PLC與電氣設(shè)備2011(10講)hao 終

1、2021年年11月月19日星期五日星期五 1969年由美國數(shù)字設(shè)備公司（年由美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽根據(jù)美國通用汽公司（公司（GM）的要求研制成功的。（功績：把計算機的的要求研制成功的。（功績：把計算機的程序存儲技術(shù)程序存儲技術(shù)引入繼電器控制系統(tǒng)）引入繼電器控制系統(tǒng)） ( PLC ; ROBOT; CAD/CAM).2021年年11月月19日星期五日星期五3. 到目前為止到目前為止,無論從無論從可靠性（幾十萬小時）可靠性（幾十萬小時）,還是還是應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域的的廣度廣度和和深度深度上上,還沒有任何一種控制設(shè)備能與還沒有任何一種控制設(shè)備能與PLC媲美媲美! 2021年年11月月

2、19日星期五日星期五 德國德國: 西門子（西門子（Siemens）；）； 美國：美國：A-B（Allen-Bradly); 法國法國: 施耐德（施耐德（Schneider） 日本：三菱電機（日本：三菱電機（Mitsubishi Electric）; 日本：歐姆龍（日本：歐姆龍（OMRON）、）、 （日本主要發(fā)展中小型日本主要發(fā)展中小型PLC，其小型機性能先其小型機性能先進，結(jié)構(gòu)緊湊，價格便宜）進，結(jié)構(gòu)緊湊，價格便宜） 目前國內(nèi)市場還有韓國、臺灣等目前國內(nèi)市場還有韓國、臺灣等PLC產(chǎn)品產(chǎn)品.(目前中國有幾十家生產(chǎn)商目前中國有幾十家生產(chǎn)商，如遼如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機制造公

3、司、廈門寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機制造公司、廈門A-B公司等公司等,但但大多在大多在128點以下點以下,年產(chǎn)量超過年產(chǎn)量超過1000臺的只有幾家臺的只有幾家)2021年年11月月19日星期五日星期五第十講可編程控制器組成及其工作原理2021年年11月月19日星期五日星期五.熟悉熟悉PLC的基本結(jié)構(gòu)及其各部分功能，掌握存儲器及輸入的基本結(jié)構(gòu)及其各部分功能，掌握存儲器及輸入、輸出部分的、輸出部分的分類、特點分類、特點；(有利于正確選擇有利于正確選擇PLC).理解理解PLC基本工作原理，重點掌握基本工作原理，重點掌握PLC工作的兩大顯著特工作的兩大顯著特點點(集中批處、循環(huán)掃描集中

4、批處、循環(huán)掃描)；.掌握掌握PLC的性能指標、分類的性能指標、分類2021年年11月月19日星期五日星期五 可編程控制器由可編程控制器由CPUCPU、存儲器（、存儲器（RAMRAM、ROMROM）、輸入輸出單元（）、輸入輸出單元（I/OI/O）、）、I/OI/O擴展接口、電源和編程器擴展接口、電源和編程器等組成等組成。PLC的硬件結(jié)構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu) PLCPLC是一種工控計算機，與計算機的組成十分是一種工控計算機，與計算機的組成十分相似相似，但具有，但具有更強更強的與的與工業(yè)過程工業(yè)過程相連接的相連接的接口接口。其結(jié)構(gòu)框圖如右圖其結(jié)構(gòu)框圖如右圖2021年年11月月19日星期五日星期五PLC的硬件結(jié)

5、構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu)編程編程器器電電 源源輸入單元輸入單元輸出單元輸出單元CPU外設(shè)接口外設(shè)接口擴展接口擴展接口存儲器存儲器2021年年11月月19日星期五日星期五2021年年11月月19日星期五日星期五輸出鎖存、電平轉(zhuǎn)換等I/O擴展智能I/O輸入濾波、電平轉(zhuǎn)換、鎖存功能開關(guān)和指示器編程器微處理器CPU系統(tǒng)程序EPROM用戶數(shù)據(jù)RAM用戶程序EPROM存儲器擴展通信接口系統(tǒng)總線去現(xiàn)場來自現(xiàn)場后備電池至其他 PC監(jiān)視器或打印機光電耦合光電耦合、繼電器或可控硅2021年年11月月19日星期五日星期五硬件硬件軟件軟件存儲器存儲器CPUI/O口口編程器編程器電源電源系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序用戶程序用戶程序2021年年

