电气与PLC控制技术 第5课.ppt

电气与PLC控制技术 第5章 可编程控制器的结构与原理 第5章 可编程控制器的结构与原理 5.1概论 一、发展概况 起源与发展 5.1.3可编程控制器的应用领域 5.1.4发展趋势及对工业的影响 1、发展趋势 （1）在系统构成规模上，向大、小两个方向发展 （2）开发各种智能模块，不断增加过程控制能力 （3）通信网络功能不断增强 （4）编程语言与编程工具向标准化和高级化发展 （5）发展冗错技术 2、对工业的影响 5.2 可编程控制器的性能指标及分类 可编程控制器的性能指标 1、编程语言及指令功能 2、I/O总点数 3、用户程序存储容量 4、扫描速度 5、内部寄存器的配置与容量 6、其他功能 5.2.2可编程控制器的分类 按结构形式分 整体式PLC 将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。 按I/O点数分 小型PLC I/O点数为256点以下的为小型PLC （其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC） 中型PLC I/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC 大型PLC I/O点数为2048以上的为大型PLC （其中I/O点数超过4000点的为超大型PLC） 5.3 可编程控制器的硬件组成 硬件系统是由输入部分、逻辑部分和输出部分组成。 多种输出方式： 晶体管 晶闸管 继电器 4、智能接口模块 PLC的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。 5、电源 PLC配有开关式稳压电源的电源模块，用来将外部供电电源转换成供PLC内部CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需的直流电源。 6、编程器 简易编程器 带有显示屏的编程器 计算机编程 7、其他部件 EPROM写入器、外存储器、人/机接口装置等。 5.4 可编程控制器的软件组成 用户程序 4、级式编程语言（Stage） 5、逻辑图编程语言（Logic Chart） 6、高级编程语言 5.5 可编程控制器的工作原理 PLC在确定了工作任务，装入了专用程序后便成为一种专用机，它采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及用户程序的执行都是用循环扫描方式来完成。 5.5.1扫描工作方式 PLC系统正常时要完成以下任务： （1）计算机内部各工作单元的调度、监控； （2）计算机与外部设备间的通讯； （3）用户程序所要完成的工作。 PLC执行扫描用户程序的过程分为： 输入采样阶段 程序执行阶段 输出刷新阶段 5.5.3扫描周期的计算 扫描周期 T =自检时间+读入一点时间×输入点数+程序步数×运算速度+输出一点时间×输出点数。 【例5-1】 5.5.4 PLC的I/O响应时间 PLC的I/O响应时间又称I/O滞后时间，是指PLC外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻止之间地间隔。它主要由因扫描工作方式产生的滞后时间、输入电路的滤波和输出模块的滞后时间三部分组成。 习题 5-1 PLC具有什么特点？为什么PLC具有高可靠性？ 5-2 PLC硬件由哪几部分构成？各有什么特点？ 5-3 PLC的应用领域由哪些？ 5-4 简述PLC的扫描工作过程？ 5-5 PLC是如何分类的？ 5-6简述PLC的发展趋势。 5-7什么叫PLC的扫描周期？其长短与什么有关？ 5-8 PLC为什么会产生输出响应滞后现象？如何提高I/O响应速度？ 解：扫描40点I/O所需要的时间为：T1＝0.03ms/8点×40点＝0.15ms 扫描1000步用户程序所需要的时间为：T2＝0.74μs/步×1000步＝0.74ms 自诊断所需要的时间为：T3＝0.96ms PLC运行时不接外设，通信时间为：T4＝0 扫描周期T＝T1＋T2＋T3＋T4＝1.85ms 化学工业出版社 5.1概论 5.2 可编程控制器的性能指标及分类 5.3 可编程控制器的硬件组成 5.4 可编程控制器的软件组成 1 2 3 4 5.5 可编程控制器的工作原理 5 5.1.1、可编程序控制器的产生与发展 （一）可编程序控制器的产生 （二）可编程序控制器的发展 Programmable Logic Controller(PLC) Programmable Controller(PC) 可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上，逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。 PLC 可编程控制器 美国电气制造商协会（NEMA） DE