电工学简明教程(秦曾煌)6.ppt

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1、第6章可编程控制器第6章　可编程控制器6.1可编程控制器的结构和工作方式6.2可编程控制器的程序编制*6.3应用举例第6章　可编程控制器由于继电接触器控制系统机械触点多、接线复杂、可靠性低、通用性差，因此已不能满足现代化生产过程复杂多变的控制要求。可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。PLC具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单以及功耗低、体积小、重量轻等优点。但它存储容量小，价格高。本章只为初学者提供PLC基础知识，重点是基本工作原理以及简单程序编制方法。6.1可编程控制器的结构和工作

2、方式6.1.1可编程控制器的结构及各部分的作用PLC一般由主机、输入/输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几个主要部分构成。PLC可看作一个系统，外部的各种开关信号或模拟信号均为输入量，它们经输入接口寄存到PLC内部的数据存储器中，而后按用户程序要求进行逻辑运算和数据处理，最后以输出变量的形式送到输出接口，从而控制输出设备。PLC硬件系统结构图电源I/O扩展接口I/O扩展单元CPU存储器用户程序系统程序输入设备输出设备输出接口外部设备接口输入接口编程器打印机磁带机计算机扫描仪电磁阀电磁线圈指示灯按钮行程开关触点主机PLC数据1．主机主机部分包括中央处理器(CPU)、系统

3、程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU是PLC的核心，主要用来运行用户程序，监控输入/输出接口状态。PLC内部存储器系统程序存储器用户程序及数据存储器系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。用户不得更改。用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序输入输出变量及各种暂存数据和中间结果。2．输入/输出(I/O)接口4．编程器5．输入/输出扩展接口6．外部设备接口(I/O)接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰。3．电源PLC电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路所配置的开关稳压电源。编程器是PLC重要

4、的外部设备，用于手持编程。输入/输出扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与主机连接在一起。外部设备接口将外部设备与主机相连，以完成相应操作。6.1.2可编程控制器的工作方式扫描周期的长短视用户程序的指令条数及执行一条指令所需时间而定，一般不超过100ms。PLC采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作。其工作过程分为输入取样、程序执行和输出刷新三个阶段，并进行周期循环。示意图如下：输入状态寄存器输出接口输出状态寄存器输入接口程序执行程序执行输入取样输出刷新一个扫描周期读读写输入端子输出端子6.1.3可编程控制器的主要技术指标指PLC的外部输入和输出端子数。通常小型机有几十点

5、，中型机有几百个点，而大型机超过千点。1．I/O点数2．用户程序存储容量在PLC中，程序指令按“步”存储，一“步”占用一个地址单元，一条指令有的往往不止一“步”。一个地址单元一般占两个字节。3．扫描速度指扫描1000步用户程序所需的时间，以ms/千步为单位。有时也用扫描一步指令的时间计，如s/步。4．指令系统条数PLC具有基本指令和高级指令，指令的种类和数量越多，其软件功能越强。6.1.3可编程控制器的主要技术指标5．编程元件的种类和数量编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用“字”寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等，其种类和数量的多少是衡量PLC硬件功

6、能强弱的一个指标。PLC内部“继电器”是存储器的存储单元。当写入该单元逻辑状态为1时，则表示相应“继电器”的线圈接通，其动合触点闭合，动断触点断开。所以PLC内部这些“继电器”称为“软”继电器。FP1-C24可编程控制器编程元件的编号范围与功能说明元件名称代表字母编号范围功能说明输入继电器输出继电器辅助继电器通用“字”寄存器计数器定时器XYRTCWRX0XF共16点接收外部输入的信号输出程序执行结果给外部输出设备在程序内部使用，不能提供外部输出延时定时继电器，其触点在程序内部使用减法计数继电器，其触点在程序内部使用每个WR由相应的16个辅助继电器R构成Y0Y7共8点R0R62F共

7、1008点T0T99共100点C100C143共44点WR0WR62共63个6.2可编程控制器的程序编制6.2.1可编程控制器的编程语言PLC的程序有系统程序和用户程序两种。系统程序用户不能修改。用户程序是用户根据控制要求，利用PLC厂家提供的程序编制语言和指令编写的应用程序。PLC的编程语言以梯形图语言和指令语句表语言最为常用，并且两者之间一一对应，可以相互转换。1．梯形图梯形图是一种从继电接触器控制电路图演变而来的图形语言。它是借助于