6、11月月19日星期五日星期五 CPUCPU是整個是整個PLCPLC系統(tǒng)的核心，指揮系統(tǒng)的核心，指揮PLCPLC有條不紊地進行各種工作。有條不紊地進行各種工作。 1 1、CPUCPU類型：類型： 1 1）通用微處理器（）通用微處理器（80808080、80868086、8028680286、8038680386等）等） 2 2）單片機（）單片機（80318031、80968096等）等） 3 3）位片式微處理器（）位片式微處理器（AMD2900AMD2900、AMD2901AMD2901、AMDAMD29032903等）等） 小型小型PLCPLC：單單CPUCPU系統(tǒng)。系統(tǒng)。( (多采用多采用8

7、 8位位) ) 中、大型中、大型PLC(PLC(多采用多采用1616，3232位，高速位片位，高速位片) )：雙雙（三三、冗余）、冗余）CPUCPU系統(tǒng)（字處理器、位處理器）系統(tǒng)（字處理器、位處理器）主要特點主要特點是：速度快、靈活性強、是：速度快、靈活性強、 效效率高等特點?？梢赃M行率高等特點。可以進行“級聯(lián)級聯(lián)”，易于，易于“流水線流水線”操作。操作。 （一）（一）CPU2021年年11月月19日星期五日星期五 CPUCPU是是PLCPLC系統(tǒng)的系統(tǒng)的核心核心，其主要作用：，其主要作用：1 1）接收并存儲現(xiàn)場信號）接收并存儲現(xiàn)場信號 將接收到現(xiàn)場輸入的數(shù)據(jù)保存起來，在需要改數(shù)據(jù)的將接收到現(xiàn)

8、場輸入的數(shù)據(jù)保存起來，在需要改數(shù)據(jù)的時候?qū)⑵湔{(diào)出、并送到需要該數(shù)據(jù)的地方。時候?qū)⑵湔{(diào)出、并送到需要該數(shù)據(jù)的地方。 2 2）PLCPLC進入運行后，執(zhí)行用戶程序進入運行后，執(zhí)行用戶程序3 3）輸出執(zhí)行結(jié)果）輸出執(zhí)行結(jié)果 當當PLCPLC進入運行狀態(tài)，進入運行狀態(tài)， CPU CPU 根據(jù)用戶程序存放的先后根據(jù)用戶程序存放的先后順序，逐條讀取、解釋和執(zhí)行程序，完成用戶程序中規(guī)定順序，逐條讀取、解釋和執(zhí)行程序，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作，并將程序執(zhí)行的結(jié)果送至輸出端口，以驅(qū)動的各種操作，并將程序執(zhí)行的結(jié)果送至輸出端口，以驅(qū)動可編程控制器的外部負載可編程控制器的外部負載。 2021年年11月月19日星

9、期五日星期五 4 4）診斷電源、內(nèi)部電路的故障）診斷電源、內(nèi)部電路的故障 診斷電源、可編程控制器內(nèi)部電路的故障，根據(jù)故障或錯診斷電源、可編程控制器內(nèi)部電路的故障，根據(jù)故障或錯誤的類型，通過顯示器顯示出相應(yīng)的信息，以提示用戶及時排誤的類型，通過顯示器顯示出相應(yīng)的信息，以提示用戶及時排除故障或糾正錯誤除故障或糾正錯誤 5）檢查、校驗用戶程序）檢查、校驗用戶程序 對正在輸入的用戶程序進行檢查，發(fā)現(xiàn)語法錯誤立即對正在輸入的用戶程序進行檢查，發(fā)現(xiàn)語法錯誤立即報警，并停止輸入；在程序運行過程中若發(fā)現(xiàn)錯誤，則立報警，并停止輸入；在程序運行過程中若發(fā)現(xiàn)錯誤，則立即報警或停止程序的執(zhí)行即報警或停止程序的執(zhí)行20

10、21年年11月月19日星期五日星期五PLCPLC存儲器的分類存儲器的分類 PLCPLC的存儲器可以分為：系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器、工作數(shù)的存儲器可以分為：系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器、工作數(shù)據(jù)存儲器。據(jù)存儲器。 1 1）系統(tǒng)程序存儲器）系統(tǒng)程序存儲器 （ROMROM；管理、解釋、調(diào)用；管理、解釋、調(diào)用； 很大程度上決定很大程度上決定PLCPLC性能性能PROMEPROMPROMEPROM） 存放由可編程控制器生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)監(jiān)控程序，并固化在存放由可編程控制器生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)監(jiān)控程序，并固化在 ROM ROM 內(nèi)，用戶不能直接更改內(nèi)，用戶不能直接更改 2 2）用戶程序存儲器）用戶程

