PLC技术应用02课件

PLC技术应用认S7-1200PLC工作原理任务四一、PLC的等效电路PLC控制最初是用来替代继电接触器控制的，PLC的用户程序（软件）替代了继电器控制电路（硬件），因此，对于使用者来说，可以将PLC等效成是许许多多各种各样的“软继电器”和“软接线”的集合，而用户程序就是用“软接线”将“软继电器”及其“触点”按一定要求连接起来的“控制电路”。

等效电路说明如图所示为三相异步电动机全压起动单向连续运行的电气控制系统。其中，SB1、SB2、FR的触点作为系统的输入设备，构成系统的输入部分，KM作为输出设备，构成系统的输出部分。主回路控制回路三相异步电动机电气控制线路图如图所示为三相异步电动机全压起动单向连续运行的电气控制系统。其中，SB1、SB2、FR的触点作为系统的输入设备，构成系统的输入部分，KM作为输出设备，构成系统的输出部分。如果用PLC来控制这台三相异步电动机，组成一个PLC控制系统，根据上述分析可知，系统主电路不变，只要将输入设备SB1、SB2、FR的触点与PLC的输入端连接，输出设备KM线圈与PLC的输出端连接，就构成PLC控制系统的输入、输出硬件线路。而控制部分的功能则由PLC的用户程序来实现，其等效电路如图所示。如果用PLC来控制这台三相异步电动机，组成一个PLC控制系统，根据上述分析可知，系统主电路不变，只要将输入设备SB1、SB2、FR的触点与PLC的输入端连接，输出设备KM线圈与PLC的输出端连接，就构成PLC控制系统的输入、输出硬件线路。而控制部分的功能则由PLC的用户程序来实现，其等效电路如图所示。输入设备SB1、SB2与PLC内部的“软继电器”I0.0、I0.1的“线圈”对应，由输入设备控制相对应的“软继电器”的状态，即通过这些“软继电器”将外部输入设备状态变成PLC内部的状态，这类“软继电器”称为输入继电器；同理，输出设备KM与PLC内部的“软继电器”Q0.0对应，由“软继电器”Q0.0的常开触点控制对应的输出设备KM的状态，即通过这些“软继电器”将PLC内部状态输出，以控制外部输出设备，这类“软继电器”称为输出继电器。值得注意的是从PLC控制系统与继电器-接触器控制系统比较可知，PLC的用户程序(软件)代替了继电器控制电路(硬件)。因此，对于使用者来说，可以将PLC等效成是许多各种各样的“软继电器”和“软接线”的集合，而用户程序就是用“软接线”将“软继电器”及其“触点”按一定要求连接起来的“控制电路”。本例中，因为输出设备KM需要接380V的电压，不能直接接到PLC的输出单元，所以输出端接入了一个直流中间继电器转接，由中间继电器的常开触点控制交流接触器的线圈得电与断电。启动按钮SB1按下去时，输入继电器I0.0线圈得电，其对应的程序中的I0.0继电器的常开触点闭合；而停止按钮SB2没有动作，输入继电器I0.1线圈没有得电，其常闭触点维持常闭；在电动机没有过载时，FR接的输入继电器I0.2得电，常开触点闭合；所以，此时输出继电器线圈Q0.0得电，其常开触点闭合，外部的中间继电器线圈得电，中间继电器常开触点闭合，给系统输出KM线圈通入380V电压，其主触点闭合，电动机得电运行。另外，程序中输出线圈Q0.0得电后，其常开触点闭合，形成自锁，电动机连续运行。二、扫描周期PLC在RUN工作模式时，对每个程序，如果无跳转指令，，CPU则从第一条指令开始从左到右、从上到下逐条执行用户程序，周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。执行一次扫描操作所需的时间称为扫描周期。其典型值为1～100ms。扫描周期与用户程序的长短和CPU执行指令的速度有关PLC采用循环扫描工作方式五个阶段1.内部处理2.与编程器等的通信处理3.输入扫描4.用户程序执行5.输出处理，RUN（运行）时：执行所有阶段。STOP（停止）时：不执行后3个阶段，此时可进行通信处理，如对PLC联机或离线编程三、PLC的工作过程1．内部处理阶段在内部处理阶段，PLC检查CPU内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些其他内部工作

2．通信服务阶段在通信服务阶段，PLC与其他的设备通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的内容。当PLC处于停止模式时，只执行内部处理和通信服务两个阶段的操作；当PLC处于运行模式时，还要完成另外3个阶段的操作。

3．输入处理阶段在PLC的存储器中，有一片区域用来存放输入信号(I0.0)和输出信号(Q0.0)的状态，它们分别称为输入映像寄存器I和输出映像寄存器Q。PLC的其他元件如M等也有对应的映像存储区，统称为元件映像寄存器。外部输入电路接通时，对应的输入映像寄存器(如I0.0、I0.1)为ON状态，则梯形图中对应的输入继电器的触点动作，即动合触点接通，动断触点断开。在输入处理阶段，PLC顺序读入所有输入端子的通断状态，并将读入的信息存入到输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序处理时，输入映像寄存器与外界隔离，此时即使有输入信号发生变化，其输入映像寄存的内容也不会发生改变，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。4．程序处理阶段

根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右、先上后下的顺序，逐行逐句扫描，执行程序。当用户程序涉及输入／输出状态时，PLC从输入映像寄存器中读取上一阶段输入处理时对应输入继电器的状态，从输出映像寄存器中读取对应输出继电器的状态（Q0.0自锁触点），根据用户程序进行逻辑运算，运算结果存入有关元件寄存器中。因此，输出映像寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程而变化。5．输出处理阶段

在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的ON