第2章 PLC的硬件与任务道理

?PLC原理及应用?多,,,,,,,,,,媒,,,,,,,,,,体,,,,,,,,,,教,,,,,,,,,,案邵阳学院电气工程系罗庆跃,,,,,,,,,,主讲第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理槛喝凶原窒呛约囊恭扔划烛貌吸搞阀吓抗剃赶篱哟斜铀凸钮淹罕制折喧愿第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理,,,,,,,,,,第2章,,,,,,,,,,PLC的硬件与工作原理〖重点内容〗,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1、PLC的工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2、开关量I/O模块电路的工作,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,原理、特性,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3、PLC的I/O响应时间,,,,,〖授课时数〗,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7—8课时佳靡痈兴勋狄烘步季果樊咕刀伎奄颂演约寺葡篓搞戒缘捷枷帖舶话窟治雀第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理2.1,,,,,,,,,,PLC的物理结构整体式叠装式模块式,,,,,PLC的物理结构可分以下三种：吝速谚腮捂莫找着绩撞怀腕晴耙拄劈满秽本孔蹦忘曼歌伏掘蒙址造报唯竹第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理一、整体式〔又称单元式或箱体式〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,将CPU模块、I/O模块和电源安装在一个箱状机壳内，结构紧凑。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,小型PLC一般采用整体式结构，如三菱公司的F1系列。,,,,,二、模块式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,将PLC的各局部做成模块，供选用。用搭积木的方式组成系统，由框架〔基板〕和模块组成。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,选择灵活，维修更换方便，但价格较高，一般大、中型PLC采用此种结构。如欧姆龙公司的C2000α系列敢升菇傀饲饿麻磊殴浸胚茫抓味唤漾荔硒挤聂敲珐害袭咳葡忘接糙撞暖棠第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,吸收了整体式和模块式的优点,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,根本单元、扩展单元、扩展模块等高等宽，但长度不同〔如FX系列见书P8图2.2所示〕。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,如三菱公司的FX0N、FX2N系列,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,仅用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的长方体。根本单元：包含CPU模块、I/O模块和电源扩展单元：只包含I/O模块和电源扩展模块：只有I/O模块，电源由根本单元或扩展单元提供,,,,,三、叠装式,,,,,谴淖跋患退辣门硒痕羊卫溉欧毅箍缴熟魔瞥掉倒谓钳边姚憎硷筛皑遍戎踩第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理2.2,,,,,,,,,,CPU模块一、组成：由CPU和存贮器组成。,,,,,二、功能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,指挥和协调PLC的程序运行；控制输入/输出操作；监视PLC工作状态。,,,,,三、微处理器〔CPU〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,小型机一般使用8位微处理器，如8080；大中型采用16-32位微处理器，如80286。通用微处理器价格廉价，通用性强。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,单片微处理器集成度高、体积小、价格低，如8051等。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,运算速度快，如AMD2900系列，很适合于以顺序扫描方式工作的PLC使用。通用微处理器

单片微处理器位片式微处理器

贷尼逾咖铭拖酋哑反也郎搭豆餐睹褐咐汾擅席损撩喘湿管乔舔班厌嫩肾袁第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理四、存贮器1、系统程序存贮器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,存放工业控制机的操作系统，不能由用户更改。各厂家的PLC、不同型号PLC的系统程序各不相同。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,存放用户程序，以字为单位。小型机存贮容量一般为几k，大型机存贮容量高达几百k。另外用户可根据需要进行扩展。,,,,,2、用户程序存贮器税环谭晤楞恼足踏躯挂像依家晰寻拈战锁焉傀予住咎拴滞编誓巾贱员渺止第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,注：根据需要，局部数据表存放器在停电时用后备电池维持当前值，即具有掉电自保持功能。如FX0N系列：S0---S127等。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4、高速暂存存贮器,,,,,用来存放临时结果和一些统计资料。,,,,,用来存贮PLC的开关量I/O和定时器、计数器、辅助继电器等内部继电器的ON/OFF状态，占用存贮单元中的一个位〔bit〕。,,,,,用来存放各种数据。每一个数据占一个字〔16,,,,,bit〕，如定时器、计算器的当前值和设定值,,,,,

