可编程控制器原理 -3.ppt

第三章 PLC硬件结构与工作原理 教学内容： PLC的组成模块（了解） PLC的工作原理（掌握重点） PLC的扩展模块（了解） S7-200的扩展和编址（重点和难点） 模块式PLC：所有的硬件、所有的单元皆通过系统总线挂接在其上。 由PLC模块及后方机架构成，机架上焊接有模块插槽与总线相连，所有模块都插在模块插槽上。 搭建比较灵活，可根据设计需要选取合适的模块，通常在大中型PLC中使用。 当一个机架不能满足要求时，还可增设机架，机架间通过电缆相连。 整体式PLC特点: 体积小,每个I/O点相对比较便宜; 小型控制系统中常用. 如S7-200 模块式PLC特点: 硬件组合灵活方便,I/O点的种类、多少、比例控制选择方便，维修、调试方便，价位高，用于要求高、复杂的控制系统中。 S7-300 S7-400 根据PLC中I/O点数，按规模 PLC还可做以下分类： CPU模块 主要由CPU芯片、存储器组成。 1、 CPU芯片功能： 1） 采集输入信号、执行用户程序、刷新系统的输出； 2） 诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程的语言错误。 3）用扫描方式接收输入信号，送入PLC的数据寄存器中保存起来。 4） PLC进入运行状态后，根据存放的先后顺序逐条读取用户程序，进行解释和执行完成用户程序规定的各种操作 5）将用户程序的执行结果送到输出端 CPU是主控，它决定其它部件的动作。 2、存储器的功能：P49 121 用来存储系统程序、用户程序、工作数据等信息。 1、系统程序存储器 用来存储用于控制和完成PLC各种功能的程序，这些程序是由PLC制造厂家利用相应的CPU指令系统编写的，并固化在ROM中。 2、用户程序存储器 用来存放由编程器或其他编程设备输入的用户程序。 用户程序由使用者根据工程现场的生产过程和工艺要求而编写，可通过编程器或编程软件修改和上传。 在PLC中使用的存储器类型：（与普通计算机一致，可相互替代） 1、ROM 非易失性，不可更改，错误操作不会对其有影响，可用来存放系统程序，也可用来固化用户程序和一些重要参数，但运行速度慢。 2、RAM 易失性，存放一般用户程序和系统参数，运行速度快，断电后可通过锂电池保存这些信息。 3、EPROM 在PLC中广泛应用， 2.1.3 I/O模块 P49 各I/O点的通断状态用发光二极管显示，其外部接线直接接在模块面板的接线端子上。 前面我们提到，为保证PLC的稳定性，采用了许多抗干扰措施，最重要的有光电耦合，也就是说外部信号，不能直接进入PLC内部电路中去，外部I/O信号与PLC内部间无电气联系。 那么外部信号是如何进入I/O模块的啦？ 晶体管输出电路,适用于高频小功率直流负载. 因为场效应晶体管不能通过较大的功率,而且有电流的单向性,所以只能用于高频小功率直流负载. 同时还需要一个外接电源,而且是直流的. 双向晶闸管输出电路 是一种无触点输出方式, 可以通过较大功率交流负载和实现快速开关的转换,所以适用于高频大功率交流负载. 继电器输出电路 由于继电器可通直流也可能交流, 其结构决定其触点不能频繁开关,所以可适用于低频的直流\交流负载. 1、逻辑与 表达式如下： 逻辑与：Q 0.0 = I0.0 · I 0.1 (有0出0,全1出1) 1与0可代表多种类型状态,如高\低电平,继电器的通与断,触点的接通与断开. 逻辑1可表示: 触点有动作\常开触点闭合\常闭触点断开,线圈得电. 逻辑0可表示:触点无动作\常开触点断开\常闭触点闭合.线圈失电 注意:如逻辑0和逻辑1设定的含义不一样,会引发逻辑分析结果的不一样. ?那么在PLC梯形图中,如何表示逻辑与关系? 两个常开触点的串联,表示逻辑与关系,根据前面的描述,如两常开触点中,有一个没动作,用逻辑0表示. I0.0 · I0.1=Q0.0 结果为0 如两个触点全部有动作,则结果为1. 因此,PLC中用常开触点的串联描述逻辑与. ? 用功能模块来描述逻辑与 2、逻辑或 表达式如下： 逻辑或：Q 0.1 = I0.2 +I 0.3 (有1出1,全0出0) 梯形图：（两个常开触点的并联） 两触点有一动作，即得1。 功能块： 3、逻辑非(用一个常闭触点描述) 表达式如下： 逻辑非：Q