北京科技大学_可编程控制器_PLC_——西门子S7300_第一章_(2)

1、课程名称课程名称:可编程控制器及应用可编程控制器及应用课程性质课程性质:选修选修学时学时:36，包括实验，包括实验6学时（学时（3次实验）次实验）参考书目：参考书目：可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用李希胜，孙昌国，舒雄鹰编李希胜，孙昌国，舒雄鹰编S7-300/400PLC应用技术应用技术廖常初主编廖常初主编 S7-300PLC 和和MM440变频器的原理与应用变频器的原理与应用 马马宁、孔红著宁、孔红著深入浅出西门子深入浅出西门子S7-300西门子自动化与驱动集团编等西门子自动化与驱动集团编等课程考核方式：课程考核方式： 理论：考察可编程控制器的基本概念，占理论：考察可编程控制器的

2、基本概念，占50% 实验：考察实际的动手能力，对于给出的基本功实验：考察实际的动手能力，对于给出的基本功能能否设计出一个较完整的控制系统。占能能否设计出一个较完整的控制系统。占50%。平时实验课要认真做，实验考试均是曾经做过的平时实验课要认真做，实验考试均是曾经做过的类似的实验。类似的实验。答疑时间：周二下午答疑时间：周二下午2：00-3：00 地点：信息楼地点：信息楼1021联系方式：手机联系方式：手email: QQ：877055941第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述1.1 可编程序控制器产生与发展可编程序控制器产生与发展 1.2 可编程序控制器的

3、特点与分类可编程序控制器的特点与分类1.3 网络型网络型PLCPLC与与DCSDCS的关系的关系1.4 可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成1.5 梯形图梯形图1.6 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理1.7 可编程控制器的性能指标可编程控制器的性能指标1.8 可编程控制器的发展趋势可编程控制器的发展趋势1.1 可编程序控制器产生与发展可编程序控制器产生与发展 1.1.接线程序控制系统接线程序控制系统 按钮、开关、时间继电器、压力继电器、按钮、开关、时间继电器、压力继电器、 温度继电器、过流过压继电器温度继电器、过流过压继电器 接触器、继电器、电磁阀接触器、继电器、电磁阀 压

4、力传感器、温度传感器、湿度传感器压力传感器、温度传感器、湿度传感器 伺服电机、电动阀、距离、速度等控制信伺服电机、电动阀、距离、速度等控制信号。号。1.1.接线程序控制系统接线程序控制系统 以往的电气控制装置主要采用继电器、接触器以往的电气控制装置主要采用继电器、接触器或电子元件来实现，由连接导线将这些器件按或电子元件来实现，由连接导线将这些器件按照一定的工作程序组合在一起，以完成一定的照一定的工作程序组合在一起，以完成一定的控制功能，这种控制叫做接线程序控制。控制功能，这种控制叫做接线程序控制。 接线程序控制的电气装置体积大，生产周期接线程序控制的电气装置体积大，生产周期长，接线复杂，故障率

5、高，可靠性差。控制功长，接线复杂，故障率高，可靠性差。控制功能略加变动，就需重新组合、改变接线。能略加变动，就需重新组合、改变接线。继电器控制系统继电器控制系统先进自动控制系统先进自动控制系统 2 . .可编程序控制器产生可编程序控制器产生编程简单方便，可在现场修改程序；编程简单方便，可在现场修改程序；硬件维护方便，最好是插件式结构；硬件维护方便，最好是插件式结构； 可靠性要明显高于继电器控制系统；可靠性要明显高于继电器控制系统； 体积要明显小于继电器控制柜；体积要明显小于继电器控制柜；价格便宜，其性能价格比要高于继电器控制系价格便宜，其性能价格比要高于继电器控制系统；统；输入可以是输入可以是

6、AC 115 V；输出为输出为AC 115 V，2 A以上，能直接驱动电磁以上，能直接驱动电磁阀；阀；具有数据通信功能；具有数据通信功能；扩展时，原有系统只需做很小改动；扩展时，原有系统只需做很小改动；用户程序存储器容量至少可以扩展到用户程序存储器容量至少可以扩展到4 KB。l对先进自动控制装置提出对先进自动控制装置提出设想设想： 工业控制单板机（计算机）工业控制单板机（计算机） 继电器控制系统继电器控制系统 先进控制装置先进控制装置 美国数字设备公司（美国数字设备公司（DEC）1969年研制成功了第一台年研制成功了第一台可编程序控制器可编程序控制器PDP14，由于当时主要用于顺序控由于当时主

