(chǎn)生和發(fā)展的產(chǎn)生和發(fā)展l可編程序邏輯控制器的可編程序邏輯控制器的產(chǎn)生產(chǎn)生 美國數(shù)字設備公司（美國數(shù)字設備公司（DECDEC）根據(jù)這一設想，于）根據(jù)這一設想，于19691969年年研制成功了第一臺可編程序控制器。由于當時主要用研制成功了第一臺可編程序控制器。由于當時主要用于順序控制，只能進行邏輯運算，

4、故稱為于順序控制，只能進行邏輯運算，故稱為可編程序邏可編程序邏輯控制器輯控制器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，PLCPLC）。）。 KM2SB1SB3FRQFRFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1案例：正反轉(zhuǎn)電路案例：正反轉(zhuǎn)電路QFRFUM3 KM1KM2 M+ 0V M1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 S7-200CPU L N COM0 0.0 0.1 0.2 0.3SB1 SB2 SB3KM1 KM2KM1KM2PLC電動機正反轉(zhuǎn)控制線路I0.0Q0.0I0.1I0.2

5、Q0.1Q0.0I0.1Q0.1I0.0I0.2Q0.0Q0.1PLC電動機正反轉(zhuǎn)控制程序( )( ) PLC從產(chǎn)生到現(xiàn)在經(jīng)從產(chǎn)生到現(xiàn)在經(jīng)歷了幾代的發(fā)展過程？歷了幾代的發(fā)展過程？ 第二代第二代PLC（19731975年）：采用了年）：采用了8位微處理器及位微處理器及半導體存儲器，半導體存儲器，增加了數(shù)字運算、傳送、比較等功能增加了數(shù)字運算、傳送、比較等功能，能實，能實現(xiàn)模擬量的控制，開始具備自診斷功能，初步形成系列化?，F(xiàn)模擬量的控制，開始具備自診斷功能，初步形成系列化。 從從PLC產(chǎn)生到現(xiàn)在，已發(fā)展到第四代產(chǎn)品。其過程基產(chǎn)生到現(xiàn)在，已發(fā)展到第四代產(chǎn)品。其過程基本可分為：本可分為： 第一代第一代

6、PLC（19691972年）：大多用一位機開發(fā)，年）：大多用一位機開發(fā)，用磁芯存儲器存儲，用磁芯存儲器存儲，只具有單一的邏輯控制功能，機種單只具有單一的邏輯控制功能，機種單一，沒有形成系列化。一，沒有形成系列化。 第四代第四代PLC（1983年現(xiàn)在）：不僅全面使用年現(xiàn)在）：不僅全面使用16位、位、32位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，RISC(reduced instruction set computer)精簡指令系統(tǒng)精簡指令系統(tǒng)CPU等高級等高級CPU，而，而且在一臺且在一臺PLC中配置多個微處理器，進行多通道處理，同時中配置多個微處理器，進行

7、多通道處理，同時生產(chǎn)了大量內(nèi)含微處理器的智能模塊，使得第四代生產(chǎn)了大量內(nèi)含微處理器的智能模塊，使得第四代PLC產(chǎn)品產(chǎn)品成為成為具有邏輯控制功能、過程控制功能、運動控制功能、數(shù)具有邏輯控制功能、過程控制功能、運動控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的真正名符其實的多功能控制器據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的真正名符其實的多功能控制器。 第三代第三代PLC（19761983年）：隨著高性能微處理器及年）：隨著高性能微處理器及位片式位片式CPU在在PLC中大量的使用，中大量的使用，PLC的處理的處理速度大大提高速度大大提高，從而促使它向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信方向發(fā)展，從而促使它向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信方向發(fā)展，增加了

