PLC原理及優(yōu)點(diǎn)

1、Date: 2021-12-14 Page: 1可編程控制器工作原理CH3第三章 可編程序控制器工作原理Date: 2021-12-14 Page: 2可編程控制器工作原理CH3回顧：傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)回顧：傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價(jià)格低廉等；結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價(jià)格低廉等；缺點(diǎn)缺點(diǎn)可靠性差可靠性差動(dòng)作速度慢動(dòng)作速度慢功能少，難于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能少，難于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制設(shè)備體積大設(shè)備體積大靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，維護(hù)困難靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，維護(hù)困難通用性和靈活性較差通用性和靈活性較差Date: 2021-12-14 Pa

2、ge: 3可編程控制器工作原理CH3隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸控制系隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)市場的競爭要求，各生產(chǎn)廠家對(duì)控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)市場的競爭要求，各生產(chǎn)廠家對(duì)控制系統(tǒng)提出了要求，要求實(shí)際上提出了將繼電器控制的簡單統(tǒng)提出了要求，要求實(shí)際上提出了將繼電器控制的簡單易懂、使用方便、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，與計(jì)算機(jī)的功能完易懂、使用方便、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，與計(jì)算機(jī)的功能完善、靈活性、通用性好的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，將繼電接觸控善、靈活性、通用性好的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，將繼電接觸控制的硬連線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想。制的硬連線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯

3、編程的設(shè)想?？删幊绦蚩刂破鳎删幊绦蚩刂破鳎≒rogrammable Logic Controller,PLCProgrammable Logic Controller,PLC）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。用工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破鳎删幊绦蚩刂破鳎≒LCPLC）的產(chǎn)生）的產(chǎn)生Date: 2021-12-14 Page: 4可編程控制器工作原理CH33.1 PLC3.1 PLC的基本概念的基本概念國際電工委員會(huì)（國際電工委員會(huì)（IECIEC）在）在19851985年的年的PLCPLC標(biāo)準(zhǔn)草案第標(biāo)準(zhǔn)草案第3

4、3稿稿中，對(duì)中，對(duì)PLCPLC作了如下定義：作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為可編程序控制器是一種數(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，可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)用來在其內(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，并通過數(shù)字式、模擬式的數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(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)過程。輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形序控制器及其有

5、關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。一、一、PLCPLC的基本概念的基本概念Date: 2021-12-14 Page: 5可編程控制器工作原理CH319681968年年 美國通用汽車公司提出的替代繼電器控制系統(tǒng)美國通用汽車公司提出的替代繼電器控制系統(tǒng)的新型控制器的十項(xiàng)指標(biāo)（基本設(shè)想）：的新型控制器的十項(xiàng)指標(biāo)（基本設(shè)想）：編程簡單、現(xiàn)場可修改程序；編程簡單、現(xiàn)場可修改程序；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系統(tǒng)；可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；體積小于繼電器控制系統(tǒng)；體積小于繼電器控制系統(tǒng)

6、；數(shù)據(jù)可以直接送入計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)可以直接送入計(jì)算機(jī)；成本可與繼電器系統(tǒng)競爭；成本可與繼電器系統(tǒng)競爭；輸入可為市電；輸入可為市電；輸出可為市電，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；輸出可為市電，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；通用性強(qiáng)、易于擴(kuò)展；通用性強(qiáng)、易于擴(kuò)展；用戶存儲(chǔ)器大于用戶存儲(chǔ)器大于4K4K。二、二、PLCPLC的發(fā)展史的發(fā)展史Date: 2021-12-14 Page: 6可編程控制器工作原理CH3PLCPLC誕生誕生19691969年美國數(shù)字設(shè)備公司（年美國數(shù)字設(shè)備公司（DECDEC）研制出世界第一臺(tái)）研制出世界第一臺(tái)可編程控制器可編程控制器PDPPDP1414。Date: 2021-1

