可編程控制器課件

1、Y降壓?jiǎn)?dòng)控制降壓?jiǎn)?dòng)控制電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) Y Y 減壓起動(dòng)控制減壓起動(dòng)控制I/O接線圖接線圖 第一節(jié)第一節(jié) PLC的由來(lái)和定義的由來(lái)和定義 一、一、PLC的由來(lái)的由來(lái) PLC出現(xiàn)之前，繼電器控制系統(tǒng)占主導(dǎo)地位；出現(xiàn)之前，繼電器控制系統(tǒng)占主導(dǎo)地位；繼電器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)：體積大、耗電多，繼電器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)：體積大、耗電多，適應(yīng)性差適應(yīng)性差。 1968年，美國(guó)通用汽車公司年，美國(guó)通用汽車公司(GM)要求制造商為其裝配線提供一種新要求制造商為其裝配線提供一種新型的通用程序控制器，提出十項(xiàng)技術(shù)要求。型的通用程序控制器，提出十項(xiàng)技術(shù)要求。 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

2、，最好是插件式；維護(hù)方便，最好是插件式； 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； 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)； 在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)； 輸入可以是交流輸入可以是交流115V115V； 輸出為交流輸出為交流115V115V、2A2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥等；以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥等； 在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需很小變更；在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需很小變更； 用戶程序存貯器容量至少能擴(kuò)展到用戶程序存貯器容量至少能擴(kuò)展到4K4K。 ：吸取繼電器和計(jì)算機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)吸取繼電器和計(jì)算機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)

3、繼電器控制系統(tǒng)體積大、可靠性低、接線復(fù)雜、不易更繼電器控制系統(tǒng)體積大、可靠性低、接線復(fù)雜、不易更改、查找和排除故障困難，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差，改、查找和排除故障困難，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差，但但簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜；簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜； 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活（可編程）、通用性好功能強(qiáng)大、靈活（可編程）、通用性好，但編程，但編程困難；困難； 采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言自然語(yǔ)言”進(jìn)行編程，進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。（梯形圖）使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。（梯形圖） 1969年由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（年由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC

4、）根據(jù)美國(guó)通用汽根據(jù)美國(guó)通用汽車公司（車公司（GM）的要求研制成功，型號(hào)的要求研制成功，型號(hào)PDP-14。1971年，年，日本開(kāi)始生產(chǎn)；日本開(kāi)始生產(chǎn)；1973年，西德、法國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)；年，西德、法國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)；1974年，年，中國(guó)開(kāi)始研制，中國(guó)開(kāi)始研制，1977年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。目前，世界上年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。目前，世界上生產(chǎn)生產(chǎn)PLC的廠家有的廠家有200多家，比較常見(jiàn)的有德國(guó)西門子、多家，比較常見(jiàn)的有德國(guó)西門子、美國(guó)美國(guó)AB、瑞典瑞典ABB、日本三菱、日本歐姆龍等。日本三菱、日本歐姆龍等。 下面是幾個(gè)常見(jiàn)廠家的不同型號(hào)下面是幾個(gè)常見(jiàn)廠家的不同型號(hào)PLC：常見(jiàn)可編程控制器S7-200S7-300S

5、7-400LOGOC OMRON 公司的整體式 PLC 二、二、PLC的定義的定義 可編程序控制器（可編程序控制器（Programmble Controller）簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱PC或或PLC PLCPLC是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，并逐是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，并逐漸發(fā)展成為以漸發(fā)展成為以微處理器微處理器為核心，將為核心，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編融為一體的新型工業(yè)控制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位。程控制器、

6、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位。第一階段：第一階段：從從1969年第一臺(tái)年第一臺(tái)PLC問(wèn)世到問(wèn)世到1972年，是年，是PLC的初創(chuàng)階段。的初創(chuàng)階段。 其特點(diǎn)是其特點(diǎn)是CPU由中小規(guī)模集成電路組成，以邏輯運(yùn)算為主；首次將程由中小規(guī)模集成電路組成，以邏輯運(yùn)算為主；首次將程序存儲(chǔ)技術(shù)引入繼電器控制系統(tǒng)。序存儲(chǔ)技術(shù)引入繼電器控制系統(tǒng)。 第二節(jié)第二節(jié) PLC的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì)的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì)一、一、PLC的發(fā)展概況的發(fā)展概況第二階段：第二階段：從從1973年到年到1978年，是年，是PLC的成熟階段。的成熟階段。 其特點(diǎn)是其特點(diǎn)是CPU采用微處理器，編程技術(shù)方面開(kāi)發(fā)了梯形圖編程法。采用微處理

7、器，編程技術(shù)方面開(kāi)發(fā)了梯形圖編程法。第三階段：第三階段：從從1978年到年到1984年，是年，是PLC 的大發(fā)展階段。的大發(fā)展階段。 其特點(diǎn)是：其特點(diǎn)是：CPU采用采用8位和位和16位微處理器，有些還采用多微處理器結(jié)構(gòu)，位微處理器，有些還采用多微處理器結(jié)構(gòu)，從汽車工業(yè)發(fā)展到機(jī)械、冶金等各行業(yè)；初步形成了分布式通信網(wǎng)絡(luò)體系。從汽車工業(yè)發(fā)展到機(jī)械、冶金等各行業(yè)；初步形成了分布式通信網(wǎng)絡(luò)體系。第四階段：第四階段：從從1984年至今，是年至今，是PLC的繼續(xù)發(fā)展階段的繼續(xù)發(fā)展階段。 其特點(diǎn)是軟硬件功能接近與工業(yè)計(jì)算機(jī)，也可以用其特點(diǎn)是軟硬件功能接近與工業(yè)計(jì)算機(jī)，也可以用C語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言編語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言

8、編程。程。（一）大型化一）大型化 大存儲(chǔ)容量、高速度、高性能、增加大存儲(chǔ)容量、高速度、高性能、增加I/O點(diǎn)數(shù)方向發(fā)展。點(diǎn)數(shù)方向發(fā)展。 二、二、PLC的發(fā)展趨勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì)1、增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能、增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能 計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)（DCS）; 現(xiàn)場(chǎng)總線及智能化儀表控現(xiàn)場(chǎng)總線及智能化儀表控制系統(tǒng)（制系統(tǒng)（Field bus Control System, FCS）。）。2、發(fā)展智能模塊、發(fā)展智能模塊 以微處理器為基礎(chǔ)的功能部件。以微處理器為基礎(chǔ)的功能部件。3、外部故障診斷功能、外部故障診斷功能 自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)。自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)。4、編程語(yǔ)言、編程

9、工具標(biāo)準(zhǔn)化、高級(jí)化、編程語(yǔ)言、編程工具標(biāo)準(zhǔn)化、高級(jí)化 高級(jí)語(yǔ)言，個(gè)人計(jì)算機(jī)。高級(jí)語(yǔ)言，個(gè)人計(jì)算機(jī)。5、實(shí)現(xiàn)軟件、硬件標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)現(xiàn)軟件、硬件標(biāo)準(zhǔn)化6、編程組態(tài)軟件發(fā)展迅速、編程組態(tài)軟件發(fā)展迅速（二）小型化（二）小型化 分散的、中小型工業(yè)控制場(chǎng)合。例西門子分散的、中小型工業(yè)控制場(chǎng)合。例西門子LOGO!第三節(jié)第三節(jié) PLC的主要功能和特點(diǎn)的主要功能和特點(diǎn)一、一、PLC的主要功能的主要功能（一）開(kāi)關(guān)量控制（一）開(kāi)關(guān)量控制（二）模擬量控制（二）模擬量控制 A/D和和D/A轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換模塊（三）閉環(huán)（三）閉環(huán)程控制程控制 PID模塊實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的模塊實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化

