歐姆龍CPHPLC應(yīng)用基礎(chǔ)與編程實(shí)踐PPT課件

1、1第一章第一章 概述概述 本書(shū)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合控制技術(shù)課程，本書(shū)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合控制技術(shù)課程， PLCPLC是工業(yè)控制技術(shù)的重要手段之一，是工業(yè)控制技術(shù)的重要手段之一，隨著企業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前這門(mén)課已經(jīng)成為自動(dòng)化隨著企業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前這門(mén)課已經(jīng)成為自動(dòng)化與電氣自動(dòng)化等專業(yè)一門(mén)非常重要的專業(yè)課程。與電氣自動(dòng)化等專業(yè)一門(mén)非常重要的專業(yè)課程。 本門(mén)課包含本門(mén)課包含PLCPLC控制系統(tǒng)的工作原理、硬件系統(tǒng)、存儲(chǔ)器系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、編程方式、控制系統(tǒng)的工作原理、硬件系統(tǒng)、存儲(chǔ)器系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、編程方式、可編程之間的通信、

2、人機(jī)接口和應(yīng)用設(shè)計(jì)。以可編程之間的通信、人機(jī)接口和應(yīng)用設(shè)計(jì)。以O(shè)MRON的的CP1H為例作講解。為例作講解。第1頁(yè)/共77頁(yè)2可編程序控制器當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化支柱之一可編程序控制器當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化支柱之一第2頁(yè)/共77頁(yè)3第3頁(yè)/共77頁(yè)4第4頁(yè)/共77頁(yè)5第5頁(yè)/共77頁(yè)6可編程序控制器當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化支柱之一可編程序控制器當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化支柱之一第6頁(yè)/共77頁(yè)7綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)組成組成ERP企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)MES制造執(zhí)行系統(tǒng)PCS生產(chǎn)控制系統(tǒng)故障診斷 現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)（DCS, PLC, FCS）綜合集成軟件平臺(tái)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件平臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)銷售管理工藝計(jì)算特定先控軟件模糊控制過(guò)程動(dòng)

3、態(tài)檢測(cè)軟測(cè)量計(jì)劃排產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度質(zhì)量監(jiān)控成本管理數(shù)據(jù)校正實(shí)時(shí)優(yōu)化人力資源財(cái)務(wù)管理庫(kù)存管理企業(yè)信息集成設(shè)計(jì)建模軟件預(yù)測(cè)函數(shù)控制設(shè)備管理工業(yè)電視監(jiān)測(cè)第7頁(yè)/共77頁(yè)8操作站操作站控制站（器）控制站（器）IPCIPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLCPLC、專用控制器管理層計(jì)算機(jī)管理層計(jì)算機(jī)操作站操作站控制站（器）控制站（器）IPCIPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLCPLC、專用控制器第8頁(yè)/共77頁(yè)9操作站操作站控制站（器）控制站（器）IPCIPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLCPLC、專用控制器功能：監(jiān)控（功能：監(jiān)控（ 工藝流程顯示、表格顯示、趨勢(shì)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警信息工藝流程顯示、表格顯示、趨勢(shì)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警信息的記

4、錄、手自動(dòng)切換的記錄、手自動(dòng)切換/ /手動(dòng)操作、參數(shù)設(shè)置、其它功能）手動(dòng)操作、參數(shù)設(shè)置、其它功能）操作員站：一般操作功能（往往不包括系統(tǒng)中重要參數(shù)的設(shè)置）操作員站：一般操作功能（往往不包括系統(tǒng)中重要參數(shù)的設(shè)置）工程師站：全部功能工程師站：全部功能可以通過(guò)硬件區(qū)分（設(shè)置不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、設(shè)置不同的鍵盤(pán)等等）可以通過(guò)硬件區(qū)分（設(shè)置不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、設(shè)置不同的鍵盤(pán)等等）通過(guò)操作人員所擁有通過(guò)操作人員所擁有 的密碼區(qū)分，硬件系統(tǒng)完全相同的密碼區(qū)分，硬件系統(tǒng)完全相同功能：信號(hào)的采集、運(yùn)算（決策）、控制信號(hào)的輸出、報(bào)警處理功能：信號(hào)的采集、運(yùn)算（決策）、控制信號(hào)的輸出、報(bào)警處理、網(wǎng)絡(luò)通信（與其它控制站或者

5、與操作站）、網(wǎng)絡(luò)通信（與其它控制站或者與操作站）第9頁(yè)/共77頁(yè)101.1 可編程序控制器的定義可編程序控制器的定義可編程序控制器可編程序控制器(IEC 1987)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序系統(tǒng)，專為工業(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)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，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。程。 可編程序控

6、制器可編程序控制器(Programmable Controller)(Programmable Controller)是從是從2020世世紀(jì)紀(jì)6060年代末開(kāi)始發(fā)展期來(lái)的工業(yè)控制裝置，它是以微處年代末開(kāi)始發(fā)展期來(lái)的工業(yè)控制裝置，它是以微處理器和單片機(jī)為核心的一種工業(yè)控制的專用微機(jī)。簡(jiǎn)稱理器和單片機(jī)為核心的一種工業(yè)控制的專用微機(jī)。簡(jiǎn)稱PLCPLC。第10頁(yè)/共77頁(yè)11可編程序控制器簡(jiǎn)稱vProgrammable Controller PC Personal Computer PCvProgrammable Logic Controller PLC第11頁(yè)/共77頁(yè)121.2 1.2 可編程序控

7、制器的歷史可編程序控制器的歷史 繼電器控制系統(tǒng)的明顯缺點(diǎn)：繼電器控制系統(tǒng)的明顯缺點(diǎn)：體積大，可靠性低，查找故障困難，體積大，可靠性低，查找故障困難，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成系統(tǒng)，所以接線特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成系統(tǒng)，所以接線復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。 繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：功能完備、靈活性、通用性好功能完備、靈活性、通用性好第12頁(yè)/共77頁(yè)13繼電器控制繼電器控制第13頁(yè)/共77頁(yè)14GMGM首先提出首先提出【可編程序控制器可編