8、多種特殊增加了多種特殊功能功能，如浮點數(shù)的運算、三角函數(shù)、表處理、脈寬調(diào)制輸出，如浮點數(shù)的運算、三角函數(shù)、表處理、脈寬調(diào)制輸出等，自診斷功能及容錯技術(shù)發(fā)展迅速。等，自診斷功能及容錯技術(shù)發(fā)展迅速。 由于由于PLC的發(fā)展，使其功能已經(jīng)遠遠超出了邏輯控的發(fā)展，使其功能已經(jīng)遠遠超出了邏輯控制的范圍，因而用制的范圍，因而用“PLC”已不能描述其多功能的特點。已不能描述其多功能的特點。1980年，美國電氣制造商協(xié)會年，美國電氣制造商協(xié)會(NEMA)給它起了一個新給它起了一個新的名稱，叫的名稱，叫programmable controller”，簡稱，簡稱PC。由于。由于PC這一縮寫在我國早已成為個人計算機

9、這一縮寫在我國早已成為個人計算機(personal computer)的代名詞，為避免造成名詞術(shù)語混亂，因此在的代名詞，為避免造成名詞術(shù)語混亂，因此在我國仍沿用我國仍沿用PLC表示可編程控制器。表示可編程控制器。 正是由于正是由于PLC具有多種功能，并集三電（電控裝具有多種功能，并集三電（電控裝置、電儀裝置、電氣傳動控制裝置）于一體，使得置、電儀裝置、電氣傳動控制裝置）于一體，使得PLC在工廠中備受歡迎，用量高居首位，成為在工廠中備受歡迎，用量高居首位，成為現(xiàn)代工現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱（業(yè)自動化的三大支柱（PLC、機器人、機器人、CAD/CAM）之一。之一。3.1.2 PLC3.1.2 PL

10、C的定義和分類的定義和分類lPLCPLC的定義的定義 經(jīng)歷經(jīng)歷：可編程邏輯控制器（：可編程邏輯控制器（PLCPLC）可編程控制器（可編程控制器（PCPC） 通用叫法通用叫法：可編程序控制器（：可編程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller，PCPC），是一臺專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。它），是一臺專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入具有豐富的輸入/ /輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力。輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力。但由于但由于PCPC容易和個人計算機（容易和個人計算機（Personal ComputerP

11、ersonal Computer）混淆，）混淆，所以人們還沿用所以人們還沿用PLCPLC作為可編程控制器的英文縮寫。作為可編程控制器的英文縮寫。 國際電工委員會（國際電工委員會（IECIEC）對可編程控制器的定義）對可編程控制器的定義： “可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)，專，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，

12、并通過數(shù)字或模擬式輸入過數(shù)字或模擬式輸入/ /輸出輸出控制各種類型的機械或生控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程產(chǎn)過程。”按安裝結(jié)構(gòu)分模塊式整體式lPLCPLC的分類的分類 整整體化緊湊型體化緊湊型PLC PLC ：電源、：電源、CPUCPU中央處理系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、I/OI/O接口都集成在一個機殼內(nèi)。如接口都集成在一個機殼內(nèi)。如西門子西門子S7-200S7-200系列。系列。 CPUCPU（基本單元）（基本單元） + + 擴展模塊擴展模塊 標準標準模塊式模塊式PLC PLC ：各種模塊相互獨立，并安裝在固：各種模塊相互獨立，并安裝在固定的機架（導軌）上，構(gòu)成一個完整的定的機架（導軌）上，構(gòu)成一個完

13、整的PLCPLC應用系應用系統(tǒng)。如：統(tǒng)。如：西門子西門子S7-300S7-300、S7-400S7-400系列。系列。 PS(電源模塊)CPU IM(接口模塊)SM: DISM: DOSM: AISM: AO CP:- 點-到-點- PROFIBUS- 工業(yè)以太網(wǎng)按點數(shù)功能分中型機小型機大型機I/O點數(shù)點數(shù)：指：指PLC面板面板上連接輸入和輸出信上連接輸入和輸出信號用的端子的個數(shù)。號用的端子的個數(shù)。用用輸入點數(shù)和輸出點輸入點數(shù)和輸出點數(shù)的和數(shù)的和來表示。來表示。分類分類主主 要要 功功 能能應應 用用 場場 合合低檔低檔PLCPLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位，具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位

