第二讲可编程控制器的构成及工作原理概要.ppt

* * 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、CPU 2、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（International Electro technical Commission）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（Ladder Diagram） 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(Bus bar)。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（Statement List，STL）。 序号 指令 说明 0 LD X000 常开触点与母线相连 1 OR Y000 常开触点并联 2 ANI X001 常闭触点串联 3 AND X002 常开触点串联 4 OUT Y000 驱动线圈 5 END 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