7、2-14 Page: 7可編程控制器工作原理CH3第一代：從第一臺(tái)第一代：從第一臺(tái)PLCPLC誕生到上個(gè)世紀(jì)誕生到上個(gè)世紀(jì)7070年代初年代初第二代：第二代： 7070年代初至年代初至7070年代末年代末CPU使用中小規(guī)模集成電路，采用磁芯存儲(chǔ)器。使用中小規(guī)模集成電路，采用磁芯存儲(chǔ)器。CPU使用微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器使用微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器EPROM?？煽啃暂^差，略強(qiáng)于繼電器控制?？煽啃暂^差，略強(qiáng)于繼電器控制。機(jī)種單一，沒形成系列。機(jī)種單一，沒形成系列。有了計(jì)算機(jī)接口和模擬量控制功能。有了計(jì)算機(jī)接口和模擬量控制功能?？煽啃蕴岣摺？煽啃蕴岣摺Ｕ麢C(jī)功能向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，并由專用向通用

8、方向過渡。整機(jī)功能向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，并由專用向通用方向過渡。功能簡單（只有計(jì)數(shù)功能簡單（只有計(jì)數(shù)/定時(shí)功能）。定時(shí)功能）。功能增強(qiáng)（增加邏輯功能增強(qiáng)（增加邏輯/數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、自診斷等功能）。數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、自診斷等功能）。Date: 2021-12-14 Page: 8可編程控制器工作原理CH37070年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使使PLCPLC從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控

9、制裝置，故稱為可編程控制器（可編程控制器（PLCPLC）Date: 2021-12-14 Page: 9可編程控制器工作原理CH3第三代：第三代：7070年代末到年代末到8080年代中期年代中期CPU使用使用8或或16位微處理器甚至多微處理器，采用半導(dǎo)體位微處理器甚至多微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器EPROM、CMOSRAM等。等。增加浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，平方、三角函數(shù)等運(yùn)算。增加浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，平方、三角函數(shù)等運(yùn)算。增加查表、列表功能。增加查表、列表功能。自診斷及容錯(cuò)技術(shù)提高。自診斷及容錯(cuò)技術(shù)提高。梯形圖語言及語句表成熟。梯形圖語言及語句表成熟。小型小型PLC體積減小、可靠性提高、成本下降。體積減小、

10、可靠性提高、成本下降。大型大型PLC向模塊化、多功能方向發(fā)展。向模塊化、多功能方向發(fā)展。Date: 2021-12-14 Page: 10可編程控制器工作原理CH3第四代：第四代：8080年代中期到年代中期到9090年代中期年代中期增加高速計(jì)數(shù)、中斷、增加高速計(jì)數(shù)、中斷、A/D、D/A、PID等功能。等功能。處理速度進(jìn)一步提高（處理速度進(jìn)一步提高（1 s/步步）。）。連網(wǎng)功能增強(qiáng)。連網(wǎng)功能增強(qiáng)。編程語言進(jìn)一步完善，開發(fā)了編程軟件。編程語言進(jìn)一步完善，開發(fā)了編程軟件。Date: 2021-12-14 Page: 11可編程控制器工作原理CH3第五代：第五代： 9090年代中期之后年代中期之后CP

11、U使用使用16位或位或32位微處理器。位微處理器。PLC的的I/O點(diǎn)增加，最多可達(dá)點(diǎn)增加，最多可達(dá)32K個(gè)個(gè)I/O點(diǎn)。點(diǎn)。處理速度進(jìn)一步提高（處理速度進(jìn)一步提高（1ns/步步）。）。PLC都可以與計(jì)算機(jī)通信。都可以與計(jì)算機(jī)通信。具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、大批量數(shù)據(jù)處理的功能。具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、大批量數(shù)據(jù)處理的功能。開發(fā)了大量的特殊功能模塊。開發(fā)了大量的特殊功能模塊。編程軟件功能更強(qiáng)大。編程軟件功能更強(qiáng)大。不斷開發(fā)出功能強(qiáng)大可編程終端。不斷開發(fā)出功能強(qiáng)大可編程終端。Date: 2021-12-14 Page: 12可編程控制器工作原理CH3PLCPLC的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢 向高性

