第二章LC的基礎(chǔ)知識(shí)

《PLC原理及工程應(yīng)用》第二章PLC的基礎(chǔ)知識(shí)

1/39第二章PLC的基礎(chǔ)知識(shí)可編程序控制器的基本概念可編程序控制器的基本組成

可編程序控制器的擴(kuò)展構(gòu)成可編程序控制器的工作方式22.1可編程序控制器的基本概念2.1.1存儲(chǔ)程序控制1、接線程序控制：通過電器元器件的固定接線來實(shí)現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)。制造周期較長(zhǎng)，造價(jià)相應(yīng)較高，維修也不方便，靈活性和通用性較低，故障率較高2、支配控制系統(tǒng)工作的程序存放在存儲(chǔ)器中，利用程序來實(shí)現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)。具有通用、靈活、可靠性高等特點(diǎn)3可編程序控制器構(gòu)成的存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)的組成部分：

輸入部分：它們直接接受來自操作臺(tái)上的操作命令，或來自被控對(duì)象上的各種狀態(tài)信息，如按鈕、開關(guān)、傳感器等。輸出部分：它們用來接受程序執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)，以操作各種被控對(duì)象，如電動(dòng)機(jī)、電磁閥、狀態(tài)指示部件等?？刂撇糠郑翰捎梦⑻幚砥骱痛鎯?chǔ)器，執(zhí)行按照被控對(duì)象的實(shí)際要求編制并存入程序存儲(chǔ)器的程序，來完成控制任務(wù)。4軟繼電器的概念：對(duì)于使用者來說，在編制應(yīng)用程序時(shí)，可以不考慮微處理器和存儲(chǔ)器的復(fù)雜構(gòu)成及其使用的計(jì)算機(jī)語言，而把PLC看成是內(nèi)部由許多“軟繼電器”組成的控制器，用提供給使用者的近似于繼電器控制線路圖的編程語言進(jìn)行編程。PLC內(nèi)部的繼電器并不是實(shí)際的物理繼電器，它實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器中的某些觸發(fā)器，該位觸發(fā)器狀態(tài)為“1”時(shí)，相當(dāng)于繼電器接通；該位觸發(fā)器狀態(tài)為“0”時(shí)，相當(dāng)于繼電器斷開。5“軟繼電器”的線圈、常開接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)PLC為用戶提供的繼電器一般是：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、特殊功能繼電器、移位寄存器、計(jì)時(shí)／計(jì)數(shù)器等。其中輸入輸出繼電器一般與外部輸入、輸出設(shè)備相連接，而其他繼電器與外部設(shè)備沒有直接聯(lián)系，因此可統(tǒng)稱為內(nèi)部繼電器。線圈

常開接點(diǎn)

常閉接點(diǎn)

6PLC控制系統(tǒng)的組成內(nèi)部“軟接線”（用程序?qū)崿F(xiàn)）輸入繼電器線圈繼電器接點(diǎn)內(nèi)部繼電器線圈負(fù)載電源輸出公共端輸出接點(diǎn)COMCOM輸入公共端輸入端用戶輸出設(shè)備（接觸器、電磁閥等）用戶輸入設(shè)備（按鈕、限位開關(guān)等）72.1.2PLC常用術(shù)語

1．位是PLC中邏輯運(yùn)算的基本元素，通常也稱為內(nèi)部繼電器。2．I/O點(diǎn)常用I/O點(diǎn)數(shù)來表征PLC的規(guī)模。3．通道一個(gè)通道含16位，或者說含16個(gè)繼電器。4．區(qū)相同類型通道的集合。數(shù)據(jù)區(qū)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器區(qū)、內(nèi)部繼電器區(qū)等

數(shù)字2數(shù)字3數(shù)字1

數(shù)字0

左字節(jié)

右字節(jié)

15

14131211109876543210位通道82.2可編程序控制器的基本組成2.2.1PLC的硬件組成

91．主機(jī)（CPU模塊）在主機(jī)內(nèi)部，由微處理器（MPU）通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線以及輔助電路連接存儲(chǔ)器、接口及I/O單元，診斷PLC的硬件狀態(tài)；借助編程器接收用戶鍵入的程序和數(shù)據(jù)；讀取、解釋并執(zhí)行用戶程序；按規(guī)定的時(shí)序接收輸入狀態(tài)、刷新輸出狀態(tài)，與外部設(shè)備交換信息等?？傊芍鳈C(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)PLC的控制和管理。10

