S7课件02PLC工作原理

1、本讲你将会学习到以下内容本讲你将会学习到以下内容：1、PLC系统与继电器控制系统的区别。2、PLC的基本工作原理基本工作原理。编程语言编程语言:PLC的梯形图编程方式和传统的继电的梯形图编程方式和传统的继电器系统的编程方式非常接近，举例如下：器系统的编程方式非常接近，举例如下：常开触点常闭触点线圈 （ ）准备工作准备工作一、一、继电器控制系统继电器控制系统和和可编程控制器可编程控制器联系区别联系区别用以上符号可完成基本逻辑控制用以上符号可完成基本逻辑控制例如：&I0.0I0.1Q0.1=I0.1I0.0Q0.0Q0.1I0.0I0.0I0.1Q0.1I0.0I0.0I0.1Q0.0Q0.1（）

2、（）（）I0.0Q0.0Q0.0PLC控制控制I0.1SB2KMKM继电器继电器 控控 制制SB1线圈线圈线圈线圈常开触点常开触点常开触点常开触点常闭触点常闭触点常闭触点常闭触点两种控制的梯形图比较两种控制的梯形图比较物理继电器物理继电器继电器需硬接线连接继电器需硬接线连接触点个数有限触点个数有限PLCPLC继电器继电器继电器用程序软连接继电器用程序软连接触点个数无限触点个数无限继电器的接线改变继电器的接线改变控制功能改变控制功能改变PLCPLC的用户程序改变的用户程序改变 控制功能改变控制功能改变 两种控制中继电器的区别两种控制中继电器的区别例题：三相异步电机的全压启动例题：三相异步电机的全

3、压启动继电器控制系统电路图施控元件间接接被控对象直接被控对象如果用如果用PLC控制怎么实现呢？控制怎么实现呢？PLC 控制系统电路图控制系统电路图SB1SB2FRKMKMPLC通过软件来实现以上的起动，自锁，停止电路，我们今后把这种典型电路叫做起保停电路。与继电器控制系统控制电路使用元件有何不同?这里应该使用常开触点还是常闭触点呢?用用PLCPLC控制控制外部接线不变，改变用户程序。外部接线不变，改变用户程序。用继电器控制用继电器控制要改变控制电路的实际接线。要改变控制电路的实际接线。KMQFUKR M 3 SB1SB2KMKHKM 继电器控制接线继电器控制接线 PLC PLC控制外部接线控制

4、外部接线输入设输入设备备PLCSB1SB2KRKM输出设输出设备备 欲改变控制功能：欲改变控制功能：主电路主电路 相同相同例如例如继电器控制系统继电器控制系统PLC控制系统控制系统二、二、PLC的工作方式的工作方式:周期循环扫描周期循环扫描S7-200如何将物理的输入输出点和您编写的程序联系起来的呢？ 扫描的定义：扫描的定义： 从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，序存储顺序的先后，从上到下，从左到右，逐条执行执行程从上到下，从左到右，逐条执行执行程序序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周而复始，直到程序结

5、束。然后再从头开始扫描执行，并周而复始地重复进行的过程。地重复进行的过程。PLCPLC的扫描工作过程的扫描工作过程 读输入阶段读输入阶段：S7-200将输入点的状态复制到输入映像寄存器执行程序阶段执行程序阶段：S7-200逐条扫描程序，并将数据放到相应数据存储器中。：S7-200执行通信任务。CPUCPU自诊断阶段自诊断阶段：检查硬件，程序存储器，扩展模块等是否正常。写写输输出阶段出阶段：S7-200将输出映像寄存器的内容复制到物理输出点。检查检查CPUCPU等内部硬件，对监视定时等内部硬件，对监视定时器（器（WDTWDT）复位以及其它工作复位以及其它工作 与其它智能装置（如编程器、与其它智能

