PLC的基本組成和工作原理課件

1、第4章 PLC的基本組成和工作原理 PLC的分類方法PLC的工作原理及編程語言PLC的基本組成歐姆龍PLC硬件系統(tǒng)4.1 PLC的基本組成電源模塊存儲器CPU模塊 輸出模塊 輸入模塊編程器PLC主要由哪幾個部分組成？ 一、CPU模塊指示燈存儲器盒艙DIP開關(guān)外設(shè)端口RS-232C端口 內(nèi)裝板艙組成運算器：執(zhí)行算術(shù)運算、邏輯運算等控制器：控制整機各部分協(xié)調(diào)工作作用PLC本身的自檢接收輸入模塊的信息執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序輸出控制信號響應(yīng)外部設(shè)備的請求存放監(jiān)控程序，用戶不能訪問和修改存放經(jīng)編程器輸入的用戶程序暫存輸入、輸出數(shù)據(jù)映像系統(tǒng)程序存儲區(qū)用戶程序存儲區(qū)數(shù)據(jù)存儲區(qū)二、存儲器注：PLC使用鋰電池作

2、為RAM的備用電源， 以保證RAM中的內(nèi)容不受斷電的影響三、輸入/輸出模塊PLC有各種形式輸入/輸出模塊開關(guān)量輸入/輸出模塊模擬量輸入/輸出模塊溫度控制模塊高速計數(shù)模塊運動控制模塊 PLC的輸入信號形式直流信號輸入交流信號輸入模擬量信號輸入PLC有哪幾種開關(guān)量輸入形式？直流信號輸入形式開關(guān)S閉合時，24V直流電壓加到IN和COM端，通過光電耦合器，信號送入內(nèi)部電路直流輸入電路交流信號輸入形式交流輸入電路輸入單元為何需要設(shè)置光電隔離電路？模擬量輸入 各種非電模擬量要先經(jīng)過傳感器或變送器轉(zhuǎn)換成直流電流或電壓模擬量，然后再輸入PLC。PLC的模擬量輸入電路一般要求：電流型的直流420mA，電壓型的直

3、流010V或15V等模擬量信號輸入形式模擬量輸入/輸出模塊做什么用？ PLC的輸出信號形式開關(guān)量輸出繼電器輸出晶體管輸出晶閘管輸出模擬量輸出PLC有哪幾種開關(guān)量輸出形式？各適用于什么負載？繼電器輸出形式 繼電器輸出電路對直流負載或交流負載都適用，負載電流可達2A。但因為有觸點，使用壽命不夠長繼電器輸出電路 晶體管輸出電路僅適用于直流負載，無觸點，壽命長，響應(yīng)速度快。但輸出電流較小，約0.5A晶體管輸出形式晶體管輸出電路 晶閘管輸出電路僅適用于交流負載，無觸點，壽命長。但PLC中的晶閘管輸出電流不大，約1A晶閘管輸出形式晶閘管輸出電路模擬量信號輸出 PLC的模擬量信號輸出用于控制工業(yè)生產(chǎn)過程控制

4、儀表和模擬量的執(zhí)行裝置，如控制比例電磁閥閥門開度以控制流量。PLC的模擬量輸出方式可以是直流420mA，直流010V或15V等模擬量輸出形式3.智能輸入/輸出模塊用于脈沖或方波計數(shù)器、實時時鐘、脈沖發(fā)生器、編碼器等輸出信號的檢測和處理，及快速變化過程中的測量或精確定位控制高速計數(shù)模塊自帶微處理器，用來控制物體的位置、速度和加速度，可以控制直線運動或旋轉(zhuǎn)運動，也可以控制單軸或多軸運動運動控制模塊將現(xiàn)場電動勢或電阻值的模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并完成熱電偶的冷端補償和熱電阻的非線性補償?shù)葴囟瓤刂颇K以太網(wǎng)模塊 PLC與以太網(wǎng)互連通信通信模塊以太網(wǎng)模塊ETN22Controller Link模塊CL

5、K23DeviceNet主單元DRM21遠程I/O(Controller Link)模塊 主站PLC與從站PLC遠程互聯(lián)和通信現(xiàn)場設(shè)備鏈接(DeviceNet)模塊 PLC與PLC或執(zhí)行裝置之間的互聯(lián)和通信四、編程器用于輸入、修改和調(diào)試程序，并可監(jiān)視程序的執(zhí)行簡易編程器圖形編程器編程器簡易編程器體積小，攜帶方便，但只能用指令助記符編程，適合小型PLC的編程及現(xiàn)場調(diào)試工作方式選擇開關(guān)LCD液晶顯示屏鍵盤區(qū)圖形編程器功能強大，可用梯形圖編程，既可聯(lián)機編程，也可脫機編程，還可監(jiān)控PLC的運行計算機安裝了PLC編程支持軟件后，也具有圖形編程器的功能圖形編程器五、電源模塊將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，向PLC內(nèi)