10、的模擬量的閉環(huán)控制。閉環(huán)控制。（四）定時(shí)控制（四）定時(shí)控制 軟件編程定時(shí)軟件編程定時(shí)（五）計(jì)數(shù)控制（五）計(jì)數(shù)控制 對(duì)外部脈沖技術(shù)對(duì)外部脈沖技術(shù)（六）順序（步進(jìn)）控制（六）順序（步進(jìn)）控制（七）數(shù)據(jù)處理（七）數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作（八）通信和聯(lián)網(wǎng)（八）通信和聯(lián)網(wǎng) PLCPLC與遠(yuǎn)程與遠(yuǎn)程I/OI/O、PLCPLC之間、之間、PLPL與其它智能控制器之間與其它智能控制器之間二、二、PLC的特點(diǎn)的特點(diǎn)（一）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)（一）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠地工作。惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠地工作。（二）通用性強(qiáng)

11、、靈活性好、功能齊全（二）通用性強(qiáng)、靈活性好、功能齊全 PLC產(chǎn)品已經(jīng)系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，能方便靈活產(chǎn)品已經(jīng)系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，能方便靈活地組成大小不同、功能不同的控制系統(tǒng)。地組成大小不同、功能不同的控制系統(tǒng)。（三）編程簡(jiǎn)單、使用方便（三）編程簡(jiǎn)單、使用方便 梯形圖語(yǔ)言簡(jiǎn)單、直觀性強(qiáng)，與傳統(tǒng)繼電器控制電路梯形圖語(yǔ)言簡(jiǎn)單、直觀性強(qiáng)，與傳統(tǒng)繼電器控制電路相近。相近。（四）模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展靈活（四）模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展靈活 系統(tǒng)的功能和規(guī)?？筛鶕?jù)用戶據(jù)要求自己配置。系統(tǒng)的功能和規(guī)?？筛鶕?jù)用戶據(jù)要求自己配置。（五）安裝簡(jiǎn)便、方便調(diào)試（五）安裝簡(jiǎn)便、方便調(diào)試 硬件僅做接線安裝，現(xiàn)場(chǎng)修改程序調(diào)試。硬件

12、僅做接線安裝，現(xiàn)場(chǎng)修改程序調(diào)試。（六）網(wǎng)絡(luò)通信（六）網(wǎng)絡(luò)通信 標(biāo)準(zhǔn)通信接口。標(biāo)準(zhǔn)通信接口。第四節(jié)第四節(jié) PLC的分類的分類一、按一、按PLCPLC的控制規(guī)模分類的控制規(guī)模分類I IO O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在3232128128為微小型為微小型PLCPLC；I IO O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在128128256256為小型為小型PLCPLC；I IO O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在25625620482048為中型為中型PLCPLC；I IO O點(diǎn)數(shù)大于點(diǎn)數(shù)大于20482048為大型為大型PLCPLC；I IO O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在40004000以上為超大型以上為超大型PLCPLC。以上劃分不包括模擬量以上劃分不包括模擬量I I0 0

13、點(diǎn)數(shù)，且劃分界限不是固定的。點(diǎn)數(shù)，且劃分界限不是固定的。二、按結(jié)構(gòu)形式分類二、按結(jié)構(gòu)形式分類（1 1）整體式）整體式PLCPLC： 整體式整體式PLCPLC是將電源、是將電源、CPUCPU、I/OI/O部件都集部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。一般小型中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。一般小型PLCPLC采用這種結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)。（2 2）模塊式）模塊式PLCPLC：將將PLCPLC各部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如各部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如 CPUCPU模塊、模塊、I I0 0模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式PLCPLC由框架和各種模塊組成，模塊插在插座上。一般大、中型由框

14、架和各種模塊組成，模塊插在插座上。一般大、中型PLCPLC采用模塊式結(jié)構(gòu)，有的小型采用模塊式結(jié)構(gòu)，有的小型PLCPLC也采用這種結(jié)構(gòu)。也采用這種結(jié)構(gòu)。（3 3）疊裝式）疊裝式PLCPLC：有的有的PLCPLC將整體式和模塊式結(jié)合起來(lái)。將整體式和模塊式結(jié)合起來(lái)。輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備 I/OI/O擴(kuò)展擴(kuò)展 單元單元 特殊功特殊功 能單元能單元主機(jī)主機(jī)輸出單元輸出單元輸入單元輸入單元 電電 源源外設(shè)接口外設(shè)接口I/O/O擴(kuò)擴(kuò)展展口口存存 儲(chǔ)儲(chǔ) 器器 系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 C P U 用戶程序用戶程序 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器盒式磁帶機(jī)盒式磁帶機(jī)打印機(jī)打印機(jī)EPROMEPROM寫入器寫入器

15、上位計(jì)算機(jī)上位計(jì)算機(jī) PLCPLC編程器編程器可編程終端可編程終端PTPT 整體式整體式 PLC的基本組成框圖的基本組成框圖 組合式組合式 PLC的基本組成框圖的基本組成框圖 系系 統(tǒng)統(tǒng) 總總 線線通信單元通信單元 控控 制制 系系 統(tǒng)統(tǒng) 現(xiàn)現(xiàn) 場(chǎng)場(chǎng) 過(guò)過(guò) 程程CPU單元單元輸出單元輸出單元 編程器編程器PLC或或上位計(jì)算機(jī)上位計(jì)算機(jī)智能智能I/O單元單元輸入單元輸入單元電源模塊CPU模塊IO模塊底 板n 在70年代末和80年代初，我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國(guó)外的PLC。n 我國(guó)不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無(wú)線電二廠、無(wú)錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門A-

16、B公司等。n 在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC的應(yīng)用逐年增多，取得良好效果。PLC在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 目前，國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家有30余家，并有跡象顯示，更多的來(lái)自于原PLC應(yīng)用的技術(shù)人員準(zhǔn)備加入到小型PLC開(kāi)發(fā)的行列。但在目前上市的眾多PLC產(chǎn)品中，還沒(méi)有形成規(guī)?；纳a(chǎn)和名牌產(chǎn)品。 從技術(shù)角度來(lái)看，國(guó)內(nèi)外的小型PLC差距正在縮小。如無(wú)錫信捷、蘭州全志等公司生產(chǎn)的微型PLC已經(jīng)比較成熟，有些國(guó)產(chǎn)PLC（如和利時(shí)、科迪納）已經(jīng)擁有符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件、支持了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)等。 面對(duì)國(guó)際廠商數(shù)十年的規(guī)?；a(chǎn)和市場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)廠商更多地只停留在小批量生產(chǎn)和維系生存的起步階段，離真正批

17、量生產(chǎn)、市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)乃至創(chuàng)建品牌還有很長(zhǎng)的路要走。與此同時(shí)，國(guó)產(chǎn)PLC的低價(jià)優(yōu)勢(shì)也正在受到新的挑戰(zhàn)。 中國(guó)PLC市場(chǎng)（ 2004年度）n 產(chǎn)品覆蓋范圍。排在最前的三個(gè)品牌有最豐富的產(chǎn)品系列，而且沒(méi)有偏重，用戶很容易得到恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品；其他品牌如Fuji，LG則以小型和微型產(chǎn)品為主，GE和Schneider以中大型產(chǎn)品為主。雖然AB擁有出色的技術(shù)和全面的產(chǎn)品系列，但是高價(jià)格使用戶卻步。n 中國(guó)市場(chǎng)上的歷史。Siemens，Mitsubishi和Omron都是在中國(guó)市場(chǎng)上傳統(tǒng)的供應(yīng)商，在很多領(lǐng)域占了先機(jī)，相對(duì)應(yīng)的是GE，Schneider（其實(shí)Modicon進(jìn)入中國(guó)也比較早，但沒(méi)有完整的銷售和服務(wù)體系）

