第二章PLC工作原理和结构特点课件

第2章FX系列PLC的工作原理及硬件2.1低压电器元器件2.3PLC的工作原理及性能指标2.4三菱FX2N系列PLC介绍2.2逻辑运算本章学习要求理解PLC的工作原理；掌握FX系列PLC的硬件组成；了解PLC的性能指标及常见低压电器元器件的功能及工作原理。控制按钮、行程开关交流接触器熔断器热继电器中间继电器时间继电器2.1低压电器元器件电路符号常闭(动断)按钮SB常开(动合)按钮SB复合按钮SB一、控制按钮作用：用来控制某些机械部件的运动行程和位置或限位保护。常开（动合）触头SQ常闭（动断）触头SQ一、行程开关作用：用来接通或断开电动机或其他设备的主电路。KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM主触头辅助触头M3~二、交流接触器KM自锁自锁的作用KMSB2M3~KMFUQSB1鼠笼式电动机直接起动控制电路按下按钮（SB2），线圈（KM）通电，即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。作用：短路和严重过载保护（供电线路和电气设备）三、熔断器工作原理：电流热效应1）正常：i=ie→温度<熔点→熔体不熔断2）短路：i>>ie→温度>熔点→熔体熔断→切断电路电路符号作用：热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的保护电器。专门用来对连续运转的电动机进行过载及断相保护，以防电动机过热而烧毁。四、热继电器热继电器的符号发热元件串联在主电路中，主触头串联在控制电路中，辅助触头常闭触头FRFRKMSB1KMSB2FRM3~FR异步机的直接起动+过载保护发热元件热继电器触头KMFUQSKAKAKA

线圈

常开触头

常闭触头结构和工作原理同接触器主要区别：接触器的主触点可以通过大电流；继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于机床的控制电路中。五、中间继电器图形符号作用：时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后触头才动作的继电器。适用于定时控制。a)b)c)d)e)f)g)h)i)KTKTKTKTKTKTKTKT六、时间继电器图形符号利用PLC实现控制功能原理2.2逻辑运算ABM&ABMa)与()AMB≥1ABMb)或()AM≥1AMc)非()2.3PLC的工作原理及性能指标一、PLC的工作模式二、PLC的扫描工作过程三、PLC的性能指标

PLC采用循环扫描工作方式，它周而复始的依一定的顺序来完成PLC所承担的系统管理工作和应用程序的执行。循环扫描工作是一种分时串行处理方式，与继电控制系统的并行处理方式是完全不同的。

PLC的工作原理一、PLC的工作模式上电内部处理通信服务输入处理程序执行输出处理运行（RUN）停止（STOP）工作模式工作阶段上电内部处理通信服务输入处理程序执行输出处理STOPSTOP模式主要执行操作1、内部处理：检查CPU内部硬件，定时器复位及有关内部工作2、通信服务：与编程器进行信息交流上电内部处理通信服务输入处理程序执行输出处理STOPRUNRUN模式执行操作：1、内部处理2、通信服务3、输入处理4、程序执行5、输出处理用户程序扫描PLC主要在RUN模式，只有在改变程序时在STOP模式3、输入处理：将外部输入电路状态集中读入输入映像寄存器通断的信号在映像寄存器，分别为1和0二、PLC的扫描工作过程4、程序处理：对用户程序（梯形图）按先左后右，先上后下逐步执行程序指令。并根据执行结果不断刷新映像寄存器。二、PLC的扫描工作过程5、输出处理：将内部输出元件状态集中转存到输出锁存寄存器，并通过外部电路驱动实际负载滞后时间最大的滞后时间为2个扫描周期二、PLC的扫描工作过程几个概念介绍：扫描作用方式及特点扫描周期输入输出滞后时间计算机：等待方式、中断处理PLC：循环扫描、周而复始继电控制：硬件通断，并行工作循环扫描工作方式特点是避免了继电器控制系统中触点竞争和时序失陪的问题。可靠性高、抗干扰能力强；但存在着相应滞后，反应不及时的问题。扫描周期:RUN工作模式，从内部处理到输出处理扫描操作所需的时间。主要与用户程序执行有关和PLC中CPU的主频有关。扫描周期一般在100ms以内，大于200ms就不能用，需优化程序。输入输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻到它控制的相关输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔。一般情况下影响不大，PID一般需考虑。性能含义及指标I/O点数PLC控制系统所能接入的I/O最大数量存储容量存放应用程序的存储器容量，用K步表示扫描速度执行1000条基本指令的时间，用ms/K步表示编程语言能使用编程语言的种数指令功能指令的多少及综合性指令的数量三、PLC的性能指标2.4三菱FX2N系列PLC介绍FX2N系列PLC型号识别硬件结构基本性能指标安装接线基本单元扩展单元（模块）特殊功能模块电源接入通信口接入输入端接线输出端接线有源信号无源信号继电器输出晶体管输出双向晶闸管输出一、型号识别①子系列名称②输入、输出点数③单元类型：M为基本单元，E为输入、输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块④输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出⑤电源和输入、输出类型等特性。无标记为DC输入，AC电源；D为DC输入，DC电源；UA1/UL为AC输入，AC电源。基本单元扩展单元模拟量模块运动量模块二、硬件结构扩展单元(E)：输入、输出扩展，带电源扩展单元（模块）扩展模块(不带电源)输入扩展输出扩展电源来自基本单元和扩展单元的24V电源特殊功能模块特殊模块模拟量模块运动量模块脉冲量模块通信模块或者通信板扩充存储器盒认识FX2NPLC输出口指示灯电源接入输入端口输出端口输入口指示灯电源运行及错误指示灯特殊模块接口通信接口STOP/RUN转换开关三、安装接线安装电源接入示意图LN24+COMAC100V~240VDC24V第三种接地通信口接线特殊模块接口每个模拟量模块都有一扁平电缆，直接插入扩展插口就可以，模块本身也有这种插口，与后续模块相连。三菱最多可以插7个。输入输出器件掌握行程开关按钮传感器电磁阀喇叭指示灯发光二极管继电器无源器件：如行程开关，按钮有源器件：光电开关使用直流电，通过外界条件的变化，晶体管导通输入器件信号输入端口输入口的编址(FX2N-48MR)L、N…输入继电器X编址：X0-X267(按八进制编址)X0-X7，X10-X17，。。。X260-X267顺序编制，不能跳跃。无源信号接入按钮开关SQK无源信号接入FRNPN型传感开关接入有源信号接入PNP型传感开关接入需外接电源有源信号接入输出继电器Y编址：Y0-Y267(按八进制编址)顺序编制，不能跳跃同一端子不能接具有不同的电源的负载如果几个端子所需电源相同，则几个COM端相接FX2N-48MR不同COM口信号输出端口继电器输出输出过程：内部电路使继电器线圈通电，它的常开触电闭合，外部负载得电工作。既可以驱动交流负载又可以驱动直流负载继电器起隔离和功率放大作用RC电路消除触点断开时产生的电弧输出过程：输出锁存器的信号经光耦合器送给输出晶体管，后者的饱和导通状态和截止状态相当于触电的接通和断