《可編程控制器(PLC)教程_可編程序控制器概論

1、第2章可編程序控制器概論 2.1PLC的開展、分類及應(yīng)用 2.2結(jié)構(gòu)和工作原理 2.3技術(shù)性能指標 2.4編程語言 本章內(nèi)容包括：l PLC的開展、分類及應(yīng)用l結(jié)構(gòu)及工作原理l主要技術(shù)性能指標l常用編程語言返回本章首頁2.1PLC的開展、分類及應(yīng)用 產(chǎn)生 開展 特點 分類 應(yīng)用 返回本章首頁產(chǎn)生 可編程序邏輯控制器PLC產(chǎn)生于1969年，最初只具備邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，主要是用來取代繼電接觸器控制。 現(xiàn)在所說的可編程序控制器PCProgrammable Controller是1980年以來，美、日、德等國由先前的可編程序邏輯控制器PLC進一步開展而來。 1985年，國際電工委員會IEC對

2、可編程序控制器作了如下規(guī)定：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。 返回本節(jié)開展 1. 開展及現(xiàn)狀 2. 開展趨勢 1與計算機聯(lián)系密切 2開展多樣化 3模塊化 4網(wǎng)絡(luò)與通信能力增強 5多樣化與標準化 6工業(yè)軟件開展迅速 返回本節(jié)特點 1. 可靠性高 2. 功能強大 3.簡單方便 返回本節(jié)分類 1. 從結(jié)構(gòu)上可編程序控制器從結(jié)構(gòu)上可分為整體式和模塊式。2. 從規(guī)模上按PLC的輸入輸出點數(shù)可分為小型、中型和大型。 返回本節(jié)應(yīng)用 1. 工業(yè)1開關(guān)量控制，如邏輯、定時、計數(shù)、順序等；2模擬量控制，局部PLC或功能模塊具有PID控制功能，可實現(xiàn)過程控制；3監(jiān)控，用PLC可

3、構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控系統(tǒng)；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，可采用單級網(wǎng)絡(luò)或多級分布式控制系統(tǒng)。2. 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：在國防和民用，如建筑，環(huán)保，家用電器等。返回本節(jié)2.2結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu) 工作原理 返回本章首頁結(jié)構(gòu) PLC專為工業(yè)場合設(shè)計，采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計的輸入輸出接口電路等組成。圖2.1為一典型PLC結(jié)構(gòu)簡圖。圖2.1結(jié)構(gòu)簡圖1. 中央處理單元 中央處理單元CPU一般由控制器、運算器和存放器組成，這些電路都集成在一個芯片上。 CPU的主要功能：1從存儲器中讀取指令 2執(zhí)行指令 3順序取指令

4、 4處理中斷 2. 存儲器 1只讀存儲器 2隨機存儲器RAM 3. 輸入輸出單元 1輸入接口電路 2輸出接口電路 通常PLC的輸入類型可以是直流、交流和交直流。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可由PLC內(nèi)部提供。圖2.2和圖2.3分別為一種型號PLC的直流和交流輸入接口電路的電路圖，采用的是外接電源。圖2.2描述了一個輸入點的接口電路。其輸入電路的一次電路與二次電路用光耦合器相連，當行程開關(guān)閉合時，輸入電路和一次電路接通，上面的發(fā)光管用于對外顯示，同時光耦合器中的發(fā)光管使三極管導(dǎo)通，信號進入內(nèi)部電路，此輸入點對應(yīng)的位由0變?yōu)?。即輸入映像存放器的對應(yīng)位由0變?yōu)?。圖2.2 直流輸入電路圖圖2

5、.3交流輸入電路圖返回本節(jié)2輸出接口電路。輸出電路有繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型3種。繼電器輸出型的工作原理如圖2.4a所示，當內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，使繼電器線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點閉合，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0時，繼電器線圈斷電，觸點斷開，負載斷電，同時LED熄滅，表示該路輸出點無輸出。繼電器輸出型屬于有觸點輸出方式，響應(yīng)速度慢、動作頻率低，適用于低頻大功率直流或交流負載。晶體管輸出型的工作原理如圖2.4b所示，當內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，光電耦合器導(dǎo)通，使晶體管飽和導(dǎo)通，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)

6、為0時，光電耦合器斷開，大功率晶體管截止，負載失電，LED熄滅，表示該路輸出點無輸出。晶體管輸出型屬于無觸點輸出方式，響應(yīng)速度快、動作頻率高，只適用于高頻小功率直流負載。a b c圖2.4 PLC輸出接口電路工作原理 1. 循環(huán)掃描PLC采用循環(huán)掃描工作方式，這個工作過程一般包括五個階段：內(nèi)部處理、與編程器等的通信處理、輸入掃描、用戶程序執(zhí)行、輸出處理，其工作過程如圖2.5所示。圖2.5中當PLC方式開關(guān)置于RUN運行時，執(zhí)行所有階段；當方式開關(guān)置于STOP停止時，不執(zhí)行后3個階段，此時可進行通信處理，如對PLC聯(lián)機或離線編程。圖2.5 工作原理圖圖2.6 程序執(zhí)行原理圖2工作特點。PLC的工

7、作方式的特點為集中采樣和集中輸出。集中采樣：在一個掃描周期中，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入處理階段進行。當PLC進入程序處理階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期的輸入處理階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。集中輸出：在用戶程序中如果對輸出結(jié)果屢次賦值，那么最后一次有效。在一個掃描周期內(nèi)，只在輸出處理階段才將輸出狀態(tài)從輸出映像存放器中輸出，對輸出接口進行刷新。在其他階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映像存放器中。集中采樣和集中輸出的循環(huán)掃描工作方式使得PLC工作時大多數(shù)時間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離，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。但同時也會導(dǎo)致PLC輸入輸出響應(yīng)滯后，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度。2. 與計算機的異同 相同點：1根本結(jié)構(gòu)相同 2程序執(zhí)行原理相同 不同點： 兩者的不同點主要表達在工作方式上。3. 與繼電接觸器的異同 相同點：圖形結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系相同。 不同點：1實現(xiàn)原理不同2工作方式不同返回本節(jié)2.3技術(shù)性能指標 1. 外形尺寸 2. 輸入輸出點數(shù) 3. 機器字長 4. 速度5. 指令系統(tǒng)