青滨院可编程控制器应用技术课件02 PLC的功能、结构和工作原理

第二章

PLC的功能、结构和工作原理本章要求1、了解PLC的特点和主要功能2、掌握PLC与几种控制系统的区别3、掌握PLC的基本硬件结构组成及各个部分的作用4、了解PLC的软件和常见的编程语言。本章的几个主要问题１、PLC的特点和主要功能2、PLC的各个组成部分及作用3、PLC的工作过程4、PLC的滞后问题5、PLC的几种常见编程语言一、PLC的特点和主要功能（一）特点1、可靠性高、抗干扰能力强

硬件方面：屏蔽，滤波，光电隔离软件方面：集中采样，输出，自检2、编程简单、使用方便梯形图形象，直观，简单，易学程序控制，控制灵活，接线简单，维护方便，3、体积小,重量轻,易于实现机电一体化一、PLC的特点和主要功能（二）功能1、顺序逻辑控制2、运动控制3、定时/计数控制4、步进控制5、模拟量控制6、联网与通信PLC作为通用工业控制器，可用于所有工业领域二、PLC的各个组成部分及作用1．中央处理单元（CPU）

2．存储器

3.I/O单元

4.智能单元

5．电源

6．扩展口7.编程工具

8．其它外部设备中央处理单元1、接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；2、诊断电源、PC内部电路的工作状态和编程的语法错误；3、用扫描的方式接收输入信号，送入PC的数据寄存器保存起来；4、

PC进入运行状态后，根据存放的先后顺序逐条读取用户程序，进行解释和执行，完成用户程序中规定的各种操作；5、将用户程序的执行结果送至输出端。

存储器根据存储器在系统中的作用，可以把它们分为以下3种:1、系统程序存储器2、用户程序存储器3、工作数据存储器I/O单元常用的I/O单元开关量输入单元

（1）直流输入单元(CLICKHERE)

（2）交流输入单元(CLICKHERE)开关量输出单元

（1）晶体管输出单元(CLICKHERE)

（2）双向晶闸管输出单元(CLICKHERE)

（3）继电器输出单元(CLICKHERE)（1）直流输入电路（2）交流输入电路（1）晶体管输出电路（2）双向晶闸管输出电路（3）继电器输出电路智能单元

----智能单元本身是一个独立的

计算机系统，它有自己的CPU、

系统程序、存储器，及与外界过程相连的接口。目前已开发的常用的智能单元有：A/D单元、D/A单元、高速计数单元、位置控制单元、PID控制单元、温度控制单元和各种通信单元等。

编程工具-----主要用来编辑程序、调试程序和监控程序的执行，还可以在线测试PC的内部状态和参数，与PC进行人机对话。专用编程器

(1)简易编程器（简易键盘和发光二极管组成）

(2)图形编程器（可直接输入梯形图）计算机辅助编程（有专门的编程软件，功能强大）其它外部设备（1）人机接口--又叫操作员接口，用来实现操作员和PC之间的对话和交互作用。例如：按钮，转换开关，拨码开关，指示灯，显示器等。

（2）外存储器（磁带，磁盘）（3）打印机（打印程序清单）（4）EPROM写入器（写用户程序用）１、PLC的基本结构

按结构形式的不同，PC可分为整体式和组合式两类

整体式CLICKHERE组合式CLICKHERE1.整体式PLC的组成示意图2.组合式PC的组成示意图三、PLC的工作过程

小型PLC的工作过程有两个显著特点：1、周期性扫描周期性扫描是PLC的特有工作方式，整个工作过程分四个扫描阶段。2、集中批处理采用批处理可简化操作，提高系统的可靠性。三、PLC的工作过程1、公共扫描处理阶段

PLC自检，WDT清零；2、输入采样阶段

CPU按顺序对输入端子采集信号状态，存放到输入寄存区；3、执行用户程序扫描阶段

CPU对用户程序按从上往下，从左往右进行扫描，把处理的结果存放到输出寄存区；4、输出刷新扫描阶段

CPU将输出寄存区的状态经锁存器送到外部，驱动负载。信号传递过程（从输入到输出）四、PLC的滞后问题

1）滞后时间：从PLC的输入端有一个输入信号发生变化到PLC的输出端对该输入变化做成反应，需要一段时间，这段时间称为滞后时间或响应时间。（对一般的工业控制，这种滞后完全允许）2）产生滞后的原因：

(a)非人为因素输入滤波器的时间常数，输出继电器的机械滞后，PLC的循环扫描，集中批处理（b）人为因素用户程序语句安排不当五、PLC的编程语言和性能指标1、梯形图是一种图形编程语言，它沿用继电器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，同时也增加了继电接触式控制系统中没有的特殊功能符号。特点：形象、直观、易学附：梯形图与继电器控制线路图的区别１）继电器的本质属性不同梯形图中的某些编程元件沿用了继电器的名称，但不代表真实的物理继电器，而是代表数据存储区中某一位。２）触点的动作顺序有差别梯形图中触点（动合和动分）动作主要看线圈，按照扫描顺序动作。３）触点的连接关系的本质属性不同梯形图与继电器控制线路图的区别：梯形图中各种触点的串并联，实质上是在进行逻辑运算４）母线含义不同梯形图中的母线是逻辑母线，没有真实电流通过，只有概念电流，并规定电流只能从左母线开始往右母线流。５）元件的动作顺序不同梯形图中的元件的动作顺序是按扫描顺序，不会产生触点的竞争现象。梯形图-----PLC的主要编程语言2、语句表---一种与汇编语言类似的

助记符编程表达式

语句表使用的助记符

LD00000OR01000PC的语句：操作码