14、，及自診斷、監(jiān)控等基本功能。有些及自診斷、監(jiān)控等基本功能。有些還有少量模擬量還有少量模擬量I/OI/O功能和算術(shù)運功能和算術(shù)運算等功能算等功能開關(guān)量控制、定時、計數(shù)控開關(guān)量控制、定時、計數(shù)控制、順序控制等場合，有模制、順序控制等場合，有模擬量擬量I/OI/O功能的低檔功能的低檔PLCPLC應用應用更廣更廣中檔中檔PLCPLC除具有上述低檔機的功能外，還具除具有上述低檔機的功能外，還具有較強的模擬量有較強的模擬量I/OI/O功能、算術(shù)運功能、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送，以及遠算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送，以及遠程程I/OI/O通信聯(lián)網(wǎng)等功能通信聯(lián)網(wǎng)等功能適用于既有開關(guān)量又有模擬適用于既有開關(guān)量又有模

15、擬量的較為復雜的控制系統(tǒng)，量的較為復雜的控制系統(tǒng)，如過程控制、位置控制等如過程控制、位置控制等高檔高檔PLCPLC除具有一般中低檔機的功能外，還除具有一般中低檔機的功能外，還具有較強的數(shù)據(jù)處理功能和模擬調(diào)具有較強的數(shù)據(jù)處理功能和模擬調(diào)節(jié)、特殊功能函數(shù)運算、監(jiān)視、記節(jié)、特殊功能函數(shù)運算、監(jiān)視、記錄、打印等功能，以及更強的通信錄、打印等功能，以及更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，能進行中斷控制、智能聯(lián)網(wǎng)功能，能進行中斷控制、智能控制、過程控制等控制、過程控制等可用于大規(guī)模的過程控制，可用于大規(guī)模的過程控制，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，形成構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，形成整個工廠的自動化網(wǎng)絡整個工廠的自動化網(wǎng)絡按生產(chǎn)廠家分類按生

16、產(chǎn)廠家分類：1. 1. 日本立石（日本立石（OMRONOMRON歐姆龍）公司歐姆龍）公司：C C系列；系列；2. 2. 日本三菱（日本三菱（MITSUBISHIMITSUBISHI）公司）公司：F F、F1F1、F2F2、FX2FX2系列；系列；3. 3. 日本松下（日本松下（PANASONICPANASONIC）電工公司）電工公司：FP1FP1系列；系列；4. 4. 美國通用電氣（美國通用電氣（GEGE）公司）公司：GEGE系列；系列；5. 5. 美國艾論美國艾論布拉德利（布拉德利（A-BA-B）公司）公司：PLC-5PLC-5系列；系列；6. 6. 德國西門子（德國西門子（SIEMENSS

17、IEMENS）公司）公司：S5S5、S7S7系列。系列。3.1.3 PLC3.1.3 PLC的功能和特點的功能和特點lPLCPLC的功能的功能 控制功能控制功能 邏輯控制邏輯控制 定時控制定時控制 計數(shù)控制計數(shù)控制 順序控制順序控制1.1.邏輯量控制邏輯量控制 PLCPLC最基本的應用，可用最基本的應用，可用PLCPLC取代傳統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制和順序，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。在單機控制、多機群控和自動生產(chǎn)控制。在單機控制、多機群控和自動生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應用實例。線控制方面都有很多成功的應用實例。如：機床電氣控制、起重機、皮帶運輸機如：機床電氣控

18、制、起重機、皮帶運輸機和包裝機械的控制、注塑機的控制、電梯和包裝機械的控制、注塑機的控制、電梯的控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器的控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器( (電視電視機、冰箱、洗衣機等機、冰箱、洗衣機等) )自動裝配線的控制、自動裝配線的控制、汽車、化工、造紙、軋鋼自動生產(chǎn)線的控汽車、化工、造紙、軋鋼自動生產(chǎn)線的控制等。制等。 2.2.模擬量控制模擬量控制 PLCPLC都具有模擬量處理功能，通過模擬量都具有模擬量處理功能，通過模擬量I IO O模塊模塊可對溫度、壓力、速度、流量等連續(xù)變化的模擬量進行可對溫度、壓力、速度、流量等連續(xù)變化的模擬量進行控制控制，而且編程和使用都很方便。，而且編

