3-2-PLC的基本原理及組成解析課件

1、第二節(jié) PLC的基本構(gòu)成一、 PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較第二節(jié) PLC的基本構(gòu)成一、 PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系3-2-PLC的基本原理及組成解析課件3-2-PLC的基本原理及組成解析課件區(qū)別 1、實(shí)施控制的方法不同 電器控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，由于控制功能已經(jīng)包含在固定線路之間，因此功能專一、不靈活。而PLC控制功能的改變只需改變程序，因而PLC系統(tǒng)的控制靈活多變。區(qū)別 1、實(shí)施控制的方法不同 區(qū)別 2、觸點(diǎn)數(shù)量不同 繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，用于控制的硬繼電器觸點(diǎn)數(shù)一般只有48對(duì)，所以電器控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性受到很大限制。而PLC所謂“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼

2、電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無(wú)限的，PLC系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好。 區(qū)別 2、觸點(diǎn)數(shù)量不同 區(qū)別 3、工作方式不同 電器控制裝置采用硬邏輯的并行工作方式，如果某個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，那么該繼電器的所有常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)不論處在控制線路的哪個(gè)位置上，都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作；而PLC采用循環(huán)掃描工作方式，是一種串行工作方式，當(dāng)某個(gè)軟繼電器的線圈被接通或斷開(kāi)，其所有的觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。區(qū)別 3、工作方式不同 區(qū)別4、定時(shí)和計(jì)數(shù)控制不同 電器控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。而PLC采用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖

3、由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計(jì)數(shù)功能，而電器控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)功能。 區(qū)別4、定時(shí)和計(jì)數(shù)控制不同區(qū)別5、可靠性和可維護(hù)性不同 由于電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，其存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性較差。而PLC大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路，即“軟繼電器”來(lái)完成，其壽命長(zhǎng)、可靠性高，PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。 。區(qū)別5、可靠性和可維護(hù)性不同三、PLC的硬件組成三、PLC的

4、硬件組成輸入接口電路輸入接口電路輸出接口電路輸出接口電路微處理器（CPU）接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)；診斷電源、PLC工作狀態(tài)及編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤；接收輸入信號(hào)，送入數(shù)據(jù)寄存器并保存；運(yùn)行時(shí)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。 二、PLC硬件系統(tǒng)組成微處理器（CPU）二、PLC硬件系統(tǒng)組成系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器+系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)系統(tǒng)參數(shù)。二、PLC硬件系統(tǒng)組成系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器+系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器二、PLC硬件系用戶存儲(chǔ)器RAM/EPR

5、OM/EEPROM存放用戶工作程序；存放工作數(shù)據(jù)。二、PLC硬件系統(tǒng)組成用戶存儲(chǔ)器RAM/EPROM/EEPROM二、PLC硬件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(kāi)關(guān)量及數(shù)字量信號(hào)（數(shù)字量輸入單元）；接收模擬量信號(hào)（模擬量輸入單元）；接收按鈕或開(kāi)關(guān)命令（數(shù)字量輸入單元）；接收傳感器輸出信號(hào)。輸入單元帶光電隔離電路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(dòng)直流負(fù)載（晶體管輸出單元）；驅(qū)動(dòng)非頻繁動(dòng)作的交/直流負(fù)載（繼電器輸出單元）；驅(qū)動(dòng)頻繁動(dòng)作的交/直流負(fù)載（晶閘管輸出單元）。輸出單元帶光電隔

6、離器及濾波器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(gè)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)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(jì)算機(jī)外設(shè)。二、PLC硬件系統(tǒng)組成通訊及編程接口采用RS-485或RS-422串行總線二、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）。I/O擴(kuò)展接口采用并行通訊方式輸入繼電器（X）在PLC內(nèi)部，與輸入端子相連的輸入繼電器是光電隔

7、離的電子繼電器，采用八進(jìn)制編號(hào)，用無(wú)數(shù)個(gè)常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)。輸入繼電器不能用程序驅(qū)動(dòng)。五、軟元件（邏輯元件）輸入繼電器（X）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(hào)，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(dòng)。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(hào)，且一個(gè)輸出繼電器只有一個(gè)常開(kāi)型外部輸出觸點(diǎn)。輸出繼電器有無(wú)數(shù)個(gè)內(nèi)部常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)，編程時(shí)可隨意使用。五、軟元件（邏輯元件）輸出繼電器（Y）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(dòng),常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限，但不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載,采用十進(jìn)制編號(hào)。

8、通用輔助繼電器M0M499（500點(diǎn)）掉電保持輔助繼電器M500M1023（524點(diǎn)）特殊輔助繼電器M8000M8255（256點(diǎn)） 只能利用其觸點(diǎn)的特殊輔助繼電器可驅(qū)動(dòng)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(guò)外設(shè)設(shè)定參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。五、軟元件（邏輯元件）輔助繼電器（M）五、軟元件（邏輯元件）只能利用其觸點(diǎn)的特殊輔助繼電器M8000：運(yùn)行監(jiān)控用，PLC運(yùn)行時(shí)M8000接通。M8002：僅在運(yùn)行開(kāi)始瞬間接通初始脈沖M8012：產(chǎn)生100ms時(shí)鐘脈沖的特殊輔助繼電器?？沈?qū)動(dòng)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：若使其線圈得電，則PLC停

