《台达plc》上课PPT 第2章 PLC结构与工作原理

1、 可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术Application Technology of Application Technology of Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.1 2.1 PLCPLC的系统结构的系统结构2.2 2.2 PLCPLC的基本组成的基本组成2.3 PLC2.3 PLC的内部装置的内部装置2.4 PLC2.4 PLC的工作原理的工作原理2.5 2.5 PLCPLC的编程方式的编程方式 第第2 2章章 PLCPLC的组成

2、和工作原理的组成和工作原理2.1 PLC2.1 PLC的系统结构的系统结构 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.2 2.2 PLCPLC的基本组成的基本组成 2.2.1 2.2.1 中央处理器中央处理器CPUCPU模块模块 Central Processing Unit Central Processing Unit 2.2.2 2.2.2 存储器存储器 1)1)系统程序存储区系统程序存储区 2)2)用户程序存储区 2.2.3 2.2.3 输入输入/ /输出模块输出模块 2.2.4 2.2.4 电源模块电源模块 2.2.5 2.2.5 编程器和编程软件编程器和编程软

3、件 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.3 PLC2.3 PLC的内部装置的内部装置1 1 输入继电器输入继电器:PLC:PLC的外部输入端子对应的内部记忆体储存基的外部输入端子对应的内部记忆体储存基本单元。本单元。2 2 输出继电器输出继电器:PLC:PLC及外部输出端子对应的内部记忆体储存基及外部输出端子对应的内部记忆体储存基本单元。本单元。 3 3 内部辅助继电器内部辅助继电器:PLC:PLC内部的一种辅助继电器，其功能与电内部的一种辅助继电器，其功能与电气控制电路中的中间继电器一样，气控制电路中的中间继电器一样， 4 4 步进点步进点 5 5 定时器定时器:

4、 :用来完成定时的控制。含有线圈、触点及定时值寄用来完成定时的控制。含有线圈、触点及定时值寄存器。存器。 6 6 计数器计数器: :用来实现计数操作。使用计数器要事先给定设定值用来实现计数操作。使用计数器要事先给定设定值( (即要计数的脉冲数即要计数的脉冲数) )。含有线圈、触点及计数值寄存器。含有线圈、触点及计数值寄存器。 7 7 资料寄存器资料寄存器 8 8 间接指定寄存器间接指定寄存器 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.4 PLC2.4 PLC的工作原理的工作原理 PLC PLC的逻辑控制部分由的逻辑控制部分由CPUCPU和存储器等组和存储器等组成，要将逻辑

5、部分输出的电平信号转换成，要将逻辑部分输出的电平信号转换成外部器件所需要的电压或电流，输出成外部器件所需要的电压或电流，输出部分要添加输出模块，部分要添加输出模块，PLCPLC按照事先由编按照事先由编程器编制的控制程序，扫描各输入端的程器编制的控制程序，扫描各输入端的状态，逐条扫描用户程序，最后的输出状态，逐条扫描用户程序，最后的输出驱动外部的电器，达到控制的目的。驱动外部的电器，达到控制的目的。 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.4 PLC2.4 PLC的工作原理的工作原理1 1 扫描技术扫描技术 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理(1

6、)(1)输入采样阶段输入采样阶段(2)(2)用户程序执行阶段用户程序执行阶段(3)(3)输出刷新阶段输出刷新阶段 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.5 2.5 可编程控制器的编程方式可编程控制器的编程方式 下面以常见的三相异步电动机直接启动控制电路下面以常见的三相异步电动机直接启动控制电路(见图见图2.6 )为例，采用为例，采用PLC编程实现控制。编程实现控制。 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.5 2.5 可编程控制器的编程方式可编程控制器的编程方式 图图2.72.7是用是用PLCPLC实现直接启动控制的外部接线示意图，实现直接启动

7、控制的外部接线示意图，启动按钮启动按钮SB1SB1和停止按钮和停止按钮SB2SB2作为输入设备分别与作为输入设备分别与PLCPLC的的输入端输入端X0X0、X1X1相连；接触器相连；接触器KMKM的线圈作为输出设备与的线圈作为输出设备与PLCPLC的输出端的输出端Y0Y0相连。相连。 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.5 2.5 可编程控制器的编程方式可编程控制器的编程方式 图图2.8 2.8 为直接启动控制逻辑的程序，其中图为直接启动控制逻辑的程序，其中图2.8 (a)2.8 (a)为梯形图为梯形图程序，图程序，图2.8 (b)2.8 (b)为指令符程序。为指令