18、和LG這些后來(lái)者雖然市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，但距先行者仍有一定的差距。n 行業(yè)分布。某些品牌會(huì)側(cè)重于一些行業(yè)，如Schneider更加注重電力行業(yè)，Rockwell在冶金行業(yè)表現(xiàn)出眾。 ：n 作為目前國(guó)內(nèi)控制市場(chǎng)上的主流控制器，PLC市場(chǎng)的國(guó)內(nèi)參與者卻需要尷尬地面對(duì)這樣一個(gè)局面，即在高達(dá)31億的PLC市場(chǎng)總需求中，國(guó)產(chǎn)PLC不到整個(gè)市場(chǎng)份額1。 n 在按照I/O數(shù)量劃分的市場(chǎng)總量中，小型PLC（256點(diǎn)以下）的市場(chǎng)巨大，占據(jù)市場(chǎng)總額的64，而國(guó)產(chǎn)PLC的市場(chǎng)貢獻(xiàn)恰恰就在小型PLC的市場(chǎng)中。 第三章 PLC的基本組成的基本組成第一節(jié)第一節(jié) PLC的基本組成和各部分的作用的基本組成和各部分的作用 一、一、P

19、LCPLC的基本組成的基本組成 PLC PLC也是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有更強(qiáng)的與工業(yè)過(guò)程相也是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有更強(qiáng)的與工業(yè)過(guò)程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語(yǔ)言，具有中央連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語(yǔ)言，具有中央處理器（處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（輸出（I/O）接口、電源等。）接口、電源等。 二、二、PLCPLC各部分的作用各部分的作用（一）中央處理單元（一）中央處理單元（CPU）1、CPU的作用的作用（1）從程序存儲(chǔ)器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令；）從程序存儲(chǔ)器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令；（2）將各種輸入信號(hào)取入；）將各種輸入信號(hào)

20、取入；（3）把運(yùn)算結(jié)果送到輸出端；）把運(yùn)算結(jié)果送到輸出端；（4）響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求；）響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求；（5）診斷電源、）診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和語(yǔ)法錯(cuò)誤。內(nèi)部電路的工作故障和語(yǔ)法錯(cuò)誤。 2、PLC的的CPU（1）小型）小型PLC多采用多采用8位微處理器或單片機(jī)作為位微處理器或單片機(jī)作為CPU（2）中型）中型PLC多采用多采用16位微處理器或單片機(jī)作為位微處理器或單片機(jī)作為CPU（3）大型）大型PLC多采用高速位片式微處理器多采用高速位片式微處理器 二、二、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1 1、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用于存放用于存放PLCPLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在生產(chǎn)廠

21、家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在PROMPROM或或EPROMEPROM中，用戶不可訪問(wèn)和修改。中，用戶不可訪問(wèn)和修改。2 2、用戶程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM用戶程序區(qū)：存放用戶工作程序；用戶程序區(qū)：存放用戶工作程序；數(shù)據(jù)區(qū)：存放數(shù)據(jù)區(qū)：存放PLCPLC在運(yùn)行過(guò)程中所用到的和生成的各種工作數(shù)在運(yùn)行過(guò)程中所用到的和生成的各種工作數(shù)據(jù)。據(jù)。系統(tǒng)區(qū)：存放系統(tǒng)區(qū)：存放CPUCPU的組態(tài)數(shù)據(jù)（設(shè)定的參數(shù)）。的組態(tài)數(shù)據(jù)（設(shè)定的參數(shù)）。RAMRAM是一種揮發(fā)性器件，所以配備掉電保護(hù)電路。是一種揮發(fā)性器件，所以配備掉電保護(hù)電路。三、輸入、輸出單元三、輸入、輸出單元輸入單元作用：輸入

22、單元作用：將按鈕、行程開(kāi)關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)，轉(zhuǎn)換將按鈕、行程開(kāi)關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入主機(jī)。成數(shù)字信號(hào)送入主機(jī)。輸出單元作用：輸出單元作用：將主機(jī)向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行將主機(jī)向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行電路的信號(hào)，以便控制接觸器線圈、信號(hào)燈、電磁閥等電器。電路的信號(hào)，以便控制接觸器線圈、信號(hào)燈、電磁閥等電器。PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVACLRENTBAFEDC 98

23、 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR手持式的編程器手持式的編程器 編程設(shè)備可以是專用的手持式編程設(shè)備可以是專用的手持式的編程器；也可以是安裝了專門的的編程器；也可以是安裝了專門的編程通訊軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。編程通訊軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。 用戶可以通過(guò)鍵盤輸入和調(diào)試用戶可以通過(guò)鍵盤輸入和調(diào)試程序；另外在運(yùn)行時(shí)，還可以對(duì)整程序；另外在運(yùn)行時(shí)，還可以對(duì)整個(gè)控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控個(gè)控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。 （五）電源單元（五）電源單元 把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。部各單元所需的電源。 有的電源單元還向外提供有的電源單元還向外提供24V24V隔隔離直流電源離直

24、流電源，可供開(kāi)關(guān)量輸入單元連，可供開(kāi)關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)源開(kāi)關(guān)等使用。接的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)源開(kāi)關(guān)等使用?；脽羝脽羝?5959 可編程序控制器的電源一般采用可編程序控制器的電源一般采用開(kāi)關(guān)式電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍開(kāi)關(guān)式電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。擾性能好。 （四）（四） 編程設(shè)備編程設(shè)備第二節(jié)第二節(jié) PLC對(duì)繼電器控制系統(tǒng)的仿真對(duì)繼電器控制系統(tǒng)的仿真一、模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法一、模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法 用用PLCPLC替代繼電器控制系統(tǒng)就是替代電氣控制電路圖中的控替代繼電器控制系統(tǒng)就是替代電氣控制電路圖中的控制電

25、路那部分，而主電路部分基本保持不變。制電路那部分，而主電路部分基本保持不變。 繼電接觸器控制系統(tǒng)，又稱為繼電接觸器控制系統(tǒng)，又稱為接線程序控制系統(tǒng)接線程序控制系統(tǒng)，是通過(guò)，是通過(guò)電器元器件的固定接線來(lái)實(shí)現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)的。電器元器件的固定接線來(lái)實(shí)現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)的。 在在PLC控制系統(tǒng)中，用戶根據(jù)控制要求編制出相應(yīng)的控制控制系統(tǒng)中，用戶根據(jù)控制要求編制出相應(yīng)的控制程序，并寫入程序，并寫入PLC的程序存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，的程序存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，PLC將程將程序執(zhí)行結(jié)果輸出給相應(yīng)的輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。序執(zhí)行結(jié)果輸出給相應(yīng)的輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。 這這種控制稱為種

26、控制稱為存儲(chǔ)程序控制存儲(chǔ)程序控制。1 1、繼電器控制系統(tǒng)由輸入部分、輸出部分和控制部分組成。、繼電器控制系統(tǒng)由輸入部分、輸出部分和控制部分組成。2 2、PLCPLC控制系統(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三部分組成?？刂葡到y(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三部分組成。3 3、繼電器控制系統(tǒng)由許多真正的硬件繼電器組成，而、繼電器控制系統(tǒng)由許多真正的硬件繼電器組成，而PLCPLC的控的控制系統(tǒng)由許多所謂的制系統(tǒng)由許多所謂的“軟繼電器軟繼電器”組成。組成。 二、梯形圖仿真繼電器控制電路二、梯形圖仿真繼電器控制電路SB1SB2KMKM圖圖3-2 電動(dòng)機(jī)起、停控制電路電動(dòng)機(jī)起、?？刂齐娐稩0.1( )I0.0Q0.0Q0.