19、程和使用都很方便。 PLCPLC的模擬量控制功能已廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)各個的模擬量控制功能已廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)各個行業(yè)，例如自動焊機控制、鍋爐運行控制、連軋機的速行業(yè)，例如自動焊機控制、鍋爐運行控制、連軋機的速度和位置控制等都是典型的閉環(huán)過程控制的應用場合。度和位置控制等都是典型的閉環(huán)過程控制的應用場合。 3.3.運動控制運動控制 指指PLCPLC對直線運動或圓周運動的控制，也稱為位置控制。對直線運動或圓周運動的控制，也稱為位置控制。早期：早期：PLCPLC通過通過開關(guān)量開關(guān)量I/OI/O模塊模塊+ +位置傳感器位置傳感器+ +執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)?，F(xiàn)在：使用現(xiàn)在：使用專用的運動控制模塊專用的運動

20、控制模塊來完成。來完成。應用：金屬切削機床、電梯、機器人等各種機械設備上，典應用：金屬切削機床、電梯、機器人等各種機械設備上，典型的如型的如PLCPLC和計算機數(shù)控裝置和計算機數(shù)控裝置(CNC)(CNC)組合成一體，構(gòu)成先進的組合成一體，構(gòu)成先進的數(shù)控機床。數(shù)控機床。lPLCPLC的功能的功能 數(shù)據(jù)采集、存儲與處理功能數(shù)據(jù)采集、存儲與處理功能數(shù)學運算功能數(shù)學運算功能數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理模擬數(shù)據(jù)處理模擬數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理： 現(xiàn)代現(xiàn)代PLCPLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，能夠完成數(shù)都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，能夠完成數(shù)學運算學運算( (函數(shù)運算、矩陣運算、邏輯運算函數(shù)運算、矩陣運算、邏輯

21、運算) )、數(shù)據(jù)的移位、比、數(shù)據(jù)的移位、比較、傳遞、數(shù)值的轉(zhuǎn)換和查表等操作，對數(shù)據(jù)進行采集、分較、傳遞、數(shù)值的轉(zhuǎn)換和查表等操作，對數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理。數(shù)據(jù)處理通常析和處理。數(shù)據(jù)處理通常用在大、中型控制系統(tǒng)中用在大、中型控制系統(tǒng)中，如柔性，如柔性制造系統(tǒng)、機器人的控制系統(tǒng)等。制造系統(tǒng)、機器人的控制系統(tǒng)等。lPLCPLC的功能的功能 輸入輸入/ /輸出接口調(diào)理功能輸出接口調(diào)理功能具有具有A/DA/D、D/AD/A轉(zhuǎn)換功能，轉(zhuǎn)換功能，通過通過I/OI/O模塊完成對模擬模塊完成對模擬量 的 控 制 和 調(diào) 節(jié) 。量 的 控 制 和 調(diào) 節(jié) 。lPLCPLC的功能的功能 通信、聯(lián)網(wǎng)功能通信、聯(lián)網(wǎng)功

22、能PROFIBUS DPPROFIBUS PA (Ex)PROFIBUS PA指指PLC與與PLC之間、之間、PLC與上位計算機或其他智能設備間的與上位計算機或其他智能設備間的通信通信，利用，利用PLC和計算機的和計算機的RS-232或或RS-422接口、接口、PLC的的專用通信模塊，用雙絞線和同軸電纜或光纜將它們聯(lián)成網(wǎng)絡，專用通信模塊，用雙絞線和同軸電纜或光纜將它們聯(lián)成網(wǎng)絡，可實現(xiàn)相互間的信息交換，構(gòu)成可實現(xiàn)相互間的信息交換，構(gòu)成“集中管理、分散控制集中管理、分散控制”的的多級分布式控制系統(tǒng)，建立工廠的自動化網(wǎng)絡。多級分布式控制系統(tǒng)，建立工廠的自動化網(wǎng)絡。 lPLCPLC的功能的功能 人機界

