可编程序控制器硬件与工作原理 初学者必看

2023/2/21可编程序控制器的硬件与工作原理2.1可编程控制器的物理结构2.2CPU模块2.3开关量I/O模块2.4可编程控制器的工作原理2.5FX系列可编程控制器性能简介2.6特殊I/O模块2.7编程器与数据存取单元第2章2023/2/222.1可编程控制器的物理结构2.1.1整体（单元）式结构●小型PLC

一个箱体内包括CPU、I/O、RAM、ROM、电源各单元的输入点与输出点的比例是固定的2.1.2模块式结构●大中型PLC

积木式结构

CPU为独立模块输入、输出、电源也是独立模块各模块通过主基板相连可以有多个主基板2023/2/232.1.3叠装式结构CPU为独立模块输入、输出、电源也是独立模块各模块通过电缆相连灵活配置且体积小巧2023/2/242.2CPU模块2.2.1微处理器●Intel公司8086,80186,Pentium通用微处理器●Intel公司MCS51/96单片微处理器●AMD公司2900位片式微处理器2.2.2存储器●读/写存储器，易失存储器RAM●只读存储器，存放系统程序ROM●可擦除只读存储器EPROM●可电擦除只读存储器E2PROMRAM存放用户程序ROM存放用户程序2023/2/252.32.3.1模块的外部接线方式DI用来是把二进制过程信号转换到PLC所需的内部信号。汇点式分组式分隔式开关量I/O模块(DIDO)2023/2/26输入模块2.3.2输入电路中设有RC滤波电路，防止触点抖动或外部干扰脉冲等错误输入信号。2023/2/27直流输入电路2023/2/28交流输入电路2023/2/292.3.3输出模块●继电器输出输出模块应用于驱动外部负载（继电器、马达、电磁阀等）。继电器出电路2023/2/210●晶体管输出晶体管输出电路2023/2/211●可控硅输出可控硅输出电路2023/2/2122.3.4EthernetSupervisoryPeer-to-peerRemoteI/O(C50CPU)I/OModulesI/OStatusLEDsFieldWiringTerminalsTerminationCover&LabelChassis:4I/Oslots(shown)8and12I/Oslotchassis(largerI/Ocapacity)本地I/O和远程I/O2023/2/2132.4可编程控制器的工作原理继电器2.4.1可编程控制器是从继电器控制系统发展而来的（软继电器）。继电器控是一种用弱电信号控制输出信号的电磁开关。2023/2/214●继电器在控制系统中的作用●

功率放大●

电气隔离●

逻辑运算弱电对强电的控制。线圈与触点以及各对触点在电路上是完全隔离的。AB2023/2/215●异步电机控制电路（起保停电路）2023/2/2162.4.2可编程控制器的工作原理输入模块输出模块CPU模块可编程序控制器按钮选择开关限位开关电源接触器电磁阀指示灯电源编程器2023/2/2172.4.2●工作状态可编程控制器的工作原理●扫描工方式●

RUN●

STOP2023/2/218●程序执行的扫描过程程序执行2023/2/219●起保停执行的扫描过程KM2023/2/220●梯形图对应指令梯形图以指令的形式储存在可编程控制器的用户程序存储器中。LDX0;接在左侧母线上的X0的常开触点ORY0;与X0的常开触点并联的Y0的常开触点ANIX1;与并联电路串联的X1的常闭触点OUTY0;Y0的线圈逻辑运算Y0=(X0+Y0).X12023/2/2212.4.3扫描周期可编程控制器在RUN工作状态时，执行一次扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为1~100ms。2.4.4输入/输出滞后时间输入/输出滞后时间又称系统响应时间，指可编程控制器的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的外部输出信号发生变化时刻之间的时间间隔，由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间及由扫描工作方式引起的滞后时间。T

=公共部分扫描时间+外设扫描时间+用户程序执行时间+I／0扫描时间2023/2/2222.5FX系列可编程控制器的特点2.5.1FX2,FX1,FX2c系列是三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器。FX0,FX0s,FX0N,FX2N

系列是微型可编程控制器。

FX系列可编程控制器性能简介●

体积极小的微型可编程控制器●

提供多种子系列供用户选用●

先进美观的外部结构●

灵活多变的系统配置●

功能强，使用方便2023/2/223FX系列型号名称的含义2.5.2系列名称，如0S,0N,2N等输入输出的总点数（4~128）单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向可控硅输出。特殊品种的区别。2023/2/224FX系列可编程控制器的一般技术指标2.5.3●