8、程序控制器】設(shè)想設(shè)想 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序； 維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)； 可靠性高于繼電器控制柜；可靠性高于繼電器控制柜； 體積小于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜； 成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)； 可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)；可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)； 可直接使用可直接使用115V115V交流輸入電壓交流輸入電壓( (美國(guó)電網(wǎng)電壓美國(guó)電網(wǎng)電壓110V)110V)； 輸出采用輸出采用115V115V交流電壓，交流電壓，2A2A以上的容量能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、以上的容量能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等負(fù)載；交流接觸器等負(fù)載；

9、 通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便；通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便； 能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可以擴(kuò)展到能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可以擴(kuò)展到4KB.4KB.第14頁(yè)/共77頁(yè)15可編程序控制器的發(fā)展歷史可編程序控制器的發(fā)展歷史 第一代：第一代：從第一臺(tái)可編程控制器誕生到從第一臺(tái)可編程控制器誕生到7070年代初期，是年代初期，是PLCPLC的的崛起階段。其特點(diǎn)是：崛起階段。其特點(diǎn)是：CPUCPU由中小規(guī)模集成電路組成，存儲(chǔ)器由中小規(guī)模集成電路組成，存儲(chǔ)器為磁芯存儲(chǔ)器；首先在汽車工業(yè)得到大量應(yīng)用；功能主要用于為磁芯存儲(chǔ)器；首先在汽車工業(yè)得到大量應(yīng)用；功能主要用于邏輯運(yùn)算和定時(shí)、計(jì)數(shù)運(yùn)算。代表有邏輯運(yùn)算和定時(shí)、計(jì)數(shù)運(yùn)算。代表有MO

10、DICONMODICON的的PDPPDP084084、ALLEN-BRADLEYALLEN-BRADLEY的的PDQPDQIIII、DECDEC的的PDP-14PDP-14、日立公司的、日立公司的SCY-SCY-022022。第15頁(yè)/共77頁(yè)16第16頁(yè)/共77頁(yè)171.3 可編程序控制器的特點(diǎn)(1)(1)應(yīng)用簡(jiǎn)便應(yīng)用簡(jiǎn)便應(yīng)用靈活，安裝簡(jiǎn)便；采取積木式硬件結(jié)構(gòu)和模塊化軟件設(shè)計(jì)，適合工藝流程變更較多的場(chǎng)合。購(gòu)買(mǎi)硬件前“軟布線”，縮短開(kāi)發(fā)周期。接線和配置都很方便。編程簡(jiǎn)化； PLCPLC采用電氣操作人員習(xí)慣的梯形圖形式編程，直觀易懂。程序開(kāi)發(fā)速度快，程序的可讀性強(qiáng)，軟件維護(hù)簡(jiǎn)便。操作方便，維修容

11、易。工程師編號(hào)操作說(shuō)明書(shū)，操作人員短期培訓(xùn)就可以操作PLCPLC系統(tǒng)。(2) (2) 可靠性高可靠性高硬件方面：優(yōu)質(zhì)選件、合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、加固簡(jiǎn)化安裝，具有較強(qiáng)的抗振動(dòng)性能。印刷電路板的設(shè)計(jì)、加工及其焊接采取嚴(yán)格的工藝，例如采取光隔、電磁屏蔽等。軟件方面：設(shè)置警戒時(shí)鐘WDTWDT，程序出現(xiàn)死循環(huán)立即跳出，重啟報(bào)警。PLCPLC的MTBFMTBF超過(guò)4 4到5 5萬(wàn)小時(shí)，好的達(dá)到十幾萬(wàn)小時(shí)以上。第17頁(yè)/共77頁(yè)18(3)(3)抗干擾性能好，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)抗干擾性能好，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng) PLCPLC直接針對(duì)工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的，在相當(dāng)寬的環(huán)境溫度直接針對(duì)工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的，在相當(dāng)寬的環(huán)境溫度(0-(0-55

12、55或或0 06060度度) )、濕度、濕度( (相對(duì)濕度小于相對(duì)濕度小于90%)90%)，以及機(jī)械振動(dòng)、，以及機(jī)械振動(dòng)、沖擊，在規(guī)定的電源電壓與頻率變化、電源瞬時(shí)中斷、電源沖擊，在規(guī)定的電源電壓與頻率變化、電源瞬時(shí)中斷、電源電壓降低下，都能正常工作。電壓降低下，都能正常工作。(4)(4)功能完善功能完善 條件控制；條件控制； 限時(shí)控制；限時(shí)控制； 計(jì)數(shù)控制；計(jì)數(shù)控制； 步進(jìn)控制；步進(jìn)控制； A/DA/D和和D/AD/A轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換；第18頁(yè)/共77頁(yè)19 數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)處理； 通信和聯(lián)網(wǎng)；通信和聯(lián)網(wǎng)； 對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控； 自診斷功能；自診斷功能； 存儲(chǔ)功能；存儲(chǔ)功能； 智

13、能外圍接口。智能外圍接口。(5)(5)成熟的工控網(wǎng)絡(luò)體系，通信便捷，易于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控成熟的工控網(wǎng)絡(luò)體系，通信便捷，易于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控 低速網(wǎng)絡(luò)：采用主從式通信，速率幾Kbps到幾Mbps，傳輸距離500到2500米； 高速網(wǎng)絡(luò)：采用令牌方式通信，速率1到10Mbps，傳輸距離500到1000米，網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá)到1024個(gè)。對(duì)于PLC網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)控制局域網(wǎng)而言，目前基本上形成了設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)、控制層網(wǎng)絡(luò)和信息層網(wǎng)絡(luò)。以歐姆龍PLC為例：第19頁(yè)/共77頁(yè)20(1) 設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)見(jiàn)P5的圖的圖1-1) 是針對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)底層設(shè)備的操作和管理網(wǎng)絡(luò)。負(fù)責(zé)對(duì)底層設(shè)備的控制、信息采集和傳送。目前設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)

