可編程序控制器原理與應(yīng)用速成PLC2

1、緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器第二章第二章 可編程序控制器的可編程序控制器的 基本組成和工作原理基本組成和工作原理 第一節(jié)第一節(jié) PLC的基本組成的基本組成 第二節(jié)第二節(jié) PLC的工作原理及常用編程語言的工作原理及常用編程語言 第三節(jié)第三節(jié) PLC的分類方法的分類方法緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器第一節(jié) PLC的基本組成電源模塊電源模塊存儲器存儲器CPUCPU模塊模塊 輸出模塊輸出模塊 輸入模塊輸入模塊編程器編程器PLC主要由哪幾個部分組成？緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器 一、CPU模塊指示燈指示燈存儲器盒艙存儲器盒艙DIPDIP開關(guān)開關(guān)外設(shè)端口外設(shè)端口RS-232CR

2、S-232C端口端口 內(nèi)裝板艙內(nèi)裝板艙緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器v組成運(yùn)算器：執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等運(yùn)算器：執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等控制器：控制整機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作控制器：控制整機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作v作用PLCPLC本身的自檢本身的自檢接收輸入模塊的信息接收輸入模塊的信息執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序輸出控制信號輸出控制信號響應(yīng)外部設(shè)備的請求響應(yīng)外部設(shè)備的請求緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器存放監(jiān)控程序，用戶不能訪問和修改存放監(jiān)控程序，用戶不能訪問和修改存放經(jīng)編程器輸入的用戶程序存放經(jīng)編程器輸入的用戶程序暫存輸入、輸出數(shù)據(jù)映像暫存輸入、輸出數(shù)據(jù)映像系統(tǒng)程序存儲區(qū)用戶

3、程序存儲區(qū)數(shù)據(jù)存儲區(qū)二、存儲器注：注：PLC使用鋰電池作為使用鋰電池作為RAM的備用電源，的備用電源， 以保證以保證RAM中的內(nèi)容不受斷電的影響中的內(nèi)容不受斷電的影響緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器三、輸入/輸出模塊PLC有各種形式輸入/輸出模塊開關(guān)量輸入開關(guān)量輸入/ /輸出模塊輸出模塊模擬量輸入模擬量輸入/ /輸出模塊輸出模塊溫度控制模塊溫度控制模塊高速計數(shù)模塊高速計數(shù)模塊運(yùn)動控制模塊運(yùn)動控制模塊緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器 PLC的輸入信號形式 直流信號輸入直流信號輸入 交流信號輸入交流信號輸入 模擬量信號輸入模擬量信號輸入PLC有哪幾種開關(guān)量輸入形式？緒論EXIT可 編

4、程 序 控 制 器直流信號輸入形式開關(guān)開關(guān)S S閉合時，閉合時，24V24V直流電壓加到直流電壓加到ININ和和COMCOM端，端，通過光電耦合器，信號送入內(nèi)部電路通過光電耦合器，信號送入內(nèi)部電路內(nèi)部電路R1R2PLCINCOMSDC 24V輸入指示V2V1直流輸直流輸入電路入電路緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器交流信號輸入形式內(nèi)部電路R2PLCINCOMSAC 110VR1C輸入指示V2V1交流輸交流輸入電路入電路輸入單元為何需要設(shè)置光電隔離電路？緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器模擬量輸入模擬量輸入 各種非電模擬量要先經(jīng)過傳感器或變各種非電模擬量要先經(jīng)過傳感器或變送器轉(zhuǎn)換成直流電

5、流或電壓模擬量，然后送器轉(zhuǎn)換成直流電流或電壓模擬量，然后再輸入再輸入PLCPLC。PLCPLC的模擬量輸入電路一般要的模擬量輸入電路一般要求：電流型的直流求：電流型的直流4 420mA20mA，電壓型的直，電壓型的直流流0 010V10V或或1 15V5V等等模擬量信號輸入形式模擬量I/O模塊做什么用？它們的精度用什么參數(shù)表示？緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器模擬量輸入模塊原理框圖 多路選通 模數(shù)轉(zhuǎn)換 光電隔離 內(nèi)部電路信號放大電壓輸入電流輸入公共端 模擬量輸入模塊設(shè)有電壓信號和電流信號輸入端。當(dāng)電流信模擬量輸入模塊設(shè)有電壓信號和電流信號輸入端。當(dāng)電流信號輸入時，要把輸入電壓端和輸入電流

