第3章PLC组成与工作原理探析.ppt

PLC原理及应用;什么是PLC？;?继电器控制系统存在的缺点 (主要是线路复杂)： 1.继电器控制线路是接线开关电路，实现控制的程序就在线路接法的本身，线路一旦确定，难以调整和更改，不能适应当前快速的技术进步和产品更新的要求。 2.输出响应时间长，不能适应生产自动化程度不断提高的要求。 3.控制要求复杂时，继电器控制系统将变得十分庞大笨重，难以实现。因此随着科学技术的发展，人们在不断探求着实现开关量控制的新途径。;?PLC控制系统比电气控制系统好得多;1968年，GM公司提出十项设计标准——招标： 编程简单，可在现场修改程序； 维护方便，采用插件式结构； 可靠性高于继电器控制柜； 体积小于继电器控制柜； 成本可与继电器控制柜竞争； 可将数据直接送入计算机； 可直接使用115V交流输入电压； 输出采用115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等； 通用性强，扩展方便; 能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。;一.基本结构 可编程控制器主机的硬件电路由CPU，存储器，基本I/O接口电路，外设接口，电源等五大部分。; 1．CPU模块 CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。 PLC的程序分为操作系统和用户程序。 RAM（随机存取存储器）的工作速度高、价格便宜、改写方便。断电后储存的信息丢失。ROM（只读存储器）只能读出，不能写入。断电后储存的信息不会丢失。 EEPROM（可以电擦除可编程的只读存储器）的数据可以读出和改写，断电后信息不会丢失。写入数据的时间比RAM长。S7-200用EEPROM来存储用户程序和需要长期保存的重要数据。 2．I/O模块 I/O模块是输入（Input）模块和输出（Output）模块的简称。 输入模块用来采集输入信号，输出模块用来控制外部的负载和执行器。 I/O模块还有电平转换与隔离的作用。 3．编程软件 STEP 7-Micro/WIN 用来生成和编辑用户程序，和监控用户程序的运行。 4．电源 PLC使用AC 220V电源或DC 24V电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC 24V电源。;1．PLC的扫描工作方式 初始化后PLC循环不停地分5个阶段处理各种任务。每次循环的时间称为扫描周期。 （1）读取输入 外部输入电路接通时, 对应的过程映像输入寄存器为ON(1状态), 梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开。反之过程映像输入寄存器为OFF(0状态）。 ; （2）执行用户程序 如果没有跳转指令，CPU逐条顺序地执行用户程序。执行程序时，对输入/输出的读写通常是通过过程映像输入/输出寄存器，而不是实际的I/O点。 （3）处理通信请求 （4）CPU自诊断 （5）改写输出 梯形图中某一输出位的线圈“通电”，对应的过程映像输出寄存器为1，对应的硬件继电器的常开触点闭合，外部负载工作。反之外部负载断电。 可用中断程序和立即I/O指令提高PLC的响应速度。;1.用户程序的循环扫描过程;2.PLC的软元件;3.用触点和线圈实现逻辑运算 用逻辑代数中的1和0来表示数字量控制系统中变量的两种相反的工作状态。线圈通电、常开触点接通、常闭触点断开为1状态，反之为0状态。在波形图中，用高、低电平分别表示1、0状态。“与”、“或”、“非”逻辑运算的输入输出关系见表1-6。; 按下起动按钮SB1，电流经SB1的常开触点和SB2的常闭触点流过KM的线圈。KM的主触点闭合，电动机开始运行。KM的辅助常开触点同时接通。 放开起动按钮，SB1的常开触点断开，电流经KM的辅助常开触点和SB2的常闭触点流过KM的线圈。KM常开触点的功能称为“自锁”或“自保持”。 图1-12中的继电器电路称为起动-保持-停止电路，简称为起保停电路。逻辑代数式表示为; 逻辑代数式 中的加号表示逻辑“或”，乘号（或*号）表示逻辑“与”。上划线表示逻辑“非”。逻辑运算的规则为先“与”后“或”。括号优先，先执行括号中的“或”运算。 ;LD I0.1 O Q0.0 AN I0.2 = Q0.0 ; 执行第一条指令时，从过程映像输入寄存器I0.1中取出二进制数，并存入堆栈的栈顶。 执行第二条指令时，从过程映像输出寄存器Q0.0中取出二进制数，并与栈顶中的二进制数相“或”，运算结果存入栈顶。 执行第三条指令时，因为是常闭触点，取出过程映像输入寄存器I0.2中的二进制数后，将它取反，与前面的运算结果相“与”后，存入栈顶。