11、序存儲器 （一般用（一般用RAM(RAM(備用鋰電池備用鋰電池) )；調(diào)試好不再修改；調(diào)試好不再修改EPROM(EPROM(紫紫) )， EEPROM(EEPROM(電電) )） 根據(jù)控制要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序。根據(jù)控制要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序。 小型的小型的PLCPLC的存儲容量一般在的存儲容量一般在8K8K字以下字以下?，F(xiàn)在有許多現(xiàn)在有許多PLC直接采用直接采用EEPROM作為用戶存儲器。作為用戶存儲器。（二）存儲器（二）存儲器2021年年11月月19日星期五日星期五3 3）工作數(shù)據(jù)存儲器）工作數(shù)據(jù)存儲器（RAM(RAM(備用電池或大電容備用電池或大電容) )） 存程序運

12、行中存程序運行中所用到所用到的數(shù)據(jù)、的數(shù)據(jù)、生成的生成的結(jié)果等，不斷發(fā)生結(jié)果等，不斷發(fā)生變化，關(guān)系變化，關(guān)系PLCPLC內(nèi)部元件（軟元件）的多少。內(nèi)部元件（軟元件）的多少。用戶涉及最用戶涉及最頻繁。頻繁。（二）存儲器（二）存儲器注意：注意： PLCPLC產(chǎn)品手冊中給出的產(chǎn)品手冊中給出的“存儲器類型存儲器類型”和和“程序容量程序容量”是針對用戶是針對用戶程序程序存儲器存儲器而言而言的。的。2021年年11月月19日星期五日星期五 是PLC運行過程中經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。它們存放在RAM中，以適應(yīng)隨機存取的要求。 在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲器中，設(shè)有存放輸入/輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計

13、數(shù)器等邏輯器件的存儲區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設(shè)置和運行情況而確定的。根據(jù)需要，部分數(shù)據(jù)在掉電時用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時可保存數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域稱為保持數(shù)據(jù)區(qū)。2021年年11月月19日星期五日星期五 輸入單元：輸入單元：PLC與被控對象之間傳送輸入信號的接口部件，輸與被控對象之間傳送輸入信號的接口部件，輸入單元有良好的入單元有良好的電隔離和濾波功能、電平轉(zhuǎn)換、狀態(tài)指示電隔離和濾波功能、電平轉(zhuǎn)換、狀態(tài)指示。1、輸入單元的作用：、輸入單元的作用： 開關(guān)量輸入器件（開關(guān)量輸入器件（典型）：典型）：1.按鈕按鈕、開關(guān)式傳感器、開關(guān)式傳感器2、行程開關(guān)行程開關(guān)、選擇開關(guān)、數(shù)字

14、撥碼開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、3.繼電器觸點繼電器觸點等（模擬：各種等（模擬：各種變送器變送器）。）。 作用：作用：現(xiàn)場的數(shù)字（開關(guān)）量信號變成可編程控制器內(nèi)部處理的現(xiàn)場的數(shù)字（開關(guān)）量信號變成可編程控制器內(nèi)部處理的標準標準信號信號2021年年11月月19日星期五日星期五2、 輸入單元的分類：（輸入單元的分類：（按外部信號電源的類型）按外部信號電源的類型） 分為分為直流輸入接口直流輸入接口單元和單元和交流輸入接口交流輸入接口單元。單元。直流直流（選一路為例）（選一路為例）SB1R1(分壓分壓)CR2內(nèi)部電路內(nèi)部電路公共端公共端輸入端輸入端24V濾波濾

15、波狀態(tài)指示狀態(tài)指示光耦合器光耦合器現(xiàn)場開關(guān)通斷狀態(tài)對應(yīng)輸入映像寄存器的現(xiàn)場開關(guān)通斷狀態(tài)對應(yīng)輸入映像寄存器的I/O 狀態(tài)狀態(tài)每個端子每個端子 輸入映象輸入映象寄存器的寄存器的相應(yīng)位相應(yīng)位2021年年11月月19日星期五日星期五n 在在PLC的存儲器中，有一個的存儲器中，有一個專門存放專門存放輸入輸出輸入輸出信號狀態(tài)信號狀態(tài)的的區(qū)域，稱為輸入映像寄存器和輸出映像區(qū)域，稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器寄存器，可編程控，可編程控制器梯形圖中制器梯形圖中別的編程元件別的編程元件也有對應(yīng)的也有對應(yīng)的映像存儲區(qū)映像存儲區(qū)，它們，它們統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為元件映像寄存器元件映像寄存器 2021年年11月月19日星期五

