第章LC基本工作原理

学习情境一S7200可编程控制器基本模块的使用1.1概述1.2PLC的硬件组成1.3PLC的软件系统1.4PLC的工作过程1.5建立PLC与计算机的连接（STEP-7MICRO/WIN入门）1.1概述可编程控制器（Programmble

Controller）简称PC或PLC。它是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。目前，PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。

1.1.1PLC的定义

国际电工委员会（IEC）于1982年11月1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义：“可编程序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的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。PLC的定义

PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计的工业控制装置。PLC的产生与发展PLC的应用领域PLC与其他工业控制系统的比较

PLC与继电接触器控制系统的比较

PLC与计算机控制系统的比较PLC的特点请同学们结合右边的主题写一篇关于PLC在某个领域应用的综述PLC的基本组成PLC主要由CPU模块、输入/输出模块、电源模块和外部设备组成整体式组合式

PLC的基本分类小型机常采用整体式中、大型机常采用组合式1.2认知PLC的硬件组成输出设备输入设备

I/O扩展单元

特殊功能单元主机输出单元输入单元

电源外设接口I/O扩展口存储器

系统程序存储器

CPU

用户程序存储器盒式磁带机打印机EPROM写入器

上位计算机

PLC编程器可编程终端PT…整体式PLC的基本组成框图组合式PLC的基本组成框图系统总线通信单元控制系统现场过程CPU单元输出单元编程器PLC或上位计算机……智能I/O单元输入单元★输入并存储用户程序、显示输入内容和地址；

CPU指挥PLC完成各种预定的功能★检查、校验用户程序，发现错误即报警；★执行用户程序、驱动外部输出设备动作；★诊断故障、记忆故障信息并报警。1.2.1CPU单元PLC中所采用的CPU通常有三种：（1）通用处理器：8086、80286、80386（2）单片机芯片：8031、8096（3）位片式微处理器：AMD-2900小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU大型PLC多采用高速位片式微处理器系统程序存储器——存储系统系统程序用户程序存储器——存储系统用户程序工作数据存储器——存储工作数据

2.存储器RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。

存储器

PLC与外部设备联系的桥梁开关量输入单元开关量输出单元直流输入单元交流输入单元晶体管输出单元晶闸管输出单元继电器输出单元1.2.2.I/O单元输入贺、输转出接音口：采用吊光电严隔离渣，实捧现了PL框C的内润部电刻路与趴外部汤电路棋的电葬气隔叙离，免减小耽了电秩磁干奇扰。输出嫌接口乌作用甚：将主蕉机向甲外输勾出的葛信号咏转换嚼成可锻以驱得动外泄部执唤行电重路的没信号袭，以茂便控存制接砌触器很线圈骨等电泡器通庆断电绒；另盯外输辫出电玻路也父使计吴算机奏与外叠部强遍电隔厕离。输出撒三种侵形式晃：继电科器--低速伞大功堡率可控突硅--高速招大功献率晶体威管--高速稠小功深率输入得接口林作用曲：将按被钮、撕行程惰开关轨或传辟感器外等产绕生的约信号夕，转烦换成以数字锻信号不送入置主机沫。（1）输废入接原口电抵路：采用光电勾耦合升器，象防止热强电紧干扰湾。COM光电三极管发光二极管直流电源输入端子+–PLCIn+24V–发光二极管直流塘输入睁电路M+5VLEDSR3R1AR2C→→T

内部电路滤波→→→→光电耦合

外部开关输入点的状态显示

输入点公共端交流敌输入季电路LED+5VA→→R2～MSCR1内部电路R3滤波→→→→光电耦合

输入点的状态显示

外部开关输入点继电偷器输旱出（2）输踏出接急口电序路：以继电水器形届式为孙例：PL滚C内部电路内部电路K+交流染电源拔或直己流电裹源QL+-晶体辞管输母出电仪路T2LED→→DFU+5V内部电路T1R1R2R3负载→→光电慎耦合输出介点的未状态幸显示公共羽端输出脸点晶闸禁管输委出电鼻路LEDR2

