第二章可編程序控制器的硬件與工作原理

1、第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-1 可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu)可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu)一一 、整體式、整體式 CPU模塊，輸入模塊，輸入輸出模塊和電源裝在輸出模塊和電源裝在一個(gè)箱狀機(jī)殼內(nèi)。一個(gè)箱狀機(jī)殼內(nèi)。 適用于小型適用于小型PC，它包括基本單元和擴(kuò)它包括基本單元和擴(kuò)展單元展單元第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-1 可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu)可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu)二二 、模塊式、模塊式 由 框 架 和 模由 框 架 和 模塊組成，模塊插塊組成，模塊插在模塊插座上，在模塊插座上，模塊插座焊在框模塊插座焊在

2、框架中的總線(xiàn)連接架中的總線(xiàn)連接板上。板上。 三、疊裝式三、疊裝式第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-2 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)輸輸入入模模塊塊輸輸出出模模塊塊CPU模塊模塊可編程序控制器可編程序控制器按鈕按鈕選擇選擇開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)限位限位開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)電源電源接觸器接觸器電磁閥電磁閥指示燈指示燈電源電源 編程器編程器第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-2-1 CPU模塊模塊微處理器微處理器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器一、微處理器一、微處

3、理器1.診斷PLC電源、內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編制程序 中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。2.采集現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并送人PLC的寄存器中。3.逐條讀取指令，完成各種運(yùn)算和操作。 4.將處理結(jié)果送至輸出端。 5.響應(yīng)各種外部設(shè)備的工作請(qǐng)求。第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-2-1 CPU模塊模塊二、存儲(chǔ)器二、存儲(chǔ)器(RAM) 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器：可讀可寫(xiě)，沒(méi)有斷電保持功能?？勺x可寫(xiě)，沒(méi)有斷電保持功能。(ROM)只讀存儲(chǔ)器：只讀，不能寫(xiě)。只讀存儲(chǔ)器：只讀，不能寫(xiě)。(EPROM)可擦除可編程序的只讀存儲(chǔ)器：非易失性可擦除可編程序的只讀存儲(chǔ)器：非易失性.用紫外線(xiàn)照

4、用紫外線(xiàn)照射芯片上的透鏡窗口，可以擦除已寫(xiě)入的內(nèi)容射芯片上的透鏡窗口，可以擦除已寫(xiě)入的內(nèi)容,寫(xiě)入新內(nèi)容。寫(xiě)入新內(nèi)容。(EPPROM)可電擦除：它是非易失的可電擦除：它是非易失的,間有間有ROM的非易失的非易失性和性和RAM的隨機(jī)存取的優(yōu)點(diǎn)的隨機(jī)存取的優(yōu)點(diǎn).但價(jià)格比較高。但價(jià)格比較高。RAM存放用戶(hù)程序存放用戶(hù)程序ROM存放系統(tǒng)程序存放系統(tǒng)程序輸入接口電路輸入接口電路：采用光電耦合電路，將限位開(kāi)關(guān)、手動(dòng)開(kāi)關(guān)、編碼器等現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-2-2 I/O模塊模塊一、輸入輸出接口電路

5、一、輸入輸出接口電路輸出接口電路：輸出接口電路：采用光電耦合電路，將將CPUCPU處理過(guò)的信號(hào)處理過(guò)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等外部設(shè)備的通斷電。有三種類(lèi)型：1.1.繼電器輸出型繼電器輸出型：為有觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較低的開(kāi)關(guān)頻率較低的直流負(fù)載直流負(fù)載或或交流負(fù)載交流負(fù)載回路?；芈?。2.2.晶閘管輸出型：晶閘管輸出型：為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較高的交流電源負(fù)載。3.3.晶體管輸出型晶體管輸出型：為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較高的直流電源負(fù)載。第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程