16、日星期五外部輸入電路斷開外部輸入電路斷開時: 輸入點狀態(tài)指示燈滅輸入點狀態(tài)指示燈滅;對應(yīng)的輸入映像寄存器數(shù)據(jù)為對應(yīng)的輸入映像寄存器數(shù)據(jù)為02021年年11月月19日星期五日星期五 當有輸入信號時當有輸入信號時,信號一般經(jīng)光耦、濾波后進入輸入緩沖器等信號一般經(jīng)光耦、濾波后進入輸入緩沖器等待采樣。采樣時，信號經(jīng)待采樣。采樣時，信號經(jīng)I/O總線總線送入輸入映像區(qū)，將區(qū)中與該輸送入輸入映像區(qū)，將區(qū)中與該輸入點對應(yīng)的位入點對應(yīng)的位置置“1”，該輸入繼電器線圈得電。其驅(qū)動只能由輸，該輸入繼電器線圈得電。其驅(qū)動只能由輸入信號驅(qū)動。入信號驅(qū)動。2021年年11月月19日星期五日星期五現(xiàn)場開關(guān)通斷狀態(tài)對應(yīng)輸入映

17、像寄存器的現(xiàn)場開關(guān)通斷狀態(tài)對應(yīng)輸入映像寄存器的I/O 狀態(tài)狀態(tài)R2CR3內(nèi)部電路內(nèi)部電路公共端公共端輸入端輸入端AC狀態(tài)指示狀態(tài)指示光耦合器光耦合器R1限幅限幅高頻去耦高頻去耦交流輸入接口單元交流輸入接口單元: 用于粉塵、油污嚴重地方用于粉塵、油污嚴重地方2、 輸入接口單元的分類：（輸入接口單元的分類：（按可接納的外部信號電源的類型）按可接納的外部信號電源的類型） 2021年年11月月19日星期五日星期五 輸出單元：輸出單元：PLC與被控對象之間傳送輸出信號的接口部件與被控對象之間傳送輸出信號的接口部件，輸出單元有良好的電隔離和濾波功能。，輸出單元有良好的電隔離和濾波功能。1、輸出單元的作用：

18、、輸出單元的作用： 輸出器件輸出器件：典型負載：繼電器線圈；接觸器線圈；電磁閥：典型負載：繼電器線圈；接觸器線圈；電磁閥線圈；指示燈（線圈；指示燈（模擬：伺服電動機、調(diào)節(jié)閥、記錄儀等）模擬：伺服電動機、調(diào)節(jié)閥、記錄儀等） 作用：作用：把把CPU運算處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的大運算處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的大功率信號。功率信號。 2021年年11月月19日星期五日星期五n所示電路工作原理是：當內(nèi)部電路的狀態(tài)為所示電路工作原理是：當內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，使繼電器時，使繼電器K的線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點的線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點閉合，則負載得電，同時點亮閉合，則負載得電，同時點亮

19、LED，表示該路輸出點有輸出。當內(nèi)部電路的狀態(tài)為，表示該路輸出點有輸出。當內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時，使繼時，使繼電器電器K的線圈無電流，觸點斷開，則負載斷電，同時的線圈無電流，觸點斷開，則負載斷電，同時LED熄滅，表示該路輸出點無輸出。熄滅，表示該路輸出點無輸出。內(nèi)部電路負載C CO OMMR RL LE ED DK K特點特點:(100HZ) 適于低頻、適于低頻、大功率交大功率交 直流負載直流負載（雙雙向向）2021年年11月月19日星期五日星期五n圖所示電路工作原理是：當內(nèi)部電路的狀態(tài)為圖所示電路工作原理是：當內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，發(fā)光二極管導通發(fā)光，相當于雙向晶時，發(fā)光二極管導通發(fā)光，相當于

20、雙向晶閘管施加了閘管施加了觸發(fā)信號觸發(fā)信號， 雙向晶閘管雙向晶閘管 導通，負載得電，同時輸出指示燈導通，負載得電，同時輸出指示燈LED點亮，表示該點亮，表示該輸出點接通；當對應(yīng)輸出點接通；當對應(yīng) 的內(nèi)部繼電器的狀態(tài)為的內(nèi)部繼電器的狀態(tài)為0時，雙向晶閘管關(guān)斷，此時時，雙向晶閘管關(guān)斷，此時LED不亮，負載不亮，負載失電。失電。內(nèi)內(nèi)部部電電路路T T負負載載F FU UC COOMMR R1 1L LE EDDR R2 2C C特點特點:(1KHZ) 適于高頻、適于高頻、大功率大功率交流負載交流負載（直流無法關(guān)斷）（直流無法關(guān)斷）吸收吸收2021年年11月月19日星期五日星期五n圖圖 所示電路工作原

