現(xiàn)代電氣控制與臺(tái)達(dá)dvp系列plc應(yīng)用技術(shù)課件-第3章

【主要內(nèi)容可編程【主要內(nèi)容可編程控制器的硬件構(gòu)可編程控制器的編程語可編程控制器的工作原小思考題與習(xí)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 3.1可編程控制器的概 的D了 進(jìn)L20紀(jì)

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trrLPDP-14， 通用汽車公司生產(chǎn)線上 0 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 3.1可編程控制器的概C erC而lil tte 而rr

，計(jì)算術(shù)運(yùn)學(xué)等操作的指種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 3.1可編程控制器的概1987年2月，國(guó)際電工（InternationElectricalCommittee，IEC）年頒發(fā)的可編程控序的器，用來在其執(zhí)行邏輯運(yùn)算、可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概由此可見，對(duì)可編程控制器的定義隨著其功都會(huì)重點(diǎn)說明三個(gè)概念：即PLC是什么，它具備的設(shè)計(jì)原則。定義強(qiáng)調(diào)了PLC，它必須具有很強(qiáng)的能力、廣泛的適應(yīng)能可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概可靠性高， 能力強(qiáng)（硬件 和軟 采用模塊化結(jié)構(gòu)，接口種類多，便于現(xiàn)場(chǎng)連調(diào)試方便（I/O指示）可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概：對(duì)PLC的電源變壓器、 CPU、編程器等主要部件采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)濾波：對(duì)PLC的輸入輸出線路采用了多種形：在PLC 的微處理器和輸入輸出電 采用模塊式結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)一旦查出某模塊編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概信息保護(hù)和恢復(fù)：信息保護(hù)和恢復(fù)軟件使PLC偶爾發(fā)生故障條件出現(xiàn)時(shí)，將PLC信息進(jìn)行保護(hù)以免遭破壞。故障條件，則恢復(fù)工作。時(shí)間超過WDT規(guī)定的時(shí)間，預(yù)示程序進(jìn)入死循環(huán)，立即。對(duì)程序進(jìn)行檢查和檢驗(yàn)：一旦程序有錯(cuò)，立即報(bào)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 3.1可編程控制器的概隨著PLC功能的不斷完善，性價(jià)比不斷提高，PLC的應(yīng)用越來越廣泛，已大量應(yīng)用于鋼鐵、車、船舶、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、等各PLC取代傳統(tǒng)的繼電器構(gòu)成順序控制系統(tǒng)，可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 3.13.1PLC制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺PLC能控制大量的物理參數(shù)，如溫度、壓力隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，已把支持順序控制的 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概為了適應(yīng)國(guó)外近幾年來興起的工廠自動(dòng)化（FactoryAutomatization，F(xiàn)A）系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufactureSystem，F(xiàn)MS）及集散控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem，統(tǒng)，不僅對(duì)PLC數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概目前，國(guó)內(nèi)已可生產(chǎn)中小型PLC。東屋電氣生產(chǎn)的CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床生產(chǎn)臺(tái)達(dá)電 生產(chǎn)的ES/EX/SS系列可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概國(guó)際上競(jìng)爭(zhēng)較強(qiáng)的歐洲的西門子公司、 有ii1PPP可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概C數(shù)容型中 主要有輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、掃描速度（毫秒/千步型PLCI/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，用戶程序存 器容量、編程語言、指令功能等。一般儲(chǔ)容量在字以下；中型PLCI/O點(diǎn)數(shù)在256到2048之間，用戶程 器容量一般為大型PLCI/O點(diǎn)數(shù)在2048以上，用戶程序可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概體式結(jié)構(gòu)微型小型模塊式結(jié)構(gòu)：中型、大型結(jié)體式結(jié)構(gòu)微型小型 如 基本 過擴(kuò) 統(tǒng)還 據(jù)需 輸出靈 構(gòu)成 結(jié)構(gòu)P可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是向高集成度、小體積、小型化 化、低成為了實(shí)現(xiàn)某些特殊的控制功能，PLC制造商開發(fā)出了許可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概人機(jī)界面（接口）HMI（Human-MachineInterface）在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中起著愈來愈重要的作用，PLC控制系統(tǒng)在HMI方面的進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：編成工具的發(fā)展、功能強(qiáng)大、價(jià)格雖然PLC的強(qiáng)項(xiàng)是在制造業(yè)領(lǐng)域使用，但隨著通信技術(shù)、軟件技術(shù)和模擬量技術(shù)發(fā)展并不斷地融合到PLC中，它現(xiàn)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概世界上生產(chǎn)大約400多個(gè)品種的PLC產(chǎn)品，但沒有一個(gè)統(tǒng)現(xiàn)在的PLC采用了各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如IEC61131、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如WindowsNT、OPC等。特別是PLC的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131，為PLC從硬件設(shè)計(jì)、編程語言、通信聯(lián)網(wǎng)等可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概表連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息的交換。PLC通信聯(lián)網(wǎng)功能的所謂軟PLC（SoftPLC）就是在PC機(jī)的平臺(tái)上，在就是PAC（ProgrammableAutomationController），或可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的概在現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS（FieldbusControlSystem）中，增加了相關(guān)通信協(xié)議接口的PLC，即可以作為主站成為FCS的主控制器，也可以作為智能化的從站實(shí)現(xiàn)分散式的控可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)PLC在組成上與一般的微機(jī)系統(tǒng)基本相同，由處理器CPU、器（ROM/RAM）、輸入/輸出（I/O）接口、電源、各種接口、其他部整體式PLC組成示意圖模塊式PLC可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu) 用

