第二章PLC工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)課件

第2章FX系列PLC的工作原理及硬件2.1低壓電器元器件2.3PLC的工作原理及性能指標(biāo)2.4三菱FX2N系列PLC介紹2.2邏輯運(yùn)算本章學(xué)習(xí)要求理解PLC的工作原理；掌握FX系列PLC的硬件組成；了解PLC的性能指標(biāo)及常見低壓電器元器件的功能及工作原理?？刂瓢粹o、行程開關(guān)交流接觸器熔斷器熱繼電器中間繼電器時(shí)間繼電器2.1低壓電器元器件電路符號(hào)常閉(動(dòng)斷)按鈕SB常開(動(dòng)合)按鈕SB復(fù)合按鈕SB一、控制按鈕作用：用來控制某些機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)行程和位置或限位保護(hù)。常開（動(dòng)合）觸頭SQ常閉（動(dòng)斷）觸頭SQ一、行程開關(guān)作用：用來接通或斷開電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的主電路。KM常閉輔助觸點(diǎn)線圈KM主觸點(diǎn)KM常開輔助觸點(diǎn)KM主觸頭輔助觸頭M3~二、交流接觸器KM自鎖自鎖的作用KMSB2M3~KMFUQSB1鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路按下按鈕（SB2），線圈（KM）通電，即使按鈕松開，線圈保持通電狀態(tài)，電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。作用：短路和嚴(yán)重過載保護(hù)（供電線路和電氣設(shè)備）三、熔斷器工作原理：電流熱效應(yīng)1）正常：i=ie→溫度<熔點(diǎn)→熔體不熔斷2）短路：i>>ie→溫度>熔點(diǎn)→熔體熔斷→切斷電路電路符號(hào)作用：熱繼電器是一種利用電流的熱效應(yīng)來切斷電路的保護(hù)電器。專門用來對連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載及斷相保護(hù)，以防電動(dòng)機(jī)過熱而燒毀。四、熱繼電器熱繼電器的符號(hào)發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中，主觸頭串聯(lián)在控制電路中，輔助觸頭常閉觸頭FRFRKMSB1KMSB2FRM3~FR異步機(jī)的直接起動(dòng)+過載保護(hù)發(fā)熱元件熱繼電器觸頭KMFUQSKAKAKA

線圈

常開觸頭

常閉觸頭結(jié)構(gòu)和工作原理同接觸器主要區(qū)別：接觸器的主觸點(diǎn)可以通過大電流；繼電器的體積和觸點(diǎn)容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于機(jī)床的控制電路中。五、中間繼電器圖形符號(hào)作用：時(shí)間繼電器是從得到輸入信號(hào)(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)后觸頭才動(dòng)作的繼電器。適用于定時(shí)控制。a)b)c)d)e)f)g)h)i)KTKTKTKTKTKTKTKT六、時(shí)間繼電器圖形符號(hào)利用PLC實(shí)現(xiàn)控制功能原理2.2邏輯運(yùn)算ABM&ABMa)與()AMB≥1ABMb)或()AM≥1AMc)非()2.3PLC的工作原理及性能指標(biāo)一、PLC的工作模式二、PLC的掃描工作過程三、PLC的性能指標(biāo)

PLC采用循環(huán)掃描工作方式，它周而復(fù)始的依一定的順序來完成PLC所承擔(dān)的系統(tǒng)管理工作和應(yīng)用程序的執(zhí)行。循環(huán)掃描工作是一種分時(shí)串行處理方式，與繼電控制系統(tǒng)的并行處理方式是完全不同的。