21、理是：當內(nèi)部電路的狀態(tài)為所示電路工作原理是：當內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，光電耦合器時，光電耦合器T1導通，使大功率晶體管導通，使大功率晶體管VT飽和導通，則負載得電，同時點亮飽和導通，則負載得電，同時點亮LED，表示該路輸出點有輸出。當內(nèi)部電路的狀態(tài)為，表示該路輸出點有輸出。當內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時，光電耦合器時，光電耦合器T1斷開，大功率晶體管斷開，大功率晶體管VT截止，則負載失電，截止，則負載失電，LED熄滅，表示該路輸出熄滅，表示該路輸出點無輸出。當負載為電感性負載，點無輸出。當負載為電感性負載，VT關(guān)斷時會產(chǎn)生較高的反電勢關(guān)斷時會產(chǎn)生較高的反電勢，VD的作用是為其提供的作用是為其提供放電回路

22、放電回路，避免，避免VT承受過電承受過電壓。內(nèi)部電路T T1 1+ +5 5v v負載R R2 2V VT TR R3 3V VDDF FU UC COOMMR R1 1L LE EDD 特點：特點：(10KHZ ) 適于高頻適于高頻小功率小功率（承過壓、過承過壓、過流能力小流能力?。┲绷髫撦d直流負載（單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦裕?021年年11月月19日星期五日星期五 （1 1）繼電器輸出（）繼電器輸出（電磁隔離）電磁隔離） 說明：說明：用于交流、直流負載，但接通斷開的頻率低。用于交流、直流負載，但接通斷開的頻率低。 優(yōu)點：電壓范圍廣，導電壓降小，承受瞬時過電壓和電流的能力強。優(yōu)點：電壓范圍廣，導

23、電壓降小，承受瞬時過電壓和電流的能力強。 缺點：動作速度較慢，壽命（動作次數(shù)）有一定的限制缺點：動作速度較慢，壽命（動作次數(shù)）有一定的限制 應(yīng)用應(yīng)用 : 系統(tǒng)輸出的變化不是很頻繁，建議優(yōu)先選用繼電器輸出。系統(tǒng)輸出的變化不是很頻繁，建議優(yōu)先選用繼電器輸出。 舉例，如機床控制等。舉例，如機床控制等。 （2 2）晶體管輸出）晶體管輸出（光電隔離）（光電隔離） 說明說明：有較高的接通斷開頻率，用于直流負載。：有較高的接通斷開頻率，用于直流負載。 優(yōu)點：可靠性高，反應(yīng)速度快，壽命長。優(yōu)點：可靠性高，反應(yīng)速度快，壽命長。 缺點：過載能力差，負載是直流缺點：過載能力差，負載是直流 應(yīng)用應(yīng)用 : : 系統(tǒng)輸出

24、的變化頻繁，建議選用晶體管輸出。系統(tǒng)輸出的變化頻繁，建議選用晶體管輸出。 舉例，如彩燈、交通燈等。舉例，如彩燈、交通燈等。 （3 3）晶閘管輸出）晶閘管輸出（光觸發(fā)型進行電氣隔離（光觸發(fā)型進行電氣隔離） 說明：說明：僅適用于交流負載。僅適用于交流負載。 2021年年11月月19日星期五日星期五2021年年11月月19日星期五日星期五1.PLC的電源作用的電源作用： 將外部輸入的交流電處理后轉(zhuǎn)換成滿足PLC的CPU、存儲器、輸人輸出接口等內(nèi)部電路工作需要的直流電源。2.電源采用電源：電源采用電源： 直流直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，輸入電壓范圍寬、體積小、輕、開關(guān)穩(wěn)壓電源，輸入電壓范圍寬、體積小、輕、效率高

25、（效率高（85%）、抗擾力強）、抗擾力強傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓電源效率低傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓電源效率低40-50%3.向外提供向外提供+24V直流電源：直流電源： 有的電源單元還向外提供+24V直流電源，可供開關(guān)量輸入單元連接無源開關(guān)等使用。（傳感器）提供標準電源 2021年年11月月19日星期五日星期五2021年年11月月19日星期五日星期五2021年年11月月19日星期五日星期五作用：是編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控作用：是編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進行人機對話。它是開發(fā)、應(yīng)用、維護進行人機對話。它是開發(fā)、應(yīng)用、維護PLC不可缺少的設(shè)備。不

26、可缺少的設(shè)備。 簡易編程器：只能聯(lián)機編程簡易編程器：只能聯(lián)機編程（不能輸入圖形語言）（不能輸入圖形語言） 智能編程器：智能編程器： (又圖形編程器：又圖形編程器：可聯(lián)可脫可聯(lián)可脫 ) 2021年年11月月19日星期五日星期五2021年年11月月19日星期五日星期五是用來將用戶程序固化到是用來將用戶程序固化到EPROM存儲器中的一種存儲器中的一種PLC外部設(shè)備。外部設(shè)備。為了使調(diào)試好用戶程序不易丟失為了使調(diào)試好用戶程序不易丟失，經(jīng)常用，經(jīng)常用EPROM寫入器將寫入器將PLC內(nèi)內(nèi)RAM保存到保存到EPROM中中。2021年年11月月19日星期五日星期五 與與打印機打印機連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)