6、端短接，使電流信號轉(zhuǎn)換號輸入時，要把輸入電壓端和輸入電流端短接，使電流信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號。輸入信號通過運(yùn)算放大器放大和量程轉(zhuǎn)換，為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號。輸入信號通過運(yùn)算放大器放大和量程轉(zhuǎn)換，由模數(shù)轉(zhuǎn)換變換為數(shù)字信號，經(jīng)光電隔離后送入內(nèi)部電路由模數(shù)轉(zhuǎn)換變換為數(shù)字信號，經(jīng)光電隔離后送入內(nèi)部電路緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器 PLC的輸出信號形式 開關(guān)量輸出開關(guān)量輸出 繼電器輸出繼電器輸出 晶體管輸出晶體管輸出 晶閘管輸出晶閘管輸出 模擬量輸出模擬量輸出PLC有哪幾種開關(guān)量輸出形式？各適用于什么負(fù)載？緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器繼電器輸出形式 繼電器輸出電路繼電器輸出電路對直流負(fù)載

7、或交流負(fù)載都適用對直流負(fù)載或交流負(fù)載都適用，負(fù)，負(fù)載電流可達(dá)載電流可達(dá)2A2A。但因為有觸點(diǎn)，使用壽命不夠長。但因為有觸點(diǎn)，使用壽命不夠長內(nèi)部電路PLCOUTCOMLDC 24VAC 220VK輸出指示V1繼電器輸繼電器輸出電路出電路緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器 晶體管輸出電路晶體管輸出電路僅適用于直流負(fù)載僅適用于直流負(fù)載，無觸點(diǎn)，壽，無觸點(diǎn)，壽命長，響應(yīng)速度快。但輸出電流較小，約命長，響應(yīng)速度快。但輸出電流較小，約0.5A0.5A晶體管輸出形式內(nèi)部電路PLCOUTCOMLDC 524V輸出指示V3V1V2FU晶體管輸晶體管輸出電路出電路緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器 晶閘管

8、輸出電路晶閘管輸出電路僅適用于交流負(fù)載僅適用于交流負(fù)載，無觸點(diǎn)，壽，無觸點(diǎn)，壽命長。但命長。但PLCPLC中的晶閘管輸出電流不大，約中的晶閘管輸出電流不大，約1A1A晶閘管輸出形式內(nèi)部電路PLCOUTCOMLAC 220V輸出指示V2V1RCFU晶閘管輸晶閘管輸出電路出電路緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器模擬量信號輸出模擬量信號輸出 PLCPLC的模擬量信號輸出用于控制工的模擬量信號輸出用于控制工業(yè)生產(chǎn)過程控制儀表和模擬量的執(zhí)行裝業(yè)生產(chǎn)過程控制儀表和模擬量的執(zhí)行裝置，如控制比例電磁閥閥門開度以控制置，如控制比例電磁閥閥門開度以控制流量。流量。PLCPLC的模擬量輸出方式可以是直的模擬量輸

9、出方式可以是直流流4 420mA20mA，直流，直流0 010V10V或或1 15V5V等等模擬量輸出形式緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器3.智能輸入/輸出模塊 用于脈沖或方用于脈沖或方波計數(shù)器、實時時鐘、波計數(shù)器、實時時鐘、脈沖脈沖發(fā)生器、編碼器等輸出信號的檢發(fā)生器、編碼器等輸出信號的檢測和處理，及快速變化過程中的測量測和處理，及快速變化過程中的測量或精確定位控制或精確定位控制高速計數(shù)模塊緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器 自帶微處理器，用來控制物體的位置、自帶微處理器，用來控制物體的位置、速度和加速度，可以控制直線運(yùn)動或旋速度和加速度，可以控制直線運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，也可以控制單軸或

