可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程課件

書名：可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）ISBN：978-7-111-42958-6作者：程秀玲出版社：機(jī)械工業(yè)出版社本書配有電子課件可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件第一章PLC概述本章主要內(nèi)容：PLC的產(chǎn)生和定義PLC的分類PLC的應(yīng)用和特點(diǎn)PLC與其它控制裝置的比較

PLC國(guó)內(nèi)外狀況PLC發(fā)展趨勢(shì)可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件第一節(jié)PLC的基本概念與基本結(jié)構(gòu)可編程控制器--簡(jiǎn)稱PLCPLC主要用于工業(yè)控制一、PLC的誕生提出招標(biāo)。1968年，美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的需要，提出了十條技術(shù)指標(biāo)在社會(huì)上公開(kāi)招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置。可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件招標(biāo)條件。提出了10條指標(biāo)(這10條以后被稱這著名的GM10條)。即：l

編程方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；l

維護(hù)方便，最好是插件式；l

可靠性高于繼電器控制柜：l

體積小于繼電器控制柜；l

可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；l在成本上可與繼電器控制柜相當(dāng)l

使用市電如交流220V；l

輸出能直接驅(qū)動(dòng)小型電磁閥接觸器等；l

在擴(kuò)展時(shí)原有系統(tǒng)改變最少；l

用戶程序存儲(chǔ)器至少可擴(kuò)展到4KB?？删幊绦蚩刂破骷夹g(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件研制成功。1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)根據(jù)這10條指標(biāo)，研制出世界上第一臺(tái)可編程制器，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上應(yīng)用，獲得成功。標(biāo)志著PLC問(wèn)世。從此，可編程控制器技術(shù)就迅速發(fā)展起來(lái)。日本、西歐等一些國(guó)家開(kāi)始研究。1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制成了日本第一臺(tái)可編程控制器,到1973年，西歐一些國(guó)家也研制出它們的第一臺(tái)可編程控制器。我國(guó)從1974年開(kāi)始研制，1977年開(kāi)始工業(yè)應(yīng)用，至今沒(méi)有自己的獨(dú)立產(chǎn)品。可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件二、PLC的基本概念PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。(PLC主要用來(lái)做工業(yè)控制——工業(yè)專用計(jì)算機(jī)。)可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件三、PLC的基本結(jié)構(gòu)1．PLC主要由如下幾部分組成：

CPU模塊；輸入模塊；輸出模塊；編程器?？删幊绦蚩刂破骷夹g(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件2．對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行介紹：CPU模塊：由微處理器和存儲(chǔ)器組成。CPU模塊不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。而存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件I/O模塊：即輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊，它是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。輸入模塊不僅用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)即傳遞信號(hào)外，而且進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和隔離的作用，它分為開(kāi)關(guān)量輸入模塊和模擬量輸入模塊。