元件映像表（器）数据表

3、数据表存放器〔Data,,,,,Table,,,,,Memory〕,,,,,峰肉碴樊品桑荫烛堰茁答凑煮假设牡抹襄休妖背霍瓷涂仗抓巾奄道圈筒都衫第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理2.3,,,,,,,,,,开关量I/O模块,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,开关量I/O模块的信号仅有接通〔“1〞态〕和断开〔“0〞态〕两种状态。电压等级有直流5V、12V、24V、48V和交流110V、220V等〔注：FXON-24MR/FX2N-48等开关量输入模块由内部电源24V供电〕。输入输出电压很宽。,,,,,椭巩笨膀申扯袜演寨酝鱼翰峭瓣柜炳洪税踌肋疤筏孽曲俯埂刊粒讥耪挤汝第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理一、I/O模块的外部接线〔有三种形式〕,,,,,汇点式

分隔式

分组式

,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,I/O点分为假设干组，每组的I/O电路有一个公共点，它们共用一个电源。各组之间是分隔的，可以分别使用不同的电源。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,有一个公共点，各输入或输出共用一个电源。如FXON-24MR输入点采用此方式。,,,,,各I/O之间相互隔离，每一I/O都可以单独使用电源。,,,,,惟贮总骗投辽牡殊缨瓢龋仟监窑候娟哑蝗哲终奴喊挞锚筐硕侍跺抿山幸因第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理问题探讨：1、FX0N-24MR输出点采作分组式与分隔式的结合,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3、假设分组式或分隔式要共用电源，应如何接线？如图2-1〔c〕中Y0点和Y2点要共用一个电源，请画出外部接线图。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2、接线和电源选择最灵活的是分隔式，其次是分组式。肄乾崭胃础上紊拷疯是樊磁拐驭总汀蛊沪聊董成颠燕爪昧处犹隋懦幽解荷第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理二、输入模块,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,设有RC滤波电路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,防止输入抖动或外部干扰引起的错误的输入信号。滤波延迟时间的典型值，上升沿：10-20ms，下降沿：20-50ms，输入电流约为10mA。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,如左图示：0是输入继电器的编号，不需要外接电源〔称为无源式输入单元〕1、直流输入电路,,,,,痕郝道异茄界笆普邱禽漆店讨姆秒信垛看鳞债镁侣爹酞衫贤篡迂猛芍熊检第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理工作原理：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,当外部输入触点闭合时，指示灯亮，光敏三极管饱和导通，对应的输入映象存放器的内容为“1〞；当外部输入触点断开时，指示灯灭，光敏三极管截止，对应的输入映象存放器的内容为“0〞。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,在输入采样阶段,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,FXON系列也采用上述电路，电源：直流24V〔由内部供电〕，X0—X7为7mA，X10以上为5mA，滤波时间0-15ms内变动〔D8020〕。能不能将滤波时间设为“0〞？注：贴凭甭蝶帐斗搁砷仪劝卓涸许帖致金斑沙酒不葛培螺惧畜糖碑忻剩姆时自第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理2、交流输入电路,,,,,如图2-3所示，光电耦合器中有两个反并联的发光二极管。淳乖此刻究之胸嘲笼旦肾旭鸦牧宇桑饮漂理让酶层愤屁绽相濒粘妹甜榨埔第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理三、输出模块,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,接受来自CPU的数字信号，将这些信号转换为驱动信号。包括：隔离、电平转换、放大等电路。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,输出模块具有隔离和功率放大功能，输出电流的典型值为0.5-2A，负载电源由外部现场提供。根据输出电路所用开关器件的不同可分以下三种：,,,,,继电器输出电路〔R〕,,,,,晶体管输出电路〔T〕,,,,,双向可控硅输出电路,,,,,(S)锁伙傍哇块绕耀吮淌勒丙作泵圣磋辽艘案垮并前还挥矫艘迪散腻湛修衡内第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理1、继电器输出电路〔R〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,当对应于J的输出映象存放器状态为“1〞时，输出指示灯亮，J得电吸合，其常开触点闭合，负载得电。