LC基本原理课程课件

第2章PLC的基本原理2.1PLC的组成及其各部分的功能2.2PLC的结构形式2.3PLC的工作过程2.4PLC的使用步骤2.1PLC的组成及其各部分的功能2.1.1PLC的基本组成图2.1.1PLC的基本组成图2.1.2PLC的单总线结构框图2.1.2PLC各组成部分的功能1．输入部件输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，是现场信号进入PLC的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的信号。主令元件是指由用户在控制键盘(或控制台)上操作的一切功能键，如开机、关机、调试或紧急停车等按键。主令元件给出的信号称为主令信号。检测元件的功能是检测一些物理量(如行程距离、速度、位置、压力、流量、液位、温度、电压、电流等)在设备工作进程中的状态，并通过输入部件送入PLC以控制工作程序的转换等。常见的检测元件有行程开关、限位开关、光电检测开关、继电器触点及其他各类传感器等。输入方式有两种，一种是数字量输入(也称为开关量或接点输入)，另一种是模拟量输入(也称为电平输入)。后者要经过模拟/数字变换部件才能进入PLC。输入部件均带有光电耦合电路，其目的是把PLC与外部电路隔离开来，以提高PLC的抗干扰能力。为了与现场信号连接，输入部件上设有输入接线端子排。为了滤除信号的噪声和便于PLC内部对信号的处理，输入部件内部还有滤波、电平转换、信号锁存电路。各PLC生产厂家都提供了多种形式的I/O部件或模块，供用户选用。2．输出部件输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件，其功能是控制现场设备进行工作(如电机的启、停、正/反转，阀门的开、关，设备的转动、移动、升降等)。对于PLC，希望它能直接驱动执行元件，如电磁阀、微电机、接触器、灯和音响等，因此，输出部件中的输出级常是一些大功率器件，如机械触点式继电器、无触点交流开关(如双向可控硅)及直流开关(如晶体三极管)等。与输入部件类似，输出部件上也有输出状态锁存、显示、电平转换和输出接线端子排。输出部件或模块也有多种类型供选用。3．中央处理器(CPU)与一般的计算机控制系统一样，CPU是整个系统的核心，它按PLC中系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作。其主要任务有：控制从编程器键入的用户程序和数据的接收与存储；用扫描的方式通过I/O部件接收现场的状态或数据，并存入输入状态表或数据存储器中；诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等；PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，经过命令解释后按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出寄存器表的内容，再经由输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。目前，小型PLC为单CPU系统，而中型及大型PLC则为双CPU甚至多CPU系统。PLC所采用的微处理器有三种：(1)通用微处理器。小型PLC一般使用8位微处理器如8080/8085、6800和Z80等，大中型PLC除使用位片式微处理器外，大都使用16位或32位微处理器。当前不少PLC的CPU已升级到INTEL公司的微处理器产品，有些已采用奔腾(PENTIUM)处理器，如西门子公司的S7-400。采用通用微处理器的优点是：价格便宜，通用性强，还可借用微机成熟的实时操作系统和丰富的软硬件资源。(2)单片微处理器(即单片机)。它具有集成度高、体积小、价格低及可扩展性好等优点。如INTEL公司的8位MCS-51系列运行速度快，可靠性高，体积小，很适合于小型PLC；16位96系列速度更快，功能更强，适合于大中型PLC使用。(3)位片式微处理器。它是独立于微型机的一个分支，多为双极型电路，4位为一片，几个位片级联可组成任意字长的微处理器，代表产品有AMD2900系列。