10、多軸運(yùn)動轉(zhuǎn)運(yùn)動，也可以控制單軸或多軸運(yùn)動運(yùn)動控制模塊 將現(xiàn)場電動勢或電阻值的模擬量信號轉(zhuǎn)將現(xiàn)場電動勢或電阻值的模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并完成熱電偶的冷端補(bǔ)換為數(shù)字信號，并完成熱電偶的冷端補(bǔ)償和熱電阻的非線性補(bǔ)償?shù)葍敽蜔犭娮璧姆蔷€性補(bǔ)償?shù)葴囟瓤刂颇K緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器以太網(wǎng)模塊以太網(wǎng)模塊 PLCPLC與以太網(wǎng)互連通信與以太網(wǎng)互連通信通信模塊遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程I/O(Controller Link)模模塊塊 主站主站PLCPLC與從站與從站PLCPLC遠(yuǎn)程互遠(yuǎn)程互聯(lián)和通信聯(lián)和通信現(xiàn)場設(shè)備鏈接現(xiàn)場設(shè)備鏈接(DeviceNet)模塊模塊 PLCPLC與與PLCPLC或執(zhí)行裝置之間的或執(zhí)行裝

11、置之間的互聯(lián)和通信互聯(lián)和通信緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器四、編程器 用于輸入、修改和調(diào)試程序，并可監(jiān)視用于輸入、修改和調(diào)試程序，并可監(jiān)視程序的執(zhí)行程序的執(zhí)行簡易編程器簡易編程器圖形編程器圖形編程器編程器緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器簡易編程器體積小，攜帶方體積小，攜帶方便，但只能用指便，但只能用指令助記符編程，令助記符編程，適合小型適合小型PLCPLC的的編程及現(xiàn)場調(diào)試編程及現(xiàn)場調(diào)試工作方式工作方式選擇開關(guān)選擇開關(guān)LCDLCD液晶液晶顯示屏顯示屏鍵盤區(qū)鍵盤區(qū)緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器圖形編程器功能強(qiáng)大，可用梯形圖編程，既可圖形編程器功能強(qiáng)大，可用梯形圖編程，既可聯(lián)

12、機(jī)編程，也可脫機(jī)編程，還可監(jiān)控聯(lián)機(jī)編程，也可脫機(jī)編程，還可監(jiān)控PLCPLC的運(yùn)行的運(yùn)行計算機(jī)安裝了計算機(jī)安裝了PLCPLC編程支持軟件后，也具有圖形編程支持軟件后，也具有圖形編程器的功能編程器的功能圖形編程器緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器五、電源模塊 將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，向?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成直流電，向PLCPLC內(nèi)部內(nèi)部電路提供直流穩(wěn)壓電源電路提供直流穩(wěn)壓電源 有的有的PLCPLC還向外部提供直流還向外部提供直流24V24V的穩(wěn)的穩(wěn)壓，用于直流信號輸入電路及傳感壓，用于直流信號輸入電路及傳感器的供電器的供電緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器電源指示燈電源指示燈外部連接端子外部連接端子

13、電源模塊緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器第二節(jié) PLC的工作原理及編程語言一、PLC的基本工作原理 從控制的角度來看，可將從控制的角度來看，可將PLCPLC等效等效成成輸入部分輸入部分、程序控制部分程序控制部分和和輸出部分輸出部分緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器從上面的等效工作電路可見 輸入部分輸入部分將外部開關(guān)信號轉(zhuǎn)換成將外部開關(guān)信號轉(zhuǎn)換成PLCPLC內(nèi)內(nèi)部輸入繼電器線圈的接通或斷開部輸入繼電器線圈的接通或斷開 程序控制部分程序控制部分根據(jù)輸入根據(jù)輸入/ /輸出繼電器的輸出繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，其結(jié)果使輸觸點(diǎn)狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，其結(jié)果使

14、輸出繼電器線圈接通或斷開出繼電器線圈接通或斷開 輸出部分輸出部分根據(jù)輸出繼電器的狀態(tài)決定根據(jù)輸出繼電器的狀態(tài)決定是否接通外接電器是否接通外接電器緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器二、PLC的循環(huán)掃描工作過程對對PLCPLC內(nèi)部的內(nèi)部的CPUCPU、存儲器、輸入模塊、存儲器、輸入模塊、輸出模塊、總線等進(jìn)行診斷輸出模塊、總線等進(jìn)行診斷對編程器、可編程終端等外部設(shè)備請求對編程器、可編程終端等外部設(shè)備請求的處理的處理按照從左到右、從上到下的順序執(zhí)行用按照從左到右、從上到下的順序執(zhí)行用戶程序，并將結(jié)果存入輸出映像寄存器戶程序，并將結(jié)果存入輸出映像寄存器采集輸入信號并存入輸入映像寄存器中；采集輸入信號