8、符程序。 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.5 2.5 可编程控制器的编程方式可编程控制器的编程方式2.5.1 2.5.1 指令符语言编程指令符语言编程 指令符语言，也可称为命令语句表达式语言。它与汇编语言指令符语言，也可称为命令语句表达式语言。它与汇编语言非常近似，但并不是汇编语言。所谓指令符语言编程，是用非常近似，但并不是汇编语言。所谓指令符语言编程，是用一个或几个容易记亿的字符来代表可编程控制器的某种操作一个或几个容易记亿的字符来代表可编程控制器的某种操作功能。每个生产厂家使用的指令符是各不相同的，因此同一功能。每个生产厂家使用的指令符是各不相同的，因此同一

9、个梯形图，书写的语句形式不尽相同。个梯形图，书写的语句形式不尽相同。 指令符语言是一种类似于计算机汇编语言的编程方式，用简指令符语言是一种类似于计算机汇编语言的编程方式，用简洁易记的文字符号来表达洁易记的文字符号来表达PLC的各种控制命令。指令与操作的各种控制命令。指令与操作数数(编程元件或数据编程元件或数据)结合形成控制语句。由若干条指令控制结合形成控制语句。由若干条指令控制语句即可组成语句即可组成PLC的指令符控制程序。第的指令符控制程序。第4章将专门介绍章将专门介绍PLC的指令系统。的指令系统。 用指令符语言进行编程，其基本的设计方法同继电器用指令符语言进行编程，其基本的设计方法同继电器

10、-接触接触器控制系统的设计方法是相似的，通常有经验设计法和逻辑器控制系统的设计方法是相似的，通常有经验设计法和逻辑设计法两种。设计法两种。 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.5 2.5 可编程控制器的编程方式可编程控制器的编程方式2.5.2 2.5.2 梯形图语言编程梯形图语言编程 梯形图表达式是在原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯梯形图表达式是在原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，它与电气操作原理图相呼应。它的最大优形图基础上演变而来的，它与电气操作原理图相呼应。它的最大优点是形象、直观和实用，为广大电气技术人员所熟知，是点是形象、直

11、观和实用，为广大电气技术人员所熟知，是PLC的主的主要编程语言。要编程语言。 关于梯形图的格式，一般有如下一些要求；每个梯形图网络关于梯形图的格式，一般有如下一些要求；每个梯形图网络 由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多个支路组成通常每个支路可容纳个支路组成通常每个支路可容纳11个编程元素。最右边的元素个编程元素。最右边的元素必须是输出元素。每个网络最多允许必须是输出元素。每个网络最多允许16条支路。条支路。 梯形图语言是在继电接触器控制原理图的基础上演变而来的一梯形图语言是在继电接触器控制原理图的基础上演变而来的

12、一种图形语言，将种图形语言，将PLC内部的各种编程元件内部的各种编程元件(如输入继电器、输出继如输入继电器、输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等电器、内部继电器、定时器、计数器等)和命令用特定的图形将号和命令用特定的图形将号和标注加以描述，并赋以一定的意义。和标注加以描述，并赋以一定的意义。 第第2 2章章 PLCPLC的组成和工作原理的组成和工作原理2.5 2.5 可编程控制器的编程方式可编程控制器的编程方式2.5.3 2.5.3 顺序功能图语言编程顺序功能图语言编程 顺序设计法或步进梯形图设计的概念是在继电器控制系统顺序设计法或步进梯形图设计的概念是在继电器控制系统中形成的。步进梯形图是利用有触点的步进式选线器或鼓形控中形成的。步进梯形图是利用有触点的步进式选线器或鼓形控制器来实现的，但由于触点的磨损和接触不良，导致工作很不制器来实现的，但由于触点的磨损和接触不良，导致工作很不可靠。可靠。 步进顺控指令的出现解决了采用指令符编程的困难，可以步进顺控指令的出现解决了采用指令符编程的困难，可以用符合用符合IECIEC标准的对问题进行描述和编程。用标准的对问题进行描述和编程。用SFCSFC进行编程，不进行编程，不需要对时刻变化的步进动作进行设计。需要对时刻变化的步进动作进行设计。SFCS