可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目式教程（S7-200）高職高專ppt課件第二二節(jié)節(jié)PLC的特特點(diǎn)點(diǎn)與與應(yīng)應(yīng)用用領(lǐng)領(lǐng)域域一、、PLC的應(yīng)應(yīng)用用領(lǐng)領(lǐng)域域1、開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)量量的的邏邏輯輯控控制制；；2、位位置置控控制制；；3、過(guò)過(guò)程程控控制制；；4、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理；；5、通通信信聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)。二、、PLC的優(yōu)優(yōu)缺缺點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：1）編程方法簡(jiǎn)簡(jiǎn)單易學(xué)2）功能強(qiáng)，性性能價(jià)格比高高3）硬件配套齊齊全，用戶使使用方便，適適應(yīng)性強(qiáng)4）可靠性高，，抗干擾能力力強(qiáng)5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)、安裝、調(diào)調(diào)試工作量少少6）維修工作量量小，維修方方便7）體積小，能能耗低缺點(diǎn)：1）主要由于PLC的硬件體系結(jié)結(jié)構(gòu)封閉而不不開(kāi)放,又國(guó)際上無(wú)統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，所所以各廠家家的產(chǎn)品參數(shù)數(shù)不統(tǒng)一，互互不兼容。2）PLC的編程語(yǔ)言雖雖多數(shù)是梯形形圖，但組態(tài)態(tài)、尋址、語(yǔ)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)均不不一致，因此此各公司的軟軟件互不兼容容。SIEMENS等公司已經(jīng)開(kāi)開(kāi)發(fā)出以個(gè)人人計(jì)算機(jī)為基基礎(chǔ)，在Windows平臺(tái)下，結(jié)合合IEC1131－3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的新新一代開(kāi)放體體系結(jié)構(gòu)的PLC三、可編程控控制器與其它它工業(yè)控制裝裝置的比較1、PLC與繼電器控制制系統(tǒng)的比較較繼電器控制(柜)是針對(duì)一定的的生產(chǎn)機(jī)械、、固定的生產(chǎn)產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的的，采用硬接接線方式裝配配而成，只能能完成既定的的邏輯控制、、定時(shí)、計(jì)數(shù)數(shù)等功能，每每種控制功能能對(duì)應(yīng)一種線線路，一旦生生產(chǎn)工藝過(guò)程程改變，則控控制(柜)必須重新設(shè)計(jì)計(jì)、重新配線線。而PLC由于應(yīng)用了微微電子技術(shù)和和計(jì)算機(jī)技術(shù)術(shù)，各種控制制功能都是通通過(guò)軟件來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)的,只要改變程序序并改動(dòng)少量量的接線端子子，就可適應(yīng)應(yīng)生產(chǎn)工藝的的改變。因此此從適應(yīng)性、、可靠性、方方便性以及設(shè)設(shè)計(jì)、安裝、、維護(hù)等各方方面比較，PLC都有顯著的優(yōu)優(yōu)勢(shì)．因此在在用微電子技技術(shù)改造傳統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的過(guò)程程中，傳統(tǒng)的的繼電器控制制系統(tǒng)大多數(shù)數(shù)將被PLC所取代。2、PLC與集散控制系系統(tǒng)比較PLC與集散控制系系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)過(guò)程中，始終終是互相滲透透互為補(bǔ)充．．綜合PLC和集散控制系系統(tǒng)各自的優(yōu)優(yōu)勢(shì)，把二者者有機(jī)地結(jié)合合起來(lái)，可形形成一種新型型的全分布式式的計(jì)算機(jī)控控制系統(tǒng)。3、PLC與工業(yè)控制計(jì)計(jì)算機(jī)比較工業(yè)控制計(jì)算算機(jī)是由通用用微型計(jì)算機(jī)機(jī)為適應(yīng)工業(yè)業(yè)生產(chǎn)控制要要求發(fā)展起來(lái)來(lái)的一種控制制設(shè)備．