14、主要有Profitbus總線、CAN總線和DeviceNet網(wǎng)絡(luò)等。(2)控制層網(wǎng)絡(luò)控制層網(wǎng)絡(luò) 主要負(fù)責(zé)對(duì)處在中間層的各個(gè)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送與控制。代表是歐姆龍的ControllerLink網(wǎng)絡(luò)和美國(guó)ROCKWELL公司的ControlNet網(wǎng)絡(luò)。(3)信息層網(wǎng)絡(luò)信息層網(wǎng)絡(luò) 主要用于對(duì)多層網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行操作與處理。該層網(wǎng)絡(luò)主要關(guān)注報(bào)文傳輸?shù)母咚傩砸约案呷萘康臄?shù)據(jù)是否能共享。 一般都采用以太網(wǎng)(Ethernet)技術(shù)，是個(gè)開(kāi)放的、全球公認(rèn)的用于信息層互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)，通信速率高，可達(dá)到100bit/s。第20頁(yè)/共77頁(yè)211.4 PLC1.4 PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的地位在工業(yè)自動(dòng)化中的地位和我國(guó)的發(fā)

15、展現(xiàn)狀和我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀 常規(guī)領(lǐng)域：批量過(guò)程控制91%采PLC，計(jì)算機(jī)控制中79%采用PLC，單元控制領(lǐng)域由92%采用PLC。 高技術(shù)領(lǐng)域：機(jī)器人控制29使用PLC，人工智能21%采用PLC，可編程運(yùn)動(dòng)控制由45%采用PLC等。 以PLC為基礎(chǔ)的DCS站整個(gè)DCS的20.9%。 舉例：寶鋼一、二期工程采用PLC 875臺(tái)之多。第21頁(yè)/共77頁(yè)221.5 1.5 可編程控制器的應(yīng)用可編程控制器的應(yīng)用 用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制；取代繼電器控制裝置、取代順序控制和程序控制。可以用于單機(jī)控制也可以用于多機(jī)群控以及生產(chǎn)自動(dòng)化控制。 用于閉環(huán)過(guò)程控制；PLC一般都配有PID控制子程序，或者是把PID功能獨(dú)立出

16、來(lái)。用于鍋爐、造紙、冶煉、位置和速度控制。 用于機(jī)械加工的數(shù)字控制；PLC能把機(jī)械加工中的數(shù)字控制(NC)和計(jì)算機(jī)控制(CNC)組成一體，實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制。第22頁(yè)/共77頁(yè)23 用于機(jī)器人控制；對(duì)機(jī)器人同樣可以選擇PLC控制。例如：美國(guó)JEEP公司自動(dòng)焊接生產(chǎn)線上使用29個(gè)機(jī)器人，每個(gè)機(jī)器人都是由一個(gè)PLC單獨(dú)控制。 用于組成多級(jí)控制系統(tǒng)；一些著名的PLC制造廠分別建立了自己的多層控制系統(tǒng)，向制造自動(dòng)化通信協(xié)議MAP靠攏。 以PLC為基礎(chǔ)的集散控制系統(tǒng)(DCS)，以PLC為基礎(chǔ)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)，以PLC為基礎(chǔ)的柔性制造系統(tǒng)(FMS)，都體現(xiàn)了PLC的應(yīng)用范圍和水平。第23頁(yè)/共

17、77頁(yè)241.6 1.6 可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)(1)(1)更快的處理速度，多更快的處理速度，多CPUCPU結(jié)構(gòu)和容錯(cuò)系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)和容錯(cuò)系統(tǒng)； 大型和超大型大型和超大型PLCPLC正向大容量和高速化發(fā)展，趨向采用計(jì)算正向大容量和高速化發(fā)展，趨向采用計(jì)算能力巨大，時(shí)鐘頻率更高的能力巨大，時(shí)鐘頻率更高的CPUCPU芯片芯片; ; 采用多采用多CPUCPU能提高機(jī)器的可靠性能提高機(jī)器的可靠性; ;提高系統(tǒng)的處理能力、響應(yīng)提高系統(tǒng)的處理能力、響應(yīng)速度，以及模塊化程度。速度，以及模塊化程度。 多多CPUCPU技術(shù)的重要應(yīng)用是容錯(cuò)系統(tǒng)。有的公司研制了三重冗技術(shù)的重要應(yīng)用是容錯(cuò)系統(tǒng)。有的

18、公司研制了三重冗余余PLCPLC系統(tǒng)或者是雙機(jī)熱備份系統(tǒng)。系統(tǒng)或者是雙機(jī)熱備份系統(tǒng)。 及時(shí)診斷故障，研制了智能可編程及時(shí)診斷故障，研制了智能可編程I/OI/O系統(tǒng)。系統(tǒng)。(2)PLC(2)PLC具有計(jì)算機(jī)功能，編程語(yǔ)言與工具日趨標(biāo)準(zhǔn)化和高級(jí)具有計(jì)算機(jī)功能，編程語(yǔ)言與工具日趨標(biāo)準(zhǔn)化和高級(jí)化；化； PLCPLC在處理復(fù)雜運(yùn)算、通信和打印報(bào)表等功能效率低、在處理復(fù)雜運(yùn)算、通信和打印報(bào)表等功能效率低、靈活性差，尤其是通信時(shí)顯得笨拙。運(yùn)用于靈活性差，尤其是通信時(shí)顯得笨拙。運(yùn)用于PLCPLC的高級(jí)語(yǔ)言的高級(jí)語(yǔ)言有有BASICBASIC、PASCALPASCAL、C C、FORTRANFORTRAN等。等。

