第二講可編程控制器構(gòu)成及工作原理

第二講可編程控制器的構(gòu)成及工作原理目錄一、可編程控制器的硬件組成外部設(shè)備現(xiàn)場用戶輸出設(shè)備微處理器（CPU）運算器控制器輸出部件輸入部件系統(tǒng)存儲器用戶存儲器I/O擴展接口通訊及編程接口編程設(shè)備計算機打印機等傳感器按鈕、開關(guān)現(xiàn)場信號電磁閥中間繼電器執(zhí)行器現(xiàn)場用戶輸入設(shè)備擴展設(shè)備擴展單元通訊模塊功能模塊電源變換器～110V/220V市電PLC基本單元PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖一、可編程控制器的硬件組成FX系列PLC的硬件配置圖1、CPU2、存儲器注意

可編程控制器的數(shù)據(jù)單元大多以繼電器命名，如輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等，且認為它們具有線圈和無數(shù)對常開常閉觸點，不同用途的繼電器在存儲器占有不同的區(qū)域，每個存儲單元都有不同的地址編號。3、輸入、輸出接口注意開關(guān)量輸出接口分為：繼電器型,晶體管型,晶閘管型，輸出接口本身都不帶電源，而且在考慮外驅(qū)動電源時，還需考慮輸出器件的類型。4、電源5、通訊及編程接口6、I/O擴展接口二、可編程控制器的軟件及應(yīng)用程序的編程語言1、軟件系統(tǒng)監(jiān)控程序

生成用戶元件系統(tǒng)內(nèi)部自檢管理程序標準程序模塊、系統(tǒng)調(diào)用用戶程序自動化系統(tǒng)控制程序數(shù)據(jù)表格軟件系統(tǒng)解釋程序運行管理1994年IEC國際電工委員會（InternationalElectrotechnicalCommission）發(fā)布了標準文件，將梯形圖、指令表、功能塊圖、順序功能圖及結(jié)構(gòu)文本等五種語言作為推薦編程語言2、編程語言（1）梯形圖（LadderDiagram）

梯形圖是PLC使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。

梯形圖語言簡稱LAD，是一種以圖形符號及圖形符號在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語言，是從繼電器電路圖演變過來的。a軟繼電器PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器等，是一些存儲單元（軟繼電器），每一軟繼電器與PLC存儲器中映像寄存器的一個存儲單元相對應(yīng)。該存儲單元如果為“1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對應(yīng)軟繼電器的線圈“通電”，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲單元為“0”狀態(tài)，對應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。b能流

如圖所示觸點1、2接通時，有一個假想的“概念電流”或“能流”(PowerFlow)從左向右流動，這一方向與執(zhí)行用戶程序時的邏輯運算的順序是一致的。能流只能從左向右流動。利用能流這一概念，可以幫助我們更好地理解和分析梯形圖。圖1中存在的能流有(1,2)、(1，5，4)、(3，4)和(3，5，2)，為此可以將圖1轉(zhuǎn)化為圖2.c母線

梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線(Busbar)。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線（左母線和右母線）之間有一個左正右負的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右流動。右母線可以不畫出。d梯形圖的邏輯解算

根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的。左母線右母線（2）指令表指令表也叫語句表（StatementList，STL）。序號

指令

說明0LDX000常開觸點與母線相連1ORY000常開觸點并聯(lián)2ANIX001常閉觸點串聯(lián)3ANDX002常開觸點串聯(lián)4OUTY000驅(qū)動線圈5END程序結(jié)束（1）PLC系統(tǒng)正常工作所要完成的任務(wù)三、PLC的工作原理1、掃描的要點是分時處理及串行工作（2）應(yīng)用程序的執(zhí)行過程可以分為以下三個階段

三個階段是分時完成的，稱為輸入輸出的集中處理方式。PLC對輸入、輸出口的處理原則：PLC有兩種工作狀態(tài)：運行（RUN）、停止（STOP）。運行狀態(tài)時執(zhí)行應(yīng)用程序。停止狀態(tài)只做內(nèi)部處理及通信，一般用于程序的編制與修改。PLC上電后，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下周而復(fù)始地按一定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各種任務(wù)進行查詢、判斷和執(zhí)行等。2、PLC工作過程3、用戶程序循環(huán)掃描4、分時串行的循環(huán)工作產(chǎn)生輸入輸出滯后時間與繼電器控制線路的并行控制方式存在差別，見下圖:串行與并行工作是PLC與繼電器系統(tǒng)工作原理的根本區(qū)別：

圖a控制圖中，如果為繼電器控制線路，由于是并行控制方式，首先是線圈KM1與線圈KM2均通電，然后因為常閉觸頭KM2的斷開，導(dǎo)致線圈KM1斷電。

如果為梯形圖控制線路，當X1接通后，線圈Y1通電，然后是Y2通電，完成第1次掃描；進入第2次掃描后，線圈Y1因常閉觸頭Y2斷開而斷電，而Y2通電。

(a)圖