12、能、高速度、大容量發(fā)展向高性能、高速度、大容量發(fā)展 大力發(fā)展微型大力發(fā)展微型PLCPLC 大力開發(fā)智能型大力開發(fā)智能型I/OI/O模塊和分布式模塊和分布式I/OI/O子系統(tǒng)子系統(tǒng) 基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的編程軟件取代手持式編程器基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的編程軟件取代手持式編程器Date: 2021-12-14 Page: 13可編程控制器工作原理CH3 PLCPLC編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化 PLCPLC通信的易用化和通信的易用化和“傻瓜化傻瓜化” PLCPLC的軟件化和的軟件化和PCPC化化 組態(tài)軟件引發(fā)的上位計(jì)算機(jī)編程革命組態(tài)軟件引發(fā)的上位計(jì)算機(jī)編程革命 PLCPLC與現(xiàn)場總線相結(jié)合與現(xiàn)場總線相結(jié)合D

13、ate: 2021-12-14 Page: 14可編程控制器工作原理CH3三、三、PLCPLC的特點(diǎn)的特點(diǎn) 編程方法簡單易學(xué)編程方法簡單易學(xué) 功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高 硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng) 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 維修工作量小、維修方便維修工作量小、維修方便 體積小、能耗低體積小、能耗低Date: 2021-12-14 Page: 15可編程控制器工作原理CH31 1、數(shù)字量邏輯控制；、數(shù)字量邏輯控制；2 2、運(yùn)動(dòng)控制；、運(yùn)動(dòng)控制；3 3、閉環(huán)

14、過程控制；、閉環(huán)過程控制；4 4、定時(shí)控制、定時(shí)控制5 5、計(jì)數(shù)控制、計(jì)數(shù)控制6 6、數(shù)據(jù)處理；、數(shù)據(jù)處理；7 7、通信聯(lián)網(wǎng)；、通信聯(lián)網(wǎng)；8 8、自診斷；、自診斷；四、四、PLCPLC的功能的功能Date: 2021-12-14 Page: 16可編程控制器工作原理CH31. 1. 工業(yè)工業(yè)1 1）開關(guān)量控制，如邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序等；）開關(guān)量控制，如邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序等；2 2）模擬量控制，部分）模擬量控制，部分PLCPLC或功能模塊具有或功能模塊具有PIDPID控制功能，控制功能，可實(shí)現(xiàn)過程控制；可實(shí)現(xiàn)過程控制；3 3）監(jiān)控，用）監(jiān)控，用PLCPLC可構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控系統(tǒng)；可

15、構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控系統(tǒng)；4 4）建立工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，為適應(yīng)復(fù)雜的控制任務(wù)且節(jié)省資源，）建立工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，為適應(yīng)復(fù)雜的控制任務(wù)且節(jié)省資源，可采用單級(jí)網(wǎng)絡(luò)或多級(jí)分布式控制系統(tǒng)?？刹捎脝渭?jí)網(wǎng)絡(luò)或多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。2. 2. 其他行業(yè)其他行業(yè)可編程序控制器在其他行業(yè)的應(yīng)用也日益廣泛：在國防可編程序控制器在其他行業(yè)的應(yīng)用也日益廣泛：在國防和民用，如建筑，環(huán)保，家用電器等。和民用，如建筑，環(huán)保，家用電器等。五、五、PLCPLC的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域Date: 2021-12-14 Page: 17可編程控制器工作原理CH3PLCPLC主要由主要由CPUCPU模塊（包含存儲(chǔ)器）、輸入模塊、輸出模模塊（包含存儲(chǔ)器

16、）、輸入模塊、輸出模塊、電源和編程裝置組成。塊、電源和編程裝置組成。3.2 PLC3.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)Date: 2021-12-14 Page: 18可編程控制器工作原理CH3CPUCPU模塊主要由模塊主要由微處理器（微處理器（CPUCPU芯片）芯片）和和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器組成。組成。CPUCPU模塊功能模塊功能：接收、存儲(chǔ)有編程工具輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。接收、存儲(chǔ)有編程工具輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。檢查、校驗(yàn)用戶程序。檢查、校驗(yàn)用戶程序。接收、調(diào)用現(xiàn)場信息，接收、調(diào)用現(xiàn)場信息，執(zhí)行用戶程序。驅(qū)動(dòng)執(zhí)行用戶程序。驅(qū)動(dòng)PLCPLC外部的負(fù)載。外部的負(fù)載。故障診斷。故障診斷。1 1）CPUCP

