第二章 PLC的结构与原理

1、硬件系统中央处理器模块存储器模块输入/输出模块电源模块外围设备编程设备网络通信设备输入/输出设备存储设备监控设备一、硬件系统运算器寄存器控制器CPU存储器（内存）系统程序存储器用户程序存储器用来储存整个系统的监控程序，一般为ROM。掉电不丢失信息。用来存储用户根据工艺要求设计的控制程序。RAM EEPROM随机存储器RAM只读存储器ROM可擦除可编程序的只读存储器EPROM可电擦除的EPROMEEPROM可读可写，易失性。工作速度高，价格低，改写方便。只读不能写入。非易失的。将调试好的程序经写入器写入，非易失的。用紫外线照射透镜窗口擦除。可用编程器对它编程。兼有ROM的非易失性和RAM的随机存

2、取优点。价格高，写入信息时间长。软件系统系统程序用户程序系统管理程序专用标准程序块用户指令的解释程序为达到某种控制目的由厂家提供的编程语言编写的程序运行相关时间分配，存储空间分配管理，系统自检等将用户指令变为机器码外部设备现场用户输出设备微处理器（CPU）运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器110V/220V市电PLC基本单元基本单元PLC系统结构示意图系统结构示意图 扫描工作分为扫描工作分为 5 个阶段个阶段 系统自诊断系统自诊

3、断通信处理通信处理输入扫描输入扫描程序运行程序运行输出刷新输出刷新输 入 处 理程 序 处 理输 出 处 理输输入入端端子子输输入入映映像像寄寄存存器器执执行行用用户户程程序序输输出出端端子子输输出出映映像像寄寄存存器器输输入入信信号号输输出出信信号号内内部部存存储储器器刷刷新新输输入入端端子子输输入入映映像像寄寄存存器器执执行行用用户户程程序序输输出出端端子子输输出出映映像像寄寄存存器器输输入入信信号号输输出出信信号号内内部部存存储储器器刷刷新新输 入 处 理程 序 处 理输 出 处 理输输入入端端子子输输入入映映像像寄寄存存器器执执行行用用户户程程序序输输出出端端子子输输出出映映像像寄寄存

4、存器器输输入入信信号号输输出出信信号号内内部部存存储储器器刷刷新新输输入入端端子子输输入入映映像像寄寄存存器器执执行行用用户户程程序序输输出出端端子子输输出出映映像像寄寄存存器器输输入入信信号号输输出出信信号号内内部部存存储储器器刷刷新新工作过程示意图PLC控制的原理控制的原理 等效电路图等效电路图SB1SB2ST公共端公共端公共端公共端输入部分输入部分输出端子输出端子输入端子输入端子用户程序用户程序输出部分输出部分主电路主电路KMFUFR M 3 QKMPLCSB1SB2KMSTI0.0I0.1I0.2Q0.01LL+KM线圈断电线圈断电I0.1断断开开接点断开接点断开KMFUFR M 3

5、QKM通电通电KM断电断电触点断开触点断开电动停转电动停转触点断开触点断开SB2STSB2闭合闭合PLCSB2STI0.0I0.1I0.2Q0.01L 1MKMSB1闭合闭合KM线圈通电线圈通电I0.0 闭闭合合接点闭合接点闭合KMFUFR M 3 QKM通电通电KM通电通电触点闭合触点闭合电动机转电动机转触点闭合触点闭合SB2STSB1KMPLCSB2STI0.0I0.1I0.2Q0.01L 1M【FP0 C32 FP0 C32 控制单元】控制单元】开关位置开关位置动作模式动作模式RUN(上)RUN(上)处于R U N模 式处于R U N模 式开始执行程序、运行。开始执行程序、运行。PROG

6、(下)PROG(下)处于P R OG模 式处于P R OG模 式停止运行。停止运行。【模式切换开关】【模式切换开关】RUN(绿)RUN(绿)在R UN模 式下、在R UN模 式下、执行強制输入输出时闪烁执行強制输入输出时闪烁PROG(绿)PROG(绿)在P ROG模 式下亮在P ROG模 式下亮表示运行停止状态表示运行停止状态ERROR/ERROR/ALARMALARM(红)(红)如果检测到自检错误则闪如果检测到自检错误则闪烁。发生硬件异常以及程烁。发生硬件异常以及程序运算停滞或者看门狗动序运算停滞或者看门狗动作时开始闪烁。作时开始闪烁。【状态显示【状态显示LEDLED】n输入部输入部输输出部

7、出部输入输出输入输出部分输入输出部分松下电工松下电工PLCPLC【FPFP系列】系列】使用计算机的编程工具使用计算机的编程工具【FPWINFPWINGRGR】等】等编程器编程器【手持编程器【手持编程器】【特点】小型便携便于修改部分程序仅监控显示指令【特点】易于编辑调试（计算机显示画面大）监控功能强易于编写梯形图名称名称使用点数使用点数功能功能外部输入外部输入X208点（X 0 X1 2 F）按来自外部的输入进行ON/OFF外部输出外部输出Y208点（Y 0 Y1 2 F）向外部输出ON/OFF状态内部继电器内部继电器R1008点（R 0 R6 2 F）仅在程序中ON/OFF定时器定时器T到达定

