021可編程序控制器的組成及原理

1、課程號(hào)：課程號(hào)：09366027程志華程志華13311862099021-可編程序控制器的組成及原理可編程序控制器的組成及原理p了解了解plc pplc的基本原理的基本原理1968年 gm(美國(guó)通用汽車(chē))為改造控制設(shè)備控制設(shè)備招標(biāo)的技術(shù)要求1.編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序；2.維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；3.可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；4.體積小于繼電器控制柜；5.數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；6.成本可與繼電器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；7.輸入可為市電；8.輸出可為市電，輸出電流要求在2a以上，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等；9.系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)變更最小；10. 用戶(hù)存儲(chǔ)器容量大于4kb1969年 dec研制出第一臺(tái)

2、plc-pdp-14招標(biāo)技術(shù)要求了解了解plc plc的誕生 定義定義:了解了解plc 國(guó)際電工委員會(huì)國(guó)際電工委員會(huì)(iec)于于1987年對(duì)可編程序控制器作了如下定義：年對(duì)可編程序控制器作了如下定義：“可編程序可編程序控制器是一種控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用用可編程可編程序的存儲(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)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、模擬的輸入和輸出，數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字、模擬的輸入和輸

3、出，控制控制各種類(lèi)型各種類(lèi)型的的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)功能的原則設(shè)計(jì)”。新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置自動(dòng)化技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)通信技術(shù)微處理器微處理器繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制 早期的可編程序控制器在功能上只能進(jìn)行邏輯早期的可編程序控制器在功能上只能進(jìn)行邏輯控制，因而稱(chēng)為可編程序邏輯控制器控制，因而稱(chēng)為可編程序邏輯控制器(programmable logic control

4、ler)，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)plc。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，其控制功能不斷增強(qiáng)，現(xiàn)在隨著技術(shù)的進(jìn)步，其控制功能不斷增強(qiáng)，現(xiàn)在的可編程序控制還可進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、模擬量控制，的可編程序控制還可進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、模擬量控制，因此因此美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)(nema)于于1980年將它正式年將它正式命名命名為可編程序控制器為可編程序控制器(programmable controller)簡(jiǎn)稱(chēng)為簡(jiǎn)稱(chēng)為pc。但是近年來(lái)但是近年來(lái)pc又成為個(gè)人計(jì)算機(jī)又成為個(gè)人計(jì)算機(jī)(personal computer)的簡(jiǎn)稱(chēng)，為了加以區(qū)別，現(xiàn)在把可編程的簡(jiǎn)稱(chēng)，為了加以區(qū)別，現(xiàn)在把可編程序控制器又稱(chēng)為序控制器又稱(chēng)為plc。 -始于始于

5、60年代末年代末 美國(guó)首先研制和使用可編程序控制器美國(guó)首先研制和使用可編程序控制器以后，世界各國(guó)特別是以后，世界各國(guó)特別是日本和日本和聯(lián)邦德國(guó)也相繼開(kāi)發(fā)了各自的聯(lián)邦德國(guó)也相繼開(kāi)發(fā)了各自的plc（70年代中期出現(xiàn)了微處理器并被應(yīng)年代中期出現(xiàn)了微處理器并被應(yīng)用到可編程序控制器后，用到可編程序控制器后，plc的功能日趨完善，特別是它的小型化、高的功能日趨完善，特別是它的小型化、高可靠性和低價(jià)格，使它在現(xiàn)代工業(yè)控制中嶄露頭角）?？煽啃院偷蛢r(jià)格，使它在現(xiàn)代工業(yè)控制中嶄露頭角）。-展于到展于到80年代初年代初 plc的應(yīng)用已在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用已在工業(yè)控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位占主導(dǎo)地位。plc控制技術(shù)已在世

