胡艳丽课件第三章

第三章可编程控制器工作原理与结构特点PLC的组成PLC的工作原理12PLC的结构特点及一般技术指标3FX2N系列PLC编程元件43.1PLC的基本组成1、PLC的硬件系统3.1PLC的基本组成3.1PLC的基本组成PLC的主机PLC主机存储器中央处理器CPU输入输出电路外部设备接口总线电源3.1PLC的基本组成中央处理单元（CPU）：作为整个PLC的核心，起着总指挥的作用诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。(2)采集现场的状态或数据，并送入PLC的寄存器中。(3)逐条读取指令，完成各种运算和操作。(4)将处理结果送至输出端。(5)响应各种外部设备的工作请求（编程器、打印机等）。3.1PLC的基本组成PLC的存储器系统程序存储器用户程序存储器数据存储器存储器固化在ROM中EPROM、EEPROM调试好RAMPLC程序存储器的单位——“步”3.1PLC的基本组成（1）系统程序存储器（一般由ROM构成，没法修改）用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据，PLC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。（2）用户存储器（使用RAM存储）包括用户程序存储区和工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的CMOS-RAM构成，其中的存储内容可读出并更改。掉电会丢失存储的内容，一般用锂电池来保持。（3）数据存储器，存储运算结果等，可以修改。

注意：

PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的。3.1PLC的基本组成输入输出（I/O）模块输入模块：接收外部的开关量、采集外部的模拟量输出模块：输出CPU处理过的信号，驱动外部设备输入输出模块广泛采用光隔离技术和滤波技术，以提高抗干扰性3.1PLC的基本组成开关量I/O模块的外部接线方式

汇点式分组式分隔式3.1PLC的基本组成

开关量输入接口电路：采用光电耦合电路，可大大减少电磁干扰，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。

PLC的输入接口电路（直流输入型）3.1PLC的基本组成输出接口电路（采用光电耦合）继电器输出：可带直流、也可带交流（用于接通或断开开关频率较低功率较大的直流负载或交流负载回路）。采用继电器型驱动输出，是目前使用最为广泛的一种输出模式。对于FX2N，继电器输出方式的外部电源可采用250V交流或者30V以下的直流。单点最大负载电流可达2A，有很强的驱动能力。响应时间约为10mS左右，频率范围100HZ左右。3.1PLC的基本组成晶闸管输出：只可带交流输出（用于接通或断开开关频率较高功率较大的交流电源负载）。内部电路触发三端双向可控硅晶闸管，对于FX2N：其外部电源采选范围是AC85~242V，单点最大负载电流可达0.3A/点，有较强的驱动能力。由OFF到ON的响应时间在1mS以下，由ON到OFF的响应时间为10mS以下。3.1PLC的基本组成晶体管输出：晶体管即有单相导电性，只可带直流（用于接通或断开开关频率较高功率小的直流电源负载）。元件采用集电极开路的晶体管，内部电路控制三极管基极，当基极有电流，管子导通。对于FX2N，其外部电源选用范围在5V-30V之间，单点输出最大负载电流达0.5A，驱动能力较强。响应时间在1mS以下。3.1PLC的基本组成可编程控制器模拟量接口电路

模拟量输入接口：把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合PLC内部处理的有若干位二进制数字表示的信号标准的模拟量信号：电流信号：4~20mA电压信号：1~10V。模拟量输出接口：将PLC运算处理的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制的要求信号。智能输入输出接口：自带CPU，由专门的处理能力，与主CPU配合共同完成控制任务，可减轻主CPU工作负担，又可提高系统的工作效率。3.1PLC的基本组成电源PLC的电源是指将外部输入的交流电处理后转换成满足PLC的CPU、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块。许多PLC的直流电源采用直流开关稳压电源，不仅可提供多路独立的电压供内部电路使用，而且还可为输入设备（传感器）提供标准电源。

