第二讲可编程控制器构成及工作原理

第二讲可编程控制器的构成及工作原理目录一、可编程控制器的硬件组成外部设备现场用户输出设备微处理器（CPU）运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器～110V/220V市电PLC基本单元PLC系统结构示意图一、可编程控制器的硬件组成FX系列PLC的硬件配置图1、CPU2、存储器注意

可编程控制器的数据单元大多以继电器命名，如输入继电器、输出继电器、辅助继电器、时间继电器、计数器等，且认为它们具有线圈和无数对常开常闭触点，不同用途的继电器在存储器占有不同的区域，每个存储单元都有不同的地址编号。3、输入、输出接口注意开关量输出接口分为：继电器型,晶体管型,晶闸管型，输出接口本身都不带电源，而且在考虑外驱动电源时，还需考虑输出器件的类型。4、电源5、通讯及编程接口6、I/O扩展接口二、可编程控制器的软件及应用程序的编程语言1、软件系统监控程序

生成用户元件系统内部自检管理程序标准程序模块、系统调用用户程序自动化系统控制程序数据表格软件系统解释程序运行管理1994年IEC国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission）发布了标准文件，将梯形图、指令表、功能块图、顺序功能图及结构文本等五种语言作为推荐编程语言2、编程语言（1）梯形图（LadderDiagram）

梯形图是PLC使用得最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。

梯形图语言简称LAD，是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电器电路图演变过来的。a软继电器PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器等，是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。如果该存储单元为“0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。b能流

如图所示触点1、2接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流”(PowerFlow)从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。能流只能从左向右流动。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和分析梯形图。图1中存在的能流有(1,2)、(1，5，4)、(3，4)和(3，5，2)，为此可以将图1转化为图2.c母线

梯形图两侧的垂直公共线称为母线(Busbar)。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象左右两侧母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有“能流”从左向右流动。右母线可以不画出。d梯形图的逻辑解算

根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的顺序进行的。解算的结果，马上可以被后面的逻辑解算所利用。逻辑解算是根据输入映像寄存器中的值，而不是根据解算瞬时外部输入触点的状态来进行的。左母线右母线（2）指令表指令表也叫语句表（StatementList，STL）。序号

指令

说明0LDX000常开触点与母线相连1ORY000常开触点并联2ANIX001常闭触点串联3ANDX002常开触点串联4OUTY000驱动线圈5END程序结束（1）PLC系统正常工作所要完成的任务三、PLC的工作原理1、扫描的要点是分时处理及串行工作（2）应用程序的执行过程可以分为以下三个阶段

三个阶段是分时完成的，称为输入输出的集中处理方式。PLC对输入、输出口的处理原则：PLC有两种工作状态：运行（RUN）、停止（STOP）。运行状态时执行应用程序。停止状态只做内部处理及通信，一般用于程序的编制与修改。PLC上电后，在系统程序的监控下周而复始地按一定的顺序对系统内部的各种任务进行查询、判断和执行等。2、PLC工作过程3、用户程序循环扫描4、分时串行的循环工作产生输入输出滞后时间与继电器控制线路的并行控制方式存在差别，见下图:串行与并行工作是PLC与继电器系统工作原理的根本区别：

图a控制图中，如果为继电器控制线路，由于是并行控制方式，首先是线圈KM1与线圈KM2均通电，然后因为常闭触头KM2的断开，导致线圈KM1断电。

如果为梯形图控制线路，当X1接通后，线圈Y1通电，然后是Y2通电，完成第1次扫描；进入第2次扫描后，线圈Y1因常闭触头Y2断开而断电，而Y2通电。

(a)图