6、控制技術(shù)已在世界范圍內(nèi)廣為流行，國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，產(chǎn)品更新很快，換代周期界范圍內(nèi)廣為流行，國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，產(chǎn)品更新很快，換代周期約為約為35年。年。-成于成于90年代后年代后 工業(yè)控制領(lǐng)域工業(yè)控制領(lǐng)域幾乎全被幾乎全被plc占領(lǐng)。國(guó)外專(zhuān)家預(yù)言，占領(lǐng)。國(guó)外專(zhuān)家預(yù)言，plc技術(shù)將在工技術(shù)將在工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱業(yè)自動(dòng)化的三大支柱(plc、機(jī)器人和、機(jī)器人和cadcam)中中躍居首位躍居首位。 發(fā)展發(fā)展: (現(xiàn)狀，方向（現(xiàn)狀，方向（小型化、大型化、機(jī)電一體化、通訊和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化）小型化、大型化、機(jī)電一體化、通訊和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化）我國(guó)：我國(guó)：80年代初才開(kāi)始使用年代初才開(kāi)始使用plc，目前從國(guó)外引進(jìn)

7、的，目前從國(guó)外引進(jìn)的plc中使用較為普遍的有日本歐中使用較為普遍的有日本歐姆龍姆龍(omron)公司公司c系列、三菱公司系列、三菱公司fx系列、美國(guó)系列、美國(guó)ge公司的公司的ge系列和德國(guó)系列和德國(guó)西門(mén)子公司西門(mén)子公司s系列等。系列等。同時(shí)，國(guó)內(nèi)也在消化和引進(jìn)同時(shí)，國(guó)內(nèi)也在消化和引進(jìn)plc技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)使用的技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)使用的plc主要還是靠進(jìn)口和合資企業(yè)生產(chǎn)，但逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化是必然趨勢(shì)。主要還是靠進(jìn)口和合資企業(yè)生產(chǎn)，但逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化是必然趨勢(shì)。plc的著名品牌：的著名品牌：美國(guó) ab公司 （allenbradley）德國(guó)西門(mén)子公司（siemens）美國(guó)g

8、efanuc公司美國(guó)的莫迪康（modicon）法國(guó)的te電器公司日本歐姆公司（omron）日本三菱電機(jī)株式會(huì)社（mitsubishi）日本富士電機(jī)株式會(huì)社（fuji electric）日本東芝公司（toshiba）plc的國(guó)內(nèi)狀況：的國(guó)內(nèi)狀況：遼寧無(wú)線(xiàn)電二廠(chǎng)引進(jìn)德國(guó)西門(mén)子技術(shù)生產(chǎn)plc；無(wú)錫電器和日本光洋合資生產(chǎn)的 plc;中美合資的廈門(mén) ab公司生產(chǎn)的plc；上海香島機(jī)電公司引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的plc;上海omron公司;西安siemens公司等。-方便靈活和小型化方便靈活和小型化: 工業(yè)上大多數(shù)的單機(jī)自動(dòng)控制只需要監(jiān)測(cè)控制參數(shù)和工業(yè)上大多數(shù)的單機(jī)自動(dòng)控制只需要監(jiān)測(cè)控制參數(shù)和有限的動(dòng)作有限的動(dòng)作，

9、不需要，不需要使用大型、強(qiáng)功能的使用大型、強(qiáng)功能的plc。為了滿(mǎn)足這一需要，。為了滿(mǎn)足這一需要，plc生產(chǎn)廠(chǎng)家?guī)缀醵奸_(kāi)發(fā)了生產(chǎn)廠(chǎng)家?guī)缀醵奸_(kāi)發(fā)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便靈活的小型機(jī)，這是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便靈活的小型機(jī)，這是80年代以來(lái)發(fā)展最快的一類(lèi)產(chǎn)品，年代以來(lái)發(fā)展最快的一類(lèi)產(chǎn)品，小型機(jī)幾乎占了小型機(jī)幾乎占了plc市場(chǎng)的市場(chǎng)的l4。就應(yīng)用范圍和數(shù)量而言，小型機(jī)的應(yīng)用還。就應(yīng)用范圍和數(shù)量而言，小型機(jī)的應(yīng)用還遠(yuǎn)未達(dá)到飽和，今后還會(huì)有更大的應(yīng)用市場(chǎng)。遠(yuǎn)未達(dá)到飽和，今后還會(huì)有更大的應(yīng)用市場(chǎng)。-大容量和強(qiáng)功能化：大容量和強(qiáng)功能化： 大容量大容量plc輸入輸出點(diǎn)數(shù)在輸入輸出點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上點(diǎn)以上，甚至有的達(dá)到