7、要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称简称PLC）。）。 3.3.存贮程序控制系统存贮程序控制系统例如，有两个开关例如，有两个开关K1、K2。控制要求，只有两个开控制要求，只有两个开关都接通时小灯关都接通时小灯D1才亮。当才亮。当D1亮秒钟后小灯亮秒钟后小灯D2开始亮。当开关开始亮。当开关K3切切断时两个小灯就同时熄灭。断时两个小灯就同时熄灭。1) 1) 接线程序控制接线程序控制2 2）存贮程序控制）存贮程序控制（PLCPLC控制）控制） 进入进入80年代，随着微

8、电子技术和计算机技术的迅猛发年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，也使得可编程序控制器逐步形成了具有特色的多展，也使得可编程序控制器逐步形成了具有特色的多种系列产品。系统中不仅使用了大量的开关量，也使种系列产品。系统中不仅使用了大量的开关量，也使用了模拟量，其功能已经远远超出逻辑控制、顺序控用了模拟量，其功能已经远远超出逻辑控制、顺序控制的应用范围。故称为可编程序控制器制的应用范围。故称为可编程序控制器（Programmable Controller，简称简称PC）。）。但由于但由于PC容易和个人计算机（容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，所以混淆，所以人们还沿用

9、人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写名字。作为可编程控制器的英文缩写名字。4 . .可编程序控制器发展简史可编程序控制器发展简史 阶段阶段时期时期主要特点主要特点硬件硬件软件软件应用应用初创初创期期19691972CPU采用中采用中、小规模、小规模的集成电的集成电路，只是路，只是逻辑控制逻辑控制器器采用汇编语采用汇编语言等初级言等初级语言编程语言编程，只具备，只具备逻辑、计逻辑、计时、计数时、计数和顺序控和顺序控制功能制功能大型设备或大型设备或自动化生自动化生产线产线4 . .可编程序控制器发展简史可编程序控制器发展简史 阶段阶段时期时期主要特点主要特点硬件硬件软件软件应用应用成熟成熟期

10、期1973年年1978年年CPU采用微处理采用微处理器，除完善原有器，除完善原有逻辑、计时、计逻辑、计时、计数功能外，具有数功能外，具有了数值（字）运了数值（字）运算、数据处理和算、数据处理和传送、模拟量接传送、模拟量接口等硬件功能口等硬件功能开发出开发出面向面向用户用户的梯的梯形图形图编程编程方法方法进入实用化进入实用化阶段阶段大发大发展期展期1978年年1984年年CPU采用采用8位位、16位微处位微处理器，运算理器，运算速度提高，速度提高，接口功能增接口功能增强强编程方法进编程方法进一步完善，一步完善，形成形成PLC的的特有编程方特有编程方法法广泛应用于广泛应用于各个工业领各个工业领域域

11、4 .可编程序控制器发展简史 继续继续发展发展期期1985年年 至今至今CPU采用采用32位乃至专用位乃至专用高速微处理高速微处理器，接口更器，接口更加丰富，网加丰富，网络功能大大络功能大大增强增强编程语言除编程语言除传统的梯形传统的梯形图、流程图图、流程图、语句表外、语句表外，还能采用，还能采用高级语言及高级语言及数控语言编数控语言编程，面向对程，面向对象编程功能象编程功能日趋完善日趋完善成为与工业成为与工业控制计算机控制计算机（IPC）、）、集散控制系集散控制系统（统（DCS）相并列的重相并列的重要控制装置要控制装置，广泛应用，广泛应用于各种自动于各种自动化系统化系统4 .可编程序控制器发

12、展简史 1.2 可编程序控制器的特点与分类可编程序控制器的特点与分类国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）对可编程控制器的定义）对可编程控制器的定义：可编程序控制器是一种可编程序控制器是一种数字运算操作数字运算操作的电子系的电子系统，专为在统，专为在工业环境下应用工业环境下应用而设计。它采用可而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑逻辑运算、运算、顺序控制顺序控制、定时定时、计数计数和和算术运算算术运算等操等操作的指令，并通过作的指令，并通过数字式数字式、模拟式模拟式的输入和输的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程出，控制

