可編程序控制器硬件與工作原理 初學(xué)者必看

2023/2/21可編程序控制器的硬件與工作原理2.1可編程控制器的物理結(jié)構(gòu)2.2CPU模塊2.3開(kāi)關(guān)量I/O模塊2.4可編程控制器的工作原理2.5FX系列可編程控制器性能簡(jiǎn)介2.6特殊I/O模塊2.7編程器與數(shù)據(jù)存取單元第2章2023/2/222.1可編程控制器的物理結(jié)構(gòu)2.1.1整體（單元）式結(jié)構(gòu)●小型PLC

一個(gè)箱體內(nèi)包括CPU、I/O、RAM、ROM、電源各單元的輸入點(diǎn)與輸出點(diǎn)的比例是固定的2.1.2模塊式結(jié)構(gòu)●大中型PLC

積木式結(jié)構(gòu)

CPU為獨(dú)立模塊輸入、輸出、電源也是獨(dú)立模塊各模塊通過(guò)主基板相連可以有多個(gè)主基板2023/2/232.1.3疊裝式結(jié)構(gòu)CPU為獨(dú)立模塊輸入、輸出、電源也是獨(dú)立模塊各模塊通過(guò)電纜相連靈活配置且體積小巧2023/2/242.2CPU模塊2.2.1微處理器●Intel公司8086,80186,Pentium通用微處理器●Intel公司MCS51/96單片微處理器●AMD公司2900位片式微處理器2.2.2存儲(chǔ)器●讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器，易失存儲(chǔ)器RAM●只讀存儲(chǔ)器，存放系統(tǒng)程序ROM●可擦除只讀存儲(chǔ)器EPROM●可電擦除只讀存儲(chǔ)器E2PROMRAM存放用戶程序ROM存放用戶程序2023/2/252.32.3.1模塊的外部接線方式DI用來(lái)是把二進(jìn)制過(guò)程信號(hào)轉(zhuǎn)換到PLC所需的內(nèi)部信號(hào)。匯點(diǎn)式分組式分隔式開(kāi)關(guān)量I/O模塊(DIDO)2023/2/26輸入模塊2.3.2輸入電路中設(shè)有RC濾波電路，防止觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖等錯(cuò)誤輸入信號(hào)。2023/2/27直流輸入電路2023/2/28交流輸入電路2023/2/292.3.3輸出模塊●繼電器輸出輸出模塊應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載（繼電器、馬達(dá)、電磁閥等）。繼電器出電路2023/2/210●晶體管輸出晶體管輸出電路2023/2/211●可控硅輸出可控硅輸出電路2023/2/2122.3.4EthernetSupervisoryPeer-to-peerRemoteI/O(C50CPU)I/OModulesI/OStatusLEDsFieldWiringTerminalsTerminationCover&LabelChassis:4I/Oslots(shown)8and12I/Oslotchassis(largerI/Ocapacity)本地I/O和遠(yuǎn)程I/O2023/2/2132.4可編程控制器的工作原理繼電器2.4.1可編程控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的（軟繼電器）。繼電器控是一種用弱電信號(hào)控制輸出信號(hào)的電磁開(kāi)關(guān)。2023/2/214●繼電器在控制系統(tǒng)中的作用●

功率放大●

電氣隔離●

邏輯運(yùn)算弱電對(duì)強(qiáng)電的控制。線圈與觸點(diǎn)以及各對(duì)觸點(diǎn)在電路上是完全隔離的。AB2023/2/215●異步電機(jī)控制電路（起保停電路）2023/2/2162.4.2可編程控制器的工作原理輸入模塊輸出模塊CPU模塊可編程序控制器按鈕選擇開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān)電源接觸器電磁閥指示燈電源編程器2023/2/2172.4.2●工作狀態(tài)可編程控制器的工作原理●掃描工方式●

