《PLC與變頻器控制》課件 2.PLC的結構原理

任務二PLC的結構原理項目一PLC基礎目錄一PLC的系統(tǒng)組成二PLC的工作原理學習目標能力目標能簡單分析PLC的工作原理及程序的執(zhí)行過程。知識目標掌握PLC的結構組成與工作原理。一PLC的系統(tǒng)組成（一）PLC系統(tǒng)結構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)結構一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（隨機存儲器），掉電后內容會丟失，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)生產現場之間的連接部件，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：數字量I/0、模擬量I/0（4）數字量輸入接口（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/設備有？輸出元件/設備有？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：接受來自用戶設備的各種控制信號，采用光電耦合電路將按鈕、行程開關或傳感器等產生的信號轉換成中央處理器能夠識別和處理的數字信號，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處理的信號轉換成現場需要的強電信號，以驅動接觸器、電磁閥等外部設備的通斷電。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換成滿足PLC的CPU、存儲器、輸入/輸出接口等內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）：驅動負載、傳遞信號內部電源（工作電源：也可作為現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、計算機編程軟件工作方式：脫機、聯機功能：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、其他PLC、計算機等設備實現通信。擴展接口：若主機單元的I/O點數不能滿足需要時，可通過此接口用扁平電纜線將I/O擴展單元與主機相連，以增加I/O點數。一PLC的系統(tǒng)組成（二）各硬件組成的作用I/O擴展模塊一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，其內容不能修改，管理PLC的各種資源、控制硬件的正常工作，協調各硬件組成間的關系，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，根據控制要求編制的程序。存儲于RAM存儲器中，其內容可以讀寫，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，直到程序結束，然后再從頭開始掃描，周而復始。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）：只完成內部處理、通信服務2個工作過程。RUN（運行模式）：循環(huán)完成5個工作過程。內部處理：PLC自診斷自身硬件是否正常，復位監(jiān)控定時器。通信服務：PLC與其他的智能裝置進行通信，如響應編程器輸入的命令，更新編程器的顯示內容等。二PLC的工作原理（四）PLC工作的中心內容（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對所有輸入端的輸入狀態(tài)（即ON/OFF）進行采樣，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，對梯形圖程序進行逐句掃描。將運算結果存入有關映像寄存器中。輸出刷新：當所有程序執(zhí)行完畢后，進入輸出處理階段。在這一階段里，PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅動外部負載。二PLC的工作原理思考：在輸入采樣階段結束后，若輸入狀態(tài)發(fā)生改變，輸入映像寄存器的內容會不會被刷新？元件映像寄存器所存內容是否會隨程序執(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，需要一段時間，這種現象稱為PLC輸入／輸出響應滯后。組成：濾波時間、輸出模塊的滯后時間和掃描工作方式產生的滯