6、装置（如编程器、计算机等）实现通信计算机等）实现通信 按顺序对所有输入端的状态进按顺序对所有输入端的状态进行采样，并存入相应寄存器行采样，并存入相应寄存器对用户程序扫描执行对用户程序扫描执行 ，并将，并将结果存入相应的寄存器结果存入相应的寄存器将寄存器中与输出有关状态，转到将寄存器中与输出有关状态，转到输出锁存器，输出驱动外部负载输出锁存器，输出驱动外部负载 PLC PLC的工作过程分自诊断、与编程器或计算机等通信、输入的工作过程分自诊断、与编程器或计算机等通信、输入采样、程序执行和输出刷新五个阶段。采样、程序执行和输出刷新五个阶段。 PLCPLC控制的原理控制的原理 等效电路图等效电路图SB

7、1SB2ST公共端公共端公共端公共端输入部分输入部分输出端子输出端子输入端子输入端子用户程序用户程序输出部分输出部分主电路主电路KMFUFR M 3 QKMQ0.0PLCCOMI0.00I0.00I0.01I0.02I0.00Q0.0I0.01I0.02Q0.0COMI0.01I0.02PLCSB1SB2KMFRI0.00I0.01I0.02Q0.0COMCOMKM线圈通电线圈通电SB1闭合闭合I0.00 闭闭合合接点闭合接点闭合KMFUFR M 3 QKM通电通电KM通电通电触点闭合触点闭合电动机转电动机转触点闭合触点闭合PLCCOMI0.00I0.00I0.01I0.02I0.00Q0.0

8、I0.01I0.02Q0.0COMQ0.0I0.01I0.02SB2STPLCSB1SB2KMFRI0.00I0.01I0.02Q0.0COMCOMKM线圈断电线圈断电I0.01 断断开开接点断开接点断开KMFUKH M 3 QKM通电通电KM断电断电触点断开触点断开电动停转电动停转触点断开触点断开PLCCOMI0.00I0.00I0.01I0.02I0.00Q0.0I0.01I0.02Q0.0COMQ0.0I0.01I0.02SB2STPLCSB1SB2KMSTI0.00I0.01I0.02Q0.0COMCOMSB2闭合闭合扫描周期扫描周期： PLC在RUN工作模式时，执行一次扫描过程所需要

9、的时间。其典型值约为1100ms。其长短取决于CPU执行指令的速度、执行每条指令占用的时间、程序中指令条数的多少。思考与讨论思考与讨论1:两个梯形图中Q0.0,Q0.1,Q0.2三个线圈的得电先后顺序有什么不同?结论:梯形图1中得电得顺序为Q0.0,Q0.1,Q0.2. 梯形图2中得电顺序为Q0.0,Q0.1,Q0.2.梯形图2中Q0.1,Q0.2比梯形1中Q0.1 ,Q0.2得电滞后一个扫描周期.思考与讨论思考与讨论2:两个梯形图中Q0.0,Q0.1,Q0.2三个线圈的得电先后顺序有什么不同?结论:梯形图1中得电得顺序为Q0.0,Q0.1,Q0.2,梯形图2中得电顺序为Q0.0,Q0.2,Q

10、0.1. 梯形图中梯形图中”软软”继电器和继电器系统中继电器和继电器系统中”硬硬”继电器在动作方面的比较继电器在动作方面的比较: 在继电器系统中,根据继电器的结构原理,同一继电器得电后：通常是常闭触点先断开,常开触点后闭合,但在PLC控制系统中,无论常闭常开,放在前面步的触点总是比放在后面步的触点先动作.思考与讨论思考与讨论3:下面两个梯形图，下面两个梯形图，Q0.0执行的执行的结果有何不同？结果有何不同？I0.0I0.0Q0.0Q0.0PLCPLC扫描工作方式的特点扫描工作方式的特点 集中采样：集中采样： 在一个扫描周期中，对输入状态的采样在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。只在输入处理阶段进行。当当PLC进入程序进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。行重新采样。 思考与讨论思考与讨论4:4:若I0.0闭合时间小于一个周期,Q0.0是否会失电?集中输出：集中输出： 在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最最后一次有效后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对阶段才将输