第12讲PLC硬件原理

第12讲PLC硬件原理第十二讲PLC硬件原理一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件本讲讨论如下内容：第十二讲PLC硬件原理本讲讨论如下内容：一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件一、PLC概述1.PLC的发展与特点1969年，第一台PLC诞生于美国，用在通用汽车的生产线上。早期的PLC多用于逻辑控制，替代继电器逻辑控制系统，所以称之为ProgrammableLogicController（PLC）。随着处理器功能的日趋强大，PLC的功能得到很大的扩展，可实现诸如运动控制、PID运算等功能，所以现在有时称其为ProgrammableController（PC）。PLC的特点：1）可靠性高，抗干扰能力强；（平均无故障时间远超过10万小时）2）适应性强，应用灵活；（系列化生产）3）编程方便，易于使用；（梯形图直观易懂）4）控制系统设计、安装、调试、维修方便；（可模拟、自诊断）一、PLC概述2.PLC的分类一般PLC按照容量和结构形式分类。按照容量（IO点的个数）PLC可以分为小型、中型和大型机；按照结构形式可以分为整体式、模块式和机架式。对于IO点数较少的系统，多采用整体式结构的PLC。整体式模块式机架式一、PLC概述2.PLC的分类PLC的输入通道个数与输出通道的个数之和称之为PLC的点数，用于衡量PLC的规模，也决定了PLC的价格。一、PLC概述3.常用PLC型号对于机械领域，小型PLC较为常用，多为整体式。目前较为普遍采用的PLC有：FX系列：FX1N/FX2NCPM1A/2AS7-200系列：CPU22x在中国，95%以上的市场被欧美和日本品牌占据；台湾（如台达）品牌在大陆也有所应用，但份额不大；大陆PLC基本为零。第十二讲PLC硬件原理一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件本讲讨论如下内容：第十二讲PLC硬件原理本讲讨论如下内容：一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件二、PLC的基本组成与工作原理1.PLC的基本组成PLC实质上是一种工业控制计算机，但它比一般的计算机具有更适合工业现场控制的硬件与接口，以及符合现场工程人员思维习惯的编程方法。从硬件结构上，PLC与计算机的组成相似。CPU运算输入单元输出单元PLC~电源存储器外围接口编程设备二、PLC的基本组成与工作原理2.PLC的工作原理PLC的工作过程如图所示。电源ON内部处理

输入处理（输入传送、远程IO）通信服务（外设、CPU、总线服务）

更新时钟、特殊寄存器CPU运行方式？

执行程序

输出处理执行自诊断PLC工作正常？存放自诊断错误结果致命错误？CPU强制为STOPSTOPRUNAYANNAYA整个运行过程可分为三大部分：上电处理；扫描过程；出错处理；二、PLC的基本组成与工作原理2.PLC的工作原理PLC的工作过程如图所示。电源ON内部处理

输入处理（输入传送、远程IO）通信服务（外设、CPU、总线服务）

更新时钟、特殊寄存器CPU运行方式？

执行程序

输出处理执行自诊断PLC工作正常？存放自诊断错误结果致命错误？CPU强制为STOPSTOPRUNAYANNAYA概括地说：PLC通过不断循环的顺序扫描执行用户的程序，完成设定的动作。2）输入采样与输出刷新的方式分为集中方式和立即方式。集中方式使用较多，此时输入采样和输出刷新的内容存在相应的映像寄存器中；在需要立即输入和输出的场合要使用相应的指令。1）PLC的扫描过程可以简化为：输入采样→程序执行→输出刷新3）PLC的中断处理PLC的中断处理与一般微机系统稍有区别，需要时要参阅相应PLC的硬件手册及编程手册。第十二讲PLC硬件原理一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件本讲讨论如下内容：第十二讲PLC硬件原理本讲讨论如下内容：一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件三、PLC的编程1.梯形图编程PLC内部装有系统软件，负责系统的管理、用户指令的解释、标准程序模块及其调用，系统软件的好坏很大程度上影响PLC的性能和使用。PLC提供的编程语言通常有三种：梯形图、指令表和顺序功能图（SFC）。实际上，指令表很少有人使用，SFC编程与其说是一种编程语言，不如说是一种编程方法，因为SFC完全可以用梯形图实现，虽然有些型号的PLC提供专为SFC使用的专用寄存器。X1Y1Y0X2Y0X1Y1X1Y1Y0X2Y0X1Y1从左到右、从上到下；输入输出映像；互锁法设计程序的缺点；三、PLC的编程2.梯形图编程设计的基本规则1）软继电器与能流。在梯形图设计时，借用继电器的线圈与触点的概念，规定了软继电器的线圈与触点。2）触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。三、PLC的编程2.梯形图编程设计的基本规则3）宜将串联触点多的回路写在上方；将并联触点多的回路写在左方。三、PLC的编程2.梯形图编程设计的基本规则4）关于双重线圈处理。双重线圈编程不违反编程规则，但要求编程者必须对其结果有足够的把握。第十二讲PLC硬件原理一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件本讲讨论如下内容：第十二讲PLC硬件原理本讲讨论如下内容：一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件1.FX1N的基本单元四、三菱FX1N系列PLC的硬件1.FX1N的基本单元四、三菱FX1N系列PLC的硬件四、三菱FX1N系列PLC的硬件1.FX1N的基本单元四、三菱FX1N系列PLC的硬件1.FX1N的基本单元四、三菱FX1N系列PLC的硬件2.FX1N的硬件扩展注：PLC的硬件扩展需要遵循该型号特定的规则，需参阅硬件手册。四、三菱FX1N系列PLC的硬件2.FX1N的硬件扩展四、三菱FX1N系列PLC的硬件3.FX1N的电源仅限交流电源基本单元及扩展模块（单元），直流供电请参阅硬件手册。四、三菱FX1N系列PLC的硬件4.FX1N的输入接线基本单元与扩展单元扩展模块四、三菱FX1N系列PLC的硬件4.FX1N的输入接线NPN型晶体管或接近开关的接线四、三菱FX1N系列PLC的硬件4.FX1N的输入接线内置高速计数器的使用四、三菱FX1N系列PLC的硬件5.FX1N的输出接线四、三菱FX1N系列PLC的硬件5.FX1N的输出接线1）COM分组，可用于不同的电源电压系统；2）继电器输出型不可用于高频率输出；4）对感性负载、灯负载和电容性负载要注意其冲击电流的影响；3）对于有互锁性要求的触点，不但要在程序内触点互锁，还要有外部互锁；四、三菱FX1N系列PLC的硬件5.FX1N的输出接线第十二讲PLC硬件原理一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件本讲讨论如下内容：第十二讲PLC硬件原理本讲讨论如下内容：一、PLC概述二、PLC的基本组成与工作原理三、PLC的编程四、三菱FX1N系列PLC的硬件五、三菱FX1NPLC的软元件1.什么是软元件五、三菱FX1N系列PLC的软元件实际上是PLC内部存储区的一个单元2.FX1NPLC的软元件五、三菱FX1