13、各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备、都应按易于与工业控序控制器及其有关设备、都应按易于与工业控制系统形成一个整体，制系统形成一个整体，易于扩充其功能易于扩充其功能的原则的原则设计。设计。”1. 可编程序控制器的特点可编程序控制器的特点归纳起来，可编程序控制器主要具有以下特点。归纳起来，可编程序控制器主要具有以下特点。 可靠性高可靠性高 例如三菱和可编程序控制器平均无故障例如三菱和可编程序控制器平均无故障时间可以达到时间可以达到3030万小时（约万小时（约3434年）。年）。 环境适应性强环境适应性强 在环境温度在环境温度-2065、相对湿度为相对湿度为3585情况情况下可正常

14、工作。下可正常工作。 灵活通用灵活通用 使用方便、维护简单使用方便、维护简单 整个连接过程仅需要一把螺丝刀即可完成。整个连接过程仅需要一把螺丝刀即可完成。2. 可编程序控制器的分类可编程序控制器的分类 (1) 按控制规模分类按控制规模分类 可编程序控制器可以分为大型机、中型机和小型可编程序控制器可以分为大型机、中型机和小型机。机。 小型机小型机 : 小型机的控制点一般在小型机的控制点一般在256点之内点之内, ,适合于适合于单机控制或小型系统的控制。单机控制或小型系统的控制。 日本日本OMRON公司公司CQM1 德国德国SIEMENS S7-200 中型机中型机: : 中型机的控制点一般不大于

15、中型机的控制点一般不大于2048点点, ,可用可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统的控制。统的控制。 日本日本OMRON公司公司 C200HG 数字量数字量1184点点德国德国SIEMENS S7-300 数字量数字量1024点，模拟量点，模拟量128128路路 网络网络: PROFIBUS/工业以太网工业以太网/ MPI 大型机大型机大型机的控制点一般大于大型机的控制点一般大于2048点点, ,不仅能完成较复杂的算不仅能完成较复杂的算术运算还能进行

16、复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。制器进行监控。 德国德国SIEMENS S7-400 存贮器存贮器512k I/O点点12672（2 2）按控制性能分类）按控制性能分类 低档机低档机工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。 中档机中档机具有较强的控制功能和较强的运算能力。工作速度比较具有较强的控制功能和较强的运算能力。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出快，能带

17、的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。模块的种类也比较多。 高档机高档机 具有强大的控制功能和强大的运算能力。工作速度很快，具有强大的控制功能和强大的运算能力。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。类也很全面。在联网中一般做主站使用在联网中一般做主站使用。 （3）按结构去划分）按结构去划分 整体式整体式 整体式结构的可编程序控制器把电源、整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、存储器、I/O系统都集成在一个单元内，该单元叫做作基本单元。系统都集成在一个单元内，该单元叫做作基本单元

18、。一个基本单元就是一台完整的一个基本单元就是一台完整的PLC。控制点数不符合需要。控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。积小、成本低、安装方便。 组合式组合式 组合式结构的可编程序控制器是把组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如个组成部分按功能分成若干个模块，如CPU模块、输入模块、模块、输入模块、输出模块、电源模块等输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些日趋丰富

19、。比如，一些可编程序控制器，可编程序控制器， 分布式分布式 特点是特点是CPU自成独立的基本单元（由自成独立的基本单元（由CPU和一定的和一定的I/O点组点组成），其它成），其它I/O模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装。用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装。使系统达到配置灵活、体积小巧。使系统达到配置灵活、体积小巧。例：SIEMENS S7系列PLC分类小型机 :中型机:大型机SIMATIC S7 - 200模块化模块化SIMATIC S7 - 300模块化SIMATIC M7 - 300一体化S