27、0圖圖3-3 電動(dòng)機(jī)起、?？刂铺菪螆D電動(dòng)機(jī)起、?？刂铺菪螆D1、在梯形圖中，可以把左母線看作是提供能量的母線，觸、在梯形圖中，可以把左母線看作是提供能量的母線，觸點(diǎn)閉合可以使能量流過(guò)，直到下一個(gè)元件；觸點(diǎn)斷開(kāi)將阻點(diǎn)閉合可以使能量流過(guò)，直到下一個(gè)元件；觸點(diǎn)斷開(kāi)將阻止能量流過(guò)，這種能量流稱之為止能量流過(guò)，這種能量流稱之為“能流能流”。2、梯形圖中的基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。、梯形圖中的基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。觸點(diǎn)：代表邏輯控制條件；觸點(diǎn)：代表邏輯控制條件；線圈：通常代表邏輯輸出結(jié)果；線圈：通常代表邏輯輸出結(jié)果；方框：代表某種特定功能的指令。方框：代表某種特定功能的指令。說(shuō)說(shuō)明明3、梯形

28、圖與繼電器控制電路圖之間的差異：、梯形圖與繼電器控制電路圖之間的差異：（1）“軟繼電器軟繼電器”：不是物理繼電器，每個(gè)：不是物理繼電器，每個(gè)“軟繼電器軟繼電器”各各為存儲(chǔ)器中的一位，相應(yīng)位為為存儲(chǔ)器中的一位，相應(yīng)位為“1”狀態(tài)，表示該繼電器線圈狀態(tài)，表示該繼電器線圈“通電通電”。（2）梯形圖中流過(guò)的）梯形圖中流過(guò)的“電流電流”不是物理電流，而是不是物理電流，而是“能流能流”，它只能從左到右、自上而下流動(dòng)。它只能從左到右、自上而下流動(dòng)。（3）梯形圖中的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)不是現(xiàn)場(chǎng)物理開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)。）梯形圖中的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)不是現(xiàn)場(chǎng)物理開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)。（4）梯形圖中的輸出線圈不是物理線圈，不能用它直接去得）梯

29、形圖中的輸出線圈不是物理線圈，不能用它直接去得現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（5）PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)原則上可無(wú)限次反復(fù)使用。內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)原則上可無(wú)限次反復(fù)使用。（6）實(shí)施控制的方法不同：繼電器控制線路中，要實(shí)現(xiàn)某種）實(shí)施控制的方法不同：繼電器控制線路中，要實(shí)現(xiàn)某種控制是通過(guò)各種繼電器之間的硬接線解決的控制是通過(guò)各種繼電器之間的硬接線解決的 ，它的功能專一，它的功能專一，不夠靈活。而不夠靈活。而PLC控制是通過(guò)梯形圖（軟件功能）解決的，控制是通過(guò)梯形圖（軟件功能）解決的，所以其靈活多變。所以其靈活多變。 一、建立一、建立I/OI/O映像區(qū)映像區(qū) 第三節(jié)第三節(jié) PLC的工作原理的工作原理 I

30、/O I/O映象區(qū)的大小與系統(tǒng)控映象區(qū)的大小與系統(tǒng)控制的規(guī)模有關(guān)。制的規(guī)模有關(guān)。 輸入輸入/ /輸出點(diǎn)總有輸入輸出點(diǎn)總有輸入/ /輸出輸出映象區(qū)的某一位與之相對(duì)應(yīng)。映象區(qū)的某一位與之相對(duì)應(yīng)。 PLCPLC工作時(shí)，將采集到的輸工作時(shí)，將采集到的輸入信號(hào)狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)對(duì)入信號(hào)狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)對(duì)應(yīng)的位上；將運(yùn)算的結(jié)果存放到應(yīng)的位上；將運(yùn)算的結(jié)果存放到輸出映象區(qū)對(duì)應(yīng)的位上。輸出映象區(qū)對(duì)應(yīng)的位上。 PLC PLC在執(zhí)行用戶程序時(shí)所需在執(zhí)行用戶程序時(shí)所需“輸入繼電器輸入繼電器”、“輸出繼輸出繼電器電器”的數(shù)據(jù)取用于的數(shù)據(jù)取用于I/OI/O映象區(qū)，而不直接與外部設(shè)備發(fā)生映象區(qū)，而不直接與外部設(shè)備發(fā)

31、生關(guān)系關(guān)系 。 I/OI/O映像區(qū)的建立，使映像區(qū)的建立，使PLCPLC工作時(shí)只和內(nèi)存有關(guān)地址單工作時(shí)只和內(nèi)存有關(guān)地址單元內(nèi)所存信息狀態(tài)發(fā)生關(guān)系。元內(nèi)所存信息狀態(tài)發(fā)生關(guān)系。（一）（一）PLCPLC的工作過(guò)程的工作過(guò)程 二、循環(huán)掃描的工作方式二、循環(huán)掃描的工作方式 PLC PLC上電后，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下，周而復(fù)始地按一定的上電后，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下，周而復(fù)始地按一定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各種任務(wù)進(jìn)行查詢、判斷和執(zhí)行，這個(gè)過(guò)程順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各種任務(wù)進(jìn)行查詢、判斷和執(zhí)行，這個(gè)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是按順序循環(huán)掃描的過(guò)程，稱之為實(shí)質(zhì)上是按順序循環(huán)掃描的過(guò)程，稱之為循環(huán)掃描工作方式循環(huán)掃描工作方式。 PLCPLC在

32、運(yùn)行工作狀態(tài)，執(zhí)行如上所述的一次掃描操作所需在運(yùn)行工作狀態(tài)，執(zhí)行如上所述的一次掃描操作所需的時(shí)間稱為的時(shí)間稱為掃描周期掃描周期，其典型值為，其典型值為1 1100ms100ms。初始化CPU自診斷通信信息處理與外部設(shè)備交換信息執(zhí)行用戶程序輸入輸出信息刷新對(duì)電源、對(duì)電源、PLC內(nèi)部電路、用戶程序的語(yǔ)法進(jìn)行內(nèi)部電路、用戶程序的語(yǔ)法進(jìn)行檢查；定期復(fù)位監(jiān)控定時(shí)器檢查；定期復(fù)位監(jiān)控定時(shí)器WDT等，確保系統(tǒng)等，確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行?？煽窟\(yùn)行。PLC之間以及之間以及PLC與與PC之間；之間；PLC與其他帶與其他帶微處理器的智能裝置通信。微處理器的智能裝置通信。編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機(jī)。編程器、終