的的

LC后，U研序 P序 ，并，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果運(yùn)行

若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則立

停止程序再經(jīng)故障 電源、PLC 電路的故障，根 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)器 器可分為系統(tǒng)程序 器、用戶程 它用來存放由PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并在ROM，很大程度上決定了PLC的基本性能，其內(nèi)容主要可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)其一是系統(tǒng)管理程序，它主要控制PLC的運(yùn)行，其二是為用戶指令解釋程序，通過用戶指令解釋程序，將PLC的編程語言變?yōu)闄C(jī)器語言指令,再由其三為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序，它包含許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序，如完成輸入、輸出及特殊運(yùn)算等子程序，PLC的具體工作都是由這部分程序來完成的，這部分程序的多少?zèng)Q定可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)用戶程序根據(jù)控制要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序。用戶程序器用來存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)，用規(guī)定的PLC語言編程語言的各種用戶程序。用戶程序器根據(jù)所選用的器單元類型的不同，可以是RAM（有鋰電池進(jìn)行掉電保護(hù)）、EPROM或EEPROM器，其內(nèi)容可以有用戶任意修改或增刪。目前較先進(jìn)的PLC采用可隨時(shí)讀寫的快閃存儲(chǔ)器作為用戶程序器?？扉W器不需后備電可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)輸入/輸入/輸出接口是PLC與外界連接的接口，輸入/輸出點(diǎn)的作用是將輸入/輸出設(shè)備與PLC進(jìn)行連接，使PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備構(gòu)成控制系統(tǒng)，以便從或?qū)⒔?jīng)過處理后的控制命令通過輸出設(shè)備（）送到現(xiàn)場(chǎng)（輸出），?？删幊炭刂破鞯幕窘Y(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu) 兩種類型的輸入信號(hào)，一類是由按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近輸入點(diǎn)漏型 輸入點(diǎn)源型可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)如圖所示，分別給出了輸入電壓、輸入電流、電 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)輸出接口用來連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)開關(guān)量輸出有三種方式：繼電器輸出回路，晶體可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu) 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)各種接口包括擴(kuò)展接口、通口、智能I/O接口等。如下圖所示為DVP-SX2系列的CPU模塊外形示意圖，上面有RS232通口、USB接口等，RS232、RS485與USB都可以用來編可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的硬件構(gòu)DVP-SX2可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的編程語關(guān)于PLC的編程語言目前各廠家都有自己不一，IEC提出IEC61131標(biāo)準(zhǔn)，希望能夠統(tǒng)一編圖形語言，它們是梯形圖(Ladder、功能塊圖(FunctionBlockDiagram，F(xiàn)BD)順序功能圖(SequentialFunction2種文本語言，它們是指令列表(InstructionList，IL)、結(jié)構(gòu)化文件(StructureText，ST)?？删幊炭刂破鞯幕窘Y(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的編程語梯 也是現(xiàn)在最常 系統(tǒng)原理的基 制系統(tǒng)中基本 法，梯形與繼 一致的，是在 所以在輯順 是直觀、晰。 停控制的可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的編程語指令列表語言是類似于計(jì)算機(jī)的匯編語言，它以指令的形式，按順序編制PLC控制程序并逐條列出可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的編程語順序功能圖、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行編程，特別適合在復(fù)雜的順序控制系統(tǒng)中使用。