可编程控制器的一般原理及组成

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1、第4章可编程控制器的一般原理及组成4.1概述PLC成为现代化控制的三大支柱（PLC，CAD/CAM，机器人）。PLC的功能已经超出了逻辑控制、顺序控制的功能，故称之为“可编程控制器”，即PC（ProgrammableController）。但是容易和PC（PersonalComputer）相混淆，所以现在依然使用PLC作为可编程控制的缩写。可编程序控制器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。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指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生

2、产过程。4.2PLC的特点、功能及应用4.2.1、PLC的主要特点1）运行稳定可靠2）可实现三电一体化能将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制）、电结（运动控制）集于一体。3）编程简单，使用方便编程语言使用的是梯形图4）体积小、重量轻、功耗低5）设计、施工、调试周期短4.2.2、PLC的主要功能1）开关量的逻辑控制功能；2）定时/计数控制功能；3）步进控制功能；4）数据处理功能；5）A/D、D/A转换功能；6）运动控制功能；7）过程控制功能；8）扩展功能；9）远程I/O功能；10）通信联网功能；11）监控功能。4.2.3、PLC的主要应用1）逻辑控制2）运动

3、控制3）过程控制4）数据处理5）多级控制4.3PLC的基本结构及工作原理4.3.1、PLC的基本结构1）CPU它是PLC的核心，起着总指挥的作用。主要完成以下工作：（1）将输入信号送入PLC存储起来；（2）按存放的先后顺序取出用户指令，进行编译；（3）完成用户指令规定的各种操作；（4）将结果送到输出端；（5）响应各种外设的请求。等。2）内存用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它信息。PLC的内存有两类：一类是RAM，存放各种暂存的数据、中间结果和用户程序。一类是ROM，存放监控程序和系统参数3）输入、输出接口电路输入端采用光耦合电路输出端也采用光耦合

4、电路直流输入接口电路继电器输出型晶体管输出型晶闸管输出型4）电源保证CPU、存储器、输入接口、输出接口能够可靠工作。避免电源干扰，输入、输出回路的电源彼此相互独立。5）I/O扩展接口当主控单元的I/O点数不足时，可以通过I/O扩展接口扩充I/O点数，另外D/A和A/D模块也是通过I/O扩展接口和主控单元连接的。6）编程工具编程工具一般有两种：一种是掌上型编程器；一种是带有PLC专用工具软件的计算机。4.3.2、PLC的工作原理PLC除了进行上述扫描外，还要进行自诊断和通信处理，这样，PLC的整个工作过程分为如下五个阶段：由上可知，PLC的工作方式为：循环

5、扫描扫描周期：PLC完成一次扫描（I/O刷新、执行程序、系统服务）所需时间。影响PLC扫描周期长短主要取决于以下三个因素：1）CPU执行指令的速度；2）每条指令占用的时间；3）程序中指令条数的多少。4.4PLC的技术性能4.4.1、基本技术性能1.输入输出点数（I/O点数）2.程序容量3.扫描速度4.指令条数5.内部继电器和存储器6.编程语言和编程手段7.高级模块4.4.2、PLC的内存分配和I/O点数1）I/O继电器区I/O区的寄存器可直接与PLC外部输入、输出端子传递信息。在程序中，每一个I/O点都可以看成是一个“软继电器”。既有常开触点，又有常闭触

6、点。同一名字的触点可以反复使用。2）内部通用继电器区内部通用继电器区中的继电器或寄存器只能在PLC内部使用，不能直接进行输入输出控制。和电气控制中的中间继电器类似。3）数据寄存器区一般用来存放各种数据。4）特殊继电器、寄存器区它们被系统占用，用于某些特殊目的，例如存放各种标志、错误信息等。5）系统寄存器区它们一般用来存放各种重要信息和参数。4.5PLC的分类1）按结构分：一体式和模块式2）按I/O点数和程序容量分：分类I/O点数程序容量超小型机小型机中型机大型机64点以内64～256256～20482048点以上256～1000字节1～3.6K字节3.6

7、～13K字节13K字节以上3）按功能分：低档机、中档机和高档机4.6PLC的编程语言4.6.1、梯形图语言PLC梯形图的编程格式：1）梯形图中，两侧竖线分别称为左母线和右母线。每个梯形图由多个逻辑行组成，每个逻辑行必须从左母线画起。2）梯形图中只有两种触点，一种是常开触点，一种是常闭触点。它既可以表示I/O触点，也可以表示中间继电器、时间继电器等触点。由于这些触点的状态是用存储器的位来表示的，所以可以反复使用，故有时称其为“软继电器”。3）梯形图中输出继电器线圈用来表示。在同一程序中相同编号的输出继电器线圈只能使用一次。输出线圈不能直接和左母线相连（步进

8、程序区出外）；它必须和右母线直接相连。4）梯形图按自左向右、自上而下的顺序书写。