RUN●

STOP2023/2/218●程序執(zhí)行的掃描過(guò)程程序執(zhí)行2023/2/219●起保停執(zhí)行的掃描過(guò)程KM2023/2/220●梯形圖對(duì)應(yīng)指令梯形圖以指令的形式儲(chǔ)存在可編程控制器的用戶程序存儲(chǔ)器中。LDX0;接在左側(cè)母線上的X0的常開(kāi)觸點(diǎn)ORY0;與X0的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)的Y0的常開(kāi)觸點(diǎn)ANIX1;與并聯(lián)電路串聯(lián)的X1的常閉觸點(diǎn)OUTY0;Y0的線圈邏輯運(yùn)算Y0=(X0+Y0).X12023/2/2212.4.3掃描周期可編程控制器在RUN工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次掃描操作所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期，其典型值為1~100ms。2.4.4輸入/輸出滯后時(shí)間輸入/輸出滯后時(shí)間又稱(chēng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，指可編程控制器的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的外部輸出信號(hào)發(fā)生變化時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間及由掃描工作方式引起的滯后時(shí)間。T

=公共部分掃描時(shí)間+外設(shè)掃描時(shí)間+用戶程序執(zhí)行時(shí)間+I／0掃描時(shí)間2023/2/2222.5FX系列可編程控制器的特點(diǎn)2.5.1FX2,FX1,FX2c系列是三菱公司近年來(lái)推出的高性能小型可編程控制器。FX0,FX0s,FX0N,FX2N

系列是微型可編程控制器。

FX系列可編程控制器性能簡(jiǎn)介●

體積極小的微型可編程控制器●

提供多種子系列供用戶選用●

先進(jìn)美觀的外部結(jié)構(gòu)●

靈活多變的系統(tǒng)配置●

功能強(qiáng)，使用方便2023/2/223FX系列型號(hào)名稱(chēng)的含義2.5.2系列名稱(chēng)，如0S,0N,2N等輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)（4~128）單元類(lèi)型：M為基本單元，E為輸入輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊，EX為輸入專(zhuān)用擴(kuò)展模塊，EY為輸出專(zhuān)用擴(kuò)展模塊輸出形式：R為繼電器輸出，T為晶體管輸出，S為雙向可控硅輸出。特殊品種的區(qū)別。2023/2/224FX系列可編程控制器的一般技術(shù)指標(biāo)2.5.3●

環(huán)境溫度●FX系列可編程控制器的一般技術(shù)指標(biāo)●

環(huán)境濕度●

防震性能●

抗沖擊性能●

抗噪聲能力●

絕緣電阻●

接地電阻●

使用環(huán)境2023/2/225●FX系列可編程控制器的輸入技術(shù)指標(biāo)●

輸入信號(hào)電壓●

輸入信號(hào)電流●

輸入阻抗●

輸入ON電流●

輸入OFF電流●

輸入響應(yīng)時(shí)間●

輸入信號(hào)形式●

電路隔離●

輸入狀態(tài)顯示2023/2/226●FX系列可編程控制器的輸出技術(shù)指標(biāo)●

外部電源●

最大負(fù)載●

開(kāi)路漏電流●

響應(yīng)時(shí)間●

電路隔離●

輸出動(dòng)作顯示

電阻負(fù)載

感性負(fù)載

燈負(fù)載2023/2/227FX0s系列可編程控制器的特點(diǎn)2.5.4FX0s系列可編程控制器用于極小規(guī)模系統(tǒng)的超小型可編程控制器。10~20個(gè)I/O點(diǎn)，用戶存儲(chǔ)器（EEPROM)容量為800步?！駟卧獢?shù)：4●輸出：繼電器、晶體管●電源：直流、交流●不能擴(kuò)展●指令●編程元件2023/2/228FX0N系列可編程控制器2.5.5●單元數(shù)：12●電源：直流、交流●指令●通訊功能●擴(kuò)展單元數(shù)：3●擴(kuò)展模塊數(shù)：7●模擬量輸入輸出2023/2/229FX2N系列可編程控制器2.5.6●電源：直流、交流●指令●通訊功能●模擬量輸入輸出FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程控制器。2023/2/2302.6特殊I/O模塊僅用通用I/O模塊無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的可編程控制問(wèn)題。模擬量輸入輸出模塊2.6.1●可編程控制器用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量?！馜/A轉(zhuǎn)換器將可編程控制器的數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流，再去控制機(jī)構(gòu)?！裥⌒涂删幊炭刂破魍鶝](méi)有模擬量I/O模塊，或者只有通道數(shù)有限的8位A/D,D/A模塊。大中型可編程控制器可以配置成百上千個(gè)模擬量通道，它們的D/A,A/D轉(zhuǎn)換器一般是12位。2023/2/231●FX系列的模擬量輸入/輸出模塊●