33、端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機(jī)。 以掃描的方式按順序逐句掃描處理，運(yùn)算結(jié)果以掃描的方式按順序逐句掃描處理，運(yùn)算結(jié)果存入輸出映象區(qū)對(duì)應(yīng)位中存入輸出映象區(qū)對(duì)應(yīng)位中 。以掃描的方式把輸入信號(hào)的狀態(tài)存入輸入映象以掃描的方式把輸入信號(hào)的狀態(tài)存入輸入映象區(qū)；結(jié)果存入輸出映象區(qū)，直至傳送到外部被區(qū)；結(jié)果存入輸出映象區(qū)，直至傳送到外部被控設(shè)備?？卦O(shè)備。 清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時(shí)器等。清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時(shí)器等。 （二）用戶程序的循環(huán)掃描過(guò)程（二）用戶程序的循環(huán)掃描過(guò)程 CPU有兩個(gè)操作方式：有兩個(gè)操作方式：STOP方式和方式和RUN方式方式。 可編程序控制器對(duì)用戶程序進(jìn)行循環(huán)掃描可分為三個(gè)階可編程序控制

34、器對(duì)用戶程序進(jìn)行循環(huán)掃描可分為三個(gè)階段進(jìn)行，即段進(jìn)行，即輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。1 1、輸入采樣階段、輸入采樣階段 PLCPLC在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的狀態(tài)，并將此狀態(tài)存入輸入映像區(qū)；在程序執(zhí)行期間即使外部狀態(tài)，并將此狀態(tài)存入輸入映像區(qū)；在程序執(zhí)行期間即使外部輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像區(qū)的內(nèi)容也不改變，直到下一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像區(qū)的內(nèi)容也不改變，直到下一個(gè)掃描周期才被讀入。掃描周期才被讀入。2 2、程序執(zhí)行階段、程序執(zhí)行階段 執(zhí)行程序時(shí)，梯形圖中的輸入繼電器的

35、狀態(tài)取自內(nèi)部輸入執(zhí)行程序時(shí)，梯形圖中的輸入繼電器的狀態(tài)取自內(nèi)部輸入映像寄存器的狀態(tài)，并將運(yùn)算的結(jié)果，即輸出繼電器的狀態(tài)存映像寄存器的狀態(tài)，并將運(yùn)算的結(jié)果，即輸出繼電器的狀態(tài)存放在內(nèi)部輸出映像寄存器中。放在內(nèi)部輸出映像寄存器中。 3 3、輸出刷新階段、輸出刷新階段 CPUCPU將輸出映像區(qū)的內(nèi)容集中轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，然后將輸出映像區(qū)的內(nèi)容集中轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，然后傳送到各相應(yīng)的輸出端子輸出，最后再去得驅(qū)動(dòng)實(shí)際外部負(fù)載。傳送到各相應(yīng)的輸出端子輸出，最后再去得驅(qū)動(dòng)實(shí)際外部負(fù)載。 由于由于PLCPLC采用循環(huán)掃描方式，會(huì)使輸入、輸出延遲響應(yīng)。采用循環(huán)掃描方式，會(huì)使輸入、輸出延遲響應(yīng)。PLC對(duì)輸入、

36、輸出的處理規(guī)則對(duì)輸入、輸出的處理規(guī)則（1）輸入映像寄存器的內(nèi)容，由本掃描周期輸入采樣階段）輸入映像寄存器的內(nèi)容，由本掃描周期輸入采樣階段輸入端子的狀態(tài)決定。輸入端子的狀態(tài)決定。（2）輸出映像寄存器的狀態(tài)，由程序執(zhí)行期間輸出指令的）輸出映像寄存器的狀態(tài)，由程序執(zhí)行期間輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定。執(zhí)行結(jié)果決定。（3）輸出鎖存器的狀態(tài)，由輸出刷新期間輸出映像寄存器）輸出鎖存器的狀態(tài)，由輸出刷新期間輸出映像寄存器的狀態(tài)決定。的狀態(tài)決定。（4）輸出端子板上各輸出端的狀態(tài)，由輸出鎖存器來(lái)確定。）輸出端子板上各輸出端的狀態(tài)，由輸出鎖存器來(lái)確定。（5）執(zhí)行程序時(shí)所用的輸入、輸出狀態(tài)值，取決與輸入、）執(zhí)行程序時(shí)所用

37、的輸入、輸出狀態(tài)值，取決與輸入、輸出映像寄存器的狀態(tài)。輸出映像寄存器的狀態(tài)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：繼電器控制系統(tǒng)是繼電器控制系統(tǒng)是“并行并行”處理方式；處理方式；PLCPLC系統(tǒng)是系統(tǒng)是以以“串行串行”處理方式進(jìn)行工作。處理方式進(jìn)行工作。三、輸入、輸出延遲響應(yīng)三、輸入、輸出延遲響應(yīng)（一）輸入、輸出延遲響應(yīng)（一）輸入、輸出延遲響應(yīng) 當(dāng)當(dāng)PLCPLC的輸入端有一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化到的輸入端有一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化到PLCPLC輸出端對(duì)該輸出端對(duì)該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間，這段時(shí)間就稱為輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間，這段時(shí)間就稱為響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間或滯后時(shí)間或滯后時(shí)間。 （二）響應(yīng)時(shí)間（二）響應(yīng)時(shí)間 響應(yīng)

38、時(shí)間是設(shè)計(jì)響應(yīng)時(shí)間是設(shè)計(jì)PLCPLC控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)了解的一個(gè)重要參數(shù)?？刂葡到y(tǒng)時(shí)應(yīng)了解的一個(gè)重要參數(shù)。 輸入電路濾波時(shí)間輸入電路濾波時(shí)間，它由，它由RCRC濾波電路的時(shí)間常數(shù)決定。改濾波電路的時(shí)間常數(shù)決定。改變時(shí)間常數(shù)可調(diào)整輸入延遲時(shí)間變時(shí)間常數(shù)可調(diào)整輸入延遲時(shí)間幻燈片幻燈片 5252。 輸出電路的滯后時(shí)間輸出電路的滯后時(shí)間，它與輸出電路的輸出方式有關(guān)。繼，它與輸出電路的輸出方式有關(guān)。繼電器輸出方式的滯后時(shí)間為電器輸出方式的滯后時(shí)間為10ms10ms左右；雙向晶閘管輸出方式，左右；雙向晶閘管輸出方式，在接通負(fù)載時(shí)滯后時(shí)間約為在接通負(fù)載時(shí)滯后時(shí)間約為1ms1ms，切斷負(fù)載時(shí)滯后時(shí)間小于，切斷負(fù)載時(shí)

39、滯后時(shí)間小于10ms10ms；晶體管輸出方式的滯后時(shí)間小于；晶體管輸出方式的滯后時(shí)間小于1ms1ms幻燈片幻燈片 5353。 PLCPLC循環(huán)掃描的工作方式循環(huán)掃描的工作方式 PLCPLC對(duì)輸入采樣、輸出刷新的集中處理方式對(duì)輸入采樣、輸出刷新的集中處理方式 用戶程序中語(yǔ)句的安排用戶程序中語(yǔ)句的安排1 1、最短響應(yīng)時(shí)間、最短響應(yīng)時(shí)間CPU讀輸入讀輸入輸入輸入/輸出輸出刷新時(shí)間刷新時(shí)間最短響應(yīng)時(shí)間最短響應(yīng)時(shí)間=輸入延遲時(shí)間輸入延遲時(shí)間+一個(gè)掃描周期一個(gè)掃描周期+輸出延遲時(shí)間輸出延遲時(shí)間 如果在一個(gè)掃描周期剛結(jié)束之前收到一個(gè)輸入信號(hào)，在如果在一個(gè)掃描周期剛結(jié)束之前收到一個(gè)輸入信號(hào)，在下一個(gè)掃描周期進(jìn)

