电气控制与PLC 课件 第四章..ppt

第四章 可编程序控制器的基础知识 ? 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。 一、PLC的一般硬件结构 PLC的硬件框图 一、PLC的一般硬件结构 1、中央处理单元（CPU） CPU主要完成以下功能： 1）接收并存储用户程序和数据。 2）用扫描的方式接收现场输入设备的状态和数据。 3）诊断电源、PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误。 4）完成用户程序中规定的逻辑运算和算术运算任务。 2、存储器 存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些信息。 1）系统程序存储器：用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据。 2）系统RAM存储区：系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备，如：逻辑线圈；数据寄存器；等存储器。 3）用户程序存储区：用户程序存储区存放用户编制的用户程序。 3、输入／输出（I/O）接口 I/O接口是CPU与现场I/O装置或其它外部设备之间的连接部件。 1）输入接口电路：采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。 2）输出接口电路：采用光电耦合电路，将CPU处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。有三种类型：继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式。 4、电源 PLC的电源是指将外部输入的交流电处理后转换成满足PLC的CPU、存储器、输入输出接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块。 PLC中的电源一般有三类： 1）+5V、±15V直流电源：供PLC中TTL芯片和集成运放使用。 2）供输出接口使用的高压大电流的功率电源。 3）锂电池及其充电电源。 考虑到系统的可靠性以及光电隔离器的使用，不同类型的电源其地线也不同。 五、编程器 手持编程器采用助记符语言编程，具有编辑、检索、修改程序、进行系统设置、内存监控等功能。可一机多用，具有使用方便、价格低廉的特点。缺点：不够直观 在PLC中有多种程序设计语言,它们是梯形图语言、布尔助记符语言、高级程序设计语言（功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等）。梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，通过扩展或增强指令集，它们也能执行其它的基本操作。功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言，它可根据需要去执行更有效的操作，例如，模拟量的控制，数据的操纵和其他基本程序设计语言无法完成的功能。 二、PLC的程序设计语言 1、梯形图（Ladder Diagram）程序设计语言 梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。是在原继电器—接触器控制系统的继电器梯形图基础上演变而来的一种图形语言。它是目前用得最多的PLC编程语言。 注意：梯形图表示的并不是一个实际电路而只是一个控制程序，其间的连线表示的是它们之间的逻辑关系，即所谓“软接线”。 注意：它们并非是物理实体，而是“软继电器”。每个“软继电器”仅对应PLC存储单元中的一位。该位状态为“1”时，对应的继电器线圈接通，其常开触点闭合、常闭触点断开；状态为“0”时，对应的继电器线圈不通，其常开、常闭触点保持原态。 二、PLC的程序设计语言 2、布尔助记符（Boolean Mnemonic）程序设计语言 布尔助记符程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。类似于计算机汇编语言，用一些简洁易记的文字符号表达PLC的各种指令。同一厂家的PLC产品，其助记符语言与梯形图语言是相互对应的，可互相转换。 助记符语言常用于手持编程器中，梯形图语 言则多用于计算机编程环境中。 注:PLC的设计和生产至今尚无国际统一标准，不同厂家所用语言和符号也不尽相同。但它们的梯形图语言的基本结构和功能是大同小异的。 三、PLC的工作方式 PLC对用户程序的执行过程是通过CPU的周期循环扫描并采用集中采样、集中输出的工作方式来完成的。当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程