三菱可编程控制器原理与应用课件第三章.ppt

1、第三章工作原理与电路分析和设计,本章主要内容,PLC的工作原理 PLC电路分析 控制电路的经验设计法,3.1 PLC的工作原理,继电器-接触器控制系统是通过继电器和接触器触点状态的变化来实现其控制功能，而PLC则是通过执行控制程序来实现其控制功能。 PLC的控制程序由三大模块构成: 初始化模块 实现系统控制功能模块 保证可靠性模块,初始化模块 PLC上电后，系统进行初始化。 系统的某些存储区清0； 将特殊寄存器（单元或位）置位或清0； 设置I/O模块的工作方式； 实现系统控制功能模块 系统接收外部输入信号，根据外部输入信号执行用户程序，按照用户程序的执行结果输出控制信号，从而影响控制对象； 通

2、信处理，实现PLC之间的信息交换，或实现PLC与其他设备之间的信息交换。,保证可靠性模块：自身是否正常进行自我诊断 判断电池电压 判断硬件故障 判断通信是否异常 如果自检不通过异常继电器接通面板上出错指示灯亮特殊寄存器中将存入错误代码 若属致命错误，PLC被强制为停止状态,PLC上电后，其控制程序的各个模块按固定的顺序执行，除了初始化模块外，其余模块被循环执行，直到PLC掉电为止。 可编程控制器的扫描周期： 控制程序的各个模块均被执行一次所需要的时间 扫描周期是PLC的一个重要技术指标，它反映出PLC的处理速度。,影响扫描周期长短的因素： 通信时间 执行用户程序时间 CPU的运算速度 I/O点

3、的多少 扩展模块的多少,PLC控制程序中的初始化模块、更新时钟与特殊寄存器值的模块、自诊断模块是PLC的内部处理模块，与用户没有直接关系，所以PLC正常工作时的主要阶段如右图所示。,输入采样阶段 扫描所有输入端子，将各种触点的状态读入，并保存在输入映像寄存器，在下次输入采样时，上次的数据值将被刷新。 通信处理阶段 实现PLC与其他智能设备之间的信息交换； 从其他设备接受的信息存入接收缓冲区； 传送给其他智能设备的信息事先写入发送缓冲区。,执行用户程序阶段 PLC利用输入映像寄存器中的值以及接收到的通信数据，从上到下的顺序执行用户程序，产生中间结果及要输出的控制信号； 中间结果内部电器的状态，保

4、存在中间结果映像区； 输出信号Y电器的状态，保存在Y 电器对应的输出映像区。,刷新阶段 把输出映像区中的值送至输出锁存器，输出锁存器被刷新； 输出锁存器的新状态通过输出端子施加到控制对象上，实现控制； 输出刷新完成后，自动开始新一轮的循环工作阶段，直至PLC关机或停止状态。,以上四个阶段必须是严格按照先后顺序，一个结束，才能开始下一个，不能有时间上的重叠。因此，PLC的输出信号滞后于输入信号。 举例如下,0 LD Y005 1 OUT Y004 2 LD X000 3 OR Y005 4 ANI X001 5 OUT Y005 6 LD Y005 7 OUT Y006,工作原理,Y004,Y0

5、05,Y006,3.2 可编程控制器电路分析,可编程控制器采用循环方式周期性地执行其控制程序中的各个功能模块，当它接受输入信号后，要滞后一段时间，才有相应的输出信号，此时输入信号才会影响到控制对象。利用这种工作方式可以构成一些很有特点的电路。,瞬时接通、延时断开电路,0 LD Y000 4 LD X000 1 ANI X000 5 OR Y000 2 OUT T20 6 ANI T20 3 K 50 7 OUT Y000,程序：,3.2.1 定时器电路,延时接通、延时断开电路,程序：,0 LDX001 1 OUT T50 2 K30 3 LDIX001,4 AND Y001 5 OUT T51

6、 6 K 50 7 LD T50,8 OR Y001 9 ANI T51 10 OUT Y001,延时输出的短脉冲信号,程序：,0 LD X010 1 PLS M100 2 LD M100 3 OR M101 4 ANI Y010,5 OUT M101 6 OUT T60 7 K 50 8 LD T60 9 OUT Y010,方波振荡器（脉宽可调）,程序：,0 LDX000 1 ORM20 2 ANIX001 3 OUTM20 4 OUTY000 5 LDM20,12 ANIY001 13 LDIT50 14 ANDY001 15 ORB 16 ANIX001 17 OUTY001,6 ANI