40、入輸入采樣階段，這個(gè)輸入信號(hào)就被采樣，下一個(gè)掃描周期進(jìn)入輸入采樣階段，這個(gè)輸入信號(hào)就被采樣，使輸入更新，這時(shí)響應(yīng)時(shí)間最短。使輸入更新，這時(shí)響應(yīng)時(shí)間最短。CPU讀輸入讀輸入輸入輸入/輸出輸出刷新時(shí)間刷新時(shí)間 2、最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間、最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間=輸入延遲時(shí)間輸入延遲時(shí)間+兩個(gè)掃描時(shí)間兩個(gè)掃描時(shí)間+輸出延遲時(shí)間輸出延遲時(shí)間 如果收到一個(gè)輸入信號(hào)經(jīng)輸入延遲后，剛好錯(cuò)過(guò)如果收到一個(gè)輸入信號(hào)經(jīng)輸入延遲后，剛好錯(cuò)過(guò)I/O刷新時(shí)刷新時(shí)間，在該掃描周期內(nèi)這個(gè)輸入信號(hào)無(wú)效，要到下一個(gè)掃描周期間，在該掃描周期內(nèi)這個(gè)輸入信號(hào)無(wú)效，要到下一個(gè)掃描周期輸入采樣階段才被讀入，使輸入更新，這時(shí)響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)

41、。輸入采樣階段才被讀入，使輸入更新，這時(shí)響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)。3、用戶程序的語(yǔ)句安排影響響應(yīng)時(shí)間、用戶程序的語(yǔ)句安排影響響應(yīng)時(shí)間說(shuō)明：說(shuō)明：如果將如果將1 1、2 2兩行指令的位置調(diào)一下，則兩行指令的位置調(diào)一下，則M2.0M2.0在第二周期在第二周期也能響應(yīng)。也能響應(yīng)。輸入接口電路：輸入接口電路：采用采用光電耦合器，防止強(qiáng)電干擾。光電耦合器，防止強(qiáng)電干擾。COM光電三極管光電三極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管直流電源直流電源輸入端子輸入端子+PLCI0.0+24V發(fā)光二極管發(fā)光二極管返回返回繼電器輸出繼電器輸出輸出接口電路（輸出接口電路（以以繼電器形式為例）繼電器形式為例） ：PLC內(nèi)內(nèi)部部電電路路內(nèi)內(nèi)部部電

42、電路路J+交流電源或交流電源或直流電源直流電源YCOM-返回返回第四章第四章 S7-200 PLCS7-200 PLC的系統(tǒng)配置的系統(tǒng)配置第一節(jié)第一節(jié) S7-200PLC系統(tǒng)的基本構(gòu)成系統(tǒng)的基本構(gòu)成 一、基本單元一、基本單元 (S7-200CPU模塊模塊)基本單元（基本單元（S7-200CPUS7-200CPU模模塊）也稱為主機(jī)，它包塊）也稱為主機(jī)，它包括一個(gè)中央處理單元括一個(gè)中央處理單元（CPUCPU）、電源、數(shù)字量）、電源、數(shù)字量輸入輸出單元?；締屋斎胼敵鰡卧??；締卧梢詷?gòu)成一個(gè)獨(dú)立的元可以構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)。狀態(tài)指示燈：狀態(tài)指示燈：顯示顯示CPUCPU的工作方式、本機(jī)的

43、工作方式、本機(jī)I/OI/O的狀態(tài)、的狀態(tài)、系統(tǒng)錯(cuò)誤狀態(tài)。存儲(chǔ)卡（系統(tǒng)錯(cuò)誤狀態(tài)。存儲(chǔ)卡（EEPOMEEPOM卡）可以存儲(chǔ)卡）可以存儲(chǔ)CPUCPU程序。程序。RS-485RS-485的串行通訊端口：的串行通訊端口：PLCPLC主機(jī)實(shí)現(xiàn)人一機(jī)對(duì)話、主機(jī)實(shí)現(xiàn)人一機(jī)對(duì)話、機(jī)機(jī)機(jī)對(duì)話的通道。實(shí)現(xiàn)機(jī)對(duì)話的通道。實(shí)現(xiàn)PLCPLC與上位計(jì)算機(jī)的連接，與上位計(jì)算機(jī)的連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)PLCPLC與與PLCPLC、編程器、彩色圖形顯示器、打印機(jī)等、編程器、彩色圖形顯示器、打印機(jī)等外部設(shè)備的連接。外部設(shè)備的連接。 擴(kuò)展接口：擴(kuò)展接口：PLCPLC主機(jī)與輸入、輸出擴(kuò)展模塊的接口，主機(jī)與輸入、輸出擴(kuò)展模塊的接口，作擴(kuò)展系統(tǒng)之

44、用。主機(jī)與擴(kuò)展模塊之間由導(dǎo)軌固定，作擴(kuò)展系統(tǒng)之用。主機(jī)與擴(kuò)展模塊之間由導(dǎo)軌固定，并用擴(kuò)展電纜連接。并用擴(kuò)展電纜連接。狀態(tài)顯示通信口頂部端子蓋電源及輸出端子前蓋 方式開(kāi)關(guān) 、電位器、擴(kuò)展I/O連接底部端子蓋輸入端子、傳感器電源存儲(chǔ)器卡S7-200 CPU項(xiàng)項(xiàng) 目目CPU221CPU222CPU224CPU226本機(jī)數(shù)字本機(jī)數(shù)字量輸入量輸入地址分配地址分配6輸入輸入I0.0I0.58輸入輸入I0.0I0.714輸入輸入I0.0I0.7I1.0I1.524輸入輸入I0.0I0.7I1.0I1.7I2.0I2.7本機(jī)數(shù)字本機(jī)數(shù)字量輸出量輸出地址分配地址分配4輸出輸出Q0.0Q0.36輸出輸出Q0.0Q

45、0.510輸出輸出Q0.0Q0.7Q1.0Q1.116輸出輸出Q0.0Q0.7Q1.0Q1.7本機(jī)模擬量本機(jī)模擬量輸入輸入/輸出輸出無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)擴(kuò)展模塊擴(kuò)展模塊數(shù)量數(shù)量無(wú)無(wú)2個(gè)模塊個(gè)模塊7個(gè)模塊個(gè)模塊7個(gè)模塊個(gè)模塊CPU226AC/DC/繼電器模塊輸入、輸出單元的接線圖繼電器模塊輸入、輸出單元的接線圖 電源電源由于是直流輸入模塊，所以采用由于是直流輸入模塊，所以采用直流電源作為檢測(cè)各輸入接點(diǎn)狀直流電源作為檢測(cè)各輸入接點(diǎn)狀態(tài)的電源（用戶提供）。態(tài)的電源（用戶提供）。M、L+兩個(gè)端子提供兩個(gè)端子提供24VDC/400mA傳傳感器電源，可以為傳感器提供電感器電源，可以為傳感器提供電源，也可以作為

