可编程控制器原理及应用 教学课件 作者 田淑珍第1章 可编程控制器的概述.ppt

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1、第1章可编程控制器的概述本章要点可编程控制器的产生、特点、分类与发展可编程控制器的定义和基本含义可编程控制器的基本组成及各部分的作用可编程控制器的工作原理可编程控制器的技术指标1.1可编程控制器的产生用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件（1）编程简单，可在现场修改程序；（2）维护方便，更好是插件式；（3）可靠性高于继电器控制柜；（4）体积小于继电器控制柜；（5）可将数据直接送入管理计算机；（6）在成本上可与继电器控制柜竞争；（7）输入可以是交流115V（即用美国的电网电压）；（8）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动

2、电磁阀；（9）在扩展时，原有系统只需要很小的变更；（10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。：1.2可编程控制器的定义可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。他采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”1.3可编程控制器的基本组成1.3.1控制组件可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I

3、/O接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。连接文件夹第一章图1.doc1.CPU单元:CPU是可编程控制器的控制中枢，相当于人的大脑。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成2.存储器:可编程控制器的存储器由只读存储器ROM、随机存储器RAM和可电擦写的存储器EEPROM三大部分构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据.3.I/O单元及I/O扩展接口（1）I/O单元:可分为模拟量I/O单元、数字量I/O单元两大类。根据输入单元形式的不同，可分为基本I/O单元、扩展I/O单元两大类（2）I/O扩展接口：可编程控制器利

4、用I/O扩展接口使I/O扩展单元与PLC的基本单元实现连接，当基本I/O单元的输入或输出点数不够使用时，可以用I/O扩展单元来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子4.外设接口外设接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能通过外设接口组成PLC的控制网络。PLC通过PC/PPI电缆或使用MPI卡通过RS-485接口与计算机连接，可以实现编程、监控、连网等功能。5.电源电源单元的作用是把外部电源（220V的交流电源）转换成内部工作电压。外部连接的电源，通过PLC内部配有的一个专用开关式稳压电源，将交流/直

5、流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源（直流5伏、正负12伏、24伏），并为外部输入元件（如接近开关）提供24V直流电源（仅供输入端点使用），而驱动PLC负载的电源由用户提供。1.3.2输入输出接口电路1.输入接口电路如图1-2所示连接文件夹第一章图11.doc，输入接口电路提高抗干扰能力的方法主要有（1）利用光电耦合器提高抗干扰能力（2）利用滤波电路提高抗干扰能力2.输出接口电路（1）小型继电器输出形式，如图1-3所示连接文件夹第一章图12.doc（2）大功率晶体管或场效应管输出形式，如图1-4所示连接文件夹第一章

6、1-4.doc（3）双向晶闸管输出形式，如图1-5所示连接文件夹第一章图13.doc3.I/O电路的常见问题1、当该电流值大于1.3mA时，就可能引起PLC输入电路发生误动作。2、应在输出回路串联保险丝，避免负载电流过大，会损坏输出元件或电路板3、晶体管、双向晶闸管型输出端子漏电流和残余电压的存在4、感性负载断电时产生很高的反电势1.3.3编程器编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用户程序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视PLC的工作状态常见的给PLC编程的装置有手持式编程器和计算机编程方式1

7、.4可编程控制器的工作原理及主要技术指标1.4.1可编程控制器的工作原理PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的扫描周期主要可分为（1）读输入阶段每次扫描周期的开始，先读取输入点的当前值，然后写到输入映像寄存器区域。（2）执行程序阶段。用户程序执行阶段，PLC按照梯形图的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫描，（3）处理通信请求阶段（4）执行CPU自诊断测试阶段。（5）写输出阶段1.4.2可编程控制

8、器主要技术指标1.输入/输出点数可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出端子数量的总和。它是描述的PLC大小的一个重要的参数。2.存储容量PLC的存储器由系统程序存储器，用户程序存储器和数据存储器三部分组成。PLC存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供