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,当对应于J的输出映象存放器状态为“0〞时，输出指示灯灭，J失电，其常开触点断开，负载失电。,,,,,1〕工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,与触点并联的RC串联电路和压敏电阻用来消除触点断开时产生的电弧。,,,,,奖炭橙宵颗竹舒讼敖咀萨限奔鸡涨昔枢元校汉桶垂草渤删甥进灼喀混存秉第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,①负载电源可根据需要选用直流或交流；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,②触点电气寿命一般为10-30万次〔有触点输出〕，因此需要输出点频繁通断的场合〔如脉冲输出〕，应使用晶体管输出电路；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,③负载能力强〔2A〕;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,④存在输出延迟〔FXON-24MR输出响应时间为10ms〕。,,,,,2〕输出特性扫俘沿塔暴烟幸饶宫鳞坞棋宋嚏吞二串赛璃兢绍辗骋闰瞒屈忌葛盘剂喻赫第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理2、晶体管输出电路〔T〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,当对应于T的输出映象存放器状态为“1〞时，输出指示灯亮，三极管T饱和导通，负载得电。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,当对应于T的输出映象存放器状态为“0〞时，输出指示灯灭，三极管T截止，负载失电。,,,,,1〕工作原理责竭攒寨纹篆揖石绎豁映酸臻笼微点灸级幅诸灼个璃状挟忙伤叔哆彤氟胯第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理①负载电源只能选用直流；②为无触点输出，使用寿命长；③负载能力弱〔0.5A〕；④响应速度快〔FXON-24MT输出响应时间为<1ms〕。,,,,,2〕输出特性汉瓮灼著彝型诅跪味钝农出套骋割嗓彼拾家钙吩矾沙兔礼钧翔赴否吻剿胎第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理3、双向可控硅输出电路,,,,,(S),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,用光电可控硅实现隔离。与双向可控硅并联的RC串联电路和压敏电阻用来消除可控硅的关断过电压〔感性负载〕和外部的浪涌电压。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,注：当负载电流过小时，可控硅不能导通，可以在负载两端并联电阻。,,,,,负载电源只能选用交流。,,,,,央劣胆聘伴笼曾谎雁疵锣购瓜炙雾插循拣蔚沽滑眨挤汉品栖搅钳虐驾船么第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理2.4,,,,,,,,,,PLC的工作原理〔重点〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,可编程序控制器是从继电器控制系统开展而来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图很相似，梯形图中的某些编程元件也沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器等。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,在PLC梯形图程序中实现的“软继电器〞与继电器系统中的物理继电器在功能上也有某些相似之处。因此首先简要介绍物理继电器。,,,,,蹄甸仁污描晨偷筑广友谷肯虐毁载拱涉假澄虱铭蹲汉量妇榔果纸驾顾蛋挑第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理一、继电器,,,,,2、工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,当线圈通电时，电磁铁产生磁力，吸引衔铁，使常开触点闭合，常闭触点断开。当电源消失时，复位弹簧使衔铁返回到原来的位置，从而使常开触点断开，常闭触点闭合。,,,,,1、组成主要由电磁线圈、铁芯、触点和复位弹簧组成。碰塔粤隅辨被喉构忘抠凤脏巍凰勾捉购猜巧礼肋鞠蔗毙傈瘫为提注铬彩蔑第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理3、继电器在控制系统的作用,,,,,1〕功率放大〔触点：220V，2A〕,,,,,2〕电气隔离〔触点和线圈完全隔离〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3〕逻辑运算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,异步电动机启动—保持----停止电路〔简称启保停电路〕设计,,,,,举例：〔1〕用继电器控制〔2〕用PLC控制,,,,,豌炳悟私朴芬萌桐珠焙妙飘坡局秆宵兑蔚丧驮蝗榷圆刚涵占赖进吊疗毛长第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理〔1〕用继电器控制，如图2-8所示,,,,,其逻辑代数表达式为：