46、輸入端的檢測(cè)電源，也可以作為輸入端的檢測(cè)電源使用。源使用。對(duì)于繼電器輸出方式，既可帶對(duì)于繼電器輸出方式，既可帶直流負(fù)載，也可帶交流負(fù)載。直流負(fù)載，也可帶交流負(fù)載。負(fù)載的激勵(lì)源由負(fù)載性質(zhì)確定。負(fù)載的激勵(lì)源由負(fù)載性質(zhì)確定。輸出端子排的右端輸出端子排的右端N、L1端子端子是供電電源是供電電源120/240VAC輸入輸入端。該電源電壓允許范圍為端。該電源電壓允許范圍為85264VAC。二、個(gè)人計(jì)算機(jī)（二、個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或編程器）或編程器 個(gè)人計(jì)算機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)（PCPC）或編程器需裝上）或編程器需裝上STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32編程軟件后，才可供用戶進(jìn)行程序

47、的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)編程軟件后，才可供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視等。視等。三、三、 STEP7-Micro/WIN32編程軟件編程軟件 STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是創(chuàng)建、編輯、編程軟件的基本功能是創(chuàng)建、編輯、調(diào)試用戶程序、組態(tài)系統(tǒng)等。調(diào)試用戶程序、組態(tài)系統(tǒng)等。四、通訊電纜四、通訊電纜 通訊電纜是通訊電纜是PLCPLC用來(lái)與個(gè)人計(jì)算機(jī)（用來(lái)與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PCPC）實(shí)現(xiàn)通訊的。）實(shí)現(xiàn)通訊的?？梢杂每梢杂肞C/PPIPC/PPI電纜，也可用一個(gè)通訊處理器（電纜，也可用一個(gè)通訊處理器（CPCP）和多點(diǎn)接）和多點(diǎn)接口（口（MPIMP

48、I）電纜，或者用一塊）電纜，或者用一塊MPIMPI卡及隨卡及隨MP1MP1卡提供的一根通卡提供的一根通訊電纜。訊電纜。五、人機(jī)界面五、人機(jī)界面 人機(jī)界面主要指專用操作員界面，例如操作員面板、觸人機(jī)界面主要指專用操作員界面，例如操作員面板、觸摸屏、文本顯示器等，這些設(shè)備可以使用戶通過(guò)友好的操作摸屏、文本顯示器等，這些設(shè)備可以使用戶通過(guò)友好的操作界面輕松地完成各種調(diào)整和控制的任務(wù)。界面輕松地完成各種調(diào)整和控制的任務(wù)。第二節(jié)第二節(jié) S7-200 PLC的接口模塊的接口模塊一、數(shù)字量模塊一、數(shù)字量模塊1、直流輸入模塊、直流輸入模塊（1）外部接線圖：）外部接線圖： 直流輸入模塊（直流輸入模塊（EM221

49、 8EM221 824VDC24VDC）有有8 8個(gè)數(shù)字量輸入端子。接線圖中，個(gè)數(shù)字量輸入端子。接線圖中，8 8個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)分成個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)分成2 2組。組。1M1M、2M2M分別是分別是2 2組輸入點(diǎn)內(nèi)部電路的公組輸入點(diǎn)內(nèi)部電路的公共端，每組需用戶提供一個(gè)共端，每組需用戶提供一個(gè)24VDC24VDC電源。電源。（一）數(shù)字量輸入模塊（一）數(shù)字量輸入模塊分為直流輸入模塊和交流輸入模塊。分為直流輸入模塊和交流輸入模塊。每一個(gè)輸入點(diǎn)可接收一個(gè)來(lái)自用戶設(shè)備的離散信號(hào)每一個(gè)輸入點(diǎn)可接收一個(gè)來(lái)自用戶設(shè)備的離散信號(hào)(ON/OFF)(ON/OFF)。輸入設(shè)備輸入設(shè)備：按鈕、限位開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)等

50、。：按鈕、限位開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)等。M+5VLEDSB1R3R1AR2CT 內(nèi)內(nèi) 部部 電電 路路 光電耦合光電耦合 外部開(kāi)關(guān)外部開(kāi)關(guān) 輸入點(diǎn)的輸入點(diǎn)的狀態(tài)顯示狀態(tài)顯示 輸入點(diǎn)輸入點(diǎn) 公共端公共端 （2）直流輸入電路）直流輸入電路 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器為當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器為“1 1”狀態(tài)狀態(tài)；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器為當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器為“0 0”狀態(tài)狀態(tài)。當(dāng)輸。當(dāng)輸入端的發(fā)光二極管入端的發(fā)光二極管VLVL點(diǎn)亮，即指示現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合。點(diǎn)亮，即指示現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合。I0.0 2交流輸入模塊交流輸入模塊(1）外部接線圖）外部

51、接線圖交流輸入模塊（交流輸入模塊（EM221 EM221 8 8AC120V/230VAC120V/230V）有）有8 8個(gè)個(gè)分隔式數(shù)字量輸入端子，分隔式數(shù)字量輸入端子，每個(gè)輸入點(diǎn)都占用二個(gè)每個(gè)輸入點(diǎn)都占用二個(gè)接線端子接線端子, ,它們各自使用它們各自使用1 1個(gè)獨(dú)立的交流電源（由個(gè)獨(dú)立的交流電源（由用戶提供）。這些交流用戶提供）。這些交流電源可以不同相。（電源可以不同相。（交交流流I/OI/O都是分隔式的都是分隔式的）（2）交流輸入電路）交流輸入電路 交流輸入模塊的輸入電路中，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合后，交流電交流輸入模塊的輸入電路中，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合后，交流電源經(jīng)源經(jīng)C C、R2R2、雙向光電耦合器的

52、發(fā)光二極管，使發(fā)光二極管發(fā)、雙向光電耦合器的發(fā)光二極管，使發(fā)光二極管發(fā)光，經(jīng)光電耦合，光電三極管接收光信號(hào)，并將該信號(hào)送至光，經(jīng)光電耦合，光電三極管接收光信號(hào)，并將該信號(hào)送至PLCPLC內(nèi)部電路，供內(nèi)部電路，供CPUCPU處理。雙向發(fā)光二極管處理。雙向發(fā)光二極管VLVL指示輸入狀態(tài)。指示輸入狀態(tài)。LED+5VAR2MSB1CR1 內(nèi)內(nèi) 部部 電電 路路R3 光電耦合光電耦合 輸入點(diǎn)的輸入點(diǎn)的狀態(tài)顯示狀態(tài)顯示 外部開(kāi)關(guān)外部開(kāi)關(guān) 輸入點(diǎn)輸入點(diǎn) 直流開(kāi)關(guān)量輸入接口電路（二）數(shù)字量輸出模塊（二）數(shù)字量輸出模塊 分為分為直流輸出模塊、交流輸出模塊、交直流輸出模塊直流輸出模塊、交流輸出模塊、交直流輸出模塊

53、三種（晶三種（晶體管、晶閘管、繼電器輸出方式）。體管、晶閘管、繼電器輸出方式）。 數(shù)字量輸出模塊的每一個(gè)輸出點(diǎn)能控制一個(gè)用戶的離散型數(shù)字量輸出模塊的每一個(gè)輸出點(diǎn)能控制一個(gè)用戶的離散型（ON/OFFON/OFF）負(fù)載。典型的負(fù)載包括：繼電器線圈，接觸器線圈、電）負(fù)載。典型的負(fù)載包括：繼電器線圈，接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等。磁閥線圈、指示燈等。 每一個(gè)輸出點(diǎn)與一個(gè)且僅與一個(gè)輸出電路相連，輸出電路把每一個(gè)輸出點(diǎn)與一個(gè)且僅與一個(gè)輸出電路相連，輸出電路把CPUCPU運(yùn)算處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種大功率的開(kāi)關(guān)運(yùn)算處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種大功率的開(kāi)關(guān)信號(hào)。信號(hào)。PLC

