可编程序控制器原理与应用PPT电子课件教案-第二章可编程序控制器的基本组成和工作原理.ppt

第二章 可编程序控制器的 基本组成和工作原理,第一节 plc的基本组成 第二节 plc的工作原理及常用编程语言 第三节 plc的分类方法,第一节 plc的基本组成,plc主要由哪几个部分组成？,一、cpu模块,指示灯,存储器盒舱,dip开关,外设端口,rs-232c端口,内装板舱,组成 运算器：执行算术运算、逻辑运算等 控制器：控制整机各部分协调工作 作用 plc本身的自检 接收输入模块的信息 执行监控程序和用户程序 输出控制信号 响应外部设备的请求,cpu模块在plc中起什么作用？,二、存储器,系统程序存储区 采用prom或eprom芯片存储器，存放监控程序，用户不能访问和修改 用户程序存储区 用于存放经编程器输入的用户程序，采用ram、eprom或eeprom 数据存储区 采用ram，暂存输入、输出数据映像，定时器/计数器预置数和当前值等,plc常用哪几种存储器？ 分别用来存储什么信息？,三、输入/输出模块,plc有各种形式的输入/输出模块 开关量输入/输出模块 模拟量输入/输出模块 温度控制模块 高速计数模块 位置控制模块 , plc的输入信号形式,直流信号输入 交流信号输入,模拟量信号输入,plc有哪几种开关量输入形式？,直流信号输入形式,开关s闭合时，24v直流电压加到in和com端，通过光电耦合器，信号送入内部电路,交流信号输入形式,输入单元为何需要设置光电隔离电路？,模拟量信号输入形式,模拟量输入模块原理框图,模拟量输入模块设有电压信号和电流信号输入端。当电流信号输入时，要把输入电压端和输入电流端短接，使电流信号转换为标准的电压信号。输入信号通过运算放大器放大和量程转换，由模数转换变换为数字信号，经光电隔离后送入内部电路, plc的输出信号形式,开关量输出 继电器输出 晶体管输出 晶闸管输出,模拟量输出,plc有哪几种开关量输出形式？各适用于什么负载？,继电器输出形式,继电器输出电路对直流负载或交流负载都适用，负载电流可达2a。但因为有触点，使用寿命不够长,晶体管输出电路仅适用于直流负载，无触点，寿命长，响应速度快。但输出电流较小，约0.5a,晶体管输出形式,晶闸管输出电路仅适用于交流负载，无触点，寿命长。但plc中的晶闸管输出电流不大，约1a,晶闸管输出形式,模拟量输出形式,模拟量i/o模块做什么用？它们的精度用什么参数表示？,模拟量输出模块原理框图,plc内部要输出的数字量信号经光电隔离送到数模转换d/a，转换后的模拟量直流电压信号经运放驱动后输出。同时，d/a转换后的模拟量直流电压信号还送到电压/电流转换器变成电流信号输出,3.智能输入/输出模块,自带cpu，处理高速脉冲的计数，并将计数值送主cpu模块进行处理，不受主cpu扫描周期的影响,plc内部有软件计数器，为什么有时还要用高速计数模块？,（1）高速计数模块,自带微处理器，用来控制物体的位置、速度和加速度，可以控制直线运动或旋转运动，也可以控制单轴或多轴运动,plc的运动控制模块有哪些功能？,（2）运动控制模块,将现场电动势或热电阻的模拟量信号转换为数字信号，并完成热电偶的冷端补偿和热电阻的非线性补偿等,（3）温度控制模块,四、编程器,用于输入、修改和调试程序，并可监视程序的执行,plc的编程器有哪几种？各有何主要特点？,简易编程器 体积小，携带方便，但只能用指令助记符编程，适合小型plc的编程及现场调试,工作方式 选择开关,lcd液晶 显示屏,键盘区,图形编程器功能强大，可用梯形图编程，即可联机编程，也可脱机编程，还可监控plc的运行 计算机安装了plc编程支持软件后，也具有图形编程器的功能,图形编程器,五、电源模块,将交流电转换成直流电，向plc内部电路提供直流稳压电源 向外部提供直流24v的稳压，用于直流信号输入电路及传感器的供电,电源指示灯,外部连接端子,电源模块,第二节 plc的工作原理及常用编程语言,一、plc的基本工作原理,从控制的角度来看，可将plc等效成输入部分、程序控制部分和输出部分,从上面的等效工作电路可见,输入部分将外部开关信号转换成plc内部输入继电器线圈的接通或断开 程序控制部分根据输入/输出继电器的触点状态执行用户程序，其结果使输出继电器线圈接通或断开 输出部分根据输出继电器的状态决定是否接通外接电器,二、plc的循环扫描工作过程,对plc内部的cpu、存储器、输入模块、输出模块、总线等进行自诊断,对编程器、可编程终端等外部设备请求的处理,按照从左到右、从上到下的顺序执行用户程序，并将结果存入输出映像寄存器,采集输入信号并存入输入映像寄存器中；同时将输出映像寄存器中要输出的信号送到输出锁存器，经输出电路驱动外接电器,扫描过程分为哪几个阶段？,plc按上述4个阶段周期性地循环扫描，每扫描一次，用户程序就执行一次，且i/o数据刷新一次,plc完成一个循环的扫描过程称为一个扫描周期,plc的扫描周期是如何定义的？,三、plc的常用编程语言,梯形图语言 助记符语言 逻辑功能图 顺序功能图,梯形图语言,类似于继电器控制原理图,助记符语言,用帮助记忆的英文缩写字符表示plc的各种指令，类似于计算机的汇编语言 简易编程器就采用了助记符语言,第三节 plc的分类方法,plc产品种类很多，一般按下列分类 按结构形式分类 按控制规模分类 按控制功能分类 按生产厂家分类,一、按结构形式分类,整体式plc 整体式结构plc将中央处理单元、存储器、输入输出单元和电源单元等组装在一个机壳内 模块式plc 模块式结构plc是把中央处理单元和存储器做成独立的组件模块，把输入输出等单元也做成独立的模块，然后组装在一个机架或母板上,二、按控制规模分类,plc的每一个输入/输出接点简称为点 i/o点数小于64点的属微型plc i/o点数在64256点的属小型plc i/o点数在2561024点的属中型plc i/o点数在1024点以上的属大型plc,三、按控制功能分类,根据工业控制系统复杂程度的要求不同，所需plc的功能也不相同 低档机：仅有开关运算、逻辑运算、定时和计数 中档机：具有开关量和模拟量控制、数字运算、中断控制以及通信功能 高档机：具有开关量和模拟量控制、矩阵运算、数据管理、通信联网等功能,四、按生产厂家分类,目前世界上能生产plc的厂家较多，大致可以分成美国、欧洲和日本三个流派。在中国市场占有较大份额，较有影响的公司及产品有 omron公司：cpm2a、cqm1h、cj1、cs1等系列 三菱公司：fx1s、fx1n、fx2n等系列 西门子公司：s7-200、s7-300、s7-400等系列,预习第三章第一节、第二节 思考题,一台cpm1a-40cdr-a扩展一台cpm1a-20edr，最多可接多少个输入信号？最多可带多少个负载？ cpm1a系列与cqm1h系列plc主要不同点是什么？ cqm1h系列plc主要由哪些模块组成？ cqm1h系列plc的i/o模块是如何进行通道分配的？ cqm1h系列plc内部有哪几种编程元件？各有什么主要功能？,cqm1h