19、PLCPLC的編程工具有如下的編程工具有如下幾種：幾種：第24頁(yè)/共77頁(yè)25 手持式或簡(jiǎn)易式編程器，供電氣人員使用；手持式或簡(jiǎn)易式編程器，供電氣人員使用； 便攜式圖形編輯器，具有一定的功能和支持功能，價(jià)格適中；便攜式圖形編輯器，具有一定的功能和支持功能，價(jià)格適中； CRTCRT圖形編輯器，具有良好的功能和支持功能，價(jià)格較高；圖形編輯器，具有良好的功能和支持功能，價(jià)格較高； 個(gè)人微機(jī)上開(kāi)始使用個(gè)人微機(jī)上開(kāi)始使用PLCPLC編程，需要適當(dāng)?shù)能浖?，價(jià)格相編程，需要適當(dāng)?shù)能浖?，價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)便宜。對(duì)來(lái)說(shuō)便宜。(3)(3)強(qiáng)化強(qiáng)化PLCPLC的聯(lián)網(wǎng)通信能力的聯(lián)網(wǎng)通信能力 PLCPLC之間的聯(lián)網(wǎng)通信，

20、各制造廠家都有專門(mén)的數(shù)據(jù)通道；之間的聯(lián)網(wǎng)通信，各制造廠家都有專門(mén)的數(shù)據(jù)通道； PLCPLC和計(jì)算機(jī)之間的通信，一般都有各制造廠家制造專門(mén)的和計(jì)算機(jī)之間的通信，一般都有各制造廠家制造專門(mén)的接口組件。接口組件。(4)(4)記憶容量增大，采用專門(mén)的集成電路實(shí)用性增強(qiáng)。記憶容量增大，采用專門(mén)的集成電路實(shí)用性增強(qiáng)。過(guò)去容量最大是過(guò)去容量最大是64KB64KB，現(xiàn)在增加到，現(xiàn)在增加到500KB500KB以上，甚至達(dá)到幾以上，甚至達(dá)到幾MBMB、幾十幾十MBMB。第25頁(yè)/共77頁(yè)26(5)(5)開(kāi)發(fā)新型特殊功能模塊開(kāi)發(fā)新型特殊功能模塊 智能智能I/OI/O組件是一種帶微處理器的功能組件，一般執(zhí)行組件是一種

21、帶微處理器的功能組件，一般執(zhí)行預(yù)處理或閉環(huán)控制、開(kāi)環(huán)控制的功能，運(yùn)行參數(shù)往往由預(yù)處理或閉環(huán)控制、開(kāi)環(huán)控制的功能，運(yùn)行參數(shù)往往由PLCPLC下裝，工作節(jié)拍與下裝，工作節(jié)拍與PLCPLC的掃描周期無(wú)關(guān)。的掃描周期無(wú)關(guān)。 模擬模擬I/OI/O組件，執(zhí)行組件，執(zhí)行A/DA/D和和D/AD/A信號(hào)轉(zhuǎn)換功能；信號(hào)轉(zhuǎn)換功能； PIDPID回路控制組件，有通用和專用的回路控制組件，有通用和專用的PIDPID組件，用于組件，用于PLCPLC下裝下裝和和PIDPID參數(shù)進(jìn)行閉環(huán)控制；參數(shù)進(jìn)行閉環(huán)控制； 通信組件執(zhí)行與數(shù)據(jù)總線的連接；通信組件執(zhí)行與數(shù)據(jù)總線的連接； 機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制組件，用增量型編碼器或循環(huán)編碼器檢測(cè)機(jī)

22、械機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制組件，用增量型編碼器或循環(huán)編碼器檢測(cè)機(jī)械位置，使位置，使PLCPLC輸出信號(hào)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)；輸出信號(hào)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)； 其他其他I/OI/O智能組件，如高速計(jì)數(shù)等。智能組件，如高速計(jì)數(shù)等。(6)(6)向小型化、高性能的整體發(fā)展向小型化、高性能的整體發(fā)展第26頁(yè)/共77頁(yè)27整體式整體式PLC第27頁(yè)/共77頁(yè)28模塊式模塊式PLC第28頁(yè)/共77頁(yè)29vPLC與其它工業(yè)控制器產(chǎn)品相互融合l與個(gè)人計(jì)算機(jī)PCl集散控制系統(tǒng)DCSl計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC第29頁(yè)/共77頁(yè)30v大力開(kāi)發(fā)智能I/O模塊模擬量I/O、高速計(jì)數(shù)輸入、中斷輸入、機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制、熱電偶輸入、條形碼閱讀器、多路BCD輸入/輸出、

23、模糊控制器、PID回路控制、通信模塊第30頁(yè)/共77頁(yè)31vPLC與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合l基金會(huì)(FF)現(xiàn)場(chǎng)總線（Foundation Fieldbus）lProfiBus(過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線)lLonWorks（局域操作網(wǎng)絡(luò)）lCAN（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）lHART（可尋址遠(yuǎn)程變送器數(shù)據(jù)通路協(xié)議）協(xié)議第31頁(yè)/共77頁(yè)32傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)第32頁(yè)/共77頁(yè)33基于現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)第33頁(yè)/共77頁(yè)34v增強(qiáng)通信聯(lián)網(wǎng)能力第34頁(yè)/共77頁(yè)351.7 1.7 常用的可編程序控制器系統(tǒng)常用的可編程序控制器系統(tǒng)(1)A-B(1)A-B公司的可編程序控制器的概況SLC50