20、IMATIC C7 - 620模块化SIMATIC S7 - 400模块化SIMATIC M7 - 4001.3 网络型网络型PLCPLC与与DCSDCS的关系的关系 DCS（Distributed Contorl System）,集散控制集散控制系统，又称分布式控制系统。系统，又称分布式控制系统。PLC（Program Logic Control ）,可编程逻辑控可编程逻辑控制器。制器。FCS（FieldBus Contorl System），现场总线控），现场总线控制系统制系统 1.3 网络型网络型PLCPLC与与DCSDCS的关系的关系 DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来，强调从传统的

21、仪表盘监控系统发展而来，强调的是在运算放大器的基础上用计算机代替原来的是在运算放大器的基础上用计算机代替原来的模拟运算能力的模拟运算能力 。 PLC从传统的继电器回路发展而来，强调的是从传统的继电器回路发展而来，强调的是逻辑运算能力逻辑运算能力 二者相互渗透、取长补短，功能上日趋接近，二者相互渗透、取长补短，功能上日趋接近，使数字世界、模拟世界更加模糊使数字世界、模拟世界更加模糊 决定决定DCS与与PLC应用面大小的是其性能应用面大小的是其性能/价格比价格比中央处理单元（CPU）系统程序存储器RAMI/O扩展接口设备通讯接口电源适配器1.4 可编程序控制器的组成可编程序控制器的组成1.4 可编

22、程序控制器的组成可编程序控制器的组成 中央处理单元（中央处理单元（CPU） 存贮器单元存贮器单元 电源单元电源单元 输入输出单元输入输出单元 功能模块：温度检测模块、位置检测模块、功能模块：温度检测模块、位置检测模块、位置控制模块、位置控制模块、PID控制模块等。控制模块等。 接口单元：扩展接口、编程器接口、存贮器接口单元：扩展接口、编程器接口、存贮器接口和通讯接口接口和通讯接口 外部设备：编程器、文本显示器、操作面板、外部设备：编程器、文本显示器、操作面板、打印机打印机1 1、存贮器单元、存贮器单元 存贮器单元存贮器单元: :系统程序存储器和用户程序存储器系统程序存储器和用户程序存储器 用户

23、程序存储器可分为三部分：用户程序区、数据区、用户程序存储器可分为三部分：用户程序区、数据区、系统区系统区 所谓所谓PLC的内存大小，一般是指用户程序存储器的容的内存大小，一般是指用户程序存储器的容量量 当用户程序很长或需存储的数据较多时，可考虑进行当用户程序很长或需存储的数据较多时，可考虑进行存储器扩展。存储器扩展。 PLC的内部电源系统一般有三类：的内部电源系统一般有三类：第一类是供第一类是供PLC中的中的TTL芯片和集成运算放大器使用的芯片和集成运算放大器使用的基本电源基本电源(如如+5 V和和15 V DC电源电源)；第二类电源是供输出接口使用的高压大电流的功率电源；第二类电源是供输出接

24、口使用的高压大电流的功率电源；第三类电源是锂电池及其充电电源。第三类电源是锂电池及其充电电源。 2、电源单元、电源单元3、 输入输出接口电路输入输出接口电路 输入输出接口电路实际上是输入输出接口电路实际上是PLC与被控对象间传递与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。输入输出接口电路要有良好输入输出信号的接口部件。输入输出接口电路要有良好的电隔离和滤波作用。的电隔离和滤波作用。1) 输入接口电路输入接口电路输入接口电路提高抗干扰能力的方法主要有：输入接口电路提高抗干扰能力的方法主要有： （1）利用光电耦合器提高抗干扰能力。）利用光电耦合器提高抗干扰能力。 （2）利用滤波电路提高抗干扰能力）利用

25、滤波电路提高抗干扰能力。2)输出接口电路输出接口电路(1)(1)小型继电器输出形式小型继电器输出形式(2)(2)大功率晶体管或场效应管输出形式大功率晶体管或场效应管输出形式(3)(3)双向晶闸管输出形式双向晶闸管输出形式作用作用: :转换电平转换电平, ,隔离隔离, ,抗干扰和滤波抗干扰和滤波（1 1）数字量输入数字量输入/ /输出模块输出模块 交流输入模块交流输入模块直流输出模块直流输出模块 直流输出模块的输出电路直流输出模块的输出电路交流输出模块交流输出模块 交交流输出模块的输出电路流输出模块的输出电路继电器输出模块继电器输出模块 继电器输出模块的输出电路继电器输出模块的输出电路(2) (