6、序控制器的硬件與工作原理 2-2-2 I/O模塊模塊輸出接口電路類(lèi)型：輸出接口電路類(lèi)型：第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-2-2 I/O模塊模塊二二 、 模塊的外部接線(xiàn)方式模塊的外部接線(xiàn)方式COMX0X1X2X3X4X5X6X7匯點(diǎn)式匯點(diǎn)式第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-2-2 I/O模塊模塊二二 、 模塊的外部接線(xiàn)方式模塊的外部接線(xiàn)方式COM1Y0Y1COM2Y2Y3分組式分組式第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-2-2 I/O模塊模塊二二 、 模塊的外部

7、接線(xiàn)方式模塊的外部接線(xiàn)方式Y(jié)OCOM0Y1COM1Y2COM2Y3COM3分割式分割式PLCPLC的電源的電源是指將外部輸入的交流電處理后轉(zhuǎn)換成滿(mǎn)足PLC的CPU、存儲(chǔ)器、輸人輸出接口等內(nèi)部電路工作需要的直流電源電路或電源模塊。許多PLC的直流電源采用直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，不僅可提供多路獨(dú)立的電壓供內(nèi)部電路使用，而且還可為輸入設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)電源。第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-2-3 電源模塊電源模塊一、手持編程器一、手持編程器采用助記符語(yǔ)言編程，具有編輯、檢索、采用助記符語(yǔ)言編程，具有編輯、檢索、修改程序、進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、內(nèi)存監(jiān)控等功能?？梢粰C(jī)多修改程

8、序、進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、內(nèi)存監(jiān)控等功能。可一機(jī)多用，具有使用方便、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。用，具有使用方便、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不夠直不夠直二、編程軟件二、編程軟件 可通過(guò)可通過(guò)PLCPLC的的RS232RS232外設(shè)通訊口外設(shè)通訊口( (或或RS422RS422口配以適配口配以適配器器) )與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，利用專(zhuān)用工具軟件利用專(zhuān)用工具軟件（GX DeveloperGX Developer、FXGP_WIN_C）對(duì)對(duì)PLCPLC進(jìn)行編程和監(jiān)控進(jìn)行編程和監(jiān)控。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程和監(jiān)控比手持編程工具更加直觀和方便。編程和監(jiān)控比手持編程工具更加直觀和方便。第二章第二章 可編程序

9、控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-2-4 編程器編程器 2-3 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器的工作原理第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-3 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器的工作原理一、一、 PLC 的工作模式：的工作模式：運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài) (RUN): 輸入處理輸入處理 執(zhí)行程序執(zhí)行程序 輸出處理輸出處理 內(nèi)部處理內(nèi)部處理 通訊處理通訊處理停止?fàn)顟B(tài)停止?fàn)顟B(tài)(STOP): 內(nèi)部處理內(nèi)部處理 通訊處理通訊處理第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-3 可編程序控制器的工作

10、原理可編程序控制器的工作原理二、二、 PLC 的工作特點(diǎn)的工作特點(diǎn)輸入信號(hào)集中批量處理輸入信號(hào)集中批量處理輸出信號(hào)集中批量處理輸出信號(hào)集中批量處理程序集中執(zhí)行程序集中執(zhí)行第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理用用戶(hù)戶(hù)輸輸出出設(shè)設(shè)備備輸輸入入端端子子輸輸入入鎖鎖存存器器輸輸入入映映象象寄寄存存器器輸輸出出映映象象寄寄存存器器輸輸出出鎖鎖存存器器輸輸出出端端子子程程序序執(zhí)執(zhí)行行用用戶(hù)戶(hù)輸輸入入設(shè)設(shè)備備寫(xiě)寫(xiě)讀讀讀輸入刷新 程序執(zhí)行程序執(zhí)行輸出刷新輸出刷新一個(gè)掃描周期一個(gè)掃描周期輸入刷新輸入刷新 PLC PLC的掃描工作過(guò)程的掃描工作過(guò)程三、三、 PLC 的工作原理