23、面功能人機界面功能lPLCPLC的功能的功能 編程、調(diào)試等編程、調(diào)試等使用復雜程度不同的手持、使用復雜程度不同的手持、便攜和桌面式編程器、工作便攜和桌面式編程器、工作站和操作屏，進行編程、調(diào)站和操作屏，進行編程、調(diào)試、監(jiān)視、試驗和記錄，并試、監(jiān)視、試驗和記錄，并通過打印機打印出程序文件。通過打印機打印出程序文件。 STEP7STEP7ProToolProToolMPI cable有有MPI接口的接口的PG 或或PC傳送帶生產(chǎn)線控制傳送帶生產(chǎn)線控制灌裝及包裝機械灌裝及包裝機械木材加工木材加工電梯控制電梯控制空調(diào)控制空調(diào)控制紡織機械紡織機械印刷機械印刷機械lPLCPLC的特點的特點 高可靠性高可靠

24、性豐富的豐富的I/OI/O接口模塊接口模塊采用模塊化結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)運行速度快運行速度快功能完善功能完善編程簡單，易于使用編程簡單，易于使用系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試方便系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試方便維修方便，維修工作量小維修方便，維修工作量小體積小、重量輕、能耗低、體積小、重量輕、能耗低、總價格低總價格低被被 控控 對對 象象輸入設備輸入設備（按鈕、行程開（按鈕、行程開關(guān)等）關(guān)等）輸出設備輸出設備（接觸器、電磁（接觸器、電磁閥等）閥等）繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)（由繼電器和連（由繼電器和連接導線組成）接導線組成）PLC（由程序?qū)崿F(xiàn)邏（由程序?qū)崿F(xiàn)邏輯控制）輯控制）PLC控制與繼電器控制的比較：控制與繼

25、電器控制的比較：硬件存儲器存儲器CPUI/OI/O接口接口編程器編程器電源電源系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序用戶程序用戶程序 可編程控制器由哪幾部分組成？可編程控制器由哪幾部分組成？ 相輔相成，缺一不可相輔相成，缺一不可軟件軟件3.1.4 PLC3.1.4 PLC的構(gòu)的構(gòu)成成和工作和工作原理原理PLCPLC硬件系統(tǒng)組硬件系統(tǒng)組成主要包括：成主要包括：主機主機輸入輸入/ /輸出擴展單元輸出擴展單元外部設備組成外部設備組成外部設備現(xiàn)場用戶輸出設備微處理器（CPU）運算器控制器輸出部件輸入部件系統(tǒng)存儲器用戶存儲器I/O擴展接口通訊及編程接口編程設備計算機打印機等傳感器按鈕、開關(guān)現(xiàn)場信號電磁閥中間繼電器執(zhí)行器現(xiàn)場用

26、戶輸入設備擴展設備擴展單元通訊模塊功能模塊電源變換器110V/220V市電PLC基本單元基本單元PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖PLC主機主機存儲器存儲器中央處理器中央處理器CPU輸入輸出電路輸入輸出電路外部設備接口外部設備接口總線總線電源電源v中央處理器（中央處理器（CPUCPU）：）：PLCPLC的核心的核心接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)；接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)；診斷電源、診斷電源、PLCPLC工作狀態(tài)及編程的語法錯誤；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；接收輸入信號，送入數(shù)據(jù)寄存器并保存；運行時順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，完成運行時順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，

27、完成用戶程序的各種操作；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。將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。 PLCPLC的硬件系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)- -主機主機v系統(tǒng)存儲器系統(tǒng)存儲器系統(tǒng)程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器+ +系統(tǒng)數(shù)據(jù)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）；存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）；存放模塊化應用功能子程序；存放模塊化應用功能子程序；存放命令解釋程序；存放命令解釋程序；存放功能子程序的調(diào)用管理程序；存放功能子程序的調(diào)用管理程序；存放存儲系統(tǒng)參數(shù)。存放存儲系統(tǒng)參數(shù)。PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機ROM：ROM中的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。中的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。 特

28、點：電源消失后，仍能保持存儲器的內(nèi)容。特點：電源消失后，仍能保持存儲器的內(nèi)容。 應用：用來存放應用：用來存放PLC的系統(tǒng)程序。的系統(tǒng)程序。v用戶存儲器用戶存儲器RAM /EEPROMRAM /EEPROM存放用戶工作程序；存放用戶工作程序；存放工作數(shù)據(jù)。存放工作數(shù)據(jù)。PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機RAM（讀讀/寫存儲器）：寫存儲器）：用戶可以讀用戶可以讀/寫寫RAM中的內(nèi)容。中的內(nèi)容。特點：電源中斷后，存儲的信息將會丟失。工作速度特點：電源中斷后，存儲的信息將會丟失。工作速度高、價格便宜、改寫方便。在關(guān)斷高、價格便宜、改寫方便。在關(guān)斷PLC的外部電源后，的外部電源后，可以用鋰電池保