27、等輸出打印連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印 與與監(jiān)視器監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來連接，可將控制過程圖像顯示出來 與與 P L C 連接，組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更大規(guī)模控制連接，組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更大規(guī)?？刂?與與計算機計算機連接，組成多級分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結(jié)合連接，組成多級分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結(jié)合 與與人機界面人機界面（觸摸屏）連接（觸摸屏）連接 與與智能接口模塊智能接口模塊連接。連接。(為了滿足更加復雜控制功能的需要為了滿足更加復雜控制功能的需要)智能接口模塊是一智能接口模塊是一獨立的計算機系統(tǒng)，它有自己的獨立的計算機系統(tǒng)，它有自己的CPU、

28、系統(tǒng)程序、存儲器以及與系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相系統(tǒng)總線相連的接口連的接口 ，PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、的智能接口模塊種類很多，如：高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊等。運動控制模塊、中斷控制模塊等。 與與編程器編程器連接連接2021年年11月月19日星期五日星期五2021年年11月月19日星期五日星期五2021年年11月月19日星期五日星期五2021年年11月月19日星期五日星期五2021年年11月月19日星期五日星期五n 例：三相異步電動機單向運行電器控制系統(tǒng) 輸入設(shè)備輸入設(shè)備 輸出設(shè)備輸出設(shè)備 2021年年11月月19日

29、星期五日星期五n 三相異步電動機單向運行PLC控制系統(tǒng)2021年年11月月19日星期五日星期五控制方法上：控制方法上： 工作方式上：工作方式上： 控制速度上：控制速度上： 定時和計數(shù)控制上：定時和計數(shù)控制上： 可靠性和可維護性上：可靠性和可維護性上： 2021年年11月月19日星期五日星期五輸入采樣輸入采樣執(zhí)行階段執(zhí)行階段輸出刷新輸出刷新 PC開始運行時，首先清除開始運行時，首先清除I/O映像區(qū)的內(nèi)容，然后自診斷、自映像區(qū)的內(nèi)容，然后自診斷、自檢檢CPU及及I/O組件，正常后則循環(huán)掃描。每個掃描過程分三個階段組件，正常后則循環(huán)掃描。每個掃描過程分三個階段進行，如圖進行，如圖1示示注注：掃描周期

30、：掃描周期：指執(zhí)行上述三個階段所用的時間，嚴格來說，還指執(zhí)行上述三個階段所用的時間，嚴格來說，還包括自診斷、外設(shè)通訊等時間，掃描周期的長短與包括自診斷、外設(shè)通訊等時間，掃描周期的長短與掃描速度、掃描速度、用用戶程序長短、戶程序長短、I/O點數(shù)、點數(shù)、連接外設(shè)的多少連接外設(shè)的多少等因素有關(guān)等因素有關(guān)圖圖1 PLC工作周期的三個階段工作周期的三個階段2021年年11月月19日星期五日星期五 2021年年11月月19日星期五日星期五輸入端子輸入濾波及光電耦合輸入狀態(tài)暫存器輸出狀態(tài)鎖存器輸出狀態(tài)暫存器輸出光電耦合及功率放大輸出端子輸入輸出梯形圖輸入采樣階段用戶程序執(zhí)行階段輸出執(zhí)行階段2021年年11月

31、月19日星期五日星期五n 在在PLC的存儲器中，有一個的存儲器中，有一個專門存放專門存放輸入輸出輸入輸出信號狀態(tài)信號狀態(tài)的的區(qū)域，稱為輸入映像寄存器和輸出映像區(qū)域，稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器寄存器，可編程控，可編程控制器梯形圖中別的編程元件也有對應(yīng)的制器梯形圖中別的編程元件也有對應(yīng)的映像存儲區(qū)映像存儲區(qū)，它們，它們統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為元件映像寄存器元件映像寄存器 2021年年11月月19日星期五日星期五 當有輸入信號時當有輸入信號時,信號一般經(jīng)光耦、濾波后進入輸入緩沖器等信號一般經(jīng)光耦、濾波后進入輸入緩沖器等待采樣。采樣時，信號經(jīng)待采樣。采樣時，信號經(jīng)I/O總線總線送入輸入映像區(qū)，將區(qū)中與該輸

