电力拖动与控制第3版李岚电子课件第十章节可编程序控制器PLC.pptx

第二篇 电器及其控制 第十章 可编程序控制器（PLC）主要内容 PLC的基本结构和工作原理 PLC的指令系统 机床电气的PLC控制技术 电力拖动与控制第一节 PLC的基本结构和工作原理 可编程序控制器（PLC）是为取代继电接触器控制系统而设计的一种新型工业控制装置，它可以实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数等各种功能。 它具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程方便、体积小等一系列优点，已成为改造和研发机床等机电一体化产品最理想的首选控制器。 一、PLC的基本结构 目前PLC生产厂家很多，产品结构也各不相同，但其基本组成部分大致相同，如图10-1所示。电力拖动与控制一、PLC的基本结构 图10-1 PLC的基本结构 PLC主要由CPU、存储器、输入∕输出单元、I/O扩展接口、外围设备接口和电源等部分组成。 电力拖动与控制一、PLC的基本结构 1. CPU CPU是PLC的核心，其功能是：⑴ 接收并存储从编程器输入来的用户程序和数据。⑵ 用扫描方式接收现场输入装置的状态或数据。⑶ 逐条读取用户程序、按指令规定的功能产生有关的控制信号,开启或关闭相应的控制门电路，分时分路地完成数据的处理，完成用户程序中规定的各种运算等。⑷ 更新有关标志位的状态和输出状态寄存表的内容,再由输出状态表的位状态或数据寄存器的有关内容实现输出控制、制表打印、数据通信。电力拖动与控制一、PLC的基本结构 2. 存储器 用于存放系统工作程序、调用管理程序和各种系统参数。3. 输入/输出（I/O）单元 I/O单元是CPU与工业现场装置之间的连接部件。 PLC通过输入接口把工业设备或生产过程的状态或信息送入CPU，通过用户程序的运行，把结果通过输出接口输出给执行机构。电力拖动与控制一、PLC的基本结构 4. 电源 PLC的电源分为两种，一种是外部电源或称用户电源，用于传送现场信号或驱动现场执行机构，通常由用户另备；另一种称为内部电源，是主机内部电路的工作电源，是主机重要的组成部分。5. 编程器 编程器是PLC的一种主要外部设备。 其主要任务是输入程序、调试程序，并可用来监视PLC的工作状态、显示错误信息等。二、PLC的基本工作原理 1．PLC的扫描工作方式　PLC采用的是循环扫描工作方式。 当PLC运行时，用户程序中有很多操作需要去执行，但CPU是不能同时去执行多个操作的，它只能按程序规定的顺序依次执行各个操作。 扫描从存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号递增的方向顺序逐条扫描用户程序,也就是按顺序逐条执行用户程序，直到程序结束。二、PLC的基本工作原理 每扫描完一次程序就构成一个扫描周期，然后再从头开始扫描，并周而复始地重复。 PLC的扫描工作方式与继电器-接触器控制的工作原理不同。继电器-接触器控制采用并行工作方式，如果某个继电器的线圈通电或断电，该继电器的所有触点都会立即同时动作；而PLC采用扫描工作方式，如果某个软继电器的线圈通电或断电，其所有的触点不会立即动作，必须等扫描到该点时才会动作。但由于PLC的扫描速度快，通常两者在I/O的处理结果上并没有差别。二、PLC的基本工作原理2．PLC的扫描工作过程 PLC的一个扫描工作过程一般有五个阶段：内部处理阶段、通信处理阶段、输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，如图10-2所示。 整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期。扫描周期与CPU运算速度、PLC硬件配置及用户程序长短有关，典型值为1~100ms。图10-2 PLC的工作过程电力拖动与控制二、PLC的基本工作原理（1）内部处理阶段 在内部处理阶段，进行PLC自检，监视内部硬件、用户程序存储器、I/O模块的状态等，若自诊断正常，继续向下扫描。（2）通信处理阶段 在通信处理阶段，CPU自动监测并处理各种通信端口接收到的任何信息，即检查是否有编程器、计算机等通信请求，响应编程器输入的命令，更新编程器的显示内容等。二、PLC的基本工作原理（3）输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC首先扫描所有的输入端子，按顺序将所有输入端的输入信号状态读入输入映像寄存区，此时输入映像寄存器被刷新。接着转入程序执行阶段，在程序执行期间，即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会发生改变，而要等到下一个工作周期的输入刷新阶段才能被读入。二、PLC的基本工作原理（4）程序执行阶段 在程序执行阶段，PLC根据用户输入的执行程序，从第一条指令开始逐条执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。在扫描过程中如果遇到程序跳转指令，就会根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输出刷新阶段。二、PLC的基本工作原理（5）输出刷新阶段 当程序中所有指令执行完毕后，PL