29、存可以用鋰電池保存RAM中的數(shù)據(jù)和程序。中的數(shù)據(jù)和程序。EEPROM：可以用編程裝置對其進行訪問，兼有可以用編程裝置對其進行訪問，兼有ROM非易失性和非易失性和RAM的隨機存取優(yōu)點，但是寫入數(shù)的隨機存取優(yōu)點，但是寫入數(shù)據(jù)所需時間比據(jù)所需時間比RAM長的多。長的多。S7-200用其來存儲用戶程用其來存儲用戶程序和需要長期保存的數(shù)據(jù)。序和需要長期保存的數(shù)據(jù)。工作數(shù)據(jù)存儲器工作數(shù)據(jù)存儲器： 用來存儲工作數(shù)據(jù)，即用戶程序中使用的用來存儲工作數(shù)據(jù)，即用戶程序中使用的ON/OFF狀態(tài)、數(shù)值數(shù)據(jù)等。狀態(tài)、數(shù)值數(shù)據(jù)等。 在數(shù)據(jù)存儲區(qū)開辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。在數(shù)據(jù)存儲區(qū)開辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。元件映

30、像寄存器：元件映像寄存器：用來存儲開關(guān)量輸入用來存儲開關(guān)量輸入/輸出狀態(tài)以及輸出狀態(tài)以及定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部器件的定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部器件的ON/OFF狀態(tài)。狀態(tài)。數(shù)據(jù)表：數(shù)據(jù)表：用來存放各種數(shù)據(jù)，它存儲用戶程序執(zhí)行時用來存放各種數(shù)據(jù)，它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值及的某些可變參數(shù)值及A-D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量和數(shù)字運轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量和數(shù)字運算的結(jié)果等。算的結(jié)果等。輸入輸出接口（I/O接口）：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。 用戶設備需輸入用戶設備需輸入PLC的各種控制信號，如限位的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)等輸

31、出的開開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)等輸出的開關(guān)量，通過關(guān)量，通過輸入接口輸入接口電路電路將這些信號轉(zhuǎn)換成中央處將這些信號轉(zhuǎn)換成中央處理單元能夠接收和處理的信號理單元能夠接收和處理的信號。 輸出接口輸出接口電路電路將中央處理單元送出的弱電控制將中央處理單元送出的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅(qū)動電磁，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、電機等被控設備的執(zhí)行元件。閥、接觸器、電機等被控設備的執(zhí)行元件。PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機v輸入接口輸入接口一種典型的輸入接口電路，如下：一種典型的輸入接口電路，如下：PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機

32、光電耦合-隔離輸入接口輸入接口：采用采用光電耦合器、濾波電路，防止強電干擾。光電耦合器、濾波電路，防止強電干擾。無源式直流輸入無源式直流輸入交、直流輸入交、直流輸入限流電阻發(fā)光二極管光電三極管濾波電路PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機v輸出接口輸出接口繼電器輸出接口繼電器輸出接口晶體管輸出接口晶體管輸出接口晶閘管輸出接口晶閘管輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機v輸出接口輸出接口繼電器輸出接口繼電器輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機優(yōu)點：電壓范圍寬、導通壓降小、價格便優(yōu)點：電壓范圍寬、導通壓降小、價格便宜、適合交直流負載。宜、適合交直流負載。缺點：觸點壽命