17、U模塊模塊Date: 2021-12-14 Page: 19可編程控制器工作原理CH3小型小型PLCPLC：8 8位微處理器或單片機(jī)芯片位微處理器或單片機(jī)芯片Z80A 8031Z80A 8031中型中型PLC: 16PLC: 16位微處理器或單片機(jī)芯片位微處理器或單片機(jī)芯片 intel8086intel8086大型大型PLCPLC：高速位片式微處理器：高速位片式微處理器微處理器微處理器Date: 2021-12-14 Page: 20可編程控制器工作原理CH3PLCPLC使用的幾種物理存儲(chǔ)器：使用的幾種物理存儲(chǔ)器： 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器：RAMRAM，讀，讀/ /寫存儲(chǔ)器寫存儲(chǔ)器 只

18、讀存儲(chǔ)器：只讀存儲(chǔ)器：ROMROM 可以電擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器：可以電擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器：EEPROMEEPROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器Date: 2021-12-14 Page: 21可編程控制器工作原理CH3存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，根據(jù)工作原理，存存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，根據(jù)工作原理，存儲(chǔ)空間一般包括三個(gè)區(qū)：儲(chǔ)空間一般包括三個(gè)區(qū)：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)用戶程序存儲(chǔ)區(qū)：用戶程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)：用戶程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)。工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)RAMRAMDate: 2021-12-14 Page: 22可編程控制器工作原理CH32 2）I/OI/O模塊模塊輸入模塊用來接收和采

19、集輸入信號(hào)，輸入模塊分為開輸入模塊用來接收和采集輸入信號(hào)，輸入模塊分為開關(guān)量輸入模塊和模擬量輸入模塊；關(guān)量輸入模塊和模擬量輸入模塊；輸出模塊用來輸出信號(hào)和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件。輸出電路都輸出模塊用來輸出信號(hào)和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件。輸出電路都采用電氣隔離技術(shù)。采用電氣隔離技術(shù)。Date: 2021-12-14 Page: 23可編程控制器工作原理CH3各各I/OI/O點(diǎn)的通點(diǎn)的通/ /斷狀態(tài)用發(fā)光二極管（斷狀態(tài)用發(fā)光二極管（LEDLED）顯示，外部接）顯示，外部接線一般接在模塊面板的接線端子上。線一般接在模塊面板的接線端子上。I/OI/O模塊的工作原理模塊的工作原理輸入模塊輸入模塊設(shè)有設(shè)有RCRC濾波電路，以防

20、止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)。沖引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)。下圖是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線示意圖：下圖是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線示意圖：Date: 2021-12-14 Page: 24可編程控制器工作原理CH3S7-200S7-200的的CPUCPU模塊的數(shù)字量輸出電路的功率元件有驅(qū)動(dòng)直模塊的數(shù)字量輸出電路的功率元件有驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載的場效應(yīng)晶體管和小型繼電器流負(fù)載的場效應(yīng)晶體管和小型繼電器, ,后者既可以驅(qū)動(dòng)交后者既可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載又可以驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載流負(fù)載又可以驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載, ,負(fù)載電源由外部提供。負(fù)載電源由外部提供

21、。輸出模塊輸出模塊Date: 2021-12-14 Page: 25可編程控制器工作原理CH3編程器用來生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修編程器用來生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器和編程軟件；手持式編程器和編程軟件；3 3）編程器）編程器4 4）電源）電源Date: 2021-12-14 Page: 26可編程控制器工作原理CH3結(jié)論結(jié)論P(yáng)LCPLC是一種計(jì)算機(jī)。與一般計(jì)算機(jī)比較具有更強(qiáng)是一種計(jì)算機(jī)。與一般計(jì)算機(jī)比較具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程想連接的接口和更直接的適用于控的與工業(yè)過程想連接的接口和更直接的適用于控制要求的編