模擬量輸入模塊FX2N-4AD●

PT-100型溫度傳感器用模擬量輸入模塊FX2N-4AD-PT●

熱電偶溫度傳感器用模擬量輸入模塊FX2N-4AD-TC●

模擬量輸出模塊FX2N-4DA●

模擬量輸入輸出模塊FX2N-3A2023/2/232PID過(guò)程控制模塊2.6.2●PID控制系統(tǒng)2023/2/233中斷輸入模塊與快速響應(yīng)模塊2.6.3中斷中斷輸入模塊適合于要求快速響應(yīng)的控制系統(tǒng)，接收到中斷輸入信號(hào)后，暫停正在運(yùn)行的主程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷程序，執(zhí)行完后返回來(lái)繼續(xù)執(zhí)行主程序。可編程控制器的輸入與輸出量之間存在著因掃描工作方式引起的延遲?？焖倌K可快速響應(yīng)輸入脈沖，或監(jiān)控窄輸入脈沖。模塊的輸出與掃描過(guò)程無(wú)關(guān)，僅受控于輸入與用戶程序。高速計(jì)數(shù)模塊2.6.4可編程控制器梯形圖程序中計(jì)數(shù)器的最高工作頻率受掃描周期的限制，一般僅有幾十Hz。高速計(jì)數(shù)模塊可以對(duì)幾十kHz甚至上MHz的脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值大于等于預(yù)置值時(shí)，輸出被驅(qū)動(dòng)。這一過(guò)程與可編程控制器的掃描過(guò)程無(wú)關(guān)，可以保證負(fù)載被及時(shí)驅(qū)動(dòng)。2023/2/234運(yùn)動(dòng)控制模塊2.6.5運(yùn)動(dòng)控制模塊帶有微處理器，用來(lái)控制運(yùn)動(dòng)物體的位置、速度和加速度，它可以控制直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、單軸或多軸運(yùn)動(dòng)。廣泛地應(yīng)用于機(jī)床及裝配機(jī)械等控制?！馞X2N-1PG脈沖輸出模塊●定位模塊FX2N-10GM,FX-20GM,E-20GM●可編程凸輪控制單元FX2N-1RM-SET2023/2/235通訊模塊2.6.6通訊模塊用來(lái)完成與別的可編程控制器、其他智能控制設(shè)備或主計(jì)算機(jī)之間的通信。遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)也必須配備相應(yīng)的通訊接口模塊?！馬S-232C通信用功能擴(kuò)展板與通信模塊●FX2N-422-BD通信用功能擴(kuò)展板●RS-232C/485變換接口FX-485PC-IF-SET●RS-485通信用適配器與通信用功能模塊●MELSECNET/MINI接口模塊2023/2/236模擬量設(shè)定功能擴(kuò)展板2.6.7●FX2N-8AV-BD數(shù)據(jù)處理與控制模塊2.6.8用來(lái)采集和處理數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果傳送到系統(tǒng)的其他部分?！馎D51E2023/2/2372.7編程器與數(shù)據(jù)存取單元編程器用來(lái)生成用戶程序，并對(duì)它進(jìn)行編輯、檢查和修改。手持式編程器2.7.1手持式編程器由可編程控制器生產(chǎn)廠家提供，它們只能用于某一生產(chǎn)廠家的某些可編程控制器產(chǎn)品。個(gè)人計(jì)算機(jī)程序開(kāi)發(fā)系統(tǒng)2.7.2以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的編程系統(tǒng)，可編程控制器廠家向用戶提供編程軟件。2023/2/238●個(gè)人計(jì)算機(jī)程序開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)●

編程軟件●

文件編制軟件●

數(shù)據(jù)采集和分析軟件●

實(shí)時(shí)操作員接口軟件●

仿真軟件●

其他軟件數(shù)據(jù)存取單元2.7.3簡(jiǎn)單價(jià)廉的人機(jī)接口，如顯示某些信息和輸入命令，修改定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值。2023/2/239●小結(jié)