第12讲 PLC硬件原理.ppt

机电系统的微机控制 杨绪剑 哈工大 威海 船舶学院 第十二讲PLC硬件原理 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 本讲讨论如下内容 第十二讲PLC硬件原理 本讲讨论如下内容 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 一 PLC概述 1 PLC的发展与特点 1969年 第一台PLC诞生于美国 用在通用汽车的生产线上 早期的PLC多用于逻辑控制 替代继电器逻辑控制系统 所以称之为ProgrammableLogicController PLC 随着处理器功能的日趋强大 PLC的功能得到很大的扩展 可实现诸如运动控制 PID运算等功能 所以现在有时称其为ProgrammableController PC PLC的特点 1 可靠性高 抗干扰能力强 平均无故障时间远超过10万小时 2 适应性强 应用灵活 系列化生产 3 编程方便 易于使用 梯形图直观易懂 4 控制系统设计 安装 调试 维修方便 可模拟 自诊断 一 PLC概述 2 PLC的分类 一般PLC按照容量和结构形式分类 按照容量 IO点的个数 PLC可以分为小型 中型和大型机 按照结构形式可以分为整体式 模块式和机架式 对于IO点数较少的系统 多采用整体式结构的PLC 整体式 模块式 机架式 一 PLC概述 2 PLC的分类 PLC的输入通道个数与输出通道的个数之和称之为PLC的点数 用于衡量PLC的规模 也决定了PLC的价格 一 PLC概述 3 常用PLC型号 对于机械领域 小型PLC较为常用 多为整体式 目前较为普遍采用的PLC有 FX系列 FX1N FX2N CPM1A 2A S7 200系列 CPU22x 在中国 95 以上的市场被欧美和日本品牌占据 台湾 如台达 品牌在大陆也有所应用 但份额不大 大陆PLC基本为零 第十二讲PLC硬件原理 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 本讲讨论如下内容 第十二讲PLC硬件原理 本讲讨论如下内容 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 二 PLC的基本组成与工作原理 1 PLC的基本组成 PLC实质上是一种工业控制计算机 但它比一般的计算机具有更适合工业现场控制的硬件与接口 以及符合现场工程人员思维习惯的编程方法 从硬件结构上 PLC与计算机的组成相似 二 PLC的基本组成与工作原理 2 PLC的工作原理 PLC的工作过程如图所示 整个运行过程可分为三大部分 上电处理 扫描过程 出错处理 二 PLC的基本组成与工作原理 2 PLC的工作原理 PLC的工作过程如图所示 概括地说 PLC通过不断循环的顺序扫描执行用户的程序 完成设定的动作 2 输入采样与输出刷新的方式分为集中方式和立即方式 集中方式使用较多 此时输入采样和输出刷新的内容存在相应的映像寄存器中 在需要立即输入和输出的场合要使用相应的指令 1 PLC的扫描过程可以简化为 输入采样 程序执行 输出刷新 3 PLC的中断处理PLC的中断处理与一般微机系统稍有区别 需要时要参阅相应PLC的硬件手册及编程手册 第十二讲PLC硬件原理 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 本讲讨论如下内容 第十二讲PLC硬件原理 本讲讨论如下内容 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 三 PLC的编程 1 梯形图编程 PLC内部装有系统软件 负责系统的管理 用户指令的解释 标准程序模块及其调用 系统软件的好坏很大程度上影响PLC的性能和使用 PLC提供的编程语言通常有三种 梯形图 指令表和顺序功能图 SFC 实际上 指令表很少有人使用 SFC编程与其说是一种编程语言 不如说是一种编程方法 因为SFC完全可以用梯形图实现 虽然有些型号的PLC提供专为SFC使用的专用寄存器 从左到右 从上到下 输入输出映像 互锁法设计程序的缺点 三 PLC的编程 2 梯形图编程设计的基本规则 1 软继电器与能流 在梯形图设计时 借用继电器的线圈与触点的概念 规定了软继电器的线圈与触点 2 触点应画在水平线上 不能画在垂直分支上 三 PLC的编程 2 梯形图编程设计的基本规则 3 宜将串联触点多的回路写在上方 将并联触点多的回路写在左方 三 PLC的编程 2 梯形图编程设计的基本规则 4 关于双重线圈处理 双重线圈编程不违反编程规则 但要求编程者必须对其结果有足够的把握 第十二讲PLC硬件原理 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 本讲讨论如下内容 第十二讲PLC硬件原理 本讲讨论如下内容 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 1 FX1N的基本单元 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 1 FX1N的基本单元 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 1 FX1N的基本单元 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 1 FX1N的基本单元 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 2 FX1N的硬件扩展 注 PLC的硬件扩展需要遵循该型号特定的规则 需参阅硬件手册 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 2 FX1N的硬件扩展 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 3 FX1N的电源 仅限交流电源基本单元及扩展模块 单元 直流供电请参阅硬件手册 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 4 FX1N的输入接线 基本单元与扩展单元 扩展模块 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 4 FX1N的输入接线 NPN型晶体管或接近开关的接线 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 4 FX1N的输入接线 内置高速计数器的使用 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 5 FX1N的输出接线 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 5 FX1N的输出接线 1 COM分组 可用于不同的电源电压系统 2 继电器输出型不可用于高频率输出 4 对感性负载 灯负载和电容性负载要注意其冲击电流的影响 3 对于有互锁性要求的触点 不但要在程序内触点互锁 还要有外部互锁 四 三菱FX1N系列PLC的硬件 5 FX1N的输出接线 第十二讲PLC硬件原理 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 本讲讨论如下内容 第十二讲PLC硬件原理 本讲讨论如下内容 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NPLC的软元件 1 什么是软元件 五 三菱FX1N系列PLC的软元件 实际上是PLC内部存储区的一个单元 2 FX1NPLC的软元件 五 三菱FX1N系列PLC的软元件 2 FX1NPLC的软元件 五 三菱FX1N系列PLC的软元件 2 FX1NPLC的软元件 五 三菱FX1N系列PLC的软元件 第十二讲PLC硬件原理 一 PLC概述二 PLC的基本组成与工作原理三 PLC的编程四 三菱FX1N系列PLC的硬件五 三菱FX1NP