26、2) 模拟量输入模拟量输入/ /输出模块输出模块模拟量输入模块：模拟量输入模块： 模拟量输入模块又叫模拟量输入模块又叫A/DA/D模块。模块。 A/DA/D模块把模模块把模拟信号转换成数字信号。转换速度和分辨率是拟信号转换成数字信号。转换速度和分辨率是A/DA/D模块的重要指标模块的重要指标。(2) (2) 模拟量输入模拟量输入/ /输出模块输出模块模拟量输出模块：模拟量输出模块： 模拟量输出模块又叫模拟量输出模块又叫D/AD/A模块。模块。D/AD/A模块模块把数字信号转换成模拟信号。数字量的位数和把数字信号转换成模拟信号。数字量的位数和转换速度是转换速度是D/AD/A模块的重要指标模块的重

27、要指标。4 4、功能模块功能模块高速计数器模块：高速计数器模块： 高速计数器可以对高速计数器可以对CPU CPU 扫描速度无法控制的高速扫描速度无法控制的高速 事件进事件进行计数，可设置多种不同操作模式。行计数，可设置多种不同操作模式。 （单向计数器（单向计数器 ，双向计数器，双向计数器 ，正交计数器，正交计数器 等多种工作模等多种工作模式。）式。） CT001-V1CT001-V1高速计数器有六种工作模式。高速计数器有六种工作模式。 线性计数方式，循环计数方式，予置方式，门式，锁式，线性计数方式，循环计数方式，予置方式，门式，锁式，采样方。采样方。 输入的控制和输入的控制和8 8路输出通过路

28、输出通过I/OI/O接口连接。接口连接。 门式门式: :控制门控制门IN1=ONIN1=ON时计数。时计数。 锁式：控制门锁式：控制门IN1IN1脉冲到计数，控制门脉冲到计数，控制门IN2IN2脉冲到锁定当前脉冲到锁定当前计数值。计数值。 采样方式：控制门采样方式：控制门IN1IN1脉冲到计数，采样时间到停止计数。脉冲到计数，采样时间到停止计数。PIDPID模块：模块： PID PID控制器管理输出数值，以便将控制器管理输出数值，以便将偏差偏差( (e)e)为零，使系统达到稳定状态。为零，使系统达到稳定状态。 PID01PID01可以有两路输入（电压电流均可），可以有两路输入（电压电流均可），

29、可以通过程序也可以通过参数设定器设定可以通过程序也可以通过参数设定器设定参数。两路输出量通过输出口输出。参数。两路输出量通过输出口输出。扩展接口模块扩展接口模块 扩展接口模块的作用是扩大可编程序控制器规模扩展接口模块的作用是扩大可编程序控制器规模 的接口。一般来说扩展接口模块可以分为两种，一种的接口。一般来说扩展接口模块可以分为两种，一种 是近程扩展接口，一种是远程扩展接口。近程扩展接是近程扩展接口，一种是远程扩展接口。近程扩展接 口是为了扩大可编程序控制器的控制规模，远程扩展口是为了扩大可编程序控制器的控制规模，远程扩展 接口是为了增大可编程序控制器的控制距离。接口是为了增大可编程序控制器的

30、控制距离。通讯接口模块通讯接口模块 通讯接口模块是微机和可编程序控器之间、可编通讯接口模块是微机和可编程序控器之间、可编 程序控制器和可编程序控制器之间的通讯接口。程序控制器和可编程序控制器之间的通讯接口。5、 编程器编程器 编程器是编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用户程的重要外围设备。利用编程器将用户程序送入序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序，修的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视改程序，监视PLC的工作状态的工作状态 。 常见的给常见的给PLC编程的装置有手持式编程器和计算机编编程的装置有手持式编程器和计算机编程方式程方式 。1.5 梯形图梯形图1）常见的P

31、LC的梯形图符号2）梯形图与继电器的区别）梯形图与继电器的区别继接控制：并行工作方式继接控制：并行工作方式,PLC控制：循环扫描的串行控制：循环扫描的串行方式方式1.6可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理1可编程序控制器的工作过程可编程序控制器的工作过程电电源源O ON N内内部部处处理理输输入入处处理理（输输入入传传送送、远远程程I I/ /O O）通通信信服服务务（外外设设、C CP PU U、总总线线服服务务）更更新新时时钟钟、特特殊殊寄寄存存器器执执行行程程序序处处理理程程序序执执行行自自诊诊断断存存放放自自诊诊断断错错误误结结果果C CP PU U强强制制为为S ST TO