环境温度●FX系列可编程控制器的一般技术指标●

环境湿度●

防震性能●

抗冲击性能●

抗噪声能力●

绝缘电阻●

接地电阻●

使用环境2023/2/225●FX系列可编程控制器的输入技术指标●

输入信号电压●

输入信号电流●

输入阻抗●

输入ON电流●

输入OFF电流●

输入响应时间●

输入信号形式●

电路隔离●

输入状态显示2023/2/226●FX系列可编程控制器的输出技术指标●

外部电源●

最大负载●

开路漏电流●

响应时间●

电路隔离●

输出动作显示

电阻负载

感性负载

灯负载2023/2/227FX0s系列可编程控制器的特点2.5.4FX0s系列可编程控制器用于极小规模系统的超小型可编程控制器。10~20个I/O点，用户存储器（EEPROM)容量为800步。●单元数：4●输出：继电器、晶体管●电源：直流、交流●不能扩展●指令●编程元件2023/2/228FX0N系列可编程控制器2.5.5●单元数：12●电源：直流、交流●指令●通讯功能●扩展单元数：3●扩展模块数：7●模拟量输入输出2023/2/229FX2N系列可编程控制器2.5.6●电源：直流、交流●指令●通讯功能●模拟量输入输出FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程控制器。2023/2/2302.6特殊I/O模块仅用通用I/O模块无法满足日益增长的可编程控制问题。模拟量输入输出模块2.6.1●可编程控制器用A/D转换器将模拟量输入信号转换成数字量。●D/A转换器将可编程控制器的数字输出量转换为模拟电压或电流，再去控制机构。●小型可编程控制器往往没有模拟量I/O模块，或者只有通道数有限的8位A/D,D/A模块。大中型可编程控制器可以配置成百上千个模拟量通道，它们的D/A,A/D转换器一般是12位。2023/2/231●FX系列的模拟量输入/输出模块●

模拟量输入模块FX2N-4AD●

PT-100型温度传感器用模拟量输入模块FX2N-4AD-PT●

热电偶温度传感器用模拟量输入模块FX2N-4AD-TC●

模拟量输出模块FX2N-4DA●

模拟量输入输出模块FX2N-3A2023/2/232PID过程控制模块2.6.2●PID控制系统2023/2/233中断输入模块与快速响应模块2.6.3中断中断输入模块适合于要求快速响应的控制系统，接收到中断输入信号后，暂停正在运行的主程序，转去执行中断程序，执行完后返回来继续执行主程序。可编程控制器的输入与输出量之间存在着因扫描工作方式引起的延迟。快速模块可快速响应输入脉冲，或监控窄输入脉冲。模块的输出与扫描过程无关，仅受控于输入与用户程序。高速计数模块2.6.4可编程控制器梯形图程序中计数器的最高工作频率受扫描周期的限制，一般仅有几十Hz。高速计数模块可以对几十kHz甚至上MHz的脉冲计数，当计数器的当前值大于等于预置值时，输出被驱动。这一过程与可编程控制器的扫描过程无关，可以保证负载被及时驱动。2023/2/234运动控制模块2.6.5运动控制模块带有微处理器，用来控制运动物体的位置、速度和加速度，它可以控制直线运动或旋转运动、单轴或多轴运动。广泛地应用于机床及装配机械等控制。●FX2N-1PG脉冲输出模块●定位模块FX2N-10GM,FX-20GM,E-20GM●可编程凸轮控制单元FX2N-1RM-SET2023/2/235通讯模块2.6.6通讯模块用来完成与别的可编程控制器、其他智能控制设备或主计算机之间的通信。远程I/O系统也必须配备相应的通讯接口模块。●RS-232C通信用功能扩展板与通信模块●FX2N-422-BD通信用功能扩展板●RS-232C/485变换接口FX-485PC-IF-SET●RS-485通信用适配器与通信用功能模块●MELSECNET/MINI接口模块2023/2/236模拟量设定功能扩展板2.6.7●FX2N-8AV-BD数据处理与控制模块2.6.8用来采集和处理数据，并将处理结果传送到系统的其他部分。●AD51E2023/2/2372.7编程器与数据存取单元编程器用来生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改。手持式编程器2.7.1手持式编程器由可编程控制器生产厂家提供，它们只能用于某一生产厂家的某些可编程控制器产品。个人计算机程序开发系统2.7.2以个人计算机为基础的编程系统，可编程控制器厂家向用户提供编程软件。2023/2/238●个人计算机程序开发系统的软件系统●

编程软件●

文件编制软件●

数据采集和分析软件●

实时操作员接口软件●

仿真软件●

其他软件数据存取单元2.7.3简单价廉的人机接口，如显示某些信息和输入命令，修改定时器、计数器的设定值。2023/2/239●小结