PLC中位片式微处理器的主要作用有两个，一是直接处理一些位指令，从而提高了位指令的处理速度，减少了位指令对字处理器的压力；二是将PLC的面向工程技术人员的语言(梯形图、控制系统流程图等)转换成机器语言。模块式PLC把CPU作为一种模块，备有不同型号供用户选择。4.讯存斯储器路及存跌储器净扩展PL抚C中该存储水器的它功能厉与普势通微械机系抢统中恒的存马储器驰功能巧相似辰，用宝来存织储系找统程狂序和科用户摊的程堂序与防数据恐。目羡前主栽要采殿用的转系统体程序穴存储脸器是赚指用犬来存逼放系放统管业理、矿用户芽指令布解释恳及标链准程贵序模常块、命系统料调用肚等程氧序的溉存储享器，乘常用帖EP驼RO放M构淋成。久用户组存储收器用逢来存配储用背户编奸制的盒梯形扑图程辱序或拜用户租数据覆。存衫储用袖户程伤序的布叫用形户程毕序存晓储器控，常斧用E霸PR傅OM膜或E络EP嘱RO节M构飘成。粉存储清用户识数据前的叫闷用户葬数据遵存储嗓器，累常用准RA圆M构哑成，田为防泼止掉发电时腹信息冈的丢况失，设有后旬备电束池作恰保护传。由于球PL锹C系严统程鹊序关犬系到总PL短C的沈性能所，不每能由增用户忌直接略存取嚼，因兆而，麻PL乔C产匆品样叮本或展使用升手册层中所乘列存偶储器明形式留及其刚容量司一般础都是加指用爬户存歌储器合而言倘。PL蓝C中仿已提扔供一估定容央量的僵存储则器供挥用户缎使用娱，但蕉对有鬼些用驻户，寇可能纹还不愧够用垫，因茧此大哨部分卵PL日C都愚提供首了存传储器沃扩展锣(E凶M)送功能摄，用狂户可鞭以将疏新增风的存乳储器枯扩展轰模板玻直接夹插入初CP章U祝模板街中，尤也有畅的是灯插入栗中央惨基板轮中。5.叙通羞信接溜口为了云实现奸"人狼-机装"或我"机遣-机劣"之示间的乏对话铺，P霜LC净中配侮有多愈种通给信接驾口。兼通过闲这些纲通信醋接口神，P刘LC汗可以袖与监英视器困、打格印机腹、其云他P眠LC抢或计贸算机其相连充。当P需LC滤与打配印机冶相连洋时，次可将命过程犬信息暑、系让统参华数等求输出扯打印赚；当它与监彩视器径(C净RT边)相窃连时泻，可娱将过究程图弱像显兼示出抢来；仔当与弟其他吗PL类C相厦连时壶，可避以组美成多瓜机系正统或障连成悉网络蛋，实厉现更悔大规肃模的敞控制秆；当嫁与计另算机倡相连桶时，钉可以票组成度多级坑控制界系统录，实摧现控男制与缺管理蔑相结饿合的押综合付系统册。6.振智能团I/穗O接扇口为了吸满足填更加跪复杂脂控制方功能忌的需采要，的PL攻C配界有多川种智筑能I崇/O码接口斗。例舟如满邮足位蓄置调台节需绩要的集位置宴闭环兔控制胆模板筑，对繁高速室脉冲蚂进行揭计数禽和处枪理的令高速起计数晓模板恶等等筐。这涝类智讲能模亮板都裕有其贼自身完的处剩理器扰系统哄。7.柔I/圈O扩已展接榜口当一仔个P蝴LC傍中心订单元额的I贡/O洽点数袜不够腰用时李，就排要对腹系统字进行荡扩展谢。扩组展接讯口就界是用同于连谦接中凳心基股本单毛元与欣扩展决单元甘的。8.带功形能开装关与沈指示余灯功能所开关累是用玻来控告制P签LC四工作峰状态愈的，材如编嫁程、赌监视伐、运劣行开教关等舞。指互示灯凶有P啦LC们工作吵状况侍指示推灯、用电源剃指示迫灯，四电压懂过低似指示攀灯等低。9.打编飞程器编程拴器的宵作用秩是供眯用户黄进行黎程序誓的输装入、邮编辑讯、调业试和师监视叨。有抗的编搞程器喉还可暖与打揪印机他或磁亭带机斤相连涨，以抹将用怒户程金序和掉有关牙信息齐打印棍出来药或存萝放在旨磁带朗上。虏磁带嚷上的丽信息易可以贤重新摄装入俱PL疤C。编程层器有历简易谦型和掘智能椒型两穷类。太简易香型编召程器帆只能古联机同编程迈，且宵往往斑需要叛将梯劣形图躬转化之为机播器语熔言助疤记符载后才朴能送邻入，坦简易购编程舱器一创般由轰简易终键盘讨和发凡光二馅极管吗矩阵竿或其龙他显椅示器扯件组衬成。程智能摔编程姑器又钳称图程形编迹程器冷，它女可以炒联机得编程房诚，也居可以笔脱机近编程樱，具董有L柿CD袋(液肃晶显鸦示器箩)或单CR势T图搭形显笛示功篇能，达可直油接输饶入梯龟形图茫和通固过屏波幕对虑话。也可呼以利慈用微各机作未为编轰程器静，这炕时微贷机应财配有孟相应精的软张件包低。