PLC的工作原理一、PLC的工作模式上電內(nèi)部處理通信服務(wù)輸入處理程序執(zhí)行輸出處理運(yùn)行（RUN）停止（STOP）工作模式工作階段上電內(nèi)部處理通信服務(wù)輸入處理程序執(zhí)行輸出處理STOPSTOP模式主要執(zhí)行操作1、內(nèi)部處理：檢查CPU內(nèi)部硬件，定時(shí)器復(fù)位及有關(guān)內(nèi)部工作2、通信服務(wù)：與編程器進(jìn)行信息交流上電內(nèi)部處理通信服務(wù)輸入處理程序執(zhí)行輸出處理STOPRUNRUN模式執(zhí)行操作：1、內(nèi)部處理2、通信服務(wù)3、輸入處理4、程序執(zhí)行5、輸出處理用戶程序掃描PLC主要在RUN模式，只有在改變程序時(shí)在STOP模式3、輸入處理：將外部輸入電路狀態(tài)集中讀入輸入映像寄存器通斷的信號(hào)在映像寄存器，分別為1和0二、PLC的掃描工作過程4、程序處理：對用戶程序（梯形圖）按先左后右，先上后下逐步執(zhí)行程序指令。并根據(jù)執(zhí)行結(jié)果不斷刷新映像寄存器。二、PLC的掃描工作過程5、輸出處理：將內(nèi)部輸出元件狀態(tài)集中轉(zhuǎn)存到輸出鎖存寄存器，并通過外部電路驅(qū)動(dòng)實(shí)際負(fù)載滯后時(shí)間最大的滯后時(shí)間為2個(gè)掃描周期二、PLC的掃描工作過程幾個(gè)概念介紹：掃描作用方式及特點(diǎn)掃描周期輸入輸出滯后時(shí)間計(jì)算機(jī)：等待方式、中斷處理PLC：循環(huán)掃描、周而復(fù)始繼電控制：硬件通斷，并行工作循環(huán)掃描工作方式特點(diǎn)是避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競爭和時(shí)序失陪的問題?？煽啃愿摺⒖垢蓴_能力強(qiáng)；但存在著相應(yīng)滯后，反應(yīng)不及時(shí)的問題。掃描周期:RUN工作模式，從內(nèi)部處理到輸出處理掃描操作所需的時(shí)間。主要與用戶程序執(zhí)行有關(guān)和PLC中CPU的主頻有關(guān)。掃描周期一般在100ms以內(nèi)，大于200ms就不能用，需優(yōu)化程序。輸入輸出滯后時(shí)間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指PLC的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻到它控制的相關(guān)輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。一般情況下影響不大，PID一般需考慮。性能含義及指標(biāo)I/O點(diǎn)數(shù)PLC控制系統(tǒng)所能接入的I/O最大數(shù)量存儲(chǔ)容量存放應(yīng)用程序的存儲(chǔ)器容量，用K步表示掃描速度執(zhí)行1000條基本指令的時(shí)間，用ms/K步表示編程語言能使用編程語言的種數(shù)指令功能指令的多少及綜合性指令的數(shù)量三、PLC的性能指標(biāo)2.4三菱FX2N系列PLC介紹FX2N系列PLC型號(hào)識(shí)別硬件結(jié)構(gòu)基本性能指標(biāo)安裝接線基本單元擴(kuò)展單元（模塊）特殊功能模塊電源接入通信口接入輸入端接線輸出端接線有源信號(hào)無源信號(hào)繼電器輸出晶體管輸出雙向晶閘管輸出一、型號(hào)識(shí)別①子系列名稱②輸入、輸出點(diǎn)數(shù)③單元類型：M為基本單元，E為輸入、輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊，EX為輸入專用擴(kuò)展模塊，EY為輸出專用擴(kuò)展模塊④輸出形式：R為繼電器輸出，T為晶體管輸出，S為雙向晶閘管輸出⑤電源和輸入、輸出類型等特性。無標(biāo)記為DC輸入，AC電源；D為DC輸入，DC電源；UA1/UL為AC輸入，AC電源?；締卧獢U(kuò)展單元模擬量模塊運(yùn)動(dòng)量模塊二、硬件結(jié)構(gòu)擴(kuò)展單元(E)：輸入、輸出擴(kuò)展，帶電源擴(kuò)展單元（模塊）擴(kuò)展模塊(不帶電源)輸入擴(kuò)展輸出擴(kuò)展電源來自基本單元和擴(kuò)展單元的24V電源特殊功能模塊特殊模塊模擬量模塊運(yùn)動(dòng)量模塊脈沖量模塊通信模塊或者通信板擴(kuò)充存儲(chǔ)器盒認(rèn)識(shí)FX2NPLC輸出口指示燈電源接入輸入端口輸出端口輸入口指示燈電源運(yùn)行及錯(cuò)誤指示燈特殊模塊接口通信接口STOP/RUN轉(zhuǎn)換開關(guān)三、安裝接線安裝電源接入示意圖LN24+COMAC100V~240VDC24V第三種接地通信口接線特殊模塊接口每個(gè)模擬量模塊都有一扁平電纜，直接插入擴(kuò)展插口就可以，模塊本身也有這種插口，與后續(xù)模塊相連。三菱最多可以插7個(gè)。輸入輸出器件掌握行程開關(guān)按鈕傳感器電磁閥喇叭指示燈發(fā)光二極管繼電器無源器件：如行程開關(guān)，按鈕有源器件：光電開關(guān)使用直流電，通過外界條件的變化，晶體管導(dǎo)通輸入器件信號(hào)輸入端口輸入口的編址(FX2N-48MR)L、N…輸入繼電器X編址：X0-X267(按八進(jìn)制編址)X0-X7，X10-X17，。。。X260-X267順序編制，不能跳躍。無源信號(hào)接入按鈕開關(guān)SQK無源信號(hào)接入FRNPN型傳感開關(guān)接入有源信號(hào)接入PNP型傳感開關(guān)接入需外接電源有源信號(hào)接入輸出繼電器Y編址：Y0-Y267(按八進(jìn)制編址)順序編制，不能跳躍同一端子不能接具有不同的電源的負(fù)載如果幾個(gè)端子所需電源相同，則幾個(gè)COM端相接FX2N-48MR不同COM口信號(hào)輸出端口繼電器輸出輸出過程：內(nèi)部電路使繼電器線圈通電，它的常開觸電閉合，外部負(fù)載得電工作。既可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載又可以驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載繼電器起隔離和功率放大作用RC電路消除觸點(diǎn)斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧輸出過程：輸出鎖存器的信號(hào)經(jīng)光耦合器送給輸出晶體管，后者的飽和導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于觸電的接通和斷