33、短、觸點斷開時有電弧，缺點：觸點壽命短、觸點斷開時有電弧，易產(chǎn)生干擾、轉(zhuǎn)換頻率低，響應時間約為易產(chǎn)生干擾、轉(zhuǎn)換頻率低，響應時間約為10ms10ms。繼電器輸出：可帶直流、也可帶交流繼電器輸出：可帶直流、也可帶交流繼電器實現(xiàn)電氣隔離、功率放大v輸出接口輸出接口晶體管輸出接口晶體管輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機優(yōu)點：壽命長、無噪聲、可靠性高、響優(yōu)點：壽命長、無噪聲、可靠性高、響應速度快。應速度快。缺點：價格高、過載能力差、不適合交缺點：價格高、過載能力差、不適合交流負載。流負載。晶體管輸出：只可帶直流晶體管輸出：只可帶直流v輸出接口輸出接口晶閘管輸出接口晶閘管輸出接口PLCPL

34、C硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機優(yōu)點：壽命長、無噪聲、可靠性高、可優(yōu)點：壽命長、無噪聲、可靠性高、可驅(qū)動交流負載。驅(qū)動交流負載。缺點：價格高、負載能力較差。缺點：價格高、負載能力較差。光控晶閘管消除瞬間電壓波動晶閘管輸出：只可帶交流晶閘管輸出：只可帶交流v輸出接口輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機繼電器線圈及觸點繼電器線圈及觸點繼電器式輸出接口端子接線圖繼電器式輸出接口端子接線圖v輸出接口輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機晶體管式輸出接口端子接線圖晶體管式輸出接口端子接線圖光電隔離器v輸出接口輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機晶閘管式輸出接口端子

35、接線圖晶閘管式輸出接口端子接線圖光電隔離CPU226繼電器輸入輸出電路的接線圖v電源部分電源部分電源部分將交流電源轉(zhuǎn)換為供電源部分將交流電源轉(zhuǎn)換為供PLCPLC的的CPUCPU、存儲器等、存儲器等電子電路工作所需的直流電源，使電子電路工作所需的直流電源，使PLCPLC能正常工作。目能正常工作。目前大部分前大部分PLCPLC采用開關(guān)電源的形式，對于外部交流電源采用開關(guān)電源的形式，對于外部交流電源有很寬的電壓調(diào)節(jié)適應范圍。有很寬的電壓調(diào)節(jié)適應范圍。有些有些PLCPLC的電源部件還能向外提高直流的電源部件還能向外提高直流24V24V電源，用電源，用于外部設備供電。于外部設備供電。良好的穩(wěn)壓措施良好的

36、穩(wěn)壓措施PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機主機v通訊及編程接口：通訊及編程接口： 連接專用編程器連接專用編程器；連接個人電腦（連接個人電腦（PCPC），實現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；），實現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；連接工控機，實現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；連接工控機，實現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；連接網(wǎng)絡設備（如調(diào)制解調(diào)器），實現(xiàn)遠程通訊；連接網(wǎng)絡設備（如調(diào)制解調(diào)器），實現(xiàn)遠程通訊；連接打印機等計算機外設。連接打印機等計算機外設。PLCPLC硬件系統(tǒng)組成硬件系統(tǒng)組成-I/O-I/O擴展單元擴展單元vI/OI/O擴展接口擴展接口采用并行通訊方式采用并行通訊方式擴展擴展I/OI/O模塊模塊

37、；擴展位置控制模塊；擴展位置控制模塊；擴展通訊模塊；擴展通訊模塊；擴展模擬量控制模塊。擴展模擬量控制模塊。PLCPLC硬件系統(tǒng)組成硬件系統(tǒng)組成- -外部設備外部設備v編程器：編程器：編程器是編程器是PLCPLC的重要外圍設備，使用編的重要外圍設備，使用編程器將用戶編寫的程序存入用戶程序存儲區(qū)，程器將用戶編寫的程序存入用戶程序存儲區(qū)，實現(xiàn)人與實現(xiàn)人與PLCPLC的對話。的對話。簡易編程器簡易編程器圖形編程器圖形編程器v外部存儲器、打印機、外部存儲器、打印機、EPROMEPROM寫入器寫入器PLC手持編程器液晶顯示窗工作方式開關(guān)指令鍵數(shù)字鍵編輯鍵通信電纜3.1.4 PLC3.1.4 PLC的工作原理與工作過程的工作原理與工作過程 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器的工作原理PLCPLC采用采用周期性循環(huán)掃描周期性循環(huán)掃描的工作方式。的工作方式。整個過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。整個過程掃描一次所需的時