8、时器的设定时间后变为ON计数器计数器C计数器计数到时为ON特殊内部继电器特殊内部继电器R64点（R 9 000 ）特定条件下ON/OFF，即具有某种意义的特殊继电器定时器、计数器合计为1 4 4 点（T 0 T 9 9/C100 C1 4 3）PLC的内部继电器一览表的内部继电器一览表Y0COMX0X0COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常开触点常开触点常闭触点常闭触点输入信号输入信号输入端子输入端子梯形图梯形图电源电源公共端公共端输入继电器输入继电器输出继电器输出继电器公共端公共端输出端子输出端子输出负载输出负载Y0COMX0X0COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常开触点常开触点常

9、闭触点常闭触点输入信号输入信号输入端子输入端子梯形图梯形图电源电源公共端公共端输入继电器输入继电器输出继电器输出继电器公共端公共端输出端子输出端子输出负载输出负载加法计数器加法计数器设定值设定值K、H或或D触点动作触点动作TxTx时钟脉冲时钟脉冲驱动驱动T10K123X0T10Y1相等相等比较比较器器普通定时器的工作原理普通定时器的工作原理T10T10&16位加计数器位加计数器16位计数器工作过程示意图位计数器工作过程示意图不使用回路符号、而是直接表现不使用回路符号、而是直接表现机器的接续状态的图，称为实际机器的接续状态的图，称为实际接线图。接线图。【梯形图】【梯形图】X2X2X1X1Y1Y1

10、【实际接线图】【实际接线图】电源PB1PB1PB2PB2L1L1使用接点符号、把控制方法置换使用接点符号、把控制方法置换到回路图，这个回路图就称为梯到回路图，这个回路图就称为梯形图。形图。【梯形图的回路符号】【梯形图的回路符号】 为了打印出以往在PLC中使用的各种电路触点符号， 将这些内容文字符号化，统一成为A触点、B接点X0X0Y0Y0X1X1电源电源: :被省略被省略母线母线( (电源线电源线) )按下后变为按下后变为OFFOFF 称为称为B B型触型触点点(BREAK(BREAK触触点点) )或或 常闭触点、常闭触点、NCNC触触点点(NORMAL CLOSE)(NORMAL CLOSE

11、)COMCOM端子端子（共用端子）（共用端子）【小结】【小结】 在PLC程序的多种方式中作为具有代表性的 梯形图方式,由于非常类似继电器顺序控制回路 而被广泛使用【梯形图的绘制步骤】【梯形图的绘制步骤】画出控制电源母线在控制电源母线内连接各触点和输入输出 继电器等要素电路图中定时器、限位开关、继电器等触点的 符号各不相同，而在PLC的梯形图中却不加以 区别，仅使用打印机可以打印的文字符号X0X0Y1Y1X1X1X2X2【电路】【电路】【梯形图】【梯形图】触点触点触点触点线圈线圈按B B触点触点A A触触点点按下后变为按下后变为ONON 称为称为A A型触型触点点(MAKE(MAKE触触点点)

12、)或或 常开触点、常开触点、NONO触触点点(NORMAL OPEN)(NORMAL OPEN)【梯形图】【梯形图】【布尔助记符】【布尔助记符】【时序图】【时序图】【程序动作说明】【程序动作说明】X0X0为为ONON时时、Y0Y0为为ONON、Y1Y1为为OFFOFF；X0X0为为OFFOFF时时、 Y0Y0为为OFFOFF、Y1Y1为为ONON指令地址【布尔助记符】【布尔助记符】【时序图】【时序图】【程序动作说明】【程序动作说明】X0X0为为ONON且且、X1X1为为ONON时时Y0Y0为为ONONX0X0即使为即使为ONON，X1X1为为OFFOFF，则，则Y0Y0变为变为OFFOFF【梯

13、形图】【梯形图】指令地址【梯形图】【梯形图】【布尔助记符】【布尔助记符】【时序图】【时序图】【程序动作说明】【程序动作说明】X0X0为为ONON且且、X1X1为为OFFOFF时时Y0Y0为为ONONX0X0即使为即使为ONON，X1X1为为ONON、则、则Y0Y0变为变为OFFOFFX0X0为为ONON【重要回路：之一重要回路：之一】请一定记住这个程序模板，它是请一定记住这个程序模板，它是重要回路之一。重要回路之一。Y0Y0为为ONON直到直到X1X1变为变为ONON为止为止指令地址【布尔助记符】【布尔助记符】【时序图】【时序图】【梯形图】【梯形图】【程序动作说明】【程序动作说明】即使即使X0X0、X1X1、X2X2之一为之一为ONON，Y0Y0也为也为ONONX0X0X1X1实际是X0X0X1X1【不使用【不使用ST X1ST X1，这是为