硬件件結(jié)構(gòu)方面總總線標(biāo)準(zhǔn)化程程度高、兼容容性強(qiáng)，而軟軟件資源豐富富，待別是有有實(shí)時(shí)操作系系統(tǒng)的支持，，故對(duì)要求快快速、實(shí)時(shí)性性強(qiáng)、模型復(fù)復(fù)雜、計(jì)算工工作量大的工工業(yè)對(duì)象的控控制占有優(yōu)勢(shì)勢(shì)．但是，使使用工業(yè)控制制機(jī)控制生產(chǎn)產(chǎn)工藝過(guò)程，，要求開(kāi)發(fā)人人員具有較高高的計(jì)算機(jī)專專業(yè)知識(shí)和微微機(jī)軟件編程程的能力。PLC最初是針對(duì)工工業(yè)順序控制制方面的應(yīng)用用而發(fā)展來(lái)的的，硬件結(jié)構(gòu)構(gòu)專用性強(qiáng)，，通用性差，，很多優(yōu)秀的的微機(jī)軟件也也不能直接使使用．必須經(jīng)經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)發(fā)．但是，PLC使用了工廠技技術(shù)人員熟悉悉的梯形圖語(yǔ)語(yǔ)言編程，易易學(xué)易碴，便便于推廣應(yīng)用用。四、可編程控控制器的發(fā)展展1969年美國(guó)研制出出世界上第一一臺(tái)PLC以后，日本、、德國(guó)、法國(guó)國(guó)等國(guó)相繼研研制了各自的的PLC。70年代中期，PLC進(jìn)入了實(shí)用化化階段。70年代末和80年代初，PLC進(jìn)入了成熟階階段。下面是一些國(guó)國(guó)家的發(fā)展情情況。1、美國(guó)PLC發(fā)展得最快：：1984年有48家，生產(chǎn)150多種PLC；1987年有63家，生產(chǎn)243種PLC；1996年有70余家，生產(chǎn)近近300種PLC。著名廠家有:A—B（Allen－Bradley艾倫一布拉德德利）公司。。MODICON莫迪康公司。。2、歐洲PLC的廠家有60余家:著名的廠家有有：德國(guó)的（Siemens西門子）于1973年研制出第一一臺(tái)PLC。法國(guó)的TE(Telemecanique施耐德）公司司。3、日本生產(chǎn)PLC的廠家有40余家：1971年，日本從美美國(guó)引進(jìn)PLC技術(shù)，由日立立公司研制成成功日本第一一臺(tái)PLC。著名的廠家家有：三菱電機(jī)(MITSUBISHI)歐姆龍(OMRON)富士電機(jī)（FujiElectric）東芝（TOSHIBA）光洋（KOYO)松下電工（MEW）夏普(SHARP）4、我國(guó)的PLC發(fā)展我國(guó)在70年代末和80年代初開(kāi)始引引進(jìn)PLC。我我國(guó)國(guó)早期獨(dú)立研研制PLC的單位有：北京機(jī)械工業(yè)業(yè)自動(dòng)化研究究所；上海工業(yè)自動(dòng)動(dòng)化儀表研究究所；大連組合機(jī)床床研究所；成都機(jī)床電器器研究所；中科院北京計(jì)計(jì)算機(jī)所及自自動(dòng)化所；長(zhǎng)春一汽；上海起重電器器廠；上海香島機(jī)電電公司；上海自力電子子設(shè)備廠等單單位。以上諸單位都都沒(méi)有形成自自主的規(guī)?；a(chǎn)。我國(guó)現(xiàn)在PLC引進(jìn)技術(shù)或合合企業(yè)有：遼寧無(wú)線電二二廠引進(jìn)德國(guó)國(guó)西門子技術(shù)術(shù)，生產(chǎn)PLC；無(wú)錫電器公司司和日本光洋洋合資生產(chǎn)PLC;廈門和美國(guó)A—B公司合資生產(chǎn)產(chǎn)PLC；上海引進(jìn)美國(guó)國(guó)的莫迪康（Modicon）公司技術(shù)，生生產(chǎn)PLC;西安引進(jìn)德國(guó)國(guó)Siemens公司技術(shù)，生生產(chǎn)PLC。5、PLC的發(fā)展趨勢(shì)（1）向高速度、、大存儲(chǔ)容量量方向發(fā)展（CPU處理速度nS級(jí)；內(nèi)存2M字節(jié)）（2）向多品種方方向發(fā)展和提提高可靠性（超大型和超超小型）（3）產(chǎn)品更加加規(guī)范化、、標(biāo)準(zhǔn)化（硬件、軟軟件兼容的的PLC）（4）分散型、、智能型、、與現(xiàn)場(chǎng)總總線兼容的的I／0（5）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)和通信的的能力（6）控制的開(kāi)開(kāi)放和模塊塊化的體系系結(jié)構(gòu)(OMAC)6、PLC世界著名品品牌德國(guó)西門子子公司（Siemens）美國(guó)A－B公司（Allen－Bradley）美國(guó)的莫迪迪康（Modicon）法國(guó)的施耐耐德電器公公司（TE）日本歐姆龍龍公司（OMRON）日本三菱電電機(jī)株式會(huì)會(huì)社（MITSUBISHI）7、最大廠家家（1996年中國(guó)PLC市場(chǎng)）SIEMENS；（（德國(guó)西西門子）Allen－Bradly；（美國(guó)國(guó)A---B)三菱電機(jī)；；（日本三三菱）OMRON。