2.寻2丈P锅LC海的结统构形折式2.巡寿2.区1维单霸元式崭结构图2隶.2屯.1恐单元有式结嫁构的忧PL木C2.莫2.企2鸦模偶块式蜻结构图2央.2躲.2机模块有式结援构P锯LC朗的结群构2.骨2.油3悠叠鸣装式号结构前者太结构肾紧凑诞、安妈装方拿便、狸体积馒小巧性，易尖于与样被控面设备跃组合渡成一早个整国体，沟但由界于每骡个单诱元的脊I/颗O点柄数有刷一定须的搭畅配关矿系，袄有时稳配置婆的系毫统输窜入点宿或输喜出点殃不能踩充分孤利用甘，加进之各乎单元脱尺寸岁大小惹不一喝致，耻因此弃不易植安装示整齐纲。而掩后者油无论呼是输青入还喇是输毅出点诸数均捎可灵貌活配境置，谢又易弟于构生成较小多点读数的泡大规渠模控唱制系歉统，供且尺江寸统膊一、坟安装龟整齐摄，但集是尺卸寸较曲大，涂难于裙与小把型设捐备联冷成一辰体。吨为此雨有些侨PL总C生影产厂喉家开蜓发出股叠装段式结迁构，罗将二锅者的剖优点吐结合皮起来京。叠港装式盐结构谦的C菜PU地、电惕源、宇I/代O等歪单元雕也是品各自姿独立模的模叨块，勒但它角们相小互的缓连接颈安装垃不需冈要用扮基板宿，仅夸用电载缆连践接即珍可，正并且嫌各模今块可庆以一态层层切地叠低装。丸这样浩，不脖但系索统可皮以灵重活配舌置，汽还可扔以将膨体积垃做得忘小巧省。2.游3宏P玩LC怀的工仰作过烘程2.屑3.变1元大泰中型券PL寒C的舅工作蓝过程2.过3.羞1拖大疗中型糟PL识C的作工作么过程1．蔽自监金视扫智描阶仙段为了宅保证跃工作挥的可档靠性齿，P渐LC盐内部怖具有云自监制视或秧自诊围断功壮能。东自监聚视功荐能是颗由监纱视定治时器叛WD百T(究Wa缸tc敌h-晚do更g消Ti含me载r)择完成胡的，倦WD漏T既是一领个硬屑件时凯钟。食自监仙视过千程主喝要是渔检查泳及复群位W档DT垃。如沾果在某复位妥前，经扫描蓝时间士已超魔过W特DT刷的设数定值抗，C渴PU暗将停母止运乎行、陈输入窗/输检出复摧位，覆并给附出报途警信轮号。县这种叹故障房诚称为坟WD浅T故衔障。胀WD锣T故框障可匹能由念CP装U硬驰件引亏起，列也可战能由荡于用射户程英序执芝行时阔间太荣长，总使扫脏描周颠期超聚过W俭DT滨的规铲定时攀间而夏引起乡丰。用葱编程主器可五以清轮除W拾DT葵故障顾。WD伶T的样设定磁时间湾一般浴为1衫50淡～2睬00痒m抚s，罚而一病般系老统的投扫描优时间勺均小炕于5驳0～杰60蛛m意s。畜有些虽PL从C中呼，用伙户可闷以对吗WD龟T的锄时间堤进行妈修改妈(修颜改方戴法在灶使用昂手册挤中给仪出)厚。2.秆与庆编程咱器交潜换信紧息的其扫描朵阶段用户尾程序缸通过闭编程迎器写僚入P夏LC路，以易及用煤编程足器进款行在酬线监副视和危修改辫时，健CP诱U将幕总线律的控辛制权筛交给饰编程计器，秩CP弱U处本于被泊动状困态。笋当编挖程器抄完成距处理财工作顺或达问到信咽息交衬换的忆规定县时间赌，C雨PU秀重新沃得到探总线疑权，拥并恢滩复主贯动状筐态。在这虹一扫粮描阶努段，喂用户功可以筹通过呜编程营器修坛改内阶存程慰序，育启动端或停迷止C防PU起，读笨CP厚U状昌态，片封锁豆或开目放输苏入/从输出删，对崇逻辑锅变量旁和数砌字变炸量进协行读西写等舌。3.祖与祥数字笛处理皇器D溉PU蹦交换威信息而的扫苹描阶跑段当系鼠统配贴有数呼字处触理器艺时，偶一个猛扫描蔬周期绩中才萄包含罗这一倚阶段冒。4.现网鼻络进槽行通肚信的乘扫描蝇阶段在配逢有网赏络的捧PL僻C系斤统中渗，才少有通负信扫柿描阶顽段。缘瑞在这介一阶推段，放PL腹C与蜘PL跨C之六间，顿PL来C与母磁带洁机或代与上贼位计代算机学之间旷进行送信息社交换痕。5.绪用常户程津序扫谣描阶电段PL耐C处耽于运凡行状脚态时龙，一佩个扫强描周兔期中汗包含旺了用除户程沾序扫爬描阶初段。在用状户程丛序扫引描阶靠段，炒对应旱于用狭户程售序存樱储器渴所存铃的指甜令，检PL角C从拢输入麦状态前暂存概区和义其他稀软元葬件的壶状态泻暂存娃区中泼将有钥关元扩件的薪通/勺断状术态读艇出，壳从第乡丰一条密指令碌开始泡顺序称执行漆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