10、，甚至有的達(dá)到500010000點(diǎn)。點(diǎn)。這類(lèi)產(chǎn)品可以滿(mǎn)足鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等大型企業(yè)的這類(lèi)產(chǎn)品可以滿(mǎn)足鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等大型企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的需自動(dòng)控制的需要。這類(lèi)產(chǎn)品大部分采用有高速運(yùn)算能力的片位式微處理器或強(qiáng)功能的要。這類(lèi)產(chǎn)品大部分采用有高速運(yùn)算能力的片位式微處理器或強(qiáng)功能的16位、位、32位微處理器，而且常常采用多位微處理器，而且常常采用多cpu結(jié)構(gòu)，用不同的結(jié)構(gòu)，用不同的cpu分別處理不同的控分別處理不同的控制任務(wù)以提高整機(jī)處理速度和增加各種功能。制任務(wù)以提高整機(jī)處理速度和增加各種功能。 大型大型plc一般具有較強(qiáng)的一般具有較強(qiáng)的科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)通訊及聯(lián)網(wǎng)能

11、力科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)通訊及聯(lián)網(wǎng)能力，有很高的運(yùn)行速度，并且有大量不同功能的智能模塊供選用，能方便地與計(jì)有很高的運(yùn)行速度，并且有大量不同功能的智能模塊供選用，能方便地與計(jì)算機(jī)及別的控制器連成控制、管理網(wǎng)絡(luò)。它所配用的用戶(hù)存儲(chǔ)器容量都在算機(jī)及別的控制器連成控制、管理網(wǎng)絡(luò)。它所配用的用戶(hù)存儲(chǔ)器容量都在16k以上，有的已達(dá)到幾百以上，有的已達(dá)到幾百k。在總體上，。在總體上，plc功能正在向通用計(jì)算機(jī)靠近。功能正在向通用計(jì)算機(jī)靠近。-機(jī)電一體化機(jī)電一體化: 可編程序控制器在機(jī)械行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，開(kāi)發(fā)大量機(jī)電技術(shù)相結(jié)合可編程序控制器在機(jī)械行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，開(kāi)發(fā)大量機(jī)電技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)品和設(shè)備，

12、是的產(chǎn)品和設(shè)備，是plc發(fā)展的發(fā)展的重要方向重要方向。 機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械、電子、信息技術(shù)的融合，它的產(chǎn)品通常由機(jī)械本機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械、電子、信息技術(shù)的融合，它的產(chǎn)品通常由機(jī)械本體、微電子裝置、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)械本體和微電子裝置是機(jī)電體、微電子裝置、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)械本體和微電子裝置是機(jī)電一體化的基本構(gòu)成要素。一體化的基本構(gòu)成要素。 為了適應(yīng)機(jī)電一體化產(chǎn)品的需要，為了適應(yīng)機(jī)電一體化產(chǎn)品的需要，plc應(yīng)該增強(qiáng)應(yīng)該增強(qiáng)功能功能，增大，增大存儲(chǔ)量存儲(chǔ)量和加快和加快處理處理速度速度，并且進(jìn)一步縮小，并且進(jìn)一步縮小體積體積，加強(qiáng)，加強(qiáng)堅(jiān)固堅(jiān)固性和性和密封密封性，進(jìn)一步提高可靠性

13、性，進(jìn)一步提高可靠性及易及易維護(hù)維護(hù)性。性。-通訊和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化：通訊和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化： 隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，必然會(huì)使隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，必然會(huì)使plc從單機(jī)自動(dòng)化向全廠(chǎng)生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)從單機(jī)自動(dòng)化向全廠(chǎng)生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)渡渡。這就要求各個(gè)。這就要求各個(gè)plc之間以及之間以及plc與計(jì)算機(jī)或其他控制設(shè)備之間能迅速、與計(jì)算機(jī)或其他控制設(shè)備之間能迅速、準(zhǔn)確、及時(shí)地互通信息，以便能步調(diào)一致地進(jìn)行控制和管理。準(zhǔn)確、及時(shí)地互通信息，以便能步調(diào)一致地進(jìn)行控制和管理。 80年代初，美國(guó)通用汽車(chē)公司倡議采用制造自動(dòng)化通訊的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)年代初，美國(guó)通用汽車(chē)公司倡議采用制造自動(dòng)化通訊的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)(map)。map作為一種高效能、低價(jià)格