C→→

TFU～内部电路R1负载→→光电萌耦合输出昆点的获状态哀显示公共择端输出犯点继电农器输黄出电烦路LED

K～

R内部电路→→负载输出婶点的学状态那显示继电掀器机械货触点公共徐端输出岩点PL避C由开脏关式行稳压扫电源脏为内衰部电弄路供苦电抗干析扰性拼能好有的PL犁C能向处外部柜提供24厨V的直桶流电源可作成为输哪入单羡元连家接的棕外部泪设备覆的电答源开关届电源输入盐电压西范围视宽体积夸小重量辅轻效率味高1.2立.3电源往单元电源丙单元把外斩部供办应的流电源符变换荐成系造统内垫部各到单元凶所需椒的电遗源。有的逢电源会单元童还向焰外提诵供24贱v隔离鸣直流笨电源展，可包供开盼关量蝇输入乎单元炸连接规的现猎场无丹源开狐关等兆使用威。PL执C的供赠电各种硬接口浩、高惧功能克模块齐：便于吼扩展小型全机：一体冰机。刃有接梯口可讲扩展盆。Po新we虑rin父a金S悬ma斥ll填P默ac孙ka条ge萄!!电源糕模块CP猾U模块IO模块底普板中、偏大型饺机：模块神式。猾可根速据需露要在虎主板搁上随念意组损合。PL岁C的外渗部设记备主猎要有运：编程克设备触摸衡屏操作呜面板文本脆显示跌器打印歌机避等1.2户.4外部圣设备编程拆设备PCFP光P污RO台GR聪AM启ME锋R(H音EL陪P)CL记RWR潜TFN狱/PFLST烟KIX参/I裁YNO给TDT敌/L患dRE峰ADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSR北C(-控)OP(B寄IN勒)K/彼HSCCTCEVTMTSVAC论LREN钥TBAFEDC9832107654(D词EL童T)CL零R编程坡器是始对PL昂C进行艘操作村的工尊具专系用社编洋程姿器在装星有专疏用编雨程软尖件的讲计算死机上聚编程简易携编程绩器直插普式、愁便携另式计算底机辅评助编侄程图形余编程雕器编程低工具1.3斑P泊LC的软猛件系军统1.3演.1系统怀程序系统东程序是由PL址C的制富造者棉采用捞汇编姓语言桶编写凡的，概固化庙于RO梯M型系转统程柜序存恳储器久中，诱用于来控制PL摘C本身袋的运盼行，换用户吓不能壳更改乳。系统诊程序溪分为割：1.系统毙管理预程序2.用户甲指令竹解释利程序3.标准导程序康模块傻和系液统调堪用程释序PL赴C的软墨件系妙统1.3雨.2用户睡程序用户革程序又称紫为应纺用程释序，给是用赞户为翠完成虾某一毙控制垫任务案而利属用PL愤C的编硬程语灭言编泻制的驴程序遍。用斧户程获序是春线性曾地存演储在捕系统悟程序使制定漠的存爆储区拣内。1．用切户环器境窗用留户环斑境是馋由系垒统程颈序生峡成的搅，它润包括缓用户迈数据龟结构纽奉、用慢户元雁件区残、用亭户程怀序存币储区债、用膛户参债数、透文件杨存储捞区等霸。2．用吓户程散序结槐构酸用户蚕程序池结构欧大致链可以解分为维三种灾：（1）线买性程茄序（2）分捐块程植序（3）结妖构化薪程序3．用旱户程垄序语其言PL畅C的编烛程语歌言有接多种陡，其呜中梯析形图反、语篇句表狮、功段能块息图是辆三种卫基本臂语言匪。1.4硬PL带C的工催作过撤程PL地C的循求环扫熟描工魂作过奸程接线唯程序恋控制坡与存糠储程捕序控东制1.4纷.1接线哪程序凑控制伙与存锄储程畜序控蒜制继电晨接触装器控形制系写统，饭又称乌为接线畅程序志控制系统呀，是腹通过浴电器穴元器烂件的饥固定僻接线惰来实演现控牙制逻旗辑，提完成地控制丸任务傻的。接线逼程序易控制婆与存解储程值序控喜制在PL时C控制棵系统遇中，渔用户镇根据制控制好要求抱编制狠出相冲应的法控制赵程序责，并随写入PL概C的程素序存看储器拦中。杀系统敏运行倒时，PL棵C将程探序执听行结券果输挽出给黑相应提的输柏出设选备，帽控制柏被控场对象铅工作贫。溜这种闲控制赠称为存储收程序果控制。1.4驱.2PL样C的循规环扫溉描工牧作过游程扫描欠工作艳分为5个阶暂段公共处理阶段程序执行阶段扫描周期计算阶段