3.杨1绞PL定C的基撞本组苹成编程干器编程挥器：据专用裁的手族持式拦、台证式；培电脑+编程莫软件哈。作用橡：编然程，食调试讯，监联控。3.码1那PL私C的基奔本组贤成2、PL和C的软绘件系例统软件蛋系统系统哨程序用户垄程序程序填结构顺序幸结构棵：小戒规模撞程序用户睛程序烟：大逆规模答程序3.妹2可编梨程控垫制器达基本挠原理本节悼教学年目标挨：1、了当解可雾编程泻序控帐制器淘与继副电器怠及微批型计冤算机舌控制括系统私的区羽别2、熟饿悉PL象C的系低统配喜置3、重佛点掌束握PL认C的工每作原蝇理3.酱2可编赵程控似制器吴基本签原理1、PL故C的工遍作方弓式循环共扫描2、PL踩C的工苦作过旅程四个虚阶段魔周期据性扫左描、狸集中芹批处喇理公共夺扫描输入拉采样用户居程序输出想刷新3.僵2可编良程控业制器捎基本胁原理（1）公名共扫牲描阶智段公共锅处理PL益C自检究：检卧测器返件状秆态，膨有故通障在甘诊断俯，给叠出故督障信纷号或鸦处理执行跳来自脸外设浸命令奶：编善程？特通讯在？启轿动磁雹带机臂或打设印机纽奉？对看翅门狗殿定时追器WD由T清零3.兽2可编贿程控千制器葱基本倍原理（2）输阿入采窃样扫倦描阶梁段第一疯个批矩处理筹阶段PL棋C采集炮输入锐端口桑信息薯，并巧存储密在输垫入映秤射寄僚存器也中注意俯：PL羽C在执景行程阁序时栏，以习本次胸采集伟的信叛息为运准。输入荐信号男发生捏改变牌，只恭在下器次采趴集时须有反骨应3.馋2可编受程控桐制器啄基本胸原理（3）执扣行用利户程百序扫灰描阶孤段第二患个批票处理鸡阶段PL幅C从左蹄到右岭、从报上到斯下执病行程养序。输入但信号降只从鼠输入肝映射郑寄存艰器中叙取。荷中间税步骤绸的执悦行结洒果存入元割件映既射寄昨存器题中，佩对后运面的习程序部产生工影响裙。3.靠2可编朴程控码制器浊基本搬原理（4）输面出刷贷新扫贵描阶挺段第三则个批撤处理辛阶段当CP字U对全参部用迅户程孝序扫富描结籍束后船，将洞元件将映像折寄存投器中蝴各输碎出继电裳器的反状态牛同时背送到猴输出姑锁存讽器中哗，再鼓由输夫出锁他存器坟经输伏出端子去丧驱动殖各输橡出继限电器钟所带梁的负携载。3.束2可编费程控饭制器探基本只原理3、扫鸟描周有期计想算扫描淘周期涝除了权输入联采样未、程辅序执竹行、皆输出赌刷新提三个悼阶段判外，还要纪进行第自诊替断、翻与外房诚设(如编丘程器鲜、上替位计喊算机)通信减等处野理。一般炸说来俗，同愤型号竞的PL别C，其浸自诊滔断所亦需的雷时间固相同如三电菱FX思2系列带机自烤诊断虎时间脏为0.应96株ms可编嗓程控烤制器宪在运眯行工押作状个态时块，执兼行一跌次扫予描操秒作所叛需要青的时体间称翻为扫里描周幅期。贪其典化型值踏为1~签10识0m区s。3.非2可编驻程控狠制器探基本袜原理例：黑三菱怨公司FX绣2—40料M，配颠置开里关量优输入24点，求开关先量输潜出16点，用户牙程序庙为10速00步，税不包就含特累殊功堪能指逐令，PL视C运行均时不粪连接笼上位擦计算机纸等外巨设。I/肌O的扫轿描速嚼度为0.却03输ms／8点，靠用户笨程序岁的扫叠描速谨度为0.瓜74us/步，规自诊膝断所疏需的柏时间排为0.帆96钩ms，试跪计算旱一个猛扫描乐周期松所需要的孕时间拦为多节少?解：士扫描40点I／O所需别要的衫时间剪为：T1＝0.岁03描ms／8点×40点=0粥.1惰5m录s扫描10础00步程翁序所号需要涉的时述间为红：T2＝0.洒74番us/步×1慢00谣0步＝0.链74所ms自诊蓄断所闭需要粉的时休间为系：T3＝0.纳96挺ms因PL壶C运行质时，万不与哀外设供通信续，所坡以通鞠信时受间为隙；T4踩=0这样己一个响扫描贼周期T为：T＝T1十T2十T3介+T慎4=上0.箱15度ms十0.挤74锈ms十0.件96处ms＝1.隆85铁ms3.庙2可编盐程控列制器沃基本盖原理4、输虾入输笨出响烛应的凭滞后幕现象I/蒜O滞后建时间座又称知为系羞统响常应时累间，搏是指兔可编揉程控剩制器古外部疲输入欧信号造发生菠变化采的时啄刻起葵至它柄控制标的有德关外层部输幅出信前号发愈生变磁化的盾时刻仍之间挥的间催隔。3.茎2可编陪程控犬制器饲基本红原理输入悬输出顶响应蛋的滞含后产绵生原冤因（1）输揪入滤骂波器我的时万间常刃数（贼输入敢延迟女）（2）输约出继从电器伟的机谁械滞按后（救输出细延迟辅）（3）PL命C的循抵环扫征描方财式解决炒方法（1）改健变信沃息刷秀新方剩式②I/来O直接捧刷新戴方式①I/向O立即勾刷新（2）采说用中烂断技笼术（3）调肥整输涨入滤早波器计算萄机控我制系扩统：采用等待夺命令的工栋作方压式，畜如键歪盘扫戒描方刘式或I/瞎O扫描小方式可编俯程控扑制器千控制伸系统甜：循环认扫描洗工作奇方式，即奔系统答工作浙任务助管理妇处理及肌应用赤程序炕执行勺都是星按循蔽环扫锈描方军式完扮成的。5、PL逃C控制忠与传敲统控见制的逢异同3.吊2可编薯程控秒制器周基本拢原理a、FX刃2N系列瞒可编散程控巾制器醉型号干格式盛如下批：FX2N—□境□□□-□系列名I/O总点数单元功能特殊品种区别输出类型R：继电器输出S：晶体管输出T：晶闸管输出M：基本单元E：输入输出混合扩展单元与扩展模块EX：输入专用扩展模块EY：输出专用扩展模块6、PL谊C系统嗓配置3.巾2可编投程控骂制器饱基本阵原理FX2N是FX系列剧中功刑能最惠强、论速度孙最高漏的微五型可羞编程授控制龙器。赢它的伞基本写指令观执行畅时间踩高达0.拨08敢s，远支远超妙过了稿很多轻大型禾可编驴程控洲制器汗。用叔户存有储器蛛容量味可扩滴展到16魄K步，杂最大冰可以宝扩展押到25件6个I/测O点，堂有5种模萌拟量之输入/输出棉模块春、高扇速计美数器旋模块还、脉闷冲输怠出模感块、4种位炼置控向制模株块、直多种RS脾-2露32捷C/筑RS妥-4妥22门/R宽S-跳48党5串行闷通信扫模块题或功贩能扩茫展板泽，以傲及模迈拟定吩时器救功能葬扩展浅板，均使用斧特殊庄功能