32、OP PPLCPLC的工作过程的工作过程 上电处理过程上电处理过程 PLCPLC上电后，要进行上电的初始化处理。占用的时间为上电后，要进行上电的初始化处理。占用的时间为T0 。 共同处理过程共同处理过程 共同处理的主要任务是复位监视计时器、检查共同处理的主要任务是复位监视计时器、检查I/O总线、总线、检查扫描周期、检查程序存储器。该过程占用的时间为检查扫描周期、检查程序存储器。该过程占用的时间为T1 。 通讯服务过程通讯服务过程 当当PLCPLC和微机构成通讯网络或由和微机构成通讯网络或由PLCPLC构成网络时，需要有通构成网络时，需要有通讯服务过程。该过程占用的时间为讯服务过程。该过程占用的

33、时间为T2 。 外设服务过程外设服务过程 当当PLCPLC接有外部设备如编程器、打印机等，则需要进行外接有外部设备如编程器、打印机等，则需要进行外设服务过程。该过程占用的时间为设服务过程。该过程占用的时间为T3 。 程序执行过程程序执行过程 该过程用于执行用户程序。从输入映像区读入输入信息，该过程用于执行用户程序。从输入映像区读入输入信息，根据用户程序进行运算操作，并向输出映像区送出控制信根据用户程序进行运算操作，并向输出映像区送出控制信息。该过程占用的时间为息。该过程占用的时间为T4。显然显然T4T4和和PLCPLC的速度、用户程的速度、用户程序长短及指令种类有关。序长短及指令种类有关。 I

34、/O刷新过程刷新过程 这个过程可分为输入信号刷新和输出信号刷新。输入信号这个过程可分为输入信号刷新和输出信号刷新。输入信号刷新为输入处理过程，输出信号刷新为输出处理过程。该刷新为输入处理过程，输出信号刷新为输出处理过程。该过程占用时间为过程占用时间为T5。显然显然T5和可编程序控制器所带的输入和可编程序控制器所带的输入输出模块的种类和点数多少有关。输出模块的种类和点数多少有关。 可编程序控制器的扫描周期可编程序控制器的扫描周期T和上述各个过程的关系录为：和上述各个过程的关系录为：T=T1+T2+T3+T4+T5PLCPLC的扫描过程的扫描过程2、PLC对输入对输入/输出的处理规则输出的处理规则

35、 输入映像寄存器中的数据，是在输入采样阶段扫描到输入映像寄存器中的数据，是在输入采样阶段扫描到的输入信号的状态集中写进去的，在本扫描周期中，的输入信号的状态集中写进去的，在本扫描周期中，它不随外部输入信号的变化而变化。它不随外部输入信号的变化而变化。 输出映像寄存器输出映像寄存器(它包含在元件映像寄存器中它包含在元件映像寄存器中)的状态，的状态，是由用户程序中输出指令的执行结果来决定。是由用户程序中输出指令的执行结果来决定。 输出锁存器中的数据是在输出刷新阶段，从输出映像输出锁存器中的数据是在输出刷新阶段，从输出映像寄存器中集中写进去的。寄存器中集中写进去的。 输出端子的输出状态，是由输出锁存

36、器中的数据确定输出端子的输出状态，是由输出锁存器中的数据确定的。的。 执行用户程序时所需的输入、输出状态，是从输入映执行用户程序时所需的输入、输出状态，是从输入映像寄存器和输出映像寄存器中读出的。像寄存器和输出映像寄存器中读出的。3 PLC的扫描周期及滞后响应的扫描周期及滞后响应 响应时间或滞后时间响应时间或滞后时间：从：从PLC的输入端有一个的输入端有一个输入信号发生变化到输入信号发生变化到PLC的输出端对该输入变的输出端对该输入变化做出反应，需要一段时间，这段时间称为响化做出反应，需要一段时间，这段时间称为响应时间或滞后时间应时间或滞后时间。 响应时间的快慢与以下因素有关响应时间的快慢与以

