可编程控制器的组成与原理

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1、第三章可编程控制器的组成与原理PLC基本工作原理2PLC的组成与等效电路31PLC的编程语言333.1PLC的组成及等效电路1、PLC的硬件系统3.1PLC的组成及等效电路3.1PLC的组成及等效电路PLC的主机PLC主机存储器中央处理器CPU输入输出电路外部设备接口总线电源（1）PLC的CPU主要功能看书3.1PLC的组成及等效电路（2）PLC的存储器系统程序存储器用户程序存储器数据存储器存储器固化在ROM中EPROM、EEPROM调试好RAMPLC程序存储器的单位——“步”3.1PLC的组成及等效电路（3）输入输出（I/O）模块输入模块

2、：接收外部的开关量、采集外部的模拟量输出模块：输出CPU处理过的信号，驱动外部设备输入输出模块广泛采用光隔离技术和滤波技术，以提高抗干扰性3.1PLC的组成及等效电路开关量I/O模块的外部接线方式汇点式分组式分隔式3.1PLC的组成及等效电路输入接口电路直流输入交、直流输入3.1PLC的组成及等效电路输出接口电路继电器输出：可带直流、也可带交流3.1PLC的组成及等效电路晶闸管输出：只可带交流3.1PLC的组成及等效电路晶体管输出：只可带直流特殊功能模块、电源、以及其他模块见书中描述3.1PLC的组成及等效电路2、PLC的软件系统软件系统系

3、统程序用户程序程序结构：顺序结构：小规模程序用户程序：大规模程序3.1PLC的组成及等效电路PLC的等效电路3.3可编程控制器的基本工作原理1、PLC的工作方式循环扫描2、PLC的工作过程四个阶段周期性扫描、集中批处理公共扫描输入采样用户程序输出刷新3.3可编程控制器的基本工作原理（1）公共扫描阶段公共处理PLC自检：检测器件状态，有故障在诊断，给出故障信号或处理执行来自外设命令：编程？通讯？启动磁带机或打印机？对看门狗定时器WDT清零：死循环3.3可编程控制器的基本工作原理（2）输入采样扫描阶段第一个批处理阶段PLC采集输入端口信息，并存

4、储在输入映射寄存器中注意：PLC在执行程序时，以本次采集的信息为准。输入信号发生改变，只在下次采集时有反应（3）执行用户程序扫描阶段第二个批处理阶段PLC从左到右、从上到下执行程序。输入信号只从输入映射寄存器中取。中间步骤的执行结果存入元件映射寄存器中，对后面的程序产生影响。3.3可编程控制器的基本工作原理（4）输出刷新扫描阶段第三个批处理阶段当CPU对全部用户程序扫描结束后，将元件映像寄存器中各输出继电器的状态同时送到输出锁存器中，再由输出锁存器经输出端子去驱动各输出继电器所带的负载。3.3可编程控制器的基本工作原理3.3可编程控制器的基

5、本工作原理3.3可编程控制器的基本工作原理3扫描周期计算扫描周期除了输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段外，还要进行自诊断、与外设(如编程器、上位计算机)通信等处理。一般说来，同型号的PLC，其自诊断所需的时间相同如三菱FX2系列机自诊断时间为0.96ms3.3可编程控制器的基本工作原理例：三菱公司FX2—40M，配置开关量输入24点，开关量输出16点，用户程序为1000步，不包含特殊功能指令，PLC运行时不连接上位计算机等外设。I/O的扫描速度为0.03ms／8点，用户程序的扫描速度为0.74us/步，自诊断所需的时间为0.96ms，试计

6、算一个扫描周期所需要的时间为多少?解：扫描40点I／O所需要的时间为：T1＝0.03ms／8点×40点=12ms扫描1000步程序所需要的时间为：T2＝0.74us/步×1000步＝0.74ms自诊断所需要的时间为：T3＝0.96ms因PLC运行时，不与外设通信，所以通信时间为；T4=0这样一个扫描周期T为：T＝T1十T2十T3+T4=12ms十0.74ms十0.96ms＝1.92ms3.3可编程控制器的基本工作原理不能完全精确计算出PLC一次的扫描周期(1)在Fx2系列PLC中，当PLC投入运行后，CPU将最大扫描周期、最小扫描周期和当前

7、扫描周期的值分别存入D8012、D8011、D80l0三个特殊数据寄存器中(计时单位：1ms)，用户可以通过编程器查阅、监控扫描周期的大小及变化。(2)在Fx2系列PLC中，提供恒定的扫描周期扫描用户程序的运行方式。用户可将通过计算或实际测定的最大扫描周期再留一些余量，作为恒定扫描周期的值存放在特殊数据寄存器D8039中(计时单位：1ms)；当特殊辅助继电器M8039线圈被接通时，PLC按照D8039中存放的数据以恒定周期扫描用户程序。3.3可编程控制器的基本工作原理4、输入输出响应的滞后现象（1）输入滤波器的时间常数（输入延迟）（2）输出

8、继电器的机械滞后（输出延迟）（3）PLC的循环扫描方式解决方法（1）改变信息刷新方式②I/O直接刷新方式①I/O立即刷新（2）采用中断技术（3）调整输入滤波器3.4可编程控制器的