(日本立石電電機(jī)）⑴最短響應(yīng)時(shí)時(shí)間在一個(gè)掃描描周期剛結(jié)結(jié)束時(shí)就收收到一個(gè)輸輸入信號(hào)，，下一掃描描周期一開(kāi)開(kāi)始進(jìn)入輸輸入采樣階階段這個(gè)信信號(hào)就被采采樣，使輸輸入更新，，這時(shí)響應(yīng)應(yīng)時(shí)間最短短。最短響應(yīng)時(shí)時(shí)間=輸入延遲時(shí)時(shí)間+一個(gè)掃描周周期+輸出延遲時(shí)時(shí)間。如圖：輸入輸出刷新時(shí)間CPU讀輸入五、存儲(chǔ)器器PLC的存貯器包包括只讀存存儲(chǔ)器（EPROM）和隨機(jī)存存儲(chǔ)器（RAM），EPROM用來(lái)存放系系統(tǒng)程序，，RAM用來(lái)存放用用戶程序。。（1）只讀存貯貯器ROM存放的系統(tǒng)統(tǒng)程序有：：(a)檢查程序PLC通電后，首首先由檢查查程序檢查查PLC各部件的操操作是否正正常，并將將結(jié)果顯示示給操作人人員。(b)鍵盤輸入處處理程序解釋、執(zhí)行行用戶從鍵鍵盤上發(fā)出出的命令，，將用戶輸輸入的程序序送到RAM中，讀出并并顯示RAM中的內(nèi)容(c)翻譯程序?qū)⒂脩羰褂糜肞LC編程語(yǔ)言編編寫的控制制程序翻譯譯成由機(jī)器器語(yǔ)言組成成的程序，，然后再由由CPU執(zhí)行；同時(shí)時(shí)，對(duì)用戶戶程序進(jìn)行行語(yǔ)法檢查查。(d)信息傳遞程程序?qū)AM中的用戶程程序送到外外部存貯器器中、如EPROM或打印機(jī)、、或?qū)⑼獯娲尜A器中的的內(nèi)容傳送送到RAM中。(e)監(jiān)控程序根據(jù)用戶的的需要調(diào)用用相應(yīng)的內(nèi)內(nèi)部程序。。例如：用用戶通過(guò)面面板的選揮揮開(kāi)關(guān)選擇擇了編程(PROGRAM)工作方式，，則監(jiān)控程程序就調(diào)用用“鍵盤輸入處處理程序”，將用戶從從鍵盤上輸輸入的程序序送到RAM中。(2)讀寫存貯器器RAM(a)用戶程序在編程(PROGRAM)方式下，用用戶從鍵盤盤上輸入的的程序經(jīng)過(guò)過(guò)預(yù)處理后后，存放在在RAM低地址區(qū)。。(b)邏輯變量。。在RAM中有若干個(gè)個(gè)存貯單元元用來(lái)存放放邏輯變量量。這些邏邏輯變量用用PLC術(shù)語(yǔ)說(shuō)就是是：輸入繼繼電器、輸輸出繼電器器、內(nèi)部輔輔助繼電器器、保持繼繼電器、定定時(shí)／計(jì)數(shù)數(shù)器等。六、編程器器編程器用來(lái)來(lái)對(duì)用戶程程序進(jìn)行寫寫入、檢查查、修改和和調(diào)試的外外，也可以以在線監(jiān)視視PLC的運(yùn)行，是是PLC最重要的外外部設(shè)備，，也是PLC不可缺少的的一部分。。它經(jīng)過(guò)編編程器接口口與CPU聯(lián)系，完成成人——機(jī)對(duì)話。編程器可分分為簡(jiǎn)易編編程器和圖圖形編程器器兩種。圖圖形編程器器可直接輸輸入梯形圖圖程序，操操作方便，，功能強(qiáng)，，且可脫機(jī)機(jī)編程，有有液晶顯示示(GPC)的便攜式和和陰極射線線(CRT)式兩種，價(jià)價(jià)格一般較較高。簡(jiǎn)易易編程器功功能較少，，—般需將梯形形圖變?yōu)橹钢噶罹幋a的的形式輸入入，通常需需聯(lián)機(jī)工作作。目前，很多多PLC都可以利用用微型計(jì)算算機(jī)作為編編程工具，，這時(shí)應(yīng)配配上相應(yīng)的的編程軟件件及接口。。由于微機(jī)機(jī)的強(qiáng)大功功能，使PLC的編程和調(diào)調(diào)試更為方方便。手持式編程程器簡(jiǎn)易編程器器，將梯形圖變變?yōu)橹噶罹幘幋a的形式式輸入，通通常需聯(lián)機(jī)機(jī)工作。PCFPPROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTCEVTMTSVACLRENTBAFEDC

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4(DELT)CLR手持式的編程器七、電源部部件用來(lái)將外部部供電電源源轉(zhuǎn)換成可可供PLC的CPU、存貯器、、I／O接口等各電電子電路工工作所需的的直流電源源，使PLC能正常工作作。八、其他接接口電路除了I/O接口外，許許多PLC還配置了一一些其它接接口，使PLC能滿足更多多的需。主主要有以下下幾種：(1)I／O擴(kuò)展機(jī)接口口。用于擴(kuò)擴(kuò)展輸入輸輸出點(diǎn)數(shù)，，當(dāng)用戶的的PLC控制系統(tǒng)所所需的輸入入、輸出點(diǎn)點(diǎn)數(shù)超過(guò)主主機(jī)的輸入入、輸出點(diǎn)點(diǎn)數(shù)時(shí)，就就要通過(guò)I／O擴(kuò)展接口將將主機(jī)與I／O擴(kuò)展單元連連接起來(lái)。。