9、止時(shí)保持輸出映象存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容 M8034：若使其線圈得電，則將PLC的輸出全部禁止 。M8039：若使其線圈得電，則PLC按D8039中指定的掃描時(shí)間工作 只能利用其觸點(diǎn)的特殊輔助繼電器狀態(tài)（S）狀態(tài)是對(duì)工序步進(jìn)型控制進(jìn)行簡(jiǎn)易編程的內(nèi)部軟元件，采用十進(jìn)制編號(hào)。與步進(jìn)指令STL配合使用；狀態(tài)有無(wú)數(shù)個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)，編程時(shí)可隨意使用；狀態(tài)不用于步進(jìn)階梯指令時(shí)，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。五、軟元件（邏輯元件）狀態(tài)（S）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)S0S9共10點(diǎn)回零狀態(tài)S10S19共10點(diǎn)通用狀態(tài)S20S

10、499共480點(diǎn)保持狀態(tài)S500S899共400點(diǎn)報(bào)警用狀態(tài)S900S999共100點(diǎn) 五、軟元件（邏輯元件）狀態(tài)（S）五、軟元件（邏輯元件）定時(shí)器（T）定時(shí)器實(shí)際是內(nèi)部脈沖計(jì)數(shù)器，可對(duì)內(nèi)部1ms、10ms和100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到用戶設(shè)定值時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器可以用用戶程序存儲(chǔ)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(shí)器（T0T245）100ms定時(shí)器T0T199共200點(diǎn)，設(shè)定范圍0.13276.7s；10ms定時(shí)器T200T245共46點(diǎn)，設(shè)定范圍0.01327.67s。積算定時(shí)器（T246T255）1ms定時(shí)器T246T249共4點(diǎn)，設(shè)定范圍

11、0.00132.767s；100ms定時(shí)器T250T255共6點(diǎn)，設(shè)定范圍為0.13276.7s。五、軟元件（邏輯元件）定時(shí)器（T）五、軟元件（邏輯元件）加法計(jì)數(shù)器設(shè)定值K、H或D觸點(diǎn)動(dòng)作TxTx時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)T10K123X0T10Y1相等比較器普通定時(shí)器的工作原理T10加法計(jì)數(shù)器設(shè)定值K、H或D觸點(diǎn)動(dòng)作TxTx時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)T10T250設(shè)定值K計(jì)數(shù)器1100ms時(shí)鐘脈沖X2X1觸點(diǎn)動(dòng)作Tx相等比較器積算定時(shí)器的工作原理RSTT250K345X1X2T250Y1T250T250設(shè)定值K計(jì)數(shù)器1100ms時(shí)鐘脈沖X2X1觸點(diǎn)動(dòng)作T計(jì)數(shù)器（C） 計(jì)數(shù)器可分為通用計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器。16位通用加計(jì)數(shù)

12、器，C0C199共200點(diǎn)，設(shè)定值：132767。設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作。32位通用加/減計(jì)數(shù)器，C200C234共135點(diǎn)，設(shè)定值：-2147483648+2147483647。高速計(jì)數(shù)器C235C255共21點(diǎn)，共享PLC上6個(gè)高速計(jì)數(shù)器輸入（X000X005）。高速計(jì)數(shù)器按中斷原則運(yùn)行。五、軟元件（邏輯元件）計(jì)數(shù)器（C）五、軟元件（邏輯元件）16位加計(jì)數(shù)器通用型：C0C99共100點(diǎn) 斷電保持型：C100C199共100點(diǎn) 16位計(jì)數(shù)器工作過(guò)程示意圖16位加計(jì)數(shù)器16位計(jì)數(shù)器工作過(guò)程示意圖32位雙向計(jì)數(shù)器有兩種32位加/減計(jì)數(shù)器，設(shè)定值：-214748

13、3648+2147483647。通用計(jì)數(shù)器：C200C219共20點(diǎn)保持計(jì)數(shù)器：C220C234共15點(diǎn) 計(jì)數(shù)方向由特殊輔助繼電器M8200M8234設(shè)定。加減計(jì)數(shù)方式設(shè)定：對(duì)于C，當(dāng)M8接通（置1）時(shí)，為減計(jì)數(shù)器，斷開(kāi)（置0）時(shí)，為加計(jì)數(shù)器。計(jì)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(jì)數(shù)值。間接設(shè)定時(shí)，要用元件號(hào)緊連在一起的兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器。32位雙向計(jì)數(shù)器32位加/減計(jì)數(shù)器工作過(guò)程示意圖32位加/減計(jì)數(shù)器工作過(guò)程示意圖數(shù)據(jù)寄存器（D）通用數(shù)據(jù)寄存器D0D199共200點(diǎn)。 只要不寫(xiě)入其它數(shù)據(jù)，已寫(xiě)入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。但是PLC狀態(tài)由運(yùn)行停止時(shí)，全部數(shù)據(jù)均清零。斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D200D511共312點(diǎn)，只要不改寫(xiě)，原有數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。 特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000D8255共256點(diǎn) 這些數(shù)據(jù)寄存器供監(jiān)視PLC中各種元件的運(yùn)行方式用。文件寄存器D1000D2999共2000點(diǎn)。五、軟元件（邏輯元件）數(shù)據(jù)寄存器（D）五、軟元件（邏輯元件）變址寄存器（V/Z）變址寄存器的作用類似于一般微處理器中的變址寄存器（如Z80中的IX、IY），通常用于修改元件的編號(hào)。V0V7、Z0Z7