24、0系列。這是小型整體式PLC，屬于PLC5系列。PLC5系列。中型到大型PLC，AB公司的主推產(chǎn)品。PLC5/250系列。結(jié)構(gòu)最大，功能最強(qiáng)大的PLC。PLC3系列。 AB公司的早期產(chǎn)品。PLC2系列。 AB公司的早期產(chǎn)品。(2) OMRON C系列的可編程序控制器的概況特點(diǎn)1：梯形圖和語(yǔ)句表并重，配置的指令系統(tǒng)較強(qiáng)，特別是提供功能指令，使得用戶在使用的方便性和開(kāi)發(fā)復(fù)雜控制系統(tǒng)能力方面都優(yōu)于歐美的PLC。特點(diǎn)2：OMRON PLC配置的通信系統(tǒng)便宜、簡(jiǎn)單、實(shí)用，降低了整個(gè)PLC網(wǎng)絡(luò)的造價(jià)。第35頁(yè)/共77頁(yè)36第36頁(yè)/共77頁(yè)37(3)(3)松下電工FPFP系列可編程序控制器的概況 指令系統(tǒng)

25、功能強(qiáng)。具有200多條高級(jí)指令。 在FP系列PLC內(nèi)置了速度快、性能好的處理器芯片。在高檔機(jī)中采用RISC的CPU芯片。 FP系列的PLC用戶程序容量比較大。 FP系列的PLC除了采用周期循環(huán)掃描的方式工作外，多條指令采用中斷方式工作，使緊急任務(wù)可得到及時(shí)處理，為實(shí)現(xiàn)多任務(wù)調(diào)度與管理提供了方便。 FP系列的PLC具有多種智能模塊與多種復(fù)雜功能。 FP系列的PLC都配有通信機(jī)制，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)提供了方便。(4) (4) 三菱F F系列的可編程序控制器的概況F系列的PLC屬于整體式結(jié)構(gòu)，共有三種類型不同的單元。F1、F2系列是在F系列的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，屬于小型整體機(jī)。第37頁(yè)/共77頁(yè)38(5)

26、(5)西門(mén)子公司的西門(mén)子公司的S5S5、S7S7系列的可編程序控制器系列的可編程序控制器 S5S5系列是早期的產(chǎn)品。系列是早期的產(chǎn)品。 S7S7系列是當(dāng)前的主推產(chǎn)品。系列是當(dāng)前的主推產(chǎn)品。 S7S7200200：是小型系列的：是小型系列的PLCPLC，包括，包括CPU221CPU221、CPU224CPU224、CPU226CPU226等。等。 S7S7300300：是中型：是中型PLCPLC，包括，包括CPU312CPU312、CPU313CPU313、CPU314CPU314、CPU315CPU315等。等。 S7S7400400：是大型和超大型：是大型和超大型PLCPLC，包括，包括CP

27、U412CPU412、CPU414CPU414、CPU416CPU416、CPU417CPU417、CPU417HCPU417H。FX2系列PLC是在1991年的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的高性能小型整體式PLC，具有1個(gè)16位微處理器和一個(gè)專用的邏輯處理器。第38頁(yè)/共77頁(yè)391.8 1.8 可編程控制器基本結(jié)構(gòu)和類型 PLC是以微處理器為核心的一種特殊的工業(yè)用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)與一般的計(jì)算機(jī)相類似，由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM、EPROM、EEPROM等）、輸入接口、輸出接口、I/O擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口以及電源等組成。PLC通常分為模塊式和整體式兩種結(jié)構(gòu) 按照結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類第39頁(yè)/

28、共77頁(yè)40電源單元CPU單元編程器擴(kuò)展存儲(chǔ)器輸入單元輸出單元特殊I/O單元通信單元PLCPC機(jī)終端設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)總線 所謂模塊，就是按照功能將電路進(jìn)行分類，每一種功能制成一塊電路板，通常稱為模板，每塊模板置于工程塑料外殼內(nèi)，成為獨(dú)立的單元，如CPUCPU單元、輸入單元、輸出單元、特殊I/OI/O單元、通信單元以及電源單元等。 例如OMRON的C200H系列，西門(mén)子的S7S7300300、400400系列。模塊式PLCPLC第40頁(yè)/共77頁(yè)41整體式PLC(以CP1H為例) 其CPU單元中裝配了2040點(diǎn)的輸入輸出電路。它將模塊式的各個(gè)單元集成為一體，不如模塊式靈活但是使用方便。如果I/O

29、點(diǎn)數(shù)不夠用可用CPM1A系列擴(kuò)展單元進(jìn)行擴(kuò)展，但最多不能超過(guò)7臺(tái)。 同樣西門(mén)子的S7-200系列PLC也是整體式。第41頁(yè)/共77頁(yè)42可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)1.中央處理機(jī)包括中央處理器(CPU)和存儲(chǔ)器(Memory)組成。第42頁(yè)/共77頁(yè)43 從存儲(chǔ)器中讀取指令。CPU從地址總線上給出存儲(chǔ)地址，從控制總線上讀命令，從數(shù)據(jù)總線上得到指令，并存入CPU內(nèi)的指令寄存器中。 執(zhí)行指令。對(duì)寄存器中的指令操作進(jìn)行譯碼，執(zhí)行規(guī)定的操作。 準(zhǔn)備取下一條指令。CPU執(zhí)行完一條指令后，根據(jù)條件可產(chǎn)生下一條指令的地址，以便取出和執(zhí)行下一條指令。(1)中央處理器(CPU) CPU一般是由控制電路、運(yùn)算器和寄存

30、器組成。CPU通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入/輸出接口電路連接。 不同型號(hào)PLC可能使用不同的CPU部件，所以指令系統(tǒng)也有可能不一樣，指令固化在ROM中。CPU按照掃描方式工作，循環(huán)掃描。CPU主要功能由以下特點(diǎn)。第43頁(yè)/共77頁(yè)44只讀存儲(chǔ)器ROM：由PLC廠家寫(xiě)入的系統(tǒng)程序，永遠(yuǎn)駐留在PLC內(nèi)部。系統(tǒng)程序包括1.檢查程序：PLC加電后，檢查PLC各部件是否正常。2.翻譯程序：將鍵入的控制程序變成微電腦指令組成的程序，還可以進(jìn)行語(yǔ)法檢查。3.監(jiān)控程序：總控程序，根據(jù)用戶的需要調(diào)用相應(yīng)的內(nèi)部程序。 存儲(chǔ)器是用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量及其它一些信息。 系統(tǒng)程序是用來(lái)