14、的通訊標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)自動(dòng)化、管理自作為一種高效能、低價(jià)格的通訊標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)自動(dòng)化、管理自動(dòng)化中已確立了自己的地位。通訊和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。動(dòng)化中已確立了自己的地位。通訊和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。-軟件國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化軟件國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化: iec61131-3 (北美及歐洲約北美及歐洲約50%客戶(hù)要求客戶(hù)要求)了解了解plc 分類(lèi)分類(lèi): (按容量和功能來(lái)分，大致可分為按容量和功能來(lái)分，大致可分為小型、中型和大型三類(lèi)小型、中型和大型三類(lèi))- 小型機(jī)小型機(jī):（=2048點(diǎn)）點(diǎn)） 大型大型plc已經(jīng)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相近已經(jīng)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相近，它具有計(jì)算、控制和調(diào)節(jié)的功能，它具有計(jì)算、控制和調(diào)節(jié)的功能，

15、還具有還具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通訊聯(lián)網(wǎng)能力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通訊聯(lián)網(wǎng)能力。這類(lèi)機(jī)型的控制點(diǎn)數(shù)一般都在。這類(lèi)機(jī)型的控制點(diǎn)數(shù)一般都在1000以上，以上，內(nèi)存容量超過(guò)內(nèi)存容量超過(guò)640k，監(jiān)視系統(tǒng)采用，監(jiān)視系統(tǒng)采用crt顯示，能夠表示過(guò)程的動(dòng)態(tài)流程、各顯示，能夠表示過(guò)程的動(dòng)態(tài)流程、各種記錄曲線(xiàn)，種記錄曲線(xiàn)，pid調(diào)節(jié)參數(shù)選擇圖，配備多種智能板，構(gòu)成一臺(tái)多功能系統(tǒng)。調(diào)節(jié)參數(shù)選擇圖，配備多種智能板，構(gòu)成一臺(tái)多功能系統(tǒng)。這種系統(tǒng)還可以和其他型號(hào)的控制器互連，和上位機(jī)相連，這種系統(tǒng)還可以和其他型號(hào)的控制器互連，和上位機(jī)相連，組成一個(gè)集中分組成一個(gè)集中分散的生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)。散的生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)。大型機(jī)適

16、用于設(shè)備自動(dòng)化控制、過(guò)程自大型機(jī)適用于設(shè)備自動(dòng)化控制、過(guò)程自動(dòng)化控制和過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)。動(dòng)化控制和過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)。- 整體式結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu) 一般小型機(jī)都采用整體式結(jié)構(gòu)。一般小型機(jī)都采用整體式結(jié)構(gòu)。它的中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入它的中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口和電源都裝在一個(gè)金屬或塑料機(jī)殼中，結(jié)構(gòu)非常緊湊。機(jī)箱的上、輸出接口和電源都裝在一個(gè)金屬或塑料機(jī)殼中，結(jié)構(gòu)非常緊湊。機(jī)箱的上、下兩側(cè)分別安裝輸入、輸出接線(xiàn)端子及電源進(jìn)線(xiàn)，并有相應(yīng)的發(fā)光二極管下兩側(cè)分別安裝輸入、輸出接線(xiàn)端子及電源進(jìn)線(xiàn)，并有相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示輸入輸出狀態(tài)。面板上留有編程器插座、顯示輸入輸出狀態(tài)。面板上留有編程器插座、eprom

