章可编程控制器PLC讲课资料
63页1、第11章 可编程控制器(PLC),11.2 可编程控制器的程序编制,11.3 可编程控制器应用举例,11.1 可编程控制器的结构和工作原理,第11章 可编程控制器(PLC),本章要求:,1. 了解可编程控制器的结构和工作原理;,2. 了解可编程控制器的几种基本编程方法;,3. 熟悉常用的编程指令;,4. 学会使用梯形图编制简单的程序。,可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心,综合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。,PLC 具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程 简单以及功耗低、体积小等优点。但它存储容量小,价格高。,本章只为初学者提供 PLC 基础知识,重点是简单 程序编制,重在应用。,继电接触控制系统在生产中得到广泛应用。但由于它的机械触点多、接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性差,因此已不能满足现代化生产过程复杂多变的控制要求。,第11章 可编程控制器(PLC),PLC 硬件系统结构图,电 源,输入设备,输出设备,外部设备接口,主机,PLC,1. 主机,CPU是PLC的核心,主要用来运行用户程序,监控输入/输出接口状态。,主机部
2、分包括中央处理器(CPU)、系统程序存储器和用户程序及数据存储器,系统程序存储器:主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定,用户不能更改。,用户程序及数据存储器:主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。,2. 输入/输出(I/O)接口,输入接口用于接收输入设备(如:按钮、行程开关、传感器等)的控制信号。,输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出 电路去驱动输出设备(如: 接触器、电磁阀、指示灯 等)。,3. 电源,PLC电源指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源,I/O接口是 PLC 与输入/输出设备联接的部件。,I/O接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰。,4. 编程器,编程器是 PLC 重要的外部设备,用于手持编程。 利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序或在线监视PLC工作状况。除手持编程器外,目前,使用较多的是利用通信电缆将PLC和计算机联接,并利用专用的工具软件进行编程或监控。,6. 外部设备接口,I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数扩展单元与基本单元(即主机)联接在一起。,5.
3、 输入输出扩展接口,此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相连。,11.1.2 可编程控制器的工作方式,PLC 采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作。其工作过程分为输入采样、程序执行和输出刷新 三个阶段,并进行周期循环。,输入端子,输入锁存器,输入状态寄存器,输出锁存器,输出状态寄存器,输出端子,程序执行,读,读,写,输入采样,程序执行,输出刷新,一条指令所需时间一般不超过 100 ms。,1. 输入采样阶段,PLC在输入采样阶段,以扫描方式顺序读入所有输入端的通/断状态或输入数据,并将此状态存入输入状态寄存器,即输入刷新。接着转入程序执行阶段。在程序执行期间,即使输入状态发生变化,输入状态寄存器的内容也不会改变,只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。,2. 程序执行阶段,PLC在执行阶段,按先左后右,先上后下的步序,执行程序指令。其过程如下:从输入状态寄存器和其它元件状态寄存器中读出有关元件的通/断状态,并根据用户程序进行逻辑运算,运算结果再存入有关的状态寄存器中。,3. 输出刷新阶段,在所有指令执行完毕后,将各物理继电器对应的输出状态寄存器的通/断状态,
4、在输出刷新阶段转存到输出寄存器,去控制各物理继电器的通/断,这才是PLC的实际输出。,由PLC的工作过程可见, 在PLC的程序执行阶段,即使输入发生了变化,输入状态寄存器的内容也不会立即改变,要等到下一个周期输入处理阶段才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出信号,等到一个循环周期结束,CPU集中将这些输出信号全部输出给输出锁存器,这才成为实际的CPU输出。因此全部输入、输出状态的改变就需要一个扫描周期,换言之,输入、输出的状态保持一个扫描周期。,11.1.3 可编程控制器的主要技术性能,1. I/O点数,指PLC外部输入和输出端子数。通常小型机有几十点,中型机有几百个点,而大型机超过千点。,2. 用户程序存储容量,用来衡量PLC所能存储用户程序的多少。在 PLC 中,程序指令按“步”存储, 一 “步”占用一个地址单元,一条指令有的往往不止一“步”。一个地 址单元一般占两个字节。,3. 扫描速度,指扫描1000步用户程序所需的时间,以ms/千步为单位。有时也用扫描一步指令的时间计,如 s/步。,4. 指令系统条数,PLC 具有基本指令和高级指令,指令的种类和数 量越多,其软件功能越强。,
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