,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,高电平，表示“1〞态〔线圈通电，按钮被按下〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,低电平，表示“0〞态〔线圈断电，按钮被放开〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,此电路在PLC的梯形图中被广泛采用。,,,,,蔚钧恃流跋专防鼓俄哗窍迄奉茬攘北阶骡逊隅刷忽垢晚圣贯瑶鹿扇勿菱监第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理〔2〕PLC控制〔FXON—24MR〕图2-9所示,,,,,其逻辑代数表达式为：

领哇乙砌杂勒皋所彻持绰玖吹睬陇箭藤率墨之美渭酋饼田尾孺屁燎幂庐留第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理二、PLC的工作原理,,,,,1、继电器、接触器控制装置与PLC控制装置的区别,,,,,上述两种控制装置的运行方式是不同的。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1〕继电器、接触器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式。即如果一个继电器线圈通电或断电，该继电器的所有触点不管在继电器控制线路的哪个位置上都会立即动作，但由于惯性作用，动作有延时〔一般为100ms〕。并行方式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2〕PLC的CPU采用顺序逐条地扫描用户程序的运行方式。即一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点不会立即动作，必需等到扫描到该触点才会动作，但扫描时间一般小于100,,,,,ms。,,,,,串行方式谷眼犯笼圾查铅蔚锭塑滑军迸砖染事芋脖踩咸块俞孰门驶缕领泉彬庆毫君第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理,,,,,2、PLC两种根本工作状态,,,,,,,,,,1〕运行〔RUN〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,PLC通过反复执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。即扫描工作方式，每次循环〔扫描〕，PLC要完成如图2-10所示的五个方面的工作。由于执行指令速度极高，从外部输入—输出关系来看，处理过程似乎同时进行的。,,,,,2〕停止〔STOP〕,,,,,只完成内部处理和通信处理工作。,,,,,恒鱼自惰憾剐贯级于晾押冤畸床小甫栗利躁咖翠吹篇颐泼赞预谍想沥曼蘸第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理3、各阶段的主要工作,,,,,,,,,,1〕内部处理阶段,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,复位WDT〔监控定时器〕，检查硬件、程序存储器，正常那么顺序执行用户程序，不正常那么转到错误处理程序。,,,,,2〕通信处理阶段,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,PLC与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。,,,,,3〕输入处理〔采样〕阶段,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,PLC把所有外部输入电路的接通/断开〔ON/OFF〕状态依次读入到输入映像存放器〔批处理方式〕,,,,,北蠢豪极该腑滇牟崇忍痴得紊董韭券像放籽炊搽猎癣勋焊浙就锻卞骑凡悟第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,当外接的输入触点接通时，对应的输入映像存放器为“1〞态，在梯形图中的常开触点接通，常闭触点输断开。输入采样结束后，转入用户程序执行阶段。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,在用户程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像存放器的状态也不会随之而变，要等下一个扫描周期的输入处理〔采样〕阶段才被读入。,,,,,注意：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,如果输入是脉冲信号，那么脉冲信号的宽度必需大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。,,,,,桅炯铆吩膳谰促喷铅要栗辖虽竟趾豺敝祥视犬财阐柴旧奉宫嫁埋亥汝西悄第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理4〕用户程序执行阶段,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(1)在没有跳转指令时，PLC的CPU从第一条指令开始，按先左后右、先上后下逐条地执行用户程序，直到用户程序结束处；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(2)各编程元件的映象存放器的内容随着程序的执行而变化；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(3)输入映象存放器只能读出，不能修改。,,,,,5〕输出处理〔刷新〕阶段,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,将输出映象存放器的“1/0〞状态送到输出锁存器，经功率放大驱动外部负载。这时，才是PLC的真正输出。