17、插座、擴(kuò)展單元插座、擴(kuò)展單元的接口插座等?；締卧蛿U(kuò)展單元之間用扁平電纜連接。的接口插座等。基本單元和擴(kuò)展單元之間用扁平電纜連接。 整體式整體式plc一般還配備許多專(zhuān)用的特殊功能單元，如位置控制單元、一般還配備許多專(zhuān)用的特殊功能單元，如位置控制單元、數(shù)據(jù)輸入單元等，使數(shù)據(jù)輸入單元等，使plc的功能得到擴(kuò)展。的功能得到擴(kuò)展。分類(lèi)分類(lèi): (按硬件結(jié)構(gòu)來(lái)分，大致可分為按硬件結(jié)構(gòu)來(lái)分，大致可分為整體式、插件式和疊裝式三類(lèi)整體式、插件式和疊裝式三類(lèi))- 插件式結(jié)構(gòu)插件式結(jié)構(gòu): 大中型大中型plc，為了擴(kuò)展方便，大多采用插件式結(jié)構(gòu)，部分小型機(jī)也采用此，為了擴(kuò)展方便，大多采用插件式結(jié)構(gòu)，部分小型機(jī)也采用此

18、結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)。這種plc由框架和模塊組成，框架上有電源和開(kāi)關(guān)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)供電。由框架和模塊組成，框架上有電源和開(kāi)關(guān)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)供電。模塊插在模塊插座上，而后者焊在框架中的總線(xiàn)連接板上。模塊插在模塊插座上，而后者焊在框架中的總線(xiàn)連接板上。plc的電源可能是的電源可能是單獨(dú)的模塊，也可能做在單獨(dú)的模塊，也可能做在cpu模塊中。如果一個(gè)框架容納不下所選用的模塊，模塊中。如果一個(gè)框架容納不下所選用的模塊，可利用擴(kuò)展插座連接多個(gè)框架，各框架之間用可利用擴(kuò)展插座連接多個(gè)框架，各框架之間用io擴(kuò)展電纜相連。框架上有地?cái)U(kuò)展電纜相連?？蚣苌嫌械刂烽_(kāi)關(guān)以便系統(tǒng)識(shí)別。址開(kāi)關(guān)以便系統(tǒng)識(shí)別。s7-400模塊式模塊式p

19、lc了解了解plc - 疊裝式結(jié)構(gòu)疊裝式結(jié)構(gòu): 這種結(jié)構(gòu)形式這種結(jié)構(gòu)形式吸收了整體式和插件式吸收了整體式和插件式plc的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)。它的基本單元、擴(kuò)展單。它的基本單元、擴(kuò)展單元的模塊寬、高相等，但長(zhǎng)度不同。它們不采用基板，僅用扁平電纜連接。緊元的模塊寬、高相等，但長(zhǎng)度不同。它們不采用基板，僅用扁平電纜連接。緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方體，輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活。采用這密拼裝后組成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方體，輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活。采用這種結(jié)構(gòu)形式的有三菱公司的種結(jié)構(gòu)形式的有三菱公司的fx2系列等。系列等。plc的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域:開(kāi)關(guān)量的邏輯控制；位置控制；過(guò)程控制；數(shù)據(jù)處理；通信聯(lián)網(wǎng)

20、；了解了解plc 運(yùn)動(dòng)控制及運(yùn)動(dòng)控制及安全控制安全控制plc的基本原理的基本原理p plc的結(jié)構(gòu)示意圖的結(jié)構(gòu)示意圖plc的基本原理的基本原理1中央處理單元中央處理單元(cpu) -整個(gè)整個(gè)plc的核心的核心plc的基本原理的基本原理 通用通用cpu: 如如8位（位（8080/8085/6800/z80/51）,16/32位位, 及奔騰及奔騰 cpu （s7-400）;單片單片cpu: 三菱三菱fx2系列采用系列采用16位位8098mcu位片式位片式cpu: 4位一片，相連可組成任意長(zhǎng)度mcu2存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(ram,rom,eprom) 存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序以及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器主要

21、用于存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序以及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放應(yīng)用軟件存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器稱(chēng)為的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器稱(chēng)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。plc的輸出接口電路的輸出接口電路 3輸入、輸出接口電路輸入、輸出接口電路輸入、輸出接口電路是輸入、輸出接口電路是plc與現(xiàn)場(chǎng)與現(xiàn)場(chǎng)io設(shè)備或其他外設(shè)之間的連接設(shè)備或其他外設(shè)之間的連接部件，它起著部件，它起著plc和外圍設(shè)備之間傳遞信息的作用。和外圍設(shè)備之間傳遞信息的作用。輸入接口電路接收從按鈕開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等來(lái)的開(kāi)