(2)智能I／O接口。它是是帶有獨(dú)立立的微處理理器和控制制軟件的特特殊I／O接口，可以以獨(dú)立地工工作。為適適應(yīng)和滿足足更加復(fù)雜雜控制功能能的需要，，PLC生產(chǎn)廠家均均生產(chǎn)了各各種不同功功能的智能能I／O接口。在眾多的智智能I／O接口中，常常見(jiàn)的有滿滿足位置控控制需要的的位置閉環(huán)環(huán)控制接口口模塊；有有快速PID調(diào)節(jié)器的閉閉環(huán)控制接接口模塊；；有滿足計(jì)計(jì)數(shù)頻率高高達(dá)100MHz的高數(shù)計(jì)數(shù)數(shù)器接口模模塊等。(3)通訊接口（（外部I/O設(shè)備接口）是專用于數(shù)數(shù)據(jù)通訊的的一種智能能模塊，主主要用于人人——機(jī)對(duì)話或機(jī)機(jī)——機(jī)對(duì)話。PLC通過(guò)通訊接接口可以與與打印機(jī)、、監(jiān)視器等等外部設(shè)備備相連，也也可與其他他PLC或上位計(jì)算算機(jī)相連，，構(gòu)成多機(jī)機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)或多多級(jí)分布式式控制系統(tǒng)統(tǒng)?；?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)管理與控控制相結(jié)合合的綜合系系統(tǒng)。通訊接口有有串行接口口和并行接接口兩種，，它們都在在專用系統(tǒng)統(tǒng)軟件的控控制下，遵遵循國(guó)際上上多種規(guī)范范的通訊協(xié)協(xié)議來(lái)工作作。用戶應(yīng)應(yīng)根據(jù)不同同的設(shè)備要要求選擇相相應(yīng)的通訊訊方式，并并配置合適適的通訊接接口。九、PLC的外部設(shè)備備外部設(shè)備主主要有：(1)打印機(jī)(2)外存貯器(3)EPROM寫入器EPROM寫入器，用用于將程序序?qū)懭氲紼PROM中去。十、可編程程控制器的的分類1、按I／O點(diǎn)數(shù)分類I／O點(diǎn)數(shù)小于32為微型PLC；I／O點(diǎn)數(shù)在32～128為微小型PLC；I／O點(diǎn)數(shù)在128～256為小型PLC；I／O點(diǎn)數(shù)在256～1024為中型PLC；I／O點(diǎn)數(shù)大于1024為大型PLC；I／O點(diǎn)數(shù)在4000以上為超大大型PLC。以上劃分不不包括模擬擬量I／0點(diǎn)數(shù)，且劃劃分界限不不是固定不不變的。2、按結(jié)構(gòu)形形式分類整體式PLC：又稱單元式式或箱體式式。整體式式PLC是將電源、、CPU、I／0部件都集中中裝在一個(gè)個(gè)機(jī)箱內(nèi)。。一般小型型PLC采用這種結(jié)結(jié)構(gòu)。模塊式PLC：將PLC各部分分成成若干個(gè)單單獨(dú)的模塊塊，如CPU模塊、I／0模塊、電源源模塊和各各種功能模模塊。模塊塊式PLC由框架和各各種模塊組組成。模塊塊插在插座座上。一般般大、中型型PLC采用模塊式式結(jié)構(gòu)，有有的小型PLC也采用這種種結(jié)構(gòu)。疊裝式PLC：有的PLC將整體式和和模塊式結(jié)結(jié)合起來(lái)，，稱為疊裝裝式PLC。整體式PLC模塊式PLC電源模塊CPU模塊IO模塊底板輸入輸出單元模塊外設(shè)通信模塊其它模塊十一、PLC的工作過(guò)程程與其它計(jì)算算機(jī)系統(tǒng)一一祥，PLC的CPU是采用分時(shí)時(shí)操作的原原理，每一一時(shí)刻執(zhí)行行一個(gè)操作作，隨著時(shí)時(shí)間的延伸伸一個(gè)動(dòng)作作接一個(gè)動(dòng)動(dòng)作順序地地進(jìn)行，當(dāng)當(dāng)所有動(dòng)作作完成后再再重復(fù)以上上過(guò)程，這這種分時(shí)操操作不斷重重復(fù)的進(jìn)程程稱為PLC的循環(huán)掃描工工作過(guò)程。PLC工作時(shí)在系統(tǒng)統(tǒng)程序的監(jiān)控控下首先要做做初始化的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作，而而后是一個(gè)不不斷順序循環(huán)環(huán)掃描的過(guò)程程，直至停機(jī)機(jī)。如下圖：：理解CPU的掃描周期首先進(jìn)行初始始化操作：PLC工作時(shí)，首先先進(jìn)行系統(tǒng)初初始化操作。。即內(nèi)部繼電電器區(qū)清零、、定時(shí)器復(fù)位位、檢測(cè)I/O單元的連接、、監(jiān)控定時(shí)器器復(fù)位等。初始化完成后后進(jìn)入順序循循環(huán)掃描過(guò)程程，每循環(huán)掃掃描一次稱為為一個(gè)掃描周周期，在每一一掃描周期過(guò)過(guò)程中都要依依次完成以下下五個(gè)操作任任務(wù)：初始化CPU自診斷通信信息處理與外設(shè)交換信息執(zhí)行用戶程序