31、控制和完成PLC各種功能的程序，是由PLC制造廠家用相應(yīng)CPU指令系統(tǒng)編寫(xiě)，固化到ROM中。 用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放由編程設(shè)備輸入的用戶程序。是根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程和工藝要求編寫(xiě)的 控制程序。第44頁(yè)/共77頁(yè)45隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM: 是可以進(jìn)行讀寫(xiě)的存儲(chǔ)器，讀出時(shí)內(nèi)容保持不變，寫(xiě)入時(shí)消除原來(lái)的信息。防止斷電，PLC使用了專用電池對(duì)RAM供電。RAM中一般存放如下內(nèi)容：1.用戶程序：通過(guò)編程設(shè)備輸入的程序經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，存放在從00000開(kāi)始的地址區(qū)。2.邏輯變量：在RAM中若干個(gè)存儲(chǔ)單元用來(lái)存放邏輯變量，就是輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、保持繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和移位寄存器。3.內(nèi)

32、部程序使用的工作單元。不同型號(hào)的PLC存儲(chǔ)器的容量是不同的。2.電源部件 電源部件就是將交流電轉(zhuǎn)換成PLC工作所需要的直流電，目前大部份PLC采用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源供電，鋰電池作為后備電源。第45頁(yè)/共77頁(yè)463.3.輸入、輸出部分 輸入、輸出部分是PLC與被控設(shè)備相聯(lián)接的接口電路?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備輸入給PLC的各種控制信號(hào)(開(kāi)關(guān)量和模擬量信號(hào))通過(guò)輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠接收和處理的信號(hào)。輸出接口是將CPU送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，來(lái)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備(電磁閥、接觸器)。(1)輸入接口電路：光電耦合電路和微電腦輸入接口電路 采用光電耦合電路的目的是防止現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干擾進(jìn)

33、入PLC。關(guān)鍵部件是光電耦合器，一般是由發(fā)光二極管和光電三極管組成。 工作原理是：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的光信號(hào)。光電三極管就在光信號(hào)的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號(hào)的強(qiáng)弱有關(guān)，在線型工作區(qū)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)成線性關(guān)系。第46頁(yè)/共77頁(yè)47光電耦合器的特點(diǎn)：抗干擾能力特別好，因?yàn)檩斎牒洼敵鍪强抗庑盘?hào)耦合的，在電氣上完全隔離。微電腦輸入接口電路由數(shù)據(jù)輸入寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路組成?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)光電耦合器送到輸入數(shù)據(jù)寄存器，再通過(guò)數(shù)據(jù)總線送給CPU。(2)輸出接口電路：微電腦輸出接口電路和功率放大器組成。 微電腦輸出接口一般

34、由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成而成。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線將要輸出的信號(hào)放到輸出寄存器中。 功率放大電路是為了適應(yīng)工業(yè)控制的要求，將輸出的信號(hào)放大。PLC一般采用繼電器輸出或可控硅和晶體管。4.編程方式手持編程器：調(diào)試簡(jiǎn)單程序、現(xiàn)場(chǎng)修改參數(shù)及監(jiān)視PLC工作工作情況；上位計(jì)算機(jī)中的專業(yè)軟件，用于編寫(xiě)大型程序，可靈活修改、下載和在線調(diào)試 ，如CXProgrammer。第47頁(yè)/共77頁(yè)48可編程序控制器的工作原理1. 可編程序控制器的等效電路第48頁(yè)/共77頁(yè)49(1)輸入部分 輸入部分是收集被控設(shè)備的信息或者是操作命令。輸入端子是PLC與外部開(kāi)關(guān)(行程開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān))、敏感元

35、件等交換信號(hào)的端口。輸入繼電器是連接到輸入端的外部信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。(2)內(nèi)部控制電路 是由用戶根據(jù)控制要求編制的程序組成，作用是按用戶程序的控制要求對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算處理，判斷哪些信號(hào)需要輸出，并將得到的結(jié)果輸出給負(fù)載。 PLC內(nèi)部有定時(shí)器(TIM)、計(jì)數(shù)器(CNT)、輔助繼電器等軟器件。編程序時(shí)將這些軟器件進(jìn)行內(nèi)部連線，完成控制要求。第49頁(yè)/共77頁(yè)50(3)(3)輸出部分 輸出部分的作用是驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輸出端子是PLC向外部負(fù)載輸出信號(hào)的端子。PLC輸出繼電器的觸點(diǎn)與輸出端子相連，通過(guò)輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 輸出繼電器除了提供實(shí)際使用的常開(kāi)觸點(diǎn)外，還提供PLC內(nèi)部使用的許多對(duì)常開(kāi)和常閉軟觸點(diǎn)

36、，數(shù)量不限于編程。PLC輸出還有晶體管輸出(直流)和可控硅輸出(交流)。第50頁(yè)/共77頁(yè)51第51頁(yè)/共77頁(yè)522.可編程序控制器的工作方式與工作過(guò)程 PLC是按照循環(huán)掃描的工作方式，在系統(tǒng)軟件控制下，順序掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向各輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，任意時(shí)刻他只能執(zhí)行一條指令，即PLC是以”串行“的方式工作，避免了繼電器接觸控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配問(wèn)題。 系統(tǒng)上電以后，CPU首先進(jìn)行初始化工作，包括清除內(nèi)部輔助繼電器區(qū)和復(fù)位所有的定時(shí)器，以便用戶程序使用。 CPU指令用戶的程序是從梯形圖左母線開(kāi)始由左到右、從上到下逐個(gè)掃描每個(gè)梯形圖的每個(gè)元素