（1）微處理器（MPU）：PLC中常用的MPU主要采用通用微處理器、單片機(jī)等。

（2）存儲(chǔ)器：PLC的存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序，一般采用ROM或EPROM；用戶程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)用戶的應(yīng)用程序。

（3）I/O接口：I/O接口是MPU與外部設(shè)備、I/O模塊等的連接部件，用于擴(kuò)充PLC總線的驅(qū)動(dòng)能力和扇入扇出點(diǎn)數(shù)。112．電源PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，電源的交流輸入端一般接有尖峰脈沖吸收電路，以提高抗干擾能力。小型PLC電源的交流輸入電壓范圍一般較寬，如有的小型PLC可在l60VAC~260VAC范圍內(nèi)正常工作。123．輸入／輸出模塊

輸入/輸出模塊是PLC與現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。

輸入模塊用于調(diào)理輸入信號(hào)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波、隔離、電平轉(zhuǎn)換等，把輸入信號(hào)的邏輯值安全可靠地傳遞到PLC內(nèi)部。

輸出模塊用于把用戶程序的邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出到PLC外部，輸出模塊具有隔離PLC內(nèi)部電路和外部執(zhí)行元件的作用，還具有功率放大的作用。13（1）直流開關(guān)量輸入模塊：14（2）交流開關(guān)量輸入模塊：15（3）直悄流開飽關(guān)量完輸出張模塊16（4）交獄流開繼關(guān)量爪輸出勞模塊17（5）繼創(chuàng)電器專輸出罪模塊18（6）開扭關(guān)量繁輸入登／輸芬出模跳塊等濕效電單路：194．功危能模迅塊除開秘關(guān)量鞠輸入/輸出避外，PL悅C的其么他輸規(guī)入/輸出蝦功能召由功料能模驚塊來脅實(shí)現(xiàn)浩。一松個(gè)功侵能模沙塊占籍用多季個(gè)輸醒入／副輸出瞞通道美，因傘此在糟組合丟式PL獨(dú)C中對(duì)亮功能奧模塊使的使向用數(shù)蚊量存疊在限軟制，以而對(duì)究開關(guān)吧量輸掃入/輸出狼模塊早的數(shù)陜量不心加限皺制。會(huì)一般殘地，午除編煤程器執(zhí)以外心的外浪部設(shè)肆備需洗經(jīng)功綢能模必塊才愁能與惜主機(jī)齊總線嚷連接云。因送此，穴對(duì)應(yīng)刺于各怠種外忠設(shè)以抱及PL飲C要完侵成的努特殊脹輸入凍／輸劃出功揀能，汁有多桑種功份能模切塊。20常用瓜的功訴能模濟(jì)塊有扣：模擬挖量輸紐奉入模轟塊模擬用量輸聯(lián)出模男塊動(dòng)態(tài)廢輸入/輸出睬模塊溫度榴傳感魯器模抬塊高速忙計(jì)數(shù)遺模塊PI傲D模塊遠(yuǎn)程I/獎(jiǎng)O模塊通訊冒模塊5．?dāng)U悔展口擴(kuò)展拍口是PL妨C的總闊線接幕口。談主機(jī)淚與近源程擴(kuò)師展機(jī)筍之間痛利用謠擴(kuò)展斯口相捎連接犧。216．編峰程器編程堅(jiān)器是PL躲C最常形用的腿外設(shè)籃，也沃是PL書C中唯軍一不展需要儀通過莊功能譽(yù)模塊屑而直掙接與碧總線就相連晴接的挖外設(shè)秧。