第三章 PLC的基本原理ppt课件

1、 第三章第三章 PLC的基本原理的基本原理 Basic Principle of PLC教学内容：教学内容： 第一节第一节 PLC组成及其各部分的功能组成及其各部分的功能 第二节第二节 PLC的分类及结构形式的分类及结构形式 第三节第三节 PLC对继电控制的仿真对继电控制的仿真 第四节第四节 PLC的主要技术指标的主要技术指标 第五节第五节 PLC的工作过程的工作过程 第六节第六节 PLC的使用步骤的使用步骤教学目的：教学目的：了解可编程序控制器的基本组成和工作原理了解可编程序控制器的基本组成和工作原理 等，为等，为进一步学习可编程序控制器的硬、软件知识打好基础。进一步学习可编程序控制器的硬、

2、软件知识打好基础。第一节第一节 PLC组成及其各部分的功能组成及其各部分的功能 中央处理单元中央处理单元CPU）：）： 它一般由控制电路、运算器、存储器它一般由控制电路、运算器、存储器和总线等部件组成，它们集成在一块芯片上，和总线等部件组成，它们集成在一块芯片上，通过地址总线、数据总线、控制总线与存储通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路相连接。单元、输入输出接口电路相连接。 作用：作用： (1) 从程序存储器读取程序指令，编译、执从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令行指令 (2) 将各种输入信号取入，把运算结果送到将各种输入信号取入，把运算结果送到输出端输出端 (3

3、) 响应各种外部设备的请求响应各种外部设备的请求. 存储器存储器RAM/ROMRAM/ROM）：）： 1.ROM 1.ROM只读存储器）只读存储器） 存系统程序存系统程序CMOSCMOS固化），它的内容固化），它的内容一般由厂家写入，不能更改，包括检查程序、一般由厂家写入，不能更改，包括检查程序、监控程序。监控程序。 2.RAM 2.RAM随机存储器）随机存储器） 存用户程序，它可读可写，另外运算存用户程序，它可读可写，另外运算结果、逻辑变量，系统数据等，为防止掉电结果、逻辑变量，系统数据等，为防止掉电时信息丢失，有后备电池作保护。时信息丢失，有后备电池作保护。 3. EPROM 3. EPR

4、OM或或E2PROME2PROM： 存用户程序存用户程序 , ,可永久保存可永久保存 . . 输入输出部件输入输出部件I0单元）单元） 1输入接口：输入接口： 信号调理、滤波电路、光电隔离电路等。信号调理、滤波电路、光电隔离电路等。 输入形式：输入形式： 直流输入直流输入 交流输入交流输入（1 1PLCPLC直流输入：直流输入：COMCOM光电三极管光电三极管发光二极管发光二极管直流电源直流电源输入端子输入端子+PLC发光二极管发光二极管.PLC交流输入交流输入2输出接口：输出接口：输出形式：输出形式： 继电器输出继电器输出 晶体管输出晶体管输出 晶闸管输出晶闸管输出PLCPLC继电器输出继电

5、器输出继电器输出特点：继电器输出特点：低速大功率：低速大功率： 信号响应时间长一些信号响应时间长一些8 810ms10ms） 负载能力大工作电流可达负载能力大工作电流可达2 25A5A）；）；负载电源可以是直流也可以是交流；负载电源可以是直流也可以是交流；继电器输出电路抗干扰能力较强。继电器输出电路抗干扰能力较强。PLCPLC晶体管输出晶体管输出晶体管输出特点：晶体管输出特点：高速小功率：高速小功率： 输出响应时间短输出响应时间短0.50.51ms1ms以内）以内）, , 负载能力小负载能力小, ,工作电流在工作电流在0.30.30.5A0.5A；电源只能是直流，由外部提供；电源只能是直流，由

6、外部提供；PLCPLC晶闸管输出晶闸管输出晶闸管输出特点：晶闸管输出特点： 高速大功率高速大功率 输出响应时间短输出响应时间短( (导通导通1 12ms2ms，断开，断开8 810ms),10ms), 负载能力强，工作电流一般达负载能力强，工作电流一般达1A1A以上；以上；晶闸管输出一定用交流负载晶闸管输出一定用交流负载, ,交流电源交流电源, ,由外部提供由外部提供. .电源单元电源单元 可编程序控制器的电源一般采用开关式电可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其特点是输入电压范围宽、体积小、重量源，其特点是输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性能好。轻、效率高、抗干扰性能好。编

7、程器编程器第二节第二节 PLC的分类及结构形式的分类及结构形式 1按按 IO点数分类点数分类IO点数小于点数小于256为小型为小型PLC；IO点数在点数在2562048为中型为中型PLC；IO点数大于点数大于2048为大型为大型PLC； 整体式整体式PLC：2按结构形式按结构形式模块式模块式PLC：电源模块电源模块CPU模块模块IO模块模块底底 板板第三节第三节 PLC对继电控制的仿真对继电控制的仿真 PLC取代继电控制的前提：取代继电控制的前提： 只能取代控制电路，不能取代主电路只能取代控制电路，不能取代主电路 一、继电器控制线路一、继电器控制线路二、二、PLC 控制线路控制线路 例例1:点

