可编程序控制器的组成与工作原理.ppt

可编程序控制器的组成与工作原 理 概述 可编程序控制器的组成 可编程序控制器的工作原理 可编程序控制器的编程语言 第一节 概述 可编程控制器的产生 可编程控制器（Programmable Logic Controller) 简称PLC。 自1969年第一台PLC面世以来，已成为一种 最重要、最普及、应用场合最多的工业控制 器。与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自 动化的三大支柱。 1968年 美国通用汽车公司提出的替代继 电器控制系统的新型控制器的十项指标： 1） 编程简单、现场可 修改程序； 2）维护方便、采用插 件式结构； 3）可靠性高于继电器 控制系统； 4）体积小于继电器控 制系统； 5）数据可以直接送入 计算机； 6）成本可与继电器系 统竞争； 7）输入可为市电； 8）输出可为市电，能 直接驱动电磁阀、交 流接触器等； 9）通用性强、易于扩 展； 10）用户存储器大于 4K。 国际电工委员会（IEC）PLC的定义： 可编程控制器是一种数字运算操作的电 子系统，专为在工业环境下应用而设计 。它采用可编程序的存储器，用来在其 内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定 时、计数和算术运算等操作指令，并通 过数字式和模拟式的输入和输出，控制 各种类型的机械或生产过程。 一、PLC的特点 可靠性高，抗干扰能力强。 编程直观、简单。 环境要求低，适应性好。 功能完善，接口功能强。 2.PLC的发展趋势 早期的PLC 改造原有的继电接触器控制 系统。 广泛应用于各种控制系统中，如各种顺 序控制等。主要用于有大量开关量和少 数模拟量的控制系统。 PLC的发展趋势：1、小型化、专用化 和低价格；2、大型、高速、多功能和 分布式全自动网络化。 第二节 可编程序控制器的组成 一、PLC的组成： 中央处理单元（ CPU） 存储器 输入输出单元 （I/O单元） 电源 编程器 2-1 外形的样子 PLC 编程器 7-1 中央处理单元（ CPU ） 通用微处理器； FX2系列采用可 编程控制器使用 的微处理器是16 位的8096单片机 。 存储器：包括系 统存储器和用户 存储器。 系统存储器存放 系统管理程序。 用户存储器存放 用户编制的控制 程序。 输入输出单元（I/O）：是PLC与被控对 象间传递输入输出信号的接口部件。输入 部件是开关、按钮、传感器等。输出部件 是电磁阀、接触器、继电器。 输入接口电路 2-2 输出接口电路 继电器输出* 晶体管输出 晶闸管输出 2-3 电源 一般市电（220） 直流24V PLC有24V（DC直 流）输出。 编程器 外围设备 利用编程器将用户程 序送入PLC的存储器 ，检查程序。 2.PLC的软件 二、 PLC的主要性能指标 1存储容量2I/O点数3扫描速度4指令 的功能与数量5内部元件的种类与数量6 特殊功能单元7.可扩展能力,可将PLC分为小型 、中型和大型三类。 第三节 PLC的工作原理 工作原理 PLC采用循环扫描的工 作方式，包括内部处理、 通讯操作、输入处理、程 序执行、输出处理几个阶 段。全过程扫描一次所需 的时间称为扫描周期。 当处于RUN状态时，上 述扫描周期不断循环。扫 描过程。 图2-19 PLC 扫描工作过程 输入处理 程序执行 输出处理 2-20 PLC的编程器件 PLC内部有许多具有不同功能的器件： 输入继电器X、输出继电器Y、定时器T 、计数器C、辅助继电器M、状态寄存 器S等。为了区别实际的物理器件，上 述PLC内部的器件称为软元件。 不同厂家、同一产家的不同型号的PLC 的软元件的数量、种类都不一样。 三、PLC元件 输入继电器（X） 是PLC接收外部开关信号的接口，输入继电器 常开触点、常闭触点使用次数不限。继电器 采用八进制编码，X0-X177，最多128点。 输出继电器（Y）Y0Y027 用来传送信号到外部负载的元件。输入继电 器常开触点、常闭触点使用次数不限。 辅助继电器（M） 通用辅助型：M0-M499共500点 保持型：M500-M3071共2572点 特殊型：M8000-M8255共256点 状态继电器（S） 初始化用：S0-S9共10点 回零状态器： S10-S19，10点 通用型： S20-S499共480点 保持型： S500-S899共400点 报警用： S900S999, 共100点 定时器（T0T255）-时间继电器 通电延时型定时器 T0-T199：200个点 100ms。设定范围0.1 3276.7s。 T200-T245：46个点 10ms。设定范围0.01 327. 67s。 积算型定时器（ T246T255） 计数器（C0C255） 内部信号计数器：C0-C234 高速计数器：C235-C255 指针（P/I） 跳转：分支指令，P0-P127，128点。 中断：I0 -I8 （15点） 数据寄存器（D） 通用：D0-D199，200点。 保持： D200-D511，312点。 掉电保持专用：D512D7999，共7488点。 特殊：D8000-D8195（共196点） 变址寄存器：V、Z（共2个） 第四节 可编程序控制器的编程语 言 梯形图语言 指令表语言 状态转移图语言（SFC） 一、梯形图语言 梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。它是与继电器 线路类似的一种编程语言。由于电气设计人员对继电器控制较 为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。 梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有 直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易 于掌握。 梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是，梯形图中 的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的 继电器，应用时，需要与原有继电器控制的概念区别对待。 二、指令表语言 指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和 汇编语言一样由操作码和操作数组成。在无计算机的情况下， 适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。同时，指令表编 程语言与梯形图编程语言图一一对应，在PLC编程软件下可以相 互转换。 指令表表编程语言的特点是：采用助记符来表示操作功能，具 有容易记忆，便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表 示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图 有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致。 三、状态转移图语言 顺序功能流程图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语 言。编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件，根据转 移条件对控制系统的功能流程顺序进行分 配，一步一步的按照 顺序动作。每一步代表一个控制功