編程仁器上待的方濟(jì)式選喂擇開遺關(guān)編程冰位置鐘：PL囑C主機(jī)狐處于述編程瓶方式辭。用撥戶可崇通兄過編鈔程器扯向PL銀C輸入碧、查購詢、繁修改呀用戶鹽程序紛，但PL驢C不運(yùn)賤行用銷戶程濁序；監(jiān)控廉位置誓：PL政C主機(jī)綠處于葛監(jiān)控迫方式形。PL執(zhí)C已運(yùn)塊行用鍋戶程其序，鞋用戶腎不能率輸入啊和修史改用犧戶程怠序，蜂但可跨查詢果用戶填程序限，干惜預(yù)戶講程序悟運(yùn)行細(xì)。運(yùn)行餃位置帽：PL扭C主機(jī)弟處于拔運(yùn)行豎方式尿。PL捆C運(yùn)行需用戶鴨程序旅，用參戶不仗能輸渠入和偉修改暑用戶剃程序統(tǒng)，也虎不能粘干預(yù)豬用戶斯程序掌的運(yùn)短行情芹況，穿只能魚查詢患用戶狐程序抽并監(jiān)村視其辭狀態(tài)泡。227．其佳他外幻玉設(shè)PL脹C可帶睛打印送機(jī)、CR鄉(xiāng)豐T顯示沙器、取鍵盤剩等外灑設(shè)，燥這些背外設(shè)煤需通理過相銅應(yīng)的股功能埋模塊咱與PL鑄C連接敘。232.抽2.原2斥P廟LC的軟躲件系憂統(tǒng)1．系葬統(tǒng)程般序系統(tǒng)鈔程序肯是PL謹(jǐn)C賴以諒工作訪的基垃礎(chǔ)，竭采用辨匯編爪語言閘編寫魄，在PL倦C出廠娘時(shí)就匙已固煮化于RO括M型系仆統(tǒng)程滲序存奇儲(chǔ)器編中，超不需餅要用攏戶干努預(yù)。系統(tǒng)席程序葛分為觀系統(tǒng)釀監(jiān)控薯程序配和解義釋程知序。2．用宵戶程點(diǎn)序用戶茅程序絞又稱陳為應(yīng)練用程巖序，妻是用麥戶為躲完成老某一營(yíng)特定氣的控窗制任紹務(wù)而匪利用PL借C的編注程語經(jīng)言編恨制的摟程序牲。用恥戶程聾序通企過編姐程器盜輸入邊到PL筋C的用礦戶程豆序存半儲(chǔ)器地中。243．編撐程語亞言各種涂型號(hào)介的PL案C都有作其自拋己的暖編程蔥語言贊，但蘇這些底編程歇語言傷基本衛(wèi)可分監(jiān)為兩淘類：沸梯形威圖語典言和篇語句徹表語投言。語句密表語贊言類似恢于計(jì)樂算機(jī)惠匯編敲語言收，是竟用指估令助炎記符鞏來編店程的瘋。梯形井圖語病言是類叛似于忙繼電服器控趁制線晌路圖患的一殲種編胖程語測(cè)言，棉它面痛向控籍制過默程，服直觀期易懂條，是PL驗(yàn)C編程碗語言疤中應(yīng)父用最嗚多的漫一種哭語言于。252.敲3可編裁程序丑控制闖器的秘?cái)U(kuò)展臟構(gòu)成在實(shí)鹿際應(yīng)而用中賴，經(jīng)脅常遇腹到僅屋用主崖機(jī)不憤能滿百足控類制要榜求的群情況咽。例膨如，挨有的咐場(chǎng)合襯控制落規(guī)律粉不太注復(fù)雜輛，但懸信號(hào)菌較多酸，這凡時(shí)僅筐用主雕機(jī)就弦可能欺出現(xiàn)罩輸入/輸出茶點(diǎn)數(shù)婆不夠怎用，惡而選看用高飛檔PL倚C雖然科輸入/輸出趨點(diǎn)數(shù)所夠用桂，但立成本于較高或。在蜘這種示情況偷下，什應(yīng)考嘩慮采宮用主萬機(jī)帶紅擴(kuò)展適機(jī)的緊方式向。262.戲3.抹1近程葉擴(kuò)展蒼方式當(dāng)CP武U主機(jī)愧上的I/荷O點(diǎn)數(shù)秀不能裁滿足壞需要從時(shí)，擔(dān)或組蓄合式PL角C選用且的模財(cái)塊較暗多在括主機(jī)住上安適裝不芬開時(shí)緞，可伙通過籍?dāng)U展巴口進(jìn)怖行近周程擴(kuò)糾展。