6、部電路提供直流穩(wěn)壓電源有的PLC還向外部提供直流24V的穩(wěn)壓，用于直流信號輸入電路及傳感器的供電電源指示燈外部連接端子電源模塊4.2 PLC的工作原理與編程語言一、PLC的基本工作原理 從控制的角度來看，可將PLC等效成輸入部分、程序控制部分和輸出部分從上面的等效工作電路可見輸入部分將外部開關(guān)信號轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部輸入繼電器線圈的接通或斷開程序控制部分根據(jù)輸入/輸出繼電器的觸點狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，其結(jié)果使輸出繼電器線圈接通或斷開輸出部分根據(jù)輸出繼電器的狀態(tài)決定是否接通外接電器二、PLC的循環(huán)掃描工作過程對PLC內(nèi)部的CPU、存儲器、輸入模塊、輸出模塊、總線等進行診斷對編程器、可編程終端等外部設(shè)備請

7、求的處理按照從左到右、從上到下的順序執(zhí)行用戶程序，并將結(jié)果存入輸出映像寄存器采集輸入信號并存入輸入映像寄存器中；同時將輸出映像寄存器中要輸出的信號送到輸出鎖存器，經(jīng)輸出電路驅(qū)動外接電器檢查處理執(zhí)行用戶程序數(shù)據(jù)輸入輸出外設(shè)服務(wù)掃描過程分為哪幾個階段？PLC按上述4個階段周期性地循環(huán)掃描，每掃描一次，用戶程序就執(zhí)行一次，且I/O數(shù)據(jù)刷新一次PLC完成一個循環(huán)的掃描過程稱為一個掃描周期PLC的掃描周期是如何定義的？三、PLC的常用編程語言梯形圖語言助記符語言功能塊圖順序功能圖PLC的編程語言梯形圖語言 類似于繼電器控制原理圖助記符語言用幫助記憶的英文縮寫字符表示PLC的各種指令，類似于計算機的匯編語

8、言簡易編程器就是用助記符語言 前面梯形圖所對應(yīng)的助記符語言如下： LD 0.00 OR 1.00 AND NOT 0.01 OUT 1.004.3 PLC的分類方法按結(jié)構(gòu)形式分類按控制規(guī)模分類按控制功能分類按生產(chǎn)廠家分類PLC的分類方法一、按結(jié)構(gòu)形式分類整體式PLC整體式結(jié)構(gòu)PLC將中央處理單元、存儲器、輸入輸出單元和電源單元等組裝在一個機殼內(nèi)模塊式PLC模塊式結(jié)構(gòu)PLC是把中央處理單元和存儲器做成獨立的組件模塊，把輸入輸出等單元也做成獨立的模塊，然后組裝在一個機架或母板上二、按控制規(guī)模分類PLC的每一個輸入/輸出接點簡稱為點I/O點數(shù)小于64點的屬微型PLCI/O點數(shù)在64256點的屬小型P

9、LCI/O點數(shù)在2561024點的屬中型PLCI/O點數(shù)在1024點以上的屬大型PLC三、按控制功能分類根據(jù)工業(yè)控制系統(tǒng)復(fù)雜程度的要求不同，所需PLC的功能也不相同低檔機：僅有開關(guān)運算、邏輯運算、定時和計數(shù)中檔機：具有開關(guān)量和模擬量控制、數(shù)字運算、中斷控制以及通信功能高檔機：具有開關(guān)量和模擬量控制、矩陣運算、數(shù)據(jù)管理、通信聯(lián)網(wǎng)等功能四、按生產(chǎn)廠家分類目前世界上能生產(chǎn)PLC的廠家較多，大致可以分成美國、歐洲和日本三個流派。在中國市場占有較大份額，較有影響的公司有日本PLC ：歐姆龍（OMRON）、三菱（Mitsubishi)歐洲PLC：西門子（Siemens)、施耐德(Schneider)美國P