22、程語言。制要求的編程語言。Date: 2021-12-14 Page: 27可編程控制器工作原理CH3體積小，價(jià)格低，小型體積小，價(jià)格低，小型PLCPLC一般采用這種結(jié)構(gòu)；一般采用這種結(jié)構(gòu)；將將CPUCPU模塊、模塊、I/OI/O模塊和電源裝在一個(gè)箱形機(jī)殼內(nèi)；模塊和電源裝在一個(gè)箱形機(jī)殼內(nèi)；通常將此整體稱為通常將此整體稱為CPUCPU模塊；模塊；配有許多專用的特殊功能模塊，使配有許多專用的特殊功能模塊，使PLCPLC的功能得到的功能得到擴(kuò)展，如模擬量擴(kuò)展，如模擬量I/OI/O模塊、通信模塊等。模塊、通信模塊等。PLCPLC的硬件結(jié)構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu)整體式整體式PLCPLCDate: 2021-12-1

23、4 Page: 28可編程控制器工作原理CH3S7-200 CPUS7-200 CPU模塊的外形圖模塊的外形圖Date: 2021-12-14 Page: 29可編程控制器工作原理CH3大、中型的，較復(fù)雜的，要求較高的系統(tǒng)一般選用大、中型的，較復(fù)雜的，要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式結(jié)構(gòu)的模塊式結(jié)構(gòu)的PLCPLC；由機(jī)架和模塊組成；模塊插在模塊插座上，模塊插由機(jī)架和模塊組成；模塊插在模塊插座上，模塊插座焊在機(jī)架中的總線連接板上，有不同槽數(shù)的機(jī)架座焊在機(jī)架中的總線連接板上，有不同槽數(shù)的機(jī)架供用戶選用，還有擴(kuò)展機(jī)架；供用戶選用，還有擴(kuò)展機(jī)架；組態(tài)方便靈活：用戶可以選用不同檔次的組態(tài)方便靈活：用戶可以選

24、用不同檔次的CPUCPU模塊、模塊、品種繁多的品種繁多的I/OI/O模塊和特殊功能模塊，對(duì)硬件配置的模塊和特殊功能模塊，對(duì)硬件配置的選擇余地較大，維修時(shí)更換模塊也很方便。選擇余地較大，維修時(shí)更換模塊也很方便。 模塊式模塊式PLCPLCDate: 2021-12-14 Page: 30可編程控制器工作原理CH3S7-400 PLCS7-400 PLC的外形圖的外形圖Date: 2021-12-14 Page: 31可編程控制器工作原理CH3在數(shù)字量控制系統(tǒng)中，變量僅有兩種相反的工作狀態(tài)，如在數(shù)字量控制系統(tǒng)中，變量僅有兩種相反的工作狀態(tài)，如高電平和低電平、繼電器線圈的通電和斷電、觸點(diǎn)的接通高電平和

25、低電平、繼電器線圈的通電和斷電、觸點(diǎn)的接通和斷開，可以用邏輯代數(shù)中的和斷開，可以用邏輯代數(shù)中的1 1和和0 0來表示，一般在波形圖來表示，一般在波形圖中，用高電平表示中，用高電平表示1 1狀態(tài)，用低電平表示狀態(tài)，用低電平表示0 0狀態(tài)。狀態(tài)。3.3 PLC3.3 PLC的工作原理的工作原理一、一、 用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算Date: 2021-12-14 Page: 32可編程控制器工作原理CH3邏輯運(yùn)算關(guān)系表邏輯運(yùn)算關(guān)系表Date: 2021-12-14 Page: 33可編程控制器工作原理CH3a)a)與與 b)b)或或 c)c)非非 基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算Dat

26、e: 2021-12-14 Page: 34可編程控制器工作原理CH3例：異步電動(dòng)機(jī)控制電路邏輯關(guān)系分析例：異步電動(dòng)機(jī)控制電路邏輯關(guān)系分析電路實(shí)現(xiàn)的邏輯關(guān)系可用邏輯代數(shù)式表示為：電路實(shí)現(xiàn)的邏輯關(guān)系可用邏輯代數(shù)式表示為：FRSBKMSBKM2)1(Date: 2021-12-14 Page: 35可編程控制器工作原理CH32021-12-14二、二、PLCPLC的繼電器的繼電器PLCPLC可看成是由普通繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等組合而成的可看成是由普通繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等組合而成的電氣控制系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)。PLCPLC內(nèi)部的繼電器實(shí)際上是指存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元，稱為軟內(nèi)部的繼電器實(shí)際上是指存儲(chǔ)