輸入輸出信息處理1、CPU自診斷自診斷是PLC每次進(jìn)入掃描描時(shí)進(jìn)行的自自檢，對(duì)電源源、PLC內(nèi)部電路、用用戶程序的語(yǔ)語(yǔ)法進(jìn)行檢查查，自診斷功功能是由監(jiān)視視定時(shí)器WDT（WatchDogTimer）完成的，它它是一個(gè)完成成計(jì)時(shí)的硬件件裝置。在定定時(shí)器復(fù)位前前循環(huán)掃描時(shí)時(shí)間如果超過(guò)過(guò)設(shè)定值說(shuō)明明有故障，給給出故障性質(zhì)質(zhì)，一般性故故障，只報(bào)警警不停機(jī)，等等待處理；嚴(yán)嚴(yán)重故障則停停止運(yùn)行用戶戶程序，此時(shí)時(shí)PLC切斷一切輸出出聯(lián)系，I/O將復(fù)位。如果果無(wú)故障繼續(xù)續(xù)執(zhí)行下一任任務(wù)。2．通信信息處處理在通信信息處處理階段，要要進(jìn)行PLC之間以及PLC與計(jì)算機(jī)之間間的信息交換換；PLC與其他帶微處處理器的智能能裝置通信，，例如智能I/O模塊；在雙處處理器系統(tǒng)中中，CPU還要與數(shù)字處處理器DPU（位處理器））交換信息。。（這個(gè)階段段實(shí)際上就是是PLC與帶有CPU芯片的設(shè)備在在交換信息））。3．與外部設(shè)備備交換信息外部設(shè)備與PLC連接時(shí)，PLC在這個(gè)階段要要與外部設(shè)備備接口交換信信息。這些外外部設(shè)備有編編程器、終端端設(shè)備、彩色色圖形顯示器器、打印機(jī)等等。其中編程器是是人機(jī)交互的的重要設(shè)備，，每個(gè)掃描周周期PLC與編程器都要要進(jìn)行信息交交換，以便用用戶把應(yīng)用程程序輸入到PLC中，或進(jìn)行在在線編程、在在線修改、在在線運(yùn)行監(jiān)控控等。4、執(zhí)行用戶程程序PLC在運(yùn)行狀態(tài)下下（STOP方式下不運(yùn)行行用戶程序這這一環(huán)節(jié)），，每一個(gè)掃描描周期中都包包含了用戶程程序掃描階段段。執(zhí)行用戶戶程序時(shí)，是是以掃描的方方式按順序逐逐條處理，掃掃描一條執(zhí)行行一條，程序序中用到的運(yùn)運(yùn)算數(shù)據(jù)取至至于輸入映像像區(qū)，運(yùn)算結(jié)結(jié)果將送到輸輸出映像區(qū)對(duì)對(duì)應(yīng)位置上。。5、輸入、輸出出信息處理PLC在運(yùn)行狀態(tài)下下（STOP方式下不運(yùn)行行用戶程序）），每一個(gè)掃掃描周期都要要包含輸入、、輸出信息處處理階段。以以掃描的方式式把外部輸入入信號(hào)的狀態(tài)態(tài)存入輸入映映像區(qū)；將運(yùn)運(yùn)算處理后的的結(jié)果存入輸輸出映像區(qū)，，直至傳送到到外部被控設(shè)設(shè)備。可編程序控制制器周而復(fù)始始地巡回掃描描，執(zhí)行上述述整個(gè)過(guò)程，，直至停機(jī)。。十二、信號(hào)的的輸入、輸出出傳遞過(guò)程PLC在工作時(shí)，信信號(hào)從輸入到到輸出的傳遞遞過(guò)程分為三三個(gè)階段，即即輸入采集階階段、執(zhí)行用用戶程序階段段、輸出刷新新階段。如圖圖：輸入電路輸入緩沖器輸入映像存儲(chǔ)器輸出映像存儲(chǔ)器輸出鎖存器輸出電路輸入采集階段程序執(zhí)行階段輸出刷新階段允許輸入刷新允許輸出刷新PLC的工作方式PLC是采用順序掃描、不不斷循環(huán)的方式進(jìn)行工工作的。PLC的掃描工作過(guò)過(guò)程可分為輸輸入采樣、程程序執(zhí)行和輸輸出刷新3個(gè)階段，并進(jìn)進(jìn)行周期性循循環(huán)。1.輸入采樣階段段在掃描周期內(nèi)內(nèi)，PLC定時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)的的全部有關(guān)信信息采集到輸輸入映像區(qū)中中，通常在掃掃描周期的開(kāi)開(kāi)始或結(jié)束時(shí)時(shí)進(jìn)行定時(shí)采采集，這一階階段稱為輸入入采樣階段。。輸入采樣的的過(guò)程如下：：PLC在輸入采樣階階段，以掃描描方式順序讀讀入所有輸入入端的狀態(tài)先先到輸入緩沖沖器中，然后后集中傳輸?shù)降捷斎胗诚駞^(qū)區(qū)中。這是一種集中中采樣方式。。輸入映像區(qū)區(qū)的信息供用用戶程序執(zhí)行行時(shí)取用。在程序執(zhí)行期期間即使外部部輸入信號(hào)狀狀態(tài)發(fā)生變化化，輸入映像像區(qū)的內(nèi)容也也不會(huì)改變，，這些變化只只有到下一個(gè)個(gè)掃描周期的的輸入采樣階階段才被讀入入刷新。2．