注意及：（1）不左同型醬號(hào)的PL奔C所帶懼?jǐn)U展均機(jī)的油數(shù)量飲不同泰；（2）主示機(jī)和疏擴(kuò)展伐機(jī)必沾須同麻類型旱，但跨不一趨定同推型號(hào)怖；（3）在脾構(gòu)成軋近程元擴(kuò)展刷方式致時(shí)，挑一般靈采用鏟主機(jī)I/糊O點(diǎn)數(shù)躬多于供擴(kuò)展怕機(jī)I/湊O點(diǎn)數(shù)閱的方瞧式。272.域3.誘2通訊巧聯(lián)網(wǎng)蒸方式PL妹C有多秒種通醉訊模威塊，濫利用酷這些妨通訊匆模塊槍，配跟以適斥當(dāng)?shù)臏\通訊辜適配領(lǐng)器，叨可以然構(gòu)成PL奶C網(wǎng)絡(luò)以和計(jì)虜算機(jī)?。璓L普C網(wǎng)絡(luò)更。1．HO祝ST帝L紅in腳k通訊PL改C與上煎位機(jī)探的連胡接通崗訊稱寄為HO榨ST極L樸in言k通訊縱。一籃臺(tái)CP沙M2猾A與一志臺(tái)上留位機(jī)段通訊仙稱為1：1方式質(zhì)；多踩臺(tái)CP坊M2駁A與一姨臺(tái)上吉位機(jī)沖通訊榆稱為1：N方式券。利用1：N泊HO灶ST連L絲式in熔k通訊泊可以朽用一辛臺(tái)上被位機(jī)蝦監(jiān)控籌多臺(tái)PL墊C，實(shí)賄現(xiàn)集易散控竭制，神一臺(tái)勒上位傲機(jī)最濫多可給以監(jiān)銳控32臺(tái)PL野C。282．同擠級(jí)連介接系羊統(tǒng)Co送nt票ro抖ll更er完L些in值k網(wǎng)Co同nt淚ro夠ll站er禮L右in臣k是一界種工火廠自奪動(dòng)化晴網(wǎng)絡(luò)床形式醬，它名可在CS碎1、C2薪00鳳Hα、CV犧M1等PL雹C之間幕進(jìn)行押數(shù)據(jù)勸交換同。此村外，鬼還可米與帶Co垮nt織ro創(chuàng)ll塘er嫂L缺in賓k支持杰卡的邊上位弦機(jī)進(jìn)繪行大糠容量女?dāng)?shù)據(jù)妥包的撐發(fā)送國和接守收操匯作。292.惡4可編費(fèi)程序詢控制闊器的獻(xiàn)工作串方式2.吳4.移1工作盟方式302.陵4.次2掃描率工作掃方式各種PL疏C均采踏用循梅環(huán)掃辨描方宮式工哈作，印但其笛掃描狼時(shí)間夏上有韻所不轟同。特所謂掃描挖時(shí)間，是姜指PL槽C兩次夏執(zhí)行設(shè)用戶吉程序捕之間茶的時(shí)崗間間敗隔，吧又稱伸為掃描織周期或循環(huán)瓜周期。CP纏U的操丸作可將以分顆為如避下6部分增：上葉電后聯(lián)初始假處理鬼、共犯同處什理、站上位兇鏈接討服務(wù)盞、外傲設(shè)服橡務(wù)、希運(yùn)算腸處理壞、I/快O刷新導(dǎo)。其爭(zhēng)中，縮慧共同元處理串、上均位鏈見接服痕務(wù)、衫外設(shè)敗服務(wù)陰、運(yùn)勉算處憑理、I/柱O刷新哲所占李用的派時(shí)間速構(gòu)成價(jià)了PL仔C的掃遭描時(shí)直間TS。311．上秒電后易初始蠟處理PL限C剛加怪上電亦源后填，進(jìn)俱行一械次上旅電后席初始啄處理確，為PL逢C工作祥做好血準(zhǔn)備根。上濾電后譜初始淘處理涼，用晌于清同除內(nèi)壘部繼仆電器館區(qū)，補(bǔ)并復(fù)初位所沸有計(jì)籍時(shí)器片，檢另查I/松O單元志的連牙接等東。2．共押同處溫理用于劫復(fù)位蠢監(jiān)視給計(jì)時(shí)很器，練檢查I/坡O總線肥是否撞正常嘗，檢物查掃劫描時(shí)閉間是貨否過送長(zhǎng)，喉檢查陵程序意存儲(chǔ)炎器有毅無異隸常。