54、PLC的輸出端子是的輸出端子是PLCPLC向外部負(fù)載發(fā)出控制命令的窗口。向外部負(fù)載發(fā)出控制命令的窗口。1 1、直流輸出模塊、直流輸出模塊（1 1）外部接線圖）外部接線圖 直流輸出模塊（直流輸出模塊（EM222 EM222 8 824VDC),24VDC),有有8 8個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，接線圖中接線圖中8 8個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)分成個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)分成2 2組。組。1L+1L+、2L+2L+分別是兩組輸出點(diǎn)內(nèi)部電分別是兩組輸出點(diǎn)內(nèi)部電路的公共端，每組需用戶提供一個(gè)路的公共端，每組需用戶提供一個(gè)DC24VDC24V的電流。的電流。（2）直流輸出電路）直流輸出電路 直流輸出模塊是晶體管輸出方式，

55、或用場(chǎng)效應(yīng)晶體管直流輸出模塊是晶體管輸出方式，或用場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFETMOSFET）驅(qū)動(dòng)；特點(diǎn)是響應(yīng)速度快。）驅(qū)動(dòng)；特點(diǎn)是響應(yīng)速度快。 輸出映象寄存器為輸出映象寄存器為“1”1”狀態(tài)狀態(tài)時(shí)時(shí), ,負(fù)載在外部電源激勵(lì)下通負(fù)載在外部電源激勵(lì)下通電工作；輸出映象寄存器為電工作；輸出映象寄存器為“0”0”狀態(tài)狀態(tài)時(shí)時(shí), ,外部負(fù)載斷電，停止外部負(fù)載斷電，停止工作。工作。2、交流輸出模塊、交流輸出模塊 （1）外部接線圖）外部接線圖交流輸出模塊交流輸出模塊（EM222 8EM222 8120V/120V/230VAC230VAC），有），有8 8個(gè)分個(gè)分隔式數(shù)字量輸出點(diǎn)，隔式數(shù)字量輸出點(diǎn)，接線圖中接

56、線圖中每個(gè)輸出每個(gè)輸出點(diǎn)占用二個(gè)接線端點(diǎn)占用二個(gè)接線端子子，且它們各自都，且它們各自都由用戶提供一個(gè)獨(dú)由用戶提供一個(gè)獨(dú)立的交流電源，這立的交流電源，這些交流電源可以不些交流電源可以不同相。同相。（2）交流輸出電路）交流輸出電路 交流輸出模塊是交流輸出模塊是可控硅可控硅( (晶閘管晶閘管) )輸出方式。其特點(diǎn)是輸出方式。其特點(diǎn)是輸出輸出啟動(dòng)電流大啟動(dòng)電流大。當(dāng)。當(dāng)PLCPLC有信號(hào)輸出時(shí)，光電二極管導(dǎo)通，通過(guò)光電有信號(hào)輸出時(shí)，光電二極管導(dǎo)通，通過(guò)光電耦合使雙向可控硅耦合使雙向可控硅( (晶閘管晶閘管) )導(dǎo)通，交流負(fù)載在外部交流電源的導(dǎo)通，交流負(fù)載在外部交流電源的激勵(lì)下得電。發(fā)光二極管激勵(lì)下得電

57、。發(fā)光二極管VLVL點(diǎn)亮，指示輸出有效。點(diǎn)亮，指示輸出有效。3. 交、直流輸出模塊（繼電器輸出方式）交、直流輸出模塊（繼電器輸出方式）（1）外部接線圖）外部接線圖交直流輸出模塊交直流輸出模塊（EM222 8EM222 8繼電繼電器）有器）有8 8個(gè)輸出點(diǎn)，個(gè)輸出點(diǎn)，分成分成2 2組，組，1L1L、2L2L是每組輸出點(diǎn)的公是每組輸出點(diǎn)的公共端共端。每組需用戶。每組需用戶提供一個(gè)外部電源提供一個(gè)外部電源（可以是直流或交（可以是直流或交流電源）。流電源）。（2）繼電器輸出電路）繼電器輸出電路 1.1.接有阻容熄弧電路接有阻容熄弧電路消除繼電器觸點(diǎn)的火花消除繼電器觸點(diǎn)的火花 2.2.繼電器的觸點(diǎn)兩端接

58、有金屬氧化膜壓敏電阻繼電器的觸點(diǎn)兩端接有金屬氧化膜壓敏電阻 不使繼電器觸點(diǎn)在斷開(kāi)時(shí)出現(xiàn)兩端電壓過(guò)高的現(xiàn)象，從而不使繼電器觸點(diǎn)在斷開(kāi)時(shí)出現(xiàn)兩端電壓過(guò)高的現(xiàn)象，從而保護(hù)了該觸點(diǎn)。保護(hù)了該觸點(diǎn)。3.3.電阻電阻R1R1和發(fā)和發(fā)光二極管光二極管VLVL輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)顯示電路。顯示電路。4.4.特點(diǎn)特點(diǎn)輸輸出電流大出電流大( (可可達(dá)達(dá)2A2A4A4A），），可帶交流、直可帶交流、直流負(fù)載，適應(yīng)流負(fù)載，適應(yīng)性強(qiáng)，但響應(yīng)性強(qiáng)，但響應(yīng)速度慢。速度慢。 二、模擬量模塊二、模擬量模塊 模擬量模塊有模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量模擬量模塊有模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊。輸入輸出模塊

59、。( (一一) ) 模擬量輸入模塊（模擬量輸入模塊（A/DA/D）作用作用：PLCPLC只能接收數(shù)字量信號(hào)，模擬量信號(hào)是一種連續(xù)變化只能接收數(shù)字量信號(hào)，模擬量信號(hào)是一種連續(xù)變化 的物理量。為實(shí)現(xiàn)模擬量控制，必須先對(duì)模擬量進(jìn)行模的物理量。為實(shí)現(xiàn)模擬量控制，必須先對(duì)模擬量進(jìn)行模/ /數(shù)數(shù)（A/DA/D）轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成）轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLCPLC所能接受的數(shù)字信號(hào)。所能接受的數(shù)字信號(hào)。模擬量輸入模塊的功能就是實(shí)現(xiàn)模模擬量輸入模塊的功能就是實(shí)現(xiàn)模/ /數(shù)（數(shù)（A/DA/D）轉(zhuǎn)換。）轉(zhuǎn)換。由濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換由濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D，光電耦合等部分組成，光電耦合等部分組成 。光電耦合器起防止電

60、磁干擾的作用光電耦合器起防止電磁干擾的作用 。對(duì)多通道的模擬量輸入單元，通常設(shè)置多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行通道對(duì)多通道的模擬量輸入單元，通常設(shè)置多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行通道的切換，且在輸出端設(shè)置信號(hào)寄存器。的切換，且在輸出端設(shè)置信號(hào)寄存器。（1）外部接線圖）外部接線圖1.1.模塊上部共有模塊上部共有1212個(gè)端子個(gè)端子, ,每每3 3個(gè)點(diǎn)為一組，共個(gè)點(diǎn)為一組，共4 4組。組。2.2.每組可作為一路模擬量每組可作為一路模擬量的輸入通道（電壓信號(hào)或的輸入通道（電壓信號(hào)或電流信號(hào)），電壓信號(hào)用電流信號(hào)），電壓信號(hào)用兩個(gè)端子（兩個(gè)端子（A+A+、A-A-），電），電流信號(hào)用流信號(hào)用3 3個(gè)端子（個(gè)端子（RCRC，C+C