7、M21 7 OUTT50 8 K50 9 LDT50 10 OUTM21 11 LDT50,非方波振荡器（脉宽可调）,程序：,0 LDX000 1 ORM20 2 ANIX001 3 OUTM20 4 LDM20,5 ANIM21 6 OUTT50 7 K50 8 LDM20 9 ANDT50,10 OUTT51 11 K30 12 OUTY010 13 LDT51 14 OUTM21,长延时电路,程序：,0 LD X000 1 SET M100 2 LD X001 3 RST M100 4 LD M100 5 OUT T30,6 K 30000 7 LD T30 8 OUT T31 9 K

8、20000 10 LD T31 11 OUT Y020,顺序起停电路,程序：,0 LDX000 1 PLSM100 2 LDX001 3 PLSM101 4 LDM100 5 ORY000 ANIM102 7 OUTY000 8 OUTT30 9 K60 10 LDM101 11 ORM103 12 ANIM102 OUTM103 14 OUTT31 15 K50 16 LDT30 17 ANIM103 18 OUTY001 19 LDT31 20 OUTM102,启动一段时间后自动停止,程序：,0 LD X010 1 PLS M10 2 LD M10 OR Y010 4 ANI M11 5

9、OUT Y010,6 LD Y010 ANI M10 8 OUT T50 9 K 100 10 LD T50 11 OUT M11,变宽脉冲输入、等宽脉冲输出,程序：,0 LD X005 1 PLS M100 2 LD M100 OR Y005 4 ANI M101,5 OUT Y005 6 OUT T60 K 80 8 LD T60 9 OUT M101,计数器用作定时器,程序：,0 LDX006 1 SETM60 2 LDX007 3 RSTM60 4 PLSM61,5 LDM8002 6 ORM61 7 RSTC10 8 LDM60 9 ANDM8014,10 OUT C10 11 K

10、5 12 LD C10 13 OUT Y000,3.2.2 计数器电路,扩大计数范围（加法方式）,0 LDPX000 1 SETM20 2 LDPX001 3 RSTM20 4 OUTM21 5 LDM21 6 OR M8002 7 RSTC10 8 LDM20 9 AND M8013 10 OUTC10 11 K3 12 LDM21 13 OR M8002 14 RSTC11 15 LDC10 16 AND M8013 17 OUTC11 18 K5 19 LDC11 20 OUTY000,扩大计数范围（乘法方式）,0 LDPX000 1 SETM20 2 LDPX001 3 RSTM20

11、4 OUTM21 5 LDC10 6 ORM21 7 ORM8002 8 RSTC10 9 LDM20 ANDM8013 11 OUTC10 12 K3 13 LDM21 14 ORM8002 15 RSTC11 16 LDC10 17 OUTC11 18 K4 19 LDC11 20 OUTY000,3.2.3 其他电路二分频电路,程序：,0 LDX000 1 ORM20 2 ANIX001 3 OUTM20 4 LDM20 5 ANDM8012,6 OUTY000 7 LDY000 8 PLSM21 9 LDM21 10 AND Y001 11 OUT M22,12 LDM21 13 OR

12、Y001 14 ANIM22 15 ANIX001 16 OUTY001,单一输入信号实现启停电路,程序：,0 LD X002 1 PLS M100 2 LD M100 3 ANI M101 4 LDI M100,5 AND M101 6 ORB 7 OUT M101 8 OUT Y002,顺序启动、同时停止电路,程序：,0 LD X001 1 PLS M10 2 LD X002 3 PLS M11 4 LD X003,5 PLF M12 6 LD M10 7 OR Y001 8 ANI M12 9 OUT Y001,10 LD M11 11 OR Y002 12 AND Y001 13 OUT Y002,3.3 控制电路的经验设计法,以PLC为核心来构造控制系统时，只要控制过程不是顺序控制，一般只能用经验设计法来设计控制电路，经验设计法实质上是一种试凑法。通过广泛地阅读以往的典型电路来积累知识和经验，在此基础上根据控制要求试凑电路，之后再分析试凑出的电路，若该电路能实现所要求的控制功能，则电路设计成功，然后做一些优