8、动控制点动控制 1硬件电路硬件电路2梯形图梯形图 例例2:连续控制连续控制 1硬件电路硬件电路2梯形图梯形图例例3:点动及连续控制点动及连续控制例例4 自动门控制自动门控制1微波人体检测开关：微波人体检测开关：K1、 K22控制电机正转、反转的接触器：控制电机正转、反转的接触器：KM1、KM23行程开关：行程开关：SQ1、SQ2第四节第四节 主要技术指标主要技术指标 1.1.输入输出点数输入输出点数 2.2.用户存贮器容量用户存贮器容量 3.3.扫描速度扫描速度 4.4.编程指令的种类和功能编程指令的种类和功能 5.5.内部寄存器的配置和容量内部寄存器的配置和容量 6.PC6.PC的扩展能力。

9、的扩展能力。第五节第五节 PLC工作方式工作方式 清除内部继电器区，复位定时器等，并进行自诊断，清除内部继电器区，复位定时器等，并进行自诊断，对电源、对电源、PLC内部电路、用户程序的语法进行检查。内部电路、用户程序的语法进行检查。 PLC内部具有自监视、自诊断功能内部具有自监视、自诊断功能,定期检查用户程序存储定期检查用户程序存储器、器、I/O单元的连接、单元的连接、I/O总线是否正常等总线是否正常等, 如果有错，如果有错，CPU停止运行，并发出报警信号。停止运行，并发出报警信号。PLC之间以及之间以及PLC与与PC之间；之间； PLC与其他带微处理器与其他带微处理器的智能装置通信的智能装置

10、通信编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机 从第一条指令开始，顺序执行。从输入暂存器读入，结果从第一条指令开始，顺序执行。从输入暂存器读入，结果送到输出暂存器。送到输出暂存器。数据输入数据输入/输出扫描阶段。就是把输入端读入输入暂存器输出扫描阶段。就是把输入端读入输入暂存器，把输出暂存器的内容传送给输出状态锁存器，直至传，把输出暂存器的内容传送给输出状态锁存器，直至传送到外部被控设备。送到外部被控设备。一、工作方式一、工作方式扫描时间扫描时间:PC:PC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描过程。每一次的工作方式是一个不断循环的顺序扫描过程。每一次扫描所用

11、的时间称为扫描时间，也可称为扫描周期或工作周期。扫描所用的时间称为扫描时间，也可称为扫描周期或工作周期。二、二、 I/O I/O响应时间的大小与以下因素有关响应时间的大小与以下因素有关输入延迟输入延迟: 输入电路滤波时间，它由输入电路滤波时间，它由RC滤波电路的时间滤波电路的时间常数决定。改变时间常数可调整输入延迟时间。常数决定。改变时间常数可调整输入延迟时间。 PLC循环扫描的工作方式循环扫描的工作方式输出延迟输出延迟:输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。继电器输出方式的滞后时间为有关。继电器输出方式的滞后时间为10ms左右；双向晶闸管左

12、右；双向晶闸管输出方式，在接通负载时滞后时间约为输出方式，在接通负载时滞后时间约为1ms，切断负载时滞，切断负载时滞后时间小于后时间小于10ms；晶体管输出方式的滞后时间小于；晶体管输出方式的滞后时间小于1ms。最短响应时间最短响应时间= =输入延迟时间输入延迟时间+ +一个扫描周期一个扫描周期+ +输出延迟时间输出延迟时间三、输入输出延迟时间三、输入输出延迟时间最长响应时间最长响应时间= =输入延迟时间输入延迟时间+ +二个扫描周期二个扫描周期+ +输出延迟时间输出延迟时间例例1：用：用PLC实现电机的单向启停实现电机的单向启停 1.系统设计：系统设计： 明确控制要求：实现电机的单向启停明确

13、控制要求：实现电机的单向启停 选择设备选择设备: 原则：输入输出的点数原则：输入输出的点数 PLC的内存容量、的内存容量、PLC的指令系统的指令系统 选择选择IO接口模块的型号接口模块的型号 A/D、D/A等特殊接口部件的选择等特殊接口部件的选择 其它外围设备，如通信联网、编程器等其它外围设备，如通信联网、编程器等 选定选定: 西门子西门子S7-200 第六节 PLC的使用步骤2. I/O2. I/O分配分配 输入输入 I0.0 SB1 I0.0 SB1启动输入启动输入 I0.1 SB2 I0.1 SB2停止输入停止输入 输出输出 Q0.0 Q0.03.3.硬件电路硬件电路4.软件电路 LD I0.0 LD I0.0 O O Q0.0Q0.0 AN AN I0.1I0.1 = = Q0.0Q0.0 5 5、编辑程序、调试程序、编辑程序、调试程序6 6、保存程序、保存程序例例2：异部电动机正反转控制：异部电动机正反转控制 课堂小测验：课堂小测验：1.PLC有哪几部分组成？有哪几有哪几