32、送入輸入映像區(qū)，將區(qū)中與該輸入點對應(yīng)的位入點對應(yīng)的位置置“1”，該輸入繼電器線圈得電。其驅(qū)動只能由輸，該輸入繼電器線圈得電。其驅(qū)動只能由輸入信號驅(qū)動。入信號驅(qū)動。2021年年11月月19日星期五日星期五 在程序執(zhí)行過程中，對在程序執(zhí)行過程中，對I/O點的狀態(tài)的存取通常是通過映像寄點的狀態(tài)的存取通常是通過映像寄存器，而不是實際存器，而不是實際I/O點主要有三個原因：點主要有三個原因：1.系統(tǒng)更加穩(wěn)定：系統(tǒng)更加穩(wěn)定：在掃描周期的開始采樣所有輸入，在執(zhí)行階段就有在掃描周期的開始采樣所有輸入，在執(zhí)行階段就有了固定的輸入，當程序執(zhí)行完后更新所有輸出映像寄存器，這樣可了固定的輸入，當程序執(zhí)行完后更新所有輸

33、出映像寄存器，這樣可使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。PLC工作時只和內(nèi)存有關(guān)地址單元發(fā)生工作時只和內(nèi)存有關(guān)地址單元發(fā)生關(guān)系，關(guān)系，系系統(tǒng)與外界隔離統(tǒng)與外界隔離，提高了抗干擾能力提高了抗干擾能力。2.程序執(zhí)行更快捷：程序執(zhí)行更快捷：用戶程序存取映像寄存器比實際用戶程序存取映像寄存器比實際I/O點要快得多點要快得多3.存取靈活性更強：存取靈活性更強：實際實際I/O點必須按位來存取，而映像寄存器可按點必須按位來存取，而映像寄存器可按字節(jié)、字或雙字存取，因此更具靈活性。字節(jié)、字或雙字存取，因此更具靈活性。2021年年11月月19日星期五日星期五輸輸入入接接線線端端輸輸入入映映像像寄寄存存器器元件映像寄

34、存器元件映像寄存器輸輸出出鎖鎖存存器器輸出接線端輸出接線端Q0.1M1.0I0.1Q0.1讀讀讀讀寫寫輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備讀讀輸入采樣輸入采樣2021年年11月月19日星期五日星期五輸入采樣輸入采樣輸出刷新輸出刷新Q0.1I0.1Q0.1Q0.0Q0.1Q0.2I0.1Q0.0Q0.1Q0.2輸入輸入執(zhí)行執(zhí)行輸出輸出T1T2T3(a)梯形圖梯形圖(b)時序圖時序圖2021年年11月月19日星期五日星期五I0.1Q0.0Q0.1Q0.2輸入輸入執(zhí)行執(zhí)行輸出輸出T1T2T3(a)梯形圖梯形圖(b)時序圖時序圖輸入采樣輸入采樣輸出刷新輸出刷新Q0.1I0.1Q0.1Q0.0Q0.1Q0.

35、22021年年11月月19日星期五日星期五n CPU以掃描方式依次掃描方式依次地讀入讀入所有輸入端子的輸入端子的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)相應(yīng)的單元內(nèi)。（供程序執(zhí)行時用。（供程序執(zhí)行時用）n 注意注意：輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段兩個階段中，即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。n 因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入描周期，才能保證在任何情況下，該

36、輸入均能被讀入。 2021年年11月月19日星期五日星期五n 總是按由上而下由上而下的順序依次地掃描依次地掃描用戶程序程序(梯形圖)。n 在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算對由觸點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，n 然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新刷新該邏輯線圈邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 n 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點

37、在只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 n 在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即立即I/O指指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出輸出過程影像寄存器會被立即更新過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸

38、入有些區(qū)別。 2021年年11月月19日星期五日星期五n 三、輸出刷新階段 n 當掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有刷新所有的輸出鎖存電路輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。的外設(shè)。這時，才是可編程邏輯控制器的真正輸出 2021年年11月月19日星期五日星期五 1、同樣若干條邏輯支路，如在程序中的排列順序不同，、同樣若干條邏輯支路，如在程序中的排列順序不同，執(zhí)行結(jié)果可能不同，這是由掃描方式?jīng)Q定的。執(zhí)行結(jié)果可能不同，這是由掃描方式?jīng)Q定的。 2、輸出對輸入存在滯后。輸出對輸入存在滯后。2021年年