在SFC中，最重要的三左圖為交通燈控制的可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的編程語功能塊語言它使用像電子電路中的各種門電路，加上輸入、輸出，通過一定的邏輯連接方式來完成控制邏輯，它可以把函數(shù)（FUN）和功能塊（FB）連接到電路中，完成各種復(fù)雜的功能和計(jì)算。使用FBD，用戶功能塊語言可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的編程語隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，為了增強(qiáng)PLC的運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理及通信等功能，以上編程語言不能滿足要求。近年來推出的PLC，尤其是大型PLC，都可言等進(jìn)行編程。采用高級(jí)語言后，用戶可以像使用可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的工作原眾所周知，繼電器接觸器控制系統(tǒng)是一種“硬件邏輯系統(tǒng)”，采用并行工作方式。PLC是一種工業(yè)計(jì)算機(jī)，其工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)上的，而CPU以分時(shí)操作方式處理各項(xiàng)任務(wù)，計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應(yīng)各電器的動(dòng)作，便成為時(shí)間上的串行（即串行工作方式）。由于CPU運(yùn)算速度極高，各繼電器（軟元件）的動(dòng)作似乎是同時(shí)完成可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 3.4可編程控制器的工作原PLC的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描工作方式，每一次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直至到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。ＰＬＣ就是這樣周而復(fù)始地執(zhí)行用戶程序時(shí)，需要各種現(xiàn)場(chǎng)信息。PLC可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的工作原集中采用輸入方式。一般在掃描周期的開始或結(jié)束將所有輸入信號(hào)（輸入元件的通/斷狀態(tài)）并存放到輸入映像寄存器中，執(zhí)行用戶程序所需輸入狀態(tài)均存在輸入映像寄存器中取用，而不直接到輸立即輸入方式。隨著程序的執(zhí)行需要哪一個(gè)輸入信號(hào)就直接從輸入端或輸入模塊取用這個(gè)狀態(tài)，如“立即輸入指令”就是這樣，此時(shí)輸入映像寄存器的內(nèi)容不變，到下一次集中采樣輸入時(shí)才變化。可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的工作原同樣，PLC對(duì)外部的輸出控制也有集中輸出和立集中輸出方式。在執(zhí)行用戶程序時(shí)不是得到一個(gè)輸出結(jié)果就向外輸出一個(gè)，而是把執(zhí)行用戶程序所得的所有輸出結(jié)果，先后全部存放在輸出映像寄存器中，執(zhí)行完用戶程序后所有輸出結(jié)果向輸立即輸出方式。在執(zhí)行用戶程序時(shí)將該輸出結(jié)果立即向輸出端口或輸出模塊輸出，如“立即輸出指令”就是這樣，此時(shí)輸出映像寄存器的內(nèi)容也更新?？删幊炭刂破鞯幕窘Y(jié)構(gòu)和工作原 3.4可編程控制器的工作原PLC對(duì)輸入輸出信號(hào)的傳送還有其他方式。的PLC采用輸入/輸出刷新指令，在需要的地方設(shè)置入上電一次，以刷新輸入映像寄存器內(nèi)容，或?qū)⒋藭r(shí)的輸出結(jié)果立即向輸出端口或輸出模塊輸出。有的PLC上有輸入、輸出的功能，實(shí)際上是關(guān)閉了輸入、輸出傳送服務(wù)，這意味著此時(shí)的輸入信號(hào)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的工作原在PLC 除了對(duì)上電和電處理、 新時(shí)鐘和 出錯(cuò)處理、中處理等外 就是輸入信號(hào) 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原 可編程控制器的工作原PLC在執(zhí)行用戶程序前會(huì)將外部輸入信號(hào)的On/OFPLC輸入映像區(qū)內(nèi)各輸入信號(hào)的On/Off狀態(tài)后開始從地址0處按照從上至下，從左至右的順序執(zhí)行程序中的每一指令，其輸出結(jié)果即各輸出線圈的On/Off狀態(tài)也逐次存入各裝置的映像區(qū)內(nèi)。在程序執(zhí)行過若輸入信號(hào)發(fā)生On/Off變化，但輸入映像區(qū)內(nèi)的狀態(tài)不會(huì)改變，直到下一次掃描開始時(shí)再讀入輸入信號(hào)的On/Off狀態(tài)?？删幊炭刂破鞯幕窘Y(jié)構(gòu)和工作原 3.4可編程控制器的工作原當(dāng)程序執(zhí)行到END指令時(shí)表示程序執(zhí)行完畢。程序執(zhí)行完畢后會(huì)將裝置映像區(qū)內(nèi)Y的On/Off狀態(tài)送到輸出映像區(qū)鎖存，而此映像區(qū)就是實(shí)際上輸出可編程