3-可编程控制器的组成与原理.ppt

* * 第三章 可编程控制器的组成与原理 PLC基本工作原理 2 PLC的组成与等效电路 3 1 PLC的编程语言 3 3 3.1 PLC的组成及等效电路 1、 PLC的硬件系统 3.1 PLC的组成及等效电路 3.1 PLC的组成及等效电路 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 （1）PLC的CPU主要功能看书 3.1 PLC的组成及等效电路 （2）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 RAM PLC程序存储器的单位——“步” 3.1 PLC的组成及等效电路 （3）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 3.1 PLC的组成及等效电路 开关量I/O模块的外部接线方式 汇点式 分组式 分隔式 3.1 PLC的组成及等效电路 输入接口电路 直流输入 交、直流输入 3.1 PLC的组成及等效电路 输出接口电路 继电器输出：可带直流、也可带交流 3.1 PLC的组成及等效电路 晶闸管输出：只可带交流 3.1 PLC的组成及等效电路 晶体管输出：只可带直流 特殊功能模块、电源、以及其他模块见书中描述 3.1 PLC的组成及等效电路 2、PLC的软件系统 软件系统 系统程序 用户程序 程序结构： 顺序结构：小规模程序 用户程序：大规模程序 3.1 PLC的组成及等效电路 PLC的等效电路 3.3 可编程控制器的基本工作原理 1、PLC的工作方式 循环扫描 2、PLC的工作过程 四个阶段周期性扫描、集中批处理 公共扫描 输入采样 用户程序 输出刷新 3.3 可编程控制器的基本工作原理 （1）公共扫描阶段 公共处理 PLC自检：检测器件状态，有故障在诊断，给出故障信号或处理 执行来自外设命令：编程？通讯？启动磁带机或打印机？ 对看门狗定时器WDT清零：死循环 3.3 可编程控制器的基本工作原理 （2）输入采样扫描阶段 第一个批处理阶段 PLC采集输入端口信息，并存储在输入映射寄存器中 注意：PLC在执行程序时，以本次采集的信息为准。 输入信号发生改变，只在下次采集时有反应 （3）执行用户程序扫描阶段 第二个批处理阶段 PLC从左到右、从上到下执行程序。 输入信号只从输入映射寄存器中取。中间步骤的执行结果存 入元件映射寄存器中，对后面的程序产生影响。 3.3 可编程控制器的基本工作原理 （4）输出刷新扫描阶段 第三个批处理阶段 当CPU对全部用户程序扫描结束后，将元件映像寄存器中各输出 继电器的状态同时送到输出锁存器中，再由输出锁存器经输出端 子去驱动各输出继电器所带的负载。 3.3 可编程控制器的基本工作原理 3.3 可编程控制器的基本工作原理 3.3 可编程控制器的基本工作原理 3 扫描周期计算 扫描周期除了输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段外， 还要进行自诊断、与外设(如编程器、上位计算机)通信等处理。 一般说来，同型号的PLC，其自诊断所需的时间相同 如三菱FX2系列机自诊断时间为0.96ms 3.3 可编程控制器的基本工作原理 例：三菱公司FX2—40M，配置开关量输入24点，开关量输出16点， 用户程序为1000步，不包含特殊功能指令，PLC运行时不连接上位计 算机等外设。I/O的扫描速度为0.03ms／8点，用户程序的扫描速度为 0.74us/步，自诊断所需的时间为0.96ms，试计算一个扫描周期所需 要的时间为多少? 解：扫描40点I／O所需要的时间为：T1＝0.03ms／8点×40点=12ms 扫描1000步程序所需要的时间为：T2＝0.74us /步×1000步＝0.74ms 自诊断所需要的时间为：T3＝0.96ms 因PLC运行时，不与外设通信，所以通信时间为；T4=0 这样一个扫描周期T为： T＝T1十T2十T3+T4=12ms十0.74ms十0.96ms＝1.92ms 3.3 可编程控制器的基本工作原理 不能完全精确计算出PLC一次的扫描周期 (1)在Fx2系列PLC中，当PLC投入运行后，CPU将最大扫描周期、最 小扫描周期和当前扫描周期的值分别存入D8012、D8011、D80l0三 个特殊数据寄存器中(计时单位：1ms)，用户可以通过编程器查阅、 监控扫描周期的大小及变化 。 (2)在Fx2系列PLC中，提供恒定的扫描周期扫描用户程序的运行方式。 用户可将通过计算或实际测定的最大扫描周期再留一些余量，作为恒定 扫描周期的