第六章PLC的概念和原理.ppt

第七章 可编程控制器的概念及工作原理 7.1 可编程控制器的产生和发展 产生：美国通用公司提出研发方案，由美国数字设 备公司研制成功，并在通用公司汽车生产线 上使用。 发展：1 高速、大容量、高功能； 2 经济简易超小型PLC； 3 对模拟量的控制能力； 4 网络通讯能力。 7.2 可编程控制器的定义和特点 7.2.1 可编程控制器的定义 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备，都按易于工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则而设计。 7.2.2 可编程控制器的特点 1 可靠性高，抗干扰能力强； 2 适应性强，应用灵活； 3 编程方便，易于使用； 4 控制系统设计、安装、调试方便； 5 维修方便、维修工作量小； 6 功能完善。 7.3 可编程控制器的分类及应用 7.3.1 可编程控制器分类 1 按容量分： PLC的容量：PLC的输入/输出（I/O）点数。 小型PLC：256点以下； 中型PLC：256—2048点之间； 大型PLC：2048点以上。 2 按结构分类： 箱体式结构：整体式结构，容量小； 模块式结构：各个单元以模块的形式出现，灵活的 拼装成一个整体。 7.3.2 可编程控制器的应用 广泛的应用与工业控制系统中，是整个控制系统的控制核心。能完成模拟量数字量的控制及通讯功能。 7.4 可编程控制器的组成及各个部分的作用 7.4.1 PLC的基本组成 CPU PLC的核心，执行PLC自带程序与用户自己编写的程序。 不同型号的PLC，CPU芯片是不同的。 存储器 1 系统存储器：存放PLC厂家的程序，固化在ROM中，用户不能直接更改。系统程序主要包括三部分： 1）系统管理程序：它主管PLC的运行，使整个PLC按部就班的工作。 2）用户指令解释程序：将PLC编程语言转换成机器语言指令，再由 PLC执行这些指令。 3）标准程序模块与系统调用：它包括许多不同功能的子程序及其调用程序，如完成输入、输出及特殊运算等的子程序。 用户存储器：有用户程序存储器（程序区）、用户功能存储器（数据区）两个部分。 1）用户程序存储器：存放PLC编程语言编写的程序。 2）用户功能存储器：存放用户程序中使用的ON/OFF状态和数值数据等。 输入/输出接口 模拟量、数字量 电源 整个系统的供电。5VDC、24VDC； 扩展接口 与扩展单元相连 通信接口 设备与设备间通讯 编程器 智能I/O接口 有自己的处理器系统。 7.5 可编程控制器的工作原理 7.5.1 PLC工作方式与运行框图 电器控制系统：硬件逻辑系统，时间上并行工作； PLC控制系统：通过程序实现逻辑，时间上串行。 PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条的执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始的工作的。 扫描周期很短，器件动作近似同步。 PLC采集输入信号方式 集中采集输入方式 在扫描周期的开始或结束（本轮的结束就是下一轮的开始）将所有的输入信号采集并存放到映像寄存器中。执行用户程序所需输入状态均在输入映像寄存器中取用，而不是直接到输入端或输入模块去读。 立即输入方式 随程序的执行，需要哪一个输入信号就直接从输入端或输入模块取用这个输入的状态，此时输入映像寄存器的内容不变，直到下一次重采样输入时才变化。 使用哪种输入方式取决于指令 PLC输出信号方式 集中输出：先将输出结果放入输出映像存储器，等执行完一次用户程序时，集中输出。 立即输出：将结果立即送到输出端或输出模块。 PLC工作过程（图7-5） 运行过程分为三部分： 1 上电处理：硬件初始化。（与用户无关） 2 扫描过程 3 出错处理 简化PLC的工作过程，程序的扫描可以由以下三步组成： 1 输入采样 2 程序执行 3 输出刷新 在程序执行阶段，前边执行的结果可能被后边的程序所用到，从而影响后面的结果；而后面执行的结果不可能改变前面的扫描结果，只有到了下个周期，再次扫描前面程序时，才可能起作用。（即前面程序用到后面结果，用的是上一个扫描周期的结果） 扫描周期=（读入1端子所需时间*输入端子数）+（指令执行速度*指令条数）+（输出1端子所需时间*输出端字数）+故障诊断时间+