37、，進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)CPU和映象區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，讀取輸入數(shù)據(jù)，送出輸出信號(hào)。當(dāng)CPU執(zhí)行到END指令時(shí)，此次掃描用戶程序結(jié)束。第52頁(yè)/共77頁(yè)53SB2FRSB1SB3K M 2SB3SB2K M 1K M 1K M 2FUANK M 1K M 2電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路第53頁(yè)/共77頁(yè)54 PLC是采用CPU的工業(yè)用控制器，與普通計(jì)算機(jī)有相似之處，屬于串行工作方式 ，PLC采用了與普通計(jì)算機(jī)工作方式差別較大的“循環(huán)掃描”工作方式。 所謂掃描，就是CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直到最后一條（結(jié)束指令）。掃描過(guò)程分為3個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新3個(gè)階段，這3個(gè)階段稱

38、為一個(gè)掃描周期。 對(duì)于繼電器控制電路，根據(jù)工藝要求，操作人員可能隨時(shí)進(jìn)行操作，因此，PLC只掃描一個(gè)周期是無(wú)法滿足要求的，必須周而復(fù)始地進(jìn)行掃描，這就是循環(huán)掃描。 在掃描時(shí)間小于繼電器動(dòng)作時(shí)間的情況下，繼電器硬邏輯電路并行工作方式和PLC的串行工作方式的處理結(jié)果是相同的。 第54頁(yè)/共77頁(yè)55第（n1）個(gè)掃描周期第（n-1）個(gè)掃描周期輸入采樣輸出刷新第n個(gè)掃描周期輸入采樣用戶程序執(zhí)行輸出刷新1輸入采樣（刷新）階段 在第n個(gè)掃描周期，首先進(jìn)行的是讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)即輸入采樣階段，PLC依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入輸入映像寄存器區(qū)（存儲(chǔ)器輸入暫存區(qū)）中相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，如果輸入

39、狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，PLC不再響應(yīng)，輸入映像寄存器區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變，要等到第（n1）個(gè)掃描周期才能讀入。第55頁(yè)/共77頁(yè)562用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，其過(guò)程是從梯形圖的第1個(gè)梯級(jí)開(kāi)始自上而下依次掃描用戶程序，在每一個(gè)梯級(jí)，又總是按先左后右、先上后下的順序掃描用戶程序。在這一階段，除了輸入映像寄存器的內(nèi)容保持不變外，其他映像寄存器的內(nèi)容會(huì)隨著程序的執(zhí)行而變化，排在上面的梯形圖指令的執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到狀態(tài)或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用。 第56頁(yè)/共77頁(yè)57S B 2S B 1K M 2S B 3K M 1K M 1K M 2F UA

40、NK M 1K M 2電動(dòng)機(jī)電器控制梯形圖 K M 10 0 3 0 0S B 10 0 0 0 0S B 20 0 0 0 1K M 20 0 3 0 1K M 10 0 3 0 0SB300002K M 20 0 3 0 1K M 10 0 3 0 0K M 20 0 3 0 1 K M 10 0 3 0 0S B 10 0 0 0 0S B 20 0 0 0 1K M 20 0 3 0 1K M 10 0 3 0 0SB300002K M 20 0 3 0 1K M 10 0 3 0 0K M 20 0 3 0 1K M 10 0 3 0 0S B 10 0 0 0 0S B 20 0

41、0 0 1K M 20 0 3 0 1K M 10 0 3 0 0SB300002K M 20 0 3 0 1K M 10 0 3 0 0K M 20 0 3 0 1電動(dòng)機(jī)PLC控制梯形圖 第57頁(yè)/共77頁(yè)583輸出刷新階段 輸出刷新階段亦稱寫(xiě)輸出階段，CPU將輸出映像寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳送到輸出鎖存器，再經(jīng)輸出電路的隔離和功率放大，轉(zhuǎn)換成適合于被控制裝置接收的電壓或電流或脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁鐵、電磁閥及各種執(zhí)行器，這時(shí)，才是PLC的真正的輸出。 PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)除了完成上述3個(gè)階段的任務(wù)外，還要完成內(nèi)部診斷、通信、公共處理以及輸入輸出服務(wù)等輔助任務(wù)。第58頁(yè)/共77頁(yè)59第59

42、頁(yè)/共77頁(yè)603. PLC的掃描周期(1)掃描周期和系統(tǒng)的可靠性 掃描周期的長(zhǎng)短取決于系統(tǒng)的配置、I/O點(diǎn)數(shù)、所用的編程指令以及是否有外部設(shè)備。 當(dāng)CP1H處于運(yùn)行模式時(shí)，利用CX-P軟件的監(jiān)控功能或者利用手持編程器的監(jiān)視操作，可以讀出掃描周期的最大值和當(dāng)前值。在PLC內(nèi)部，監(jiān)控定時(shí)器用來(lái)檢測(cè)掃描周期并和設(shè)定值進(jìn)行比較，若超出了監(jiān)控定時(shí)器的設(shè)定值，則產(chǎn)生FALS 9F錯(cuò)誤并停機(jī)。用戶可以使用指令WDT進(jìn)行修改掃描時(shí)間以適應(yīng)較多的I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)。第60頁(yè)/共77頁(yè)61 在編程設(shè)備上進(jìn)行在線編程時(shí)，操作最多是80毫秒，重新輸入時(shí)用戶程序要屏蔽中斷。在中斷期間，將不產(chǎn)生掃描周期的報(bào)警。注意：程序