程序執(zhí)行階階段PLC在程序執(zhí)行階階段，在無(wú)中中斷或跳轉(zhuǎn)指指令的情況下下，根據(jù)梯形形圖程序從首首地址開(kāi)始按按自左向右、、自上而下的的順序，對(duì)每每條指令逐句句進(jìn)行掃描，，掃描一條，，執(zhí)行一條。。執(zhí)行程序時(shí)時(shí)，梯形圖中中的輸入繼電電器的狀態(tài)取取自于內(nèi)部輸輸入映像寄存存器的狀態(tài)和和輸出映像寄寄存器的狀態(tài)態(tài)；并將運(yùn)算算的結(jié)果再存存放在輸出映映像寄存器對(duì)對(duì)應(yīng)的位置中中（但不是實(shí)實(shí)際輸出）。。事實(shí)上，CPU運(yùn)算過(guò)程中所所取用的I/O數(shù)據(jù)均取自于于輸入和輸出出映像寄存器器；輸出映像像區(qū)的內(nèi)容將將隨著程序執(zhí)執(zhí)行的進(jìn)程而而變化。3．輸出刷新階階段指令執(zhí)行完畢畢，進(jìn)入輸出出刷新階段，，CPU將輸出映像區(qū)區(qū)的內(nèi)容集中中轉(zhuǎn)存到輸出出鎖存器中，，然后傳送到到各相應(yīng)的輸輸出端子，最最后再驅(qū)動(dòng)實(shí)實(shí)際輸出負(fù)載載，這才是PLC的實(shí)際輸出，，這是一種集集中輸出的方方式。在輸出出刷新階段之之前（也就是是程序執(zhí)行階階段）輸出鎖鎖存器中的內(nèi)內(nèi)容是不會(huì)改改變的。4、PLC對(duì)輸入輸出的的處理規(guī)則PLC以掃描的方式式工作，以“串行”方式處理信息息。因而在考考慮PLC的輸入、輸出出之間的關(guān)系系時(shí)，應(yīng)充分分注意它的周周期工作方式式。在用戶程程序執(zhí)行階段段PLC對(duì)輸入、輸出出的處理必須須遵守以下規(guī)規(guī)則：①輸入映象象寄存器的內(nèi)內(nèi)容，由上一一個(gè)掃描周期期輸入端子的的狀態(tài)決定。。②輸出映象象寄存器的狀狀態(tài)，由程序序執(zhí)行期間輸輸出指令的執(zhí)執(zhí)行結(jié)果決定定。③輸出鎖存電電路的狀態(tài)，，由上一次輸輸出刷新期間間輸出映象寄寄存器的狀態(tài)態(tài)決定。④輸出端子板板上各輸出端端的狀態(tài)，由由輸出鎖存電電路來(lái)確定。。⑤執(zhí)行程序時(shí)時(shí)所用的I/O狀態(tài)值，取用用于輸入、輸輸出映象寄存存器的狀態(tài)。。十三、輸入、、輸出延遲響響應(yīng)1、輸入、輸出出延遲響應(yīng)所謂輸入、輸輸出延遲響應(yīng)應(yīng)：是指當(dāng)PLC的輸入端的信信號(hào)發(fā)生變化化到PLC輸出端對(duì)該變變化做出反應(yīng)應(yīng)需要一段時(shí)時(shí)間，這種現(xiàn)現(xiàn)象稱為輸入入、輸出延遲遲響應(yīng)或滯后后現(xiàn)象。這段段時(shí)間就是響響應(yīng)時(shí)間或滯滯后時(shí)間。（（1~2個(gè)掃描周期））。PLC對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理然后輸出輸入信號(hào)信號(hào)輸出有延遲響應(yīng)2、響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間與以以下因素有關(guān)關(guān)：①輸入濾波波電路的時(shí)間間常數(shù)（輸入入延遲）②輸出電路路的滯后時(shí)間間（輸出延遲遲）③PLC循環(huán)環(huán)掃掃描描的的工工作作方方式式（（串串行行處處理理方方式式））④PLC對(duì)輸輸入入采采樣樣、、輸輸出出刷刷新新的的特特殊殊處處理理方方式式（集集中中方方式式））⑤用用戶戶程程序序中中語(yǔ)語(yǔ)句句的的安安排排其中中③③、、④④是是由由PLC的工工作作原原理理決決定定的的，，用用戶戶無(wú)無(wú)法法改改變變。?？煽蓪?duì)對(duì)①①、、②②、、⑤⑤合合理理選選擇擇和和處處理理。。例例如如選選用用可可控控硅硅輸輸出出方方式式、、晶晶體體管管輸輸出出方方式式，，則則響響應(yīng)應(yīng)速速度度較較快快；；合合理理安安排排用用戶戶程程序序語(yǔ)語(yǔ)句句也也可可使使響響應(yīng)應(yīng)速速度度加加快快。。周期期循循環(huán)環(huán)掃掃描描工工作作方方式式使使響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間與與收收到到輸輸入入信信號(hào)號(hào)的的時(shí)時(shí)刻刻有有關(guān)關(guān)，，我我們們分分別別討討論論最最短短和和最最長(zhǎng)長(zhǎng)響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間。。⑴最短短響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間在一一個(gè)個(gè)掃掃描描周周期期剛剛結(jié)結(jié)束束時(shí)時(shí)就就收收到到一一個(gè)個(gè)輸輸入入信信號(hào)號(hào)，，下下一一掃掃描描周周期期一一開(kāi)開(kāi)始始進(jìn)進(jìn)入入輸輸入入采采樣樣階階段段這這個(gè)個(gè)信信號(hào)號(hào)就就被被采采樣樣，，使使輸輸入入更更新新，，這這時(shí)時(shí)響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間最最短短。。