37、下因素有关： (1) 输入滤波器的时间常数输入滤波器的时间常数(输入延迟输入延迟) (2) 输出继电器的机械滞后输出继电器的机械滞后(输出延迟输出延迟) (3) PLC的循环扫描工作方式的循环扫描工作方式 (4) PLC对输入采样、输出刷新的集中批处理方对输入采样、输出刷新的集中批处理方式式 (5) 用户程序中语句顺序安排不当用户程序中语句顺序安排不当 最短响应时间最短响应时间=输入延迟时间输入延迟时间+1个扫描周期个扫描周期+输出延迟时间。输出延迟时间。 最长响应时间最长响应时间=输入延迟时间输入延迟时间+两个扫描周期两个扫描周期+输出延迟时间输出延迟时间为了确保为了确保PLC在任何情况下都

38、能正常无误地在任何情况下都能正常无误地工作，一般情况下，输入信号的脉冲宽度必须工作，一般情况下，输入信号的脉冲宽度必须大于一个扫描周期大于一个扫描周期T。还应该注意一个问题是输出信号的状态是在还应该注意一个问题是输出信号的状态是在输出刷新时才送出的。因此，在一个程序中若输出刷新时才送出的。因此，在一个程序中若给一个输出端多次赋值时，中间状态只改变输给一个输出端多次赋值时，中间状态只改变输出映像区。只有最后一次赋的值才能送到输出出映像区。只有最后一次赋的值才能送到输出端。端。4 4、PLCPLC的中断处理过程的中断处理过程响应问题：响应问题： 一般微机系统的一般微机系统的CPU，在每一条指令执行

39、结束时都，在每一条指令执行结束时都要查询有无中断申请。而要查询有无中断申请。而PLC对中断的响应则是在对中断的响应则是在相关的程序块结束后查询有无中断申请，或者在执相关的程序块结束后查询有无中断申请，或者在执行用户程序时查询有无中断申请，如有中断申请，行用户程序时查询有无中断申请，如有中断申请，则转入执行中断服务程序。如果用户程序以块式结则转入执行中断服务程序。如果用户程序以块式结构组成，则在每块结束或执行块调用时处理中断。构组成，则在每块结束或执行块调用时处理中断。中断源先后顺序及中断嵌套问题：中断源先后顺序及中断嵌套问题： 在在PLCPLC中，中断源的信息是通过输入点而进入系中，中断源的信

40、息是通过输入点而进入系统的，统的，PLCPLC扫描输入点是按输入点编号的先后顺扫描输入点是按输入点编号的先后顺序进行的，因此中断源的先后顺序只要按输入点序进行的，因此中断源的先后顺序只要按输入点编号的顺序排列即可。编号的顺序排列即可。多中断源可以有优先顺序，但无嵌套关系。多中断源可以有优先顺序，但无嵌套关系。 l PLCPLC的中断处理过程的中断处理过程中断服务程序执行结果的信息输出问题：中断服务程序执行结果的信息输出问题： PLCPLC按巡回扫描方式工作，正常的输入按巡回扫描方式工作，正常的输入/ /输出在输出在扫描周期的一定阶段进行，这给外设希望及时响扫描周期的一定阶段进行，这给外设希望及

41、时响应带来了困难。采用中断输入可解决对输入信号应带来了困难。采用中断输入可解决对输入信号的高速响应问题。当中断申请被响应且中断子程的高速响应问题。当中断申请被响应且中断子程序被执行后，有关信息应当尽早送到相关外设，序被执行后，有关信息应当尽早送到相关外设，而不希望等到扫描周期的输出传送阶段，就是说而不希望等到扫描周期的输出传送阶段，就是说对部分信息的输入或输出要与系统对部分信息的输入或输出要与系统CPUCPU的扫描周期的扫描周期脱离。脱离。1. 输入输入/输出点数输出点数 可编程控制器的可编程控制器的I/OI/O点数指外部输入、输出端子数量点数指外部输入、输出端子数量的总和。它是描述的的总和。它是描述的PLCPLC大小的一个重要的参数。大小的一个重要的参数。17可编程控制器的性能指标可编