10、LC：羅克韋爾(Rockwell)、通用電氣（GE）4.4 歐姆龍PLC硬件系統(tǒng)OMRON公司的PLC產(chǎn)品系列齊全微型PLC小型PLC中型PLC大型PLC一、OMRON可編程序控制器分類 OMRON微型PLCOMRON微型PLC均為整體式結(jié)構(gòu)，體積小，價格便宜常用的微型PLC有CPM1A系列，帶擴展I/O單元時最大為100點目前新推出的微型PLC有CP1E系列，帶擴展I/O單元時最大達180點和CP1H系列OMRON新近推出多功能一體機 CP系列PLC快速處理脈沖輸出高速計數(shù)串行通信 OMRON小型PLCCQM1H系列，模塊式結(jié)構(gòu)最多可插11個模塊，I/O可達512點內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)串行通信RS-23

11、2接口有4種型號的CPU模塊可供選擇有各種I/O模塊可按控制需要自由組合 OMRON中型PLCC200H(C200HX/C200HG/C200HE)系列有11種型號的CPU模塊配置齊全的I/O模塊和高功能模塊品種齊全的通信模塊可擴展23個機架，每個機架可插10個模塊可使用遠程I/O單元，I/O可達6401184點指令系統(tǒng)豐富，具有較強的通信和網(wǎng)絡(luò)功能體積小，運行速度快有11種型號的CPU模塊可擴展3個機架，每個機架可插10個模塊I/O可達12802560點與CS系列的軟件完全兼容CJ1系列PLC有9種型號的CPU模塊可擴展27個機架，每個機架可插10個模塊I/O可達9605120點可兼容C20

12、0H系列的I/O模塊和機架功能較齊全，運算速度快CS系列PLC OMRON大型PLC二、CJ1系列PLC的硬件系統(tǒng)配置CPU模塊基本I/O模塊特殊I/O模塊CPU總線模塊電源模塊CJ1系列PLC的CPU模塊CJ1系列PLC的CPU模塊主要性能型 號最大I/O點數(shù)程序容量數(shù)據(jù)存儲器容量基本指令處理速度內(nèi)置端口可選件CJ1H-CPU66H2560120K步256K字0.02s外設(shè)端口和RS-232C端口存儲卡CJ1H-CPU65H60K步128K字CJ1G-CPU45H128060K步128K字0.04sCJ1G-CPU44H30K步64K字CJ1G-CPU43H96020K步CJ1G-CPU42

13、H10K步CJ1G-CPU45128060K步128K字0.08sCJ1G-CPU4430K步64K字基本I/O模塊直流輸入模塊交流輸入模塊繼電器輸出模塊晶體管輸出模塊晶閘管輸出模塊基本I/O模塊CJ1系列PLC的開關(guān)量I/O模塊型號、規(guī)格 名 稱型 號規(guī) 格輸入模塊直流輸入模塊CJ1W-ID21116點，24VDC，可卸端子板CJ1W-ID23132點，24VDC，連接器CJ1W-ID26164點，24VDC，連接器交流輸入模塊CJ1W-IA11116點，100120VAC，可卸端子板CJ1W-IA2018點，200240VAC，可卸端子板輸出模塊繼電器輸出模塊CJ1W-OC2018點（獨立

14、接口），2A/每點，可卸端子板CJ1W-OC21116點，2A/每點，可卸端子板晶體管輸出模塊CJ1W-OD2011224VDC，8點，2A/每點，吸入式CJ1W-OD20224VDC，8點，2A/每點，源輸出CJ1W-OD2111224VDC，16點，0.5A/每點，吸入式CJ1W-OD21224VDC，16點，0.5A/每點，源輸出CJ1W-OD2311224VDC，32點，0.5A/每點，吸入式CJ1W-OD23224VDC，32點，0.5A/每點，源輸出CJ1W-OD2611224VDC，64點，0.3A/每點，吸入式晶閘管輸出模塊CJ1W-OA2018點，250VAC，0.6A/每點，2.4A/每單元特殊I/O模塊模擬量輸入模塊模擬量輸出模塊溫度控制模塊位置控制模塊高速計數(shù)模塊特殊I/O模塊CPU總線模塊以太網(wǎng)模塊Controller Link模塊DeviceNet主站模塊CompoNet主站模塊串行通信模塊CPU總線模塊CJ1系列PLC的系統(tǒng)配置按需要選擇CPU、I/O模塊、電源等，并組合起來注意模塊的安裝順序，從左到右依次是電源模塊、CPU模塊、各種I/O模塊、最右邊是端蓋CJ系列PLC的I/O地址分配