4 可编程控制器概述-10年稿.ppt

第四章 可编程控制器概述 4.1 可编程控制器（PLC）的产生与特点 4.2 可编程控制器（PLC）的组成与工作原理 （e）继电器输出单元 PLC的输出电路连接方式 共点式 分组式 隔离式 一般配有开关式稳压电源为内部电路供电。有的PLC能向外部提供24V的直流电源，可给输入单元所连接的外部开关或传感器供电。 当主机上的I/O点数或类型不能满足用户需要时，主机可以通过I/O扩展端口连接I/O扩展单元来增加 I/O点。另外，通过 I/O扩展口还可以连接各种智能单元，扩展PLC的功能。 ? 电源部分： ? I/O扩展端口： ? 智能单元： 本身是一个独立的计算机系统，有自己的CPU、系统程序、存储器及与外界过程相连的接口。 目前已经开发的有A/D单元、D/A单元、高速计数单元、位置控制单元、PID控制单元、温度控制单元和各种通信单元等。 ? 编程工具： 主要用来编辑程序、调试程序和监控程序的执行，还可以在线测试PLC的内部状态和参数，与PLC进行人机对话。 常用的有专用编程器（简易编程器、图形编程器）、计算机辅助编程。 ? 其它外部设备： 人机接口 外存储器 打印机 三、PLC的工作原理 循环扫描 CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又 返回第一条，不断循环。 扫描周期:每一个循环所经历的时间。 顺序扫描、不断循环的工作方式。 1、PLC的循环扫描工作过程 （1）工作过程： a、公共处理 b、程序执行 c、扫描周期计算处理 d、I/O刷新 e、外设端口服务 PLC工作流程 公共处理阶段 程序执行阶段 在每一次扫描开始前，CPU进行复位监视定时器、硬件检查、用户内存检查等的操作。 CPU对用户程序按先左后右、先上后下的顺序逐条进行解释和执行。 CPU从输入映像寄存器和元件映像寄存器中读取各继电器当前的状态，根据用户程序给出的逻辑关系进行逻辑运算，运算结果写入元件映像寄存器中。 注意：执行用户程序的扫描时间不固定。 a、用户程序中所用语句条数的多少不同。 b、每条指令的执行时间不同。 c、程序中有改变程序流向的指令。 扫描周期计算处理阶段 I/O刷新阶段 外设端口服务阶段 如设定扫描周期则进入等待状态，直至达到该设定值时扫描再往下进行。若没有设定，则进行计算。 从输入电路中读取各输入点的状态，并将此状态写入输入映像寄存器。 将所有输出继电器的元件映像寄存器的状态传送到相应的输出锁存电 路中，再经输出隔离和功率放大部分传送到PLC的输出端，驱动外部执行 元件动作。 CPU完成与外设端口连接的外围设备的通信处理。 （2）信号传递过程（从输入到输出） a、I/O刷新阶段---CPU从输入电路的输出端读出各路状态，并将其写入输入映像寄存器。 b、程序执行阶段---CPU从输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出各继电 器状态，并根据此状态执行用户程序，执行结果再写入元件映像寄存器中。 c、下一个I/O刷新阶段---将输出映像寄存器的状态写入输出锁存电路，再经 输出电路传递到输出端子，从而控制外接器件动作。 （3）死循环自诊断功能 PLC内部设置了一个监视定时器WDT，其设定时间可由用户设置为大于用户程序的扫描周期，PLC在每个扫描周期的公共处理阶段将监视定时器复位。 正常情况下，监视定时器不会动作，如果由于CPU内部故障使程序进入死循环，那么扫描周期要超过监视定时器的定时时间，监视定时器动作，运行停止，以示用户。 2、PLC的I/O滞后现象 a、输入滤波器有时间常数。 b、输出继电器有机械滞后。 c、PLC循环扫描时，进行公共处理、I/O刷新和执行用户程序等产生扫描周期输入滤波器有时间常数。 d、程序语句安排的影响。 I/O滞后的原因 * 可编程控制器学习内容 PLC的基础知识。 CPMIA指令系统。 PLC控制系统设计。 OMRON可编程控制器编程工具简介。 PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。 ? 早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要用于顺序控制，实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC ) ? 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmable controller，略写PC)。为区别于Personal Computer (PC)，故沿用PLC 这个名称。 ---继电器控制的优点： 简单易懂、操作方便、价格便宜。 ---继电器控制的缺点： 体积大、可靠性低、查