11、的工作原理1.1.微機(jī)：微機(jī)：等待命令等待命令的工作方式的工作方式 PLCPLC： 循環(huán)掃描循環(huán)掃描的工作方式的工作方式2.2.工作過(guò)程：工作過(guò)程： CPUCPU從第一條指令開(kāi)始按指令步序號(hào)作周期性的循從第一條指令開(kāi)始按指令步序號(hào)作周期性的循環(huán)掃描，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令環(huán)掃描，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令, ,則從第一條指令開(kāi)始逐條則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶(hù)程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一順序執(zhí)行用戶(hù)程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，條指令，周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱(chēng)為周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱(chēng)為一個(gè)一個(gè)掃描周期。掃描周期。第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工

12、作原理 2-3 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器的工作原理 2-3 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器的工作原理T = 公共部分掃描時(shí)間公共部分掃描時(shí)間 +外設(shè)掃描時(shí)間外設(shè)掃描時(shí)間 +用戶(hù)程序執(zhí)行時(shí)間用戶(hù)程序執(zhí)行時(shí)間 + I0掃描時(shí)間掃描時(shí)間四、四、PLC的掃描周期的掃描周期 T= 輸入延遲時(shí)間輸入延遲時(shí)間 +掃描周期掃描周期 +輸出延遲時(shí)間輸出延遲時(shí)間 +輸出時(shí)間輸出時(shí)間PLC的的I0響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理 2-4 FX系列系列PLC性能簡(jiǎn)介

13、性能簡(jiǎn)介一、一、FX系列系列 PLC 的型號(hào)的型號(hào)1. FX系列系列 PLC 的型號(hào)名稱(chēng)的含義：的型號(hào)名稱(chēng)的含義：FX - - 子系列名稱(chēng)，例如子系列名稱(chēng)，例如1S、1N、2N等。等。 輸入輸出總點(diǎn)數(shù)輸入輸出總點(diǎn)數(shù) 單元類(lèi)型：?jiǎn)卧?lèi)型：M 基本單元、基本單元、E 輸入輸出混合擴(kuò)展單元與模塊、輸入輸出混合擴(kuò)展單元與模塊、 EX 輸入專(zhuān)用擴(kuò)展模塊、輸入專(zhuān)用擴(kuò)展模塊、EY 輸出專(zhuān)用擴(kuò)展模塊輸出專(zhuān)用擴(kuò)展模塊 輸出形式：輸出形式：R繼電器、繼電器、T晶體管、晶體管、S雙向晶閘管雙向晶閘管 電源和輸入、輸出類(lèi)型等特性電源和輸入、輸出類(lèi)型等特性 第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬

14、件與工作原理 2-4 FX系列系列PLC性能簡(jiǎn)介性能簡(jiǎn)介二、FX1S系列 PLCFXFX1S1S系列適應(yīng)于極小規(guī)模的控制，其大小只有一張卡大，但卻系列適應(yīng)于極小規(guī)模的控制，其大小只有一張卡大，但卻有完善的性能和通訊功能?？刂埔?guī)模從有完善的性能和通訊功能?？刂埔?guī)模從1010點(diǎn)到點(diǎn)到3030點(diǎn)。點(diǎn)。 FXFX1S1S系列的基本單元見(jiàn)教材表系列的基本單元見(jiàn)教材表2-42-4 P17 2-4 FX系列系列PLC性能簡(jiǎn)介性能簡(jiǎn)介第二章第二章 可編程序控制器的硬件與工作原理可編程序控制器的硬件與工作原理三、FX2N系列 PLC FX FX2N2N系列是系列是FXFX系列系列PLCPLC家族中家族中最先進(jìn)的系列。由于最先進(jìn)的系列。由于FX2NFX2N系列具系列具備如下特點(diǎn)：備如下特點(diǎn)：I/OI/O最大可支持最大可支持256256點(diǎn)、程序執(zhí)行更快、全面增強(qiáng)了點(diǎn)、程序執(zhí)行更快、全面增強(qiáng)了通信功能、適合世界各國(guó)不同的通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿(mǎn)足各種需要的大量特電源以及滿(mǎn)足各種需要的大量特殊功能模塊