39、11月月19日星期五日星期五1、原因、原因：1） PC的掃描工作方式（主要原因）的掃描工作方式（主要原因） （2） 輸入濾波器的滯后作用輸入濾波器的滯后作用 （3）輸出回路中繼電器觸點的機械滯后作用）輸出回路中繼電器觸點的機械滯后作用 另外，另外，PC的輸入采樣、輸出刷新的特殊集中批處理方式；的輸入采樣、輸出刷新的特殊集中批處理方式； 用戶程序中語句的安排，程序的優(yōu)化用戶程序中語句的安排，程序的優(yōu)化2、措施、措施 除加快掃描速度，在軟硬件方面采取措施除加快掃描速度，在軟硬件方面采取措施 硬件：選用快速響應(yīng)模塊、高速計數(shù)模塊等硬件：選用快速響應(yīng)模塊、高速計數(shù)模塊等 軟件軟件 （1）改變信息刷新方

40、式（改變信息刷新方式（I/O立即刷新）立即刷新） （2）采用中斷技術(shù)）采用中斷技術(shù) （3）采用時?？烧{(diào)的輸入濾波器）采用時?？烧{(diào)的輸入濾波器2021年年11月月19日星期五日星期五1 1、特點：、特點：集中采樣、集中輸出、循環(huán)掃描集中采樣、集中輸出、循環(huán)掃描 1）集中采樣：）集中采樣： 對輸入狀態(tài)的掃描只在輸入采樣階段進行。即在程序執(zhí)行階段對輸入狀態(tài)的掃描只在輸入采樣階段進行。即在程序執(zhí)行階段或輸出階段，即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也或輸出階段，即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不會改變，只有到下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入（響不會改變，只有到下一個掃描周期

41、的輸入處理階段才能被讀入（響應(yīng)滯后）。應(yīng)滯后）。 2）集中輸出：）集中輸出： 在一個掃描周期內(nèi)，只有在輸出處理階段才將元件映象寄存在一個掃描周期內(nèi)，只有在輸出處理階段才將元件映象寄存器中的狀態(tài)輸出，在其它階段，輸出值一直保存在元件映象寄存器器中的狀態(tài)輸出，在其它階段，輸出值一直保存在元件映象寄存器中。中。注：在用戶程序中，如果對輸出多次賦值，則僅最后一次是有效的，即應(yīng)避免注：在用戶程序中，如果對輸出多次賦值，則僅最后一次是有效的，即應(yīng)避免雙線圈輸出。雙線圈輸出。2021年年11月月19日星期五日星期五2、優(yōu)點：提高系統(tǒng)的抗干擾能力、優(yōu)點：提高系統(tǒng)的抗干擾能力 集中采樣、集中輸出的掃描工作方式使

42、PLC在工作的大部分時間與外設(shè)隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強了系統(tǒng)的可靠性2021年年11月月19日星期五日星期五3、缺點：響應(yīng)滯后，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度。、缺點：響應(yīng)滯后，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度。輸入/輸出滯后時間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時間。1）輸入模塊滯后時間輸入模塊滯后時間：輸入模塊RC濾波電路的時間常數(shù)，典型值為10ms左右。2）輸出模塊滯后時間輸出模塊滯后時間繼電器型輸出：10ms左右；晶閘管型輸出：通電滯后時間約1ms，斷電滯時的最大滯后時間10ms；晶體管型輸出：1ms以下。2021年年11月月19日星期五日星期五3）掃描工作方式引起的滯后時間最長可達兩個掃描周期。掃描工作方式引起

43、的滯后時間最長可達兩個掃描周期。 PLC總的響應(yīng)延遲時間一般為幾十ms。 但由于PLC的掃描速度極快，故對一般工業(yè)控制而言，此響應(yīng)上的滯后完全允許。2021年年11月月19日星期五日星期五通常用以下多種指標綜合表示通常用以下多種指標綜合表示：I/O點數(shù)點數(shù)：（8192點的已很多）根據(jù)它確定機型點的已很多）根據(jù)它確定機型掃描速度：掃描速度： us/字、字、us/步、步、ms/K步步0.1 us/步步內(nèi)存容量：內(nèi)存容量：單位：字、步、單位：字、步、K步步(8大型大型50K K步步)指令種數(shù)指令種數(shù)：反映：反映軟件軟件功能強弱功能強弱內(nèi)部寄存器：內(nèi)部寄存器：反映反映硬件硬件功能強弱功能強弱編程語言編程語言：不同：不同PLC可能采用不同的語言可能采用不同的語言功能模塊：功能模塊：產(chǎn)品產(chǎn)品檔次檔次的反映的反映工作環(huán)境等：工作環(huán)境等：2021年年11月月19日星期五日星期五 PLC一般可從其一般可從其I/O點數(shù)、結(jié)構(gòu)形式點數(shù)、結(jié)構(gòu)形式和功能三方面進行分類：和功能三方面進