革檢查幻玉正常皺后，蔥方可沒進(jìn)行黎下面量的操趴作?；槿绻呌挟愔瞥Ｇ闀駴r，恩可根篇據(jù)錯(cuò)違誤的嫩嚴(yán)重耗程度輝發(fā)出赤報(bào)警貢或停乘止PL跌C運(yùn)行叨。共陡同處禮理時(shí)蹈間記臘為TC。323．上腎位鏈勉接服霞務(wù)在構(gòu)罵成計(jì)躺算機(jī)琴－PL截C網(wǎng)絡(luò)胸時(shí)，況用于敢處理姿與計(jì)腎算機(jī)姿間的社通訊越。4．外策設(shè)服油務(wù)用于匹處理餓來自鞭外部警設(shè)備封的信甘息。牙外設(shè)揉服務(wù)煌時(shí)間TO取決域于共虛同處垮理時(shí)歇間TC、上騙位鏈置接服述務(wù)時(shí)顏間TL、運(yùn)眾算處烏理時(shí)湊間TP和I/糖O刷新混時(shí)間TR。335．運(yùn)繩算處絹理用于廣執(zhí)行詳用戶硬程序杠。每順條指域令均射有其然執(zhí)行壯時(shí)間鴿，并述且同—條指名令執(zhí)桿行時(shí)沖與不蹤蝶執(zhí)行端時(shí)所凱占用莖的時(shí)鐘間也躲不相薄同。哥運(yùn)算飄處理登時(shí)間森就是CP嶼U執(zhí)行型一遍現(xiàn)用戶禮程序妻所用傾的時(shí)臭間。問受此升因素敞影響障，運(yùn)桑算處飯理時(shí)省間TP不是汁常數(shù)你，而守是受扭程序換狀態(tài)和的影遼響，忘每次跑執(zhí)行音程序流都不藝盡相繼同。346．I/服O刷新在每第次程淡序執(zhí)怪行完已后，菊通過I/合O刷新勵(lì)，從膽輸入約部分染讀取抱輸入援信號(hào)強(qiáng)的狀曉態(tài)并知送入沾輸入迫映像炒區(qū)，雀從輸莖出映厭像區(qū)爐中將稍程序肢執(zhí)行撥結(jié)果恐輸出推到PL誤C外部面。I/弄O刷新舒時(shí)間TR與PL燒C硬件蠻系統(tǒng)跪的構(gòu)倆成有磚關(guān)，取取決秧于PL炸C中I/鮮O模塊閥的數(shù)揮量以賊及是擇否具嚷有遠(yuǎn)趟程擴(kuò)亦展機(jī)償。PL外C的I/密O刷新老時(shí)間尤為主蛇機(jī)和毯近程棗擴(kuò)展始機(jī)I/尖O刷新兆時(shí)間踐加上鑄遠(yuǎn)程紙部分I/欠O刷新以時(shí)間羊。357．PL漲C掃描思時(shí)間TSPL問C的掃維描時(shí)攻間TS＝TC十TL鳳+T優(yōu)O+跌TP易+T青R。由昏于TP不是填定值運(yùn)，構(gòu)周成計(jì)冬算機(jī)—P石LC網(wǎng)絡(luò)權(quán)時(shí)TL也不麗是定椅值，寨所以事在一已個(gè)PL吳C系統(tǒng)階用戶朵程序囑不變糞的情大況下約，TS也不鮮是定郵值。己掃描良時(shí)間TS的大枝小，次對(duì)PL跨C的工步作有銅著重答要影唯響。血掃描販時(shí)間務(wù)越長(zhǎng)寫。PL糖C系統(tǒng)飯反應(yīng)跪越慢避，輸訓(xùn)入信齒號(hào)的組允許灑頻率誰越低稈，用瘋于定怎位控懂制時(shí)甲產(chǎn)生遼的誤傭差越鞋大。下因此念，在裙進(jìn)行PL止C系統(tǒng)劉設(shè)計(jì)生時(shí)，辟除硬粒件選自擇得救當(dāng)、異結(jié)構(gòu)臥合理費(fèi)外，鋼軟件處上應(yīng)角盡可樸能地癢減小療運(yùn)算歸處理冊(cè)時(shí)間TP，從蔑而減柔小掃音描時(shí)智間TS。362.兔4.扭3痰I軟/O響應(yīng)I/六O響應(yīng)是從節(jié)輸入喊狀態(tài)宏變化殘到與濱之相做關(guān)的續(xù)外部嚇輸出流狀