27、器中的存儲(chǔ)單元，稱為軟繼電器。繼電器。軟繼電器體積小、功耗低、無觸點(diǎn)、速度快、壽命長，并軟繼電器體積小、功耗低、無觸點(diǎn)、速度快、壽命長，并且具有無限多的常開、常閉觸點(diǎn)供程序使用。且具有無限多的常開、常閉觸點(diǎn)供程序使用。Date: 2021-12-14 Page: 36可編程控制器工作原理CH31 1、讀取輸入；、讀取輸入；2 2、執(zhí)行用戶程序；、執(zhí)行用戶程序； 程序執(zhí)行階段，輸入值固定，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。程序執(zhí)行階段，輸入值固定，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。 可以提高程序的執(zhí)行速度?？梢蕴岣叱绦虻膱?zhí)行速度。 靈活。靈活。3 3、通信處理；、通信處理；4 4、CPUCPU自診斷測試；自診斷測試；5 5、改寫輸出；

28、、改寫輸出；6 6、中斷程序的處理；、中斷程序的處理；7 7、立即、立即I/OI/O處理；處理；三、三、PLCPLC的工作原理的工作原理Date: 2021-12-14 Page: 37可編程控制器工作原理CH3掃描工作模式掃描工作模式Date: 2021-12-14 Page: 38可編程控制器工作原理CH3PLCPLC的工作過程的工作過程對(duì)應(yīng)的指令表對(duì)應(yīng)的指令表( (語句表語句表) )程序程序: : LD I0.1 O Q0.0 AN I0.2 = Q0.0Date: 2021-12-14 Page: 39可編程控制器工作原理CH3 輸入采樣輸入采樣 執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序 輸出刷新輸出

29、刷新I/OI/O處理過程（三個(gè)階段）處理過程（三個(gè)階段） PLCPLC掃描周期一般僅幾十掃描周期一般僅幾十msms，兩次采樣之間的間隔時(shí)間，兩次采樣之間的間隔時(shí)間很短，對(duì)一般的開關(guān)量而言，可以認(rèn)為采樣是連續(xù)的。很短，對(duì)一般的開關(guān)量而言，可以認(rèn)為采樣是連續(xù)的。兩次刷新的間隔僅幾十兩次刷新的間隔僅幾十msms，即使考慮電路的電氣慣性，即使考慮電路的電氣慣性（延遲）時(shí)間，仍可認(rèn)為輸出是及時(shí)的。（延遲）時(shí)間，仍可認(rèn)為輸出是及時(shí)的。Date: 2021-12-14 Page: 40可編程控制器工作原理CH3 初始操作（上電處理）初始操作（上電處理） 運(yùn)行：（順序）周期循環(huán)掃描掃描運(yùn)行：（順序）周期循環(huán)掃

30、描掃描 工作特點(diǎn)：集中輸入，集中輸出（小型工作特點(diǎn)：集中輸入，集中輸出（小型PLCPLC）PLCPLC工作過程的特殊性工作過程的特殊性Date: 2021-12-14 Page: 41可編程控制器工作原理CH3輸入輸出滯后時(shí)間輸入輸出滯后時(shí)間 輸入電路濾波時(shí)間輸入電路濾波時(shí)間 輸出電路的滯后時(shí)間輸出電路的滯后時(shí)間 掃描工作方式引起的滯后時(shí)間掃描工作方式引起的滯后時(shí)間外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間時(shí)間間隔。信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間時(shí)間間隔。掃描工作方式引起最長的滯后時(shí)間可達(dá)兩個(gè)掃描周期掃描工作方式引起最長的滯后時(shí)間可達(dá)兩個(gè)掃描周期Date: 2021-12-14 Page: 42可編程控制器工作原理CH3PLCPLC與計(jì)算機(jī)的異同與計(jì)算機(jī)的異同 相同點(diǎn)：相同