22、關(guān)量輸入接口電路接收從按鈕開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等來(lái)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)等來(lái)的連續(xù)變化的模擬輸入信號(hào)和由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)等來(lái)的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)，然后送入量輸入信號(hào)，然后送入plc。輸入接口電路一般由光電耦合電路。輸入接口電路一般由光電耦合電路。plc的基本原理的基本原理負(fù)載電源：負(fù)載電源： ac250/dc30v dc5-30v ac85-242v負(fù)載電流：負(fù)載電流： 2a 0.5a 0.3a響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間： 10ms 0.2ms 1/10ms(斷斷-通通/通通-斷斷)plc的輸入接口電路的輸入接口電路plc的基本原理的基本原理輸入、輸出接線(xiàn)示

23、例輸入、輸出接線(xiàn)示例 4電源單元電源單元 plc的電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池的電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池。系統(tǒng)電源。系統(tǒng)電源220v允許在額定值的允許在額定值的1015的范圍內(nèi)波動(dòng)（有些的范圍內(nèi)波動(dòng)（有些plc還可為輸入電路和少量的外部電平檢測(cè)裝置提供還可為輸入電路和少量的外部電平檢測(cè)裝置提供24v直流電直流電源）。備用電池源）。備用電池(一般為鋰電池一般為鋰電池)用于掉電情況下保存程序存儲(chǔ)用于掉電情況下保存程序存儲(chǔ)器、內(nèi)部保持標(biāo)志、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器并帶電池故障指示。器、內(nèi)部保持標(biāo)志、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器并帶電池故障指示。 5編程單元編程單元小型小型plc常用簡(jiǎn)易編程器，大、中型常用簡(jiǎn)易編

24、程器，大、中型plc多用智能多用智能crt編程器。編程器。 (1) 在線(xiàn)在線(xiàn)(聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī))編程方式編程方式 編程器與編程器與plc上的專(zhuān)用插座直接相連，程序可直接通過(guò)鍵上的專(zhuān)用插座直接相連，程序可直接通過(guò)鍵盤(pán)輸入到盤(pán)輸入到plc的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中。這種編程方式不但調(diào)試程的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中。這種編程方式不但調(diào)試程序方便，而且還可監(jiān)視序方便，而且還可監(jiān)視plc內(nèi)部工作狀態(tài)。內(nèi)部工作狀態(tài)。 (2) 離線(xiàn)離線(xiàn)(脫機(jī)脫機(jī))編程方式編程方式 離線(xiàn)編程方式不影響離線(xiàn)編程方式不影響plc的現(xiàn)行工作。的現(xiàn)行工作。p工作方式工作方式:plc的基本原理的基本原理 輸入處理又叫輸入采樣輸入處理又叫輸入采樣。在此階段，順

25、序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映像寄存器。在此輸入映像寄存器被刷并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映像寄存器。在此輸入映像寄存器被刷新，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時(shí)，輸入映像寄存器與外界隔離，新，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時(shí)，輸入映像寄存器與外界隔離，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生變化，只有在下一即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。 程序執(zhí)行階段程序執(zhí)行階段根據(jù)根據(jù)plc梯形圖程序

26、掃描原則，按先左后右，先上后下的梯形圖程序掃描原則，按先左后右，先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿(mǎn)步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿(mǎn)足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。 輸出處理也叫輸出刷新輸出處理也叫輸出刷新，程序執(zhí)行完畢后，將輸出映像寄存器中的寄存，程序執(zhí)行完畢后，將輸出映像寄存器中的寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。plc的基本原理的基本原理 plc采用循環(huán)掃描工作方式，在采用循環(huán)掃描工作方式，在plc中，中，用戶(hù)程序按先后順序存放，用戶(hù)程序按先后順序存放，cpu從第一條指從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回令開(kāi)始執(zhí)行程序，