15、并存入輸入映像寄存器中；同時將輸出映像寄存器中要輸出的信號送同時將輸出映像寄存器中要輸出的信號送到輸出鎖存器，經(jīng)輸出電路驅(qū)動外接電器到輸出鎖存器，經(jīng)輸出電路驅(qū)動外接電器檢查處理檢查處理執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序數(shù)據(jù)輸入輸出數(shù)據(jù)輸入輸出外設(shè)服務(wù)外設(shè)服務(wù)掃描過程分為哪幾個階段？緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器 PLCPLC按上述按上述4 4個階段周期性地循環(huán)掃描，個階段周期性地循環(huán)掃描，每掃描一次，用戶程序就執(zhí)行一次，且每掃描一次，用戶程序就執(zhí)行一次，且I/OI/O數(shù)據(jù)刷新一次數(shù)據(jù)刷新一次 PLCPLC完成一個循環(huán)的掃描過程稱為一個完成一個循環(huán)的掃描過程稱為一個掃描周期掃描周期PLC的掃描周期

16、是如何定義的？緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器三、PLC的常用編程語言梯形圖語言梯形圖語言助記符語言助記符語言邏輯功能圖邏輯功能圖順序功能圖順序功能圖PLC的編程語言緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器梯形圖語言 類似于類似于繼電器控制繼電器控制原理圖原理圖S0S1K0K0繼電器線路緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器助記符語言 用幫助記憶的英文縮用幫助記憶的英文縮寫字符表示寫字符表示PLCPLC的各種的各種指令，類似于計算機(jī)指令，類似于計算機(jī)的匯編語言的匯編語言 簡易編程器就是用助簡易編程器就是用助記符語言記符語言 前面梯形圖所對應(yīng)前面梯形圖所對應(yīng)的助記符語言如下：的助記符語言如下

17、： LD 0.00 OR 1.00 AND NOT 0.01 OUT 1.00緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器第三節(jié) PLC的分類方法按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式分類按控制規(guī)模分類按控制規(guī)模分類按控制功能分類按控制功能分類按生產(chǎn)廠家分類按生產(chǎn)廠家分類PLC的分類方法緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器一、按結(jié)構(gòu)形式分類 整體式整體式PLCPLC整體式結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu)PLCPLC將中央處理單元、存儲器、輸將中央處理單元、存儲器、輸入輸出單元和電源單元等組裝在一個機(jī)殼內(nèi)入輸出單元和電源單元等組裝在一個機(jī)殼內(nèi) 模塊式模塊式PLCPLC模塊式結(jié)構(gòu)模塊式結(jié)構(gòu)PLCPLC是把中央處理單元和存儲器做是把中

18、央處理單元和存儲器做成獨(dú)立的組件模塊，把輸入輸出等單元也做成成獨(dú)立的組件模塊，把輸入輸出等單元也做成獨(dú)立的模塊，然后組裝在一個機(jī)架或母板上獨(dú)立的模塊，然后組裝在一個機(jī)架或母板上緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器二、按控制規(guī)模分類 PLC的每一個輸入/輸出接點(diǎn)簡稱為點(diǎn)I/OI/O點(diǎn)數(shù)小于點(diǎn)數(shù)小于6464點(diǎn)的屬微型點(diǎn)的屬微型PLCPLCI/OI/O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在6464256256點(diǎn)的屬小型點(diǎn)的屬小型PLCPLCI/OI/O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在25625610241024點(diǎn)的屬中型點(diǎn)的屬中型PLCPLCI/OI/O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在10241024點(diǎn)以上的屬大型點(diǎn)以上的屬大型PLCPLC緒論EXIT可 編 程 序 控 制 器三、按控制功能分類 根據(jù)工業(yè)控制系統(tǒng)復(fù)雜程度的要求不同，所根據(jù)工業(yè)控制系統(tǒng)復(fù)雜程度的要求不同，所需需PLCPLC的功能也不相同的功能也不相同低檔機(jī)低檔機(jī)：僅有開關(guān)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、定時