《PLC與變頻器控制》課件 2.PLC的結(jié)構(gòu)原理

任務(wù)二PLC的結(jié)構(gòu)原理項目一PLC基礎(chǔ)目錄一PLC的系統(tǒng)組成二PLC的工作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)能簡單分析PLC的工作原理及程序的執(zhí)行過程。知識目標(biāo)掌握PLC的結(jié)構(gòu)組成與工作原理。一PLC的系統(tǒng)組成（一）PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PLC系統(tǒng)組成硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)思考：硬件系統(tǒng)組成？功能？軟件系統(tǒng)組成？功能？一PLC的系統(tǒng)組成（一）PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用1.CPU（中央處理器）組成：控制電路、運算器、寄存器常用有三類：通用微處理器（如Z80、8086、80286等）、單片微處理器（如8031、8096等）位片式微處理器(如AMD2900等)。二PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用1.CPU（中央處理器）一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用

2.存儲器系統(tǒng)程序存儲器：存放系統(tǒng)程序，用戶不能修改，分為只讀存儲器ROM、可擦可編程只讀存儲器（EPROM可用紫外線擦除改寫、EPPROM可用電擦除）用戶程序存儲器：RAM（隨機(jī)存儲器），掉電后內(nèi)容會丟失，用Li電池作為后備電源。一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用3.輸入輸出單元（1）功能：是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件，具有光電隔離、濾波、抗干擾的功能；具有狀態(tài)指示（2）組成：與被控設(shè)備相連的接口電路（輸入輸出接口電路），輸入和輸出的映像寄存器（3）類型：數(shù)字量I/0、模擬量I/0（4）數(shù)字量輸入接口（按使用電源不同）直流輸入、交通輸入、交直流輸入（5）數(shù)字量輸出接口繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用思考：輸入元件/設(shè)備有？輸出元件/設(shè)備有？輸入接口電路的作用？輸出接口電路的作用？一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用輸入接口電路作用：接受來自用戶設(shè)備的各種控制信號，采用光電耦合電路將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠識別和處理的數(shù)字信號，并存到輸入映像寄存器。直流輸入接口電路常用輸入接口按其使用的電源不同有三種類型：直流（12V?24V）輸入接口、交流（100V?120V、200V?240V）輸入接口和交/直流（12V?24V）輸入接口一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用輸出接口電路作用：采用光電耦合電路，將CPU處理的信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強(qiáng)電信號，以驅(qū)動接觸器、電磁閥等外部設(shè)備的通斷電。PLC的輸出電路一般有3種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用

4.電源PLC的電源是指將外部輸入的交流電處理后轉(zhuǎn)換成滿足PLC的CPU、存儲器、輸入/輸出接口等內(nèi)部電路工作需要的直流電源電路或電源模塊。外部電源（用戶電源）：驅(qū)動負(fù)載、傳遞信號內(nèi)部電源（工作電源：也可作為現(xiàn)場輸入電源信號后備電源：Li電池一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用

5.編程裝置分類：簡易編程器、智能編程器、計算機(jī)編程軟件工作方式：脫機(jī)、聯(lián)機(jī)功能：編輯、編程、監(jiān)視、檢查、命令等。

6.其他接口通信接口：PLC通過這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機(jī)、其他PLC、計算機(jī)等設(shè)備實現(xiàn)通信。擴(kuò)展接口：若主機(jī)單元的I/O點數(shù)不能滿足需要時，可通過此接口用扁平電纜線將I/O擴(kuò)展單元與主機(jī)相連，以增加I/O點數(shù)。一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用I/O擴(kuò)展模塊一PLC的系統(tǒng)組成（三）軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)程序：來自廠家，主要存儲在ROM中，其內(nèi)容不能修改，管理PLC的各種資源、控制硬件的正常工作，協(xié)調(diào)各硬件組成間的關(guān)系，以充分發(fā)揮PLC的使用效率，方便廣大用戶的直接使用。用戶程序：是PLC的使用者利用PLC的編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。存儲于RAM存儲器中，其內(nèi)容可以讀寫，掉電后會丟失，用LI電池作為后備電源。二PLC的工作原理（一）PLC的工作方式循環(huán)掃描工作方式：逐條順序執(zhí)行，直到程序結(jié)束，然后再從頭開始掃描，周而復(fù)始。二PLC的工作原理（二）PLC循環(huán)掃描過程示意圖思考：各掃描過程的功能？（三）PLC的工作模式STOP（停止模式）：只完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)2個工作過程。RUN（運行模式）：循環(huán)完成5個工作過程。內(nèi)部處理：PLC自診斷自身硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)控定時器。通信服務(wù)：PLC與其他的智能裝置進(jìn)行通信，如響應(yīng)編程器輸入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。二PLC的工作原理（四）PLC工作的中心內(nèi)容（PLC程序執(zhí)行的過程）思考：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新的作用？二PLC的工作原理輸入采樣：輸入采樣也叫輸入處理，在輸入采樣階段，PLC以掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)（即ON/OFF）進(jìn)行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時輸入映象寄存器（輸入暫存器）被刷新。程序執(zhí)行：在程序執(zhí)行階段，PLC程序按先上后下，先左后右的順序，對梯形圖程序進(jìn)行逐句掃描。將運算結(jié)果存入有關(guān)映像寄存器中。輸出刷新：當(dāng)所有程序執(zhí)行完畢后，進(jìn)入輸出處理階段。在這一階段里，PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。二PLC的工作原理思考：在輸入采樣階段結(jié)束后，若輸入狀態(tài)發(fā)生改變，輸入映像寄存器的內(nèi)容會不會被刷新？元件映像寄存器所存內(nèi)容是否會隨程序執(zhí)行而被刷新？掃描周期：執(zhí)行一次掃描過程所需要的時間成為掃描時間。（影響掃描速度）二PLC的工作原理I/0滯后時間：當(dāng)PLC的輸入端輸入信號發(fā)生變化到PLC輸出端對該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時間，這種現(xiàn)象稱為PLC輸入／輸出響應(yīng)滯后。組成：濾波時間、輸出模塊的滯后時間和掃描工作方式產(chǎn)生的滯