第二章PLC工作原理和結(jié)構(gòu)特點課件

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2.4三菱FX2N系列PLC介紹2.2邏輯運算本章學習要求理解PLC的工作原理；掌握FX系列PLC的硬件組成；了解PLC的性能指標及常見低壓電器元器件的功能及工作原理。控制按鈕、行程開關交流接觸器熔斷器熱繼電器中間繼電器時間繼電器2.1低壓電器元器件電路符號常閉(動斷)按鈕SB常開(動合)按鈕SB復合按鈕SB一、控制按鈕作用：用來控制某些機械部件的運動行程和位置或限位保護。常開（動合）觸頭SQ常閉（動斷）觸頭SQ一、行程開關作用：用來接通或斷開電動機或其他設備的主電路。KM常閉輔助觸點線圈KM主觸點KM常開輔助觸點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鼠籠式電動機直接起動控制電路按下按鈕（SB2），線圈（KM）通電，即使按鈕松開，線圈保持通電狀態(tài)，電機連續(xù)運轉(zhuǎn)。作用：短路和嚴重過載保護（供電線路和電氣設備）三、熔斷器工作原理：電流熱效應1）正常：i=ie→溫度<熔點→熔體不熔斷2）短路：i>>ie→溫度>熔點→熔體熔斷→切斷電路電路符號作用：熱繼電器是一種利用電流的熱效應來切斷電路的保護電器。專門用來對連續(xù)運轉(zhuǎn)的電動機進行過載及斷相保護，以防電動機過熱而燒毀。四、熱繼電器熱繼電器的符號發(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異步機的直接起動+過載保護發(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：接觸器的主觸點可以通過大電流；繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于機床的控制電路中。五、中間繼電器圖形符號作用：時間繼電器是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時間延時后觸頭才動作的繼電器。適用于定時控制。a)b)c)d)e)f)g)h)i)KTKTKTKTKTKTKTKT六、時間繼電器圖形符號利用PLC實現(xiàn)控制功能原理2.2邏輯運算ABM&ABMa)與()AMB≥1ABMb)或()AM≥1AMc)非()2.3PLC的工作原理及性能指標一、PLC的工作模式二、PLC的掃描工作過程三、PLC的性能指標

PLC采用循環(huán)掃描工作方式，它周而復始的依一定的順序來完成PLC所承擔的系統(tǒng)管理工作和應用程序的執(zhí)行。循環(huán)掃描工作是一種分時串行處理方式，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)部處理通信服務輸入處理程序執(zhí)行輸出處理運行（RUN）停止（STOP）工作模式工作階段上電內(nèi)部處理通信服務輸入處理程序執(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，定時器復位及有關內(nèi)部工作2、通信服務：與編程器進行信息交流上電內(nèi)部處理通信服務輸入處理程序執(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)動實際負載滯后時間最大的滯后時間為2個掃描周期二、PLC的掃描工作過程幾個概念介紹：掃描作用方式及特點掃描周期輸入輸出滯后時間計算機：等待方式、中斷處理PLC：循環(huán)掃描、周而復始繼電控制：硬件通斷，并行工作循環(huán)掃描工作方式特點是避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點競爭和時序失陪的問題?？煽啃愿?、抗干擾能力強；但存在著相應滯后，反應不及時的問題。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間。主要與用戶程序執(zhí)行有關和PLC中CPU的主頻有關。掃描周期一般在100ms以內(nèi)，大于200ms就不能用，需優(yōu)化程序。輸入輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應時間，是指PLC的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻到它控制的相關輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔。一般情況下影響不大，PID一般需考慮。性能含義及指標I/O點數(shù)PLC控制系統(tǒng)所能接入的I/O最大數(shù)量存儲容量存放應用程序的存儲器容量，用K步表示掃描速度執(zhí)行1000條基本指令的時間，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2.4三菱FX2N系列PLC介紹FX2N系列PLC型號識別硬件結(jié)構(gòu)基本性能指標安裝接線基本單元擴展單元（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無源信號繼電器輸出晶體管輸出雙向晶閘管輸出一、型號識別①子系列名稱②輸入、輸出點數(shù)③單元類型：M為基本單元，E為輸入、輸出混合擴展單元與擴展模塊，EX為輸入專用擴展模塊，EY為輸出專用擴展模塊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展單元模擬量模塊運動量模塊二、硬件結(jié)構(gòu)擴展單元(E)：輸入、輸出擴展，帶電源擴展單元（模塊）擴展模塊(不帶電源)輸入擴展輸出擴展電源來自基本單元和擴展單元的24V電源特殊功能模塊特殊模塊模擬量模塊運動量模塊脈沖量模塊通信模塊或者通信板擴充存儲器盒認識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行及錯誤指示燈特殊模塊接口通信接口STOP/RUN轉(zhuǎn)換開關三、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模擬量模塊都有一扁平電纜，直接插入擴展插口就可以，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。輸入輸出器件掌握行程開關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，按鈕有源器件：光電開關使用直流電，通過外界條件的變化，晶體管導通輸入器件信號輸入端口輸入口的編址(FX2N-48MR)L、N…輸入繼電器X編址：X0-X267(按八進制編址)X0-X7，X10-X17，。。。X260-X267順序編制，不能跳躍。無源信號接入按鈕開關SQK無源信號接入FRNPN型傳感開關接入有源信號接入PNP型傳感開關接入需外接電源有源信號接入輸出繼電器Y編址：Y0-Y267(按八進制編址)順序編制，不能跳躍同一端子不能接具有不同的電源的負載如果幾個端子所需電源相同，則幾個COM端相接FX2N-48MR不同COM口信號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，外部負載得電工作。既可以驅(qū)動交流負載又可以驅(qū)動直流負載繼電器起隔離和功率放大作用RC電路消除觸點斷開時產(chǎn)生的電弧輸出過程：輸出鎖存器的信號經(jīng)光耦合器送給輸出晶體管，后者的飽和導通狀態(tài)和截止狀態(tài)相當于觸電的接通和斷