I/O刷新阶段外设端口处理阶段PL挎C的循曲环扫严描工口作过括程扫描视工作派一般与分为抛：读邀输入堪、执吩行程爹序、单处理挖通信卡请求屿、自秃诊断雕检查友和写燃输出渗等过石程，CP屿U反复丘不停骡地分严阶段洒处理疼上述舞各种喝不同哥的任茫务，绘这种孩周而亩复始访的循稳环工患作方镇式称幕为循押环扫寄描。执行鸦用户铃程序迟只是皱扫描寇周期膝的一常个组市成部剧分，拌用户踏程序英不运蔑行时溪，PL隙C也在狡扫描瞒，只挤不过早在一燃个周锋期中幸去除恼了执限行用餐户程危序和熔读输戚入、碌写输锣出的返内容拉。PL悦C最主童要的跨工作合方式衔是循脚环扫熟描（桨周期瓦扫描狮）PL屋C在运宜行工宅作状猪态，青执行膜如上朱所述更的一赞次扫赔描操轻作所栗需的纤时间乒称为从扫描爽周期壳，其锋典型述值为1～10毅0m僚s。扫意描周固期与踩用户漏程序革的长钩短、降指令繁的种绢类和CP拢U的运脑算速荣度有势很大碧的关宁系。壁用户壤程序缩慧较长型时，四指令姥执行知的时挪间在毕扫描梅周期彼中占仗相当矛大的帖比例推。设置各异常继电器异常：(ERR/ALM)LED灯亮警告：(ERR/ALM)LED闪烁异常或警告？无有异常检查结果正常？扫描周期监视时间预置执行用户程序程序结束？(END命令？)NoYes扫描周期固定值设定检查有固定值设置？等待设定扫描周期到计算扫描周期

I/O

刷新正常异常警告接通电源初始化I/O外设端口服务初始化I/O、内部辅助、特殊辅助、辅助记忆继电器区域清零定时器预置识别扩展单元公共处理执行用户程序扫描周期计算处理刷新硬件、用户程序内存检查外设端口服务循环数扫描稿工作心流程PL递C接通宣电源初始井化硬件秆检查正常炎？异常约报警异常室处理扫描突周期购监视执行砖用户导程序程序念结束砖？扫描童周期佳检查有固继定设浓置？等待扫描切周期潮计算I/啦O刷新外设删端口须服务异常

公共处理

执行用户程序扫描周期计算刷新端口服务(1搭)祝PL夸C扫描溪工作壮各环抖节的恭功能①PL观C上电肯后，材首先嫂检查廊硬件协是否崖正常净。②面按自雨上而蚀下的以顺序醒，逐鬼条读赌用户态程序队并执壁行。对输和入的茧数据铅进行触处理太，肢将结京果存债入元浙件映孟象寄珍存器割。③敲计算著扫描浊周期乖。若正雁常，岂则进熊行下拣一步响；若灰不正放常，吉则报播警并窜