数控机床电气控制课件作者夏燕兰第四章节.ppt

第四章 可编程序控制器（PLC）的工作原理 第一节 概述（课时1） 第二节 PLC的组成与工作原理（课时2） 第三节 数控机床PLC（课时2） （1）了解可编程序控制器的基本组成和编程语言。 （2）正确理解可编程序控制器的扫描工作方式、等效电路，掌握可编程序控制器的工作原理。 （3）掌握数控机床中的可编程序控制器的形式、特点和功能。 第一节 概述 一、PLC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、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。 二、PLC的特点 三、PLC的分类 中型PLC的I/O点数一般在256～2048点之间，用户存贮器容量小于50KB，兼有开关量和模拟量的控制功能。它除了具备小型PLC的功能外，还具有数字计算、过程参数调节(如比例、积分、微分调节)、查表等功能，同时辅助继电器数量增多，定时计数范围扩大，适用于较为复杂的开关量控制如大型注塑机控制、配料及称重等小型连续生产过程控制等场合。 大型PLC又称为高档PLC，I/O点数超过2048点，进行扩展后还能增加，用户存贮容量在50KB以上，具有逻辑运算、数字运算、模拟调节、联网通讯、监视、记录、打印、中断控制、智能控制及远程控制等功能，用于大规模过程控制(如钢铁厂、电站)、分布式控制系统和工厂自动化网络。 2. 按照结构形状分类 四、PLC的应用 数据处理 PLC与机械加工中的CNC设备紧密结合，实 现数字控制。 通信联网 PLC的通信包括PLC之间、PLC和其他智能 控制设备之间的通信功能。 第二节 PLC的组成与工作原理 （1）CPU 主要作用是执行系统控制软件，从输入接口读取各开关状态，根据梯形图程序进行逻辑处理，并将处理结果输出到输出接口。（2）存储器 用来存储数据或程序的。系统程序存储在只读存储器ROM中，应用程序即用户程序，一般存放在随机存储器RAM中，由后备电池维持其在一定时间内不丢失，也可将用户程序固化到只读存储器中，进行永久保存。 （1）CPU 主要作用是执行系统控制软件，从输入接口读取各开关状态，根据梯形图程序进行逻辑处理，并将处理结果输出到输出接口。（2）存储器 用来存储数据或程序的。系统程序存储在只读存储器ROM中，应用程序即用户程序，一般存放在随机存储器RAM中，由后备电池维持其在一定时间内不丢失，也可将用户程序固化到只读存储器中，进行永久保存。 （3）I/O接口电路 输入接口接收和采集输入信号。输入接口一般要加光电耦合器进行隔离。 输出接口电路将内部电路输出的弱电信号转换为现场需要的强电信号输出，以驱动执行元件。输出接口电路也要采取电气隔离措施。输出接口电路分为继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出3种形式，目前，一般采用继电器输出方式。 I/O接口除了传递信号外，还有电平转换与隔离作用。 （4）编程器  用来输入和编辑程序，也可用来监视PLC运行时各编程元件的工作状态。 编程器可分为简易编程器、智能型编程器2种。  此外，也可以在微机上运行专用的编程软件，通过串行通信口使微机与PLC连接，用微机编写、修改程序，程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。用编程软件设置可编程序控制器的各种参数。显示梯形图中触点和线圈的通断情况，对于查找故障非常有用。 （5）电源  其作用是把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。有的电源单元还向外提供24V直流电源，可供开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。电源单元还包括掉电保护电路和后备电池电源。PLC的电源一般采用开关电源。 驱动PLC负载的电源一般由用户提供。 2．PLC软件 （1）输入采样阶段  扫描所有的输入端子，将各输入存入内存中各对应的输入映像寄存器。此时，输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段或输出阶段，输入映像寄存器与外界隔离，无论信号如何变化其内容保持不变直到下一扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。 （2）程序执行阶段  当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器中“读入”上一阶段采样的对应输入端子状态。从输出映像寄存器“读入”对应输出映像寄存器的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入输出映像寄存器中。 （3）输出刷新阶段