43、在線編輯會(huì)延長(zhǎng)I/O的響應(yīng)時(shí)間，而在線編輯造成的掃描周期變長(zhǎng)，系統(tǒng)又不發(fā)出報(bào)警，因此進(jìn)行在線編輯的操作之前，必須確認(rèn)I/O響應(yīng)時(shí)間延緩不會(huì)給被控系統(tǒng)造成危險(xiǎn)的后果。第61頁(yè)/共77頁(yè)624.中斷 在循環(huán)掃描的過(guò)程中，會(huì)遇到必須對(duì)某個(gè)信息進(jìn)行立即處理，以加快響應(yīng)速度的情況，需要引入中斷功能。(1)外部信號(hào)中斷 是指來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)所引發(fā)的中斷，用以保證某些設(shè)備的快速響應(yīng)。比如特殊I/O單元、內(nèi)插板中斷等。(2)定時(shí)中斷 通過(guò)CPU單元的內(nèi)置定時(shí)器，在預(yù)定的時(shí)間產(chǎn)生中斷。(3)I/O中斷 模塊式PLC配有專用的中斷單元，實(shí)現(xiàn)中斷功能。(4)快速響應(yīng)輸入 彌補(bǔ)掃描的不足，而設(shè)計(jì)。第62頁(yè)/共77頁(yè)63

44、5 . I/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間：PLC接收到一個(gè)輸入信號(hào)以后，到控制信號(hào)輸出所需的時(shí)間。(1)單個(gè)PLC的最小I/O響應(yīng)時(shí)間 當(dāng)PLC恰好在更新輸入的掃描階段優(yōu)先接收到一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)，響應(yīng)最快。第63頁(yè)/共77頁(yè)64(2)單個(gè)PLC的最大I/O相應(yīng)時(shí)間 當(dāng)PLC恰好在更新輸入的掃描階段之后收到輸入信號(hào)，則響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)。這是因?yàn)镃PU要到下一次掃描的末尾才能讀取輸入信號(hào)，所以最大相應(yīng)時(shí)間時(shí)輸入延遲時(shí)間與輸出延遲時(shí)間加兩次掃描時(shí)間之和。第64頁(yè)/共77頁(yè)65關(guān)于可編程控制器系統(tǒng)的快速性1輸入輸出（I/O）刷新 (1)循環(huán)刷新 CP1H系列的掃描速度是0.1ms/1K步（條件：基本指令占50%，MO

45、V指令占30%，算術(shù)指令占20%），最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間不到100ms。(2)定時(shí)刷新 定時(shí)刷新是在用戶程序執(zhí)行階段中，每隔一定時(shí)間對(duì)輸入映像寄存器進(jìn)行一次刷新，從而減小了滯后時(shí)間。 (3) 執(zhí)行指令刷新 歐姆龍公司的CP1H系列PLC有一條I/O刷新指令I(lǐng)ORF(097)，用戶可隨時(shí)刷新指定的I/O單元 。第65頁(yè)/共77頁(yè)66（4）執(zhí)行指令立即刷新 3.000.00AB1B2AAB1B2常規(guī)I/O刷新與立即I/O刷新的時(shí)序圖 立即刷新梯形圖第66頁(yè)/共77頁(yè)672中斷 在循環(huán)掃描的各個(gè)階段都可以響應(yīng)中斷信號(hào)。整體式PLC的內(nèi)置輸入端子兼有輸入中斷功能，而在模塊式PLC中有專用的中斷輸入單元 。（1

46、）外部中斷 外部信號(hào)中斷是指來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)所引發(fā)的中斷，用以保證某些設(shè)備的快速響應(yīng)。 中斷控制指令包括設(shè)置中斷屏蔽、讀中斷屏蔽、清除中斷、禁止中斷及允許中斷等指令。固定分配中斷任務(wù)0255。 （2）定時(shí)中斷 定時(shí)中斷是通過(guò)CPU單元的內(nèi)藏定時(shí)器，在預(yù)定的時(shí)間產(chǎn)生中斷。當(dāng)內(nèi)藏定時(shí)器預(yù)定的時(shí)間到時(shí)，其定時(shí)信號(hào)使CPU中斷循環(huán)掃描，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行一個(gè)指定的程序段，執(zhí)行結(jié)束，CPU從中斷點(diǎn)處繼續(xù)向下循環(huán)掃描。 第67頁(yè)/共77頁(yè)68（3）I/O中斷 整體式CP1H系列機(jī)輸入中斷與通用輸入共用一個(gè)端子，如X/XA型機(jī)，可將內(nèi)置輸入的0.000.03、1.001.03共8點(diǎn)作為輸入中斷使用。其輸入中斷分直接模

47、式和計(jì)數(shù)器模式。 （4）高速計(jì)數(shù)器中斷 CP1H的CPU單元內(nèi)置了高速計(jì)數(shù)器，可以對(duì)高速輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)當(dāng)前值，與目標(biāo)值一致，或通過(guò)區(qū)域比較來(lái)執(zhí)行中斷任務(wù)處理。內(nèi)置輸入端子0.010.11和1.00共12個(gè)端子分配給高速計(jì)數(shù)器03。固定分配中斷任務(wù)0255。3特殊I/O單元 PLC是針對(duì)順序控制和邏輯控制而研制的工業(yè)用控制器。 如模擬量輸入單元、模擬量輸出單元、溫度傳感器單元、溫度控制單元、PID控制單元、模糊邏輯控制單元、高速計(jì)數(shù)單元、位置控制單元以及運(yùn)動(dòng)控制單元等 第68頁(yè)/共77頁(yè)694快速響應(yīng)輸入功能 CP1H系列機(jī)中就設(shè)計(jì)了快速響應(yīng)輸入功能，XA型中0.000.03，1.001.03這8個(gè)輸入端子為快速響應(yīng)輸入端子，PLC可以不受循環(huán)掃描的限制而隨時(shí)捕捉最小寬度為50s的瞬間脈沖。 公共處理運(yùn)算處理I/O 刷新公共處理運(yùn)算處理I/O 刷新輸入端子0.030.03映像一個(gè)掃描周期 s50第69頁(yè)/共77頁(yè)705中央處理單元CPU 就提高響應(yīng)速度而言，選用時(shí)鐘更快、功能更強(qiáng)的CPU是PLC的發(fā)