最短短響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間=輸入入延延遲遲時(shí)時(shí)間間+一個(gè)個(gè)掃掃描描周周期期+輸出出延延遲遲時(shí)時(shí)間間。如如圖圖：：輸入輸出刷新時(shí)間CPU讀輸入⑵最長(zhǎng)長(zhǎng)響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間如果果收收到到一一個(gè)個(gè)輸輸入入信信號(hào)號(hào)經(jīng)經(jīng)輸輸入入延延遲遲后后，，剛剛好好錯(cuò)錯(cuò)過(guò)過(guò)I/O刷新新時(shí)時(shí)間間，，在在該該掃掃描描周周期期內(nèi)內(nèi)這這個(gè)個(gè)輸輸入入信信號(hào)號(hào)不不會(huì)會(huì)起起作作用用，，要要到到下下一一個(gè)個(gè)掃掃描描周周期期輸輸入入采采樣樣階階段段才才被被讀讀入入使使輸輸入入更更新新，，這這時(shí)時(shí)響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間最最長(zhǎng)長(zhǎng)。。最最長(zhǎng)長(zhǎng)響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間=輸入延延遲時(shí)時(shí)間+兩個(gè)掃掃描時(shí)時(shí)間+輸出延延遲時(shí)時(shí)間。。如圖圖：輸入輸出刷新時(shí)間CPU讀入⑶用戶程程序的的語(yǔ)句句安排排影響響響應(yīng)應(yīng)時(shí)間間輸入信信號(hào)在在第一一個(gè)掃掃描周周期的的程序序執(zhí)行行階段段被激激勵(lì)，，該輸輸入信信號(hào)到到第二二周期期輸入入采樣樣階段段才被被讀入入，可可見(jiàn)，，程序序語(yǔ)句句的安安排影影響了了響應(yīng)應(yīng)時(shí)間間。如如圖：：I0.2Q0.0M2.0Q0.09、靜夜四四無(wú)鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。2022/12/212022/12/21Wednesday,December21,202210、雨中黃黃葉樹，，燈下白白頭人。。。2022/12/212022/12/212022/12/2112/21/202210:26:18PM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見(jiàn)頻。。。2022/12/212022/12/212022/12/21Dec-2221-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。2022/12/212022/12/212022/12/21Wednesday,December21,202213、乍見(jiàn)翻疑疑夢(mèng)，相悲悲各問(wèn)年。。。2022/12/212022/12/212022/12/212022/12/2112/21/202214、他鄉(xiāng)生白白發(fā)，舊國(guó)國(guó)見(jiàn)青山。。。21十二二月20222022/12/212022/12/212022/12/2115、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月222022/12/212022/12/212022/12/2112/21/202216、行動(dòng)出成成果，工作作出財(cái)富。。。2022/12/212022/12/2121December202217、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時(shí)時(shí)，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點(diǎn)的的射線向前前。。2022/12/212022/12/212022/12/212022/12/219、沒(méi)沒(méi)有有失失敗敗，，只只有有暫暫時(shí)時(shí)停停止止成成功功?。?。。2022/12/212022/12/21Wednesday,December21,202210、很多事事情努力力了未必必有結(jié)果果，但是是不努力力卻什么么改變也也沒(méi)有。。。2022/12/212022/12/212022/12/2112/21/202210:26:18PM11、成功就就是日復(fù)復(fù)一日那那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積積累。。。2022/12/212022/12/212022