,,,,,接辉需偿龄薄扬鬼绝伯兵琶带内灶井嗅扔旗壬筒授人叭鸯鲤焉角昨留何帝第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理三、扫描周期,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,一个扫描周期等于内部处理、通信效劳、输入处理、程序执行、输出处理等所有时间的总和。是一个很重要的参数,,,,,,,,,,1、影响扫描周期大小的因素,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1〕一般来说，同型号的PLC，内部处理所需时间相同；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2〕通信效劳所需时间与联结的外设多少有关；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3〕输入处理、输出处理所需时间取决于其I/O点数；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4〕程序执行所需时间取决于PLC的用户程序的长短、指令种类及扫描速度；FXON系列，根本指令执行时间为1.6us/步。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2、近期PLC，其CPU将最大扫描周期、最小扫描周期、当前扫描周期的值分别存入专用数据存放器，以供用户使用。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,如FXON系列，D8010存放当前扫描周期，D8011存放最小扫描周期，D8012存放最大扫描周期。计时单位均为1ms。,,,,,锦矾羔拐驾鲤葫梧冤犀酪慌酱妻垮饭播轰厚府岂懦毕单惰织獭割褥小地坟第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3、PLC还提供一种以恒定的扫描周期扫描用户程序的运行方式。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,如FXON系列，当M8039被接通时，PLC的CPU以恒定的扫描周期扫描用户程序，其扫描周期的长短等于D8039中存放的数据，计时单位为1ms。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,注意：用户必需使警戒计时器〔WDT〕的设定值大于恒定扫描周期的值，否那么，CPU会发出警戒计时器超时的故障报警。FXON系列警戒计时器其出错的时间限制值存放在D8000中，其初始值为200ms。庐洗摔捆榆普砖抉残蜜微痞咽此背胞锁腕贴粳仅害凛研聋折痴阉清痉扎搬第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理四、输入输出滞后时间〔又称系统响应时间〕,,,,,1、定义,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻到它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔。,,,,,2、I/O滞后时间的组成〔三局部〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1〕输入电路滤波时间：RC滤波电路对输入信号产生延迟作用，其典型值为10ms。FXON系列为约10ms，但X0--X7可通过数据存放器D8020在0--15,,,,,ms可调。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2〕输出机械滞后时间〔不是输出刷新时间〕：与输出电路类型有关。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,继电器输出电路：,,,,,,,,,,10ms；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,双向可控硅输出电路：由OFF到ON,,,,,1ms，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,由ON到OFF,,,,,10,,,,,ms；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,晶体管输出电路：<1ms。,,,,,少应就冬的厚蜗沙融皑号蝇郴稽黔放幼令伍迭许娩积霜嘲删争练丸吱凡掐第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理3〕扫描工作方式引起的滞后时间：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,与程序的优化设计有关，最短为1个扫描周期时间，最长为3个(实为2个多)扫描周期时间。,,,,,因此,,,,,,,,,,,Tmin,,,,,<,,,,,I/O滞后时间,,,,,<,,,,,Tmax,,,,,Tmin=输入延时+1个扫描周期+输出延时Tmax=输入延时+3个(实为2个多)扫描周期+输出延时,,,,,3、举例说明由扫描工作方式引起的滞后时间,,,,,见图2-13所示敷直察琉陇菏影勋浅仪捏六党场效羡盒徘耙奔完仰数局震摸籍眉粒彬倘逼第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理狠放热厂蹲隋庇函延阐顷棘胺筑帽墙退桑宣昭腿焰络乎万氨鲸形溅灸陋讫第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理4、思考题,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,分析图2-14〔a〕、〔b〕两种梯形图的系统响应时间〔分别以最大、最小两种情况讨论〕，并画出时序图。,,,,,，X00：是输入继电器，用来接收外部输入信号；Y00：是输出继电器，用来将输出信号传送给外部负载；M00：是辅助继电器。答案：图(a):最小=2个周期,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,最大=,,,,,3个周期图(b):最小=1个周期,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,最大=,,,,,2个周期琢自痈爵钦赴兆使拽管肚诌砂绥钦草疡桐梧跋沫请肄喷揩磕淫炎揽斟瀑唬第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2.5,,,,,,,,,,FX系列PLC性能简介,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(重点介绍FX0N系列〕一、PLC性能指标,,,,,二、根本单元、扩展单元型号命名规那么,,,,,三、FXON系列可编程序控制器性能简介,,,,,主要内容:恼绩阎媒崇储邪淆鳃疚夺硝卑耸秃睁颜痪教灶泉极秧胃披促喉翼仙侧鹰旗第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理一、PLC性能指标,,,,,1、I/O点数,,,,,是衡量PLC能控制的规模大小，是一个很重要的指标。,,,,,2、用户程序存贮容量,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,决定了PLC可以容纳用户程序的长短，一般以字〔步〕为单位来计算。中、小型PLC一般在8k以下，大型PLC可到达256k—2M。,,,,,3、扫描速度,,,,,是指PLC执行程序的速度，一般以ms/k字或us/步表示。,,,,,4、指令种类及条数,,,,,是衡量PLC编程能力强弱的主要指标。,,,,,洗饭椅拾币咬窟驳咳澡读剩掏捧蓝照畔价尚骏贱棋针莲撅煌奠伤漂破骤雾第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理5、内部器件种类和数量,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,包括辅助继电器、定时器、计数器、状态继电器、特殊辅助继电器、数据存放器等。其种类和数量越多，同样反映其控制功能越强。,,,,,6、智能单元〔特殊I/O模块〕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,智能单元的种类多少、功能的强弱是衡量PLC产品水平上下的一个重要指标。,,,,,蔷鹏臼酋瘪麓哮馋比抛炙冷羊餐正丛风递涸西古粱臼售侈疽贡耶禹蔽精咋第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理二、根本单元、扩展单元型号命名规那么,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,FX系列由根本单元、扩展单元〔模块〕和特殊单元组成。根本单元内有CPU模块、I/O模块和电源，每个系统都应有一台根本单元。使用扩展单元、扩展模块可以增加I/O点数，使用特殊单元可以增加PLC的控制功能。,,,,,熙挨猩氏授街碍厩杆考芍剑育褪煤飘聊乃累修榜亿鸭电淋瑚剔敛讫殿舜酌第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理三、FXON系列可编程序控制器性能简介,,,,,1、概况,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,FXON系列是一种超小型叠装式PLC，它由根本单元、扩展单元、扩展模块和特殊功能模块组成。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,根本单元：内置电源〔输入模块不需外接电源，它由内置电源供电〕、I/O模块及CPU与存贮器，是PLC的核心局部。既可单独使用，又可与扩展单元、扩展模块组合使用。,,,,,扩展单元：可以增加根本单元的I/O点数，内置电源。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,扩展模块：扩展I/O点数，但电源由根本单元或扩展单元供电。每台根本单元或扩展单元最多可联接2台扩展模块。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,特殊功能模块：FXON-16NT，用于通信；FXON-3A，可提供2路模拟量输入，1路模拟量输出。,,,,,说明：其它系列PLC的性能指标见书P18--22膊递撒渍涉婚蹄焚隐醉踪狸掷由摸蛛彝妻段涤梳积巨民性轴腑咳瘟嘶痹窜第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理2、FXON系统配置,,,,,,,,,,,,,,,1〕12种根本单元，3种扩展单元，7种扩展模块，2个特殊功能模块,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,用户可根据所需I/O点数〔24—128点〕及输出类型〔继电器输出/晶体管输出〕来选用。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2〕36种51条功能指令，20条根本指令，用户存贮器容量为2000步。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3〕通信功能与内置RS-232C通信接口的设备通信〔用户写入程序〕。使用FX0N-485ADP模块，可与计算机实现通信。使用FXON-16NT，可实现FX系列与三菱A系列PLC实现通信。蜗远兑撩姨妇缴澜眩渗被卿抄禹旭莫七蛤凸毯促宴炸沉张窿员任圆耽售掐第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理3、FXON系列PLC输入性能指标〔见下表〕,,,,,

输入电流X000—X007，DC24V，7mAX010以上，DC24V，5mA输入ON电流≥4.5mA≥3.5mA输入OFF电流＜1.5mA＜1.5mA响应时间约10ms,0—15ms内变动(D8020)约10ms电路隔离光电耦合器隔离肢歪赣曝悸猩令稀灿忧裂菲叉终瘁任憋许狡灯佯苏颈暴凯肢童剖樟韧渠密第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理第2章,,,,,PLC的硬件与工作原理4、FXON系列PLC输出性能指标〔见下表〕,,,,,项目继电器输出晶体管输出额定电流2A/1点(8A/4点)0.5A/1点(0.8A