机床电气控制技术 第4版 教学课件 作者 齐占庆 王振臣第三章第三章.ppt

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1、第三章可编程序控制器的结构及工作原理本章包括以下内容可编程序控制器（PLC）基本构成及工作方式可编程序控制器的编程元件及编程语言欧姆龙C系列PLC及其指令系统简介三菱FX2N系列可编程序控制器及其基本指令简介西门子S7-200PLC及其指令系统简介*可编程序控制器（PLC）概述概述可编程序控制器的产生及发展1968年，美国汽车制造商通用汽车公司为了适应汽车型号不断翻新的需求，以求在激烈竞争中占有优势，提出用一种新的控制器取代继电器控制系统。◆PLC起源继电器逻辑控制装置接线功能完备灵活性高通用性好计算机继电器接触器控制系统简单易懂操作方便

2、价格便宜＋＋编程简单掌握快附加要求＝新型控制器对新型的控制器的具体设想新型控制器应具备的具体条件：1)编程简单，可在现场修改程序。2)维护方便，最好是插件式结构。3)可靠性高于继电器控制。4)体积小于继电器控制柜。5)可将数据直接送人管理计算机。6)在成本上可与继电器控制柜竞争。7)输入可以是交流115V。8)输出可以为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀。9)扩展时，原有系统只要很小变化。10)用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。其后，日本、德国等相继引入或开发这项新技术，可编程序控制器由此而迅速发展起来。美国数字设备公司（DEC

3、）根据GM公司招标的技术要求，于1969年研制出世界上第一台可编程序控制器，并在GM公司汽车自动装配线上试用，获得成功。由于其突出优点，迅速的取代了继电器逻辑控制装置，应用范围日益广泛。两者的直观比较第一节可编程序控制器（PLC）基本构成及工作方式图3-1PLC的基本构成一、PLC的基本构成(1)微处理器（CPU）PLC中所采用的CPU随机型不同而有所不同。有的机型中还采用多处理器结构，分别承担不同信息的处理工作。以提高实时控制能力。CPU是PLC的核心部件，是PLC的运算、控制中心，用来实现逻辑运算、算术运算并对整机进行协调控制(2)存

4、储器PLC中的存储器主要用来存放PLC的系统程序、用户程序以及工作数据。常用的存储器有ROM、EPOM.、EEPROM、快闪内存、RAM等几种类型，不同型号的PLC所配置的存储器类型也不相同。(3)现场信号的输入输出接口开关量输入接口开关量输出接口I/O扩展接口通讯接口电源以开关量为输出形式的检测元件（如操作按钮、行程开关、接近开关、压力继电器等）的连接通道开关量输出接口是PLC与现场执行机构的连接通道I/O扩展接口用于扩展PLC的功能和规模图3-2PLC的扫描工作流程图二、可编程序控制器的工作方式扫描工作方式PLC的工作过程公共操作I/

5、O操作执行用户程序包括监视定时器T1的作用执行用户程序执行外设指令上电后的初始操作(1)因以扫描的方式执行操作，所以其输入输出信号间的逻辑关系存在着滞后，扫描周期越长，滞后就越严重。(2)扫描周期除了执行用户程序所占用的时间外，还包括系统管理操作占用的时间，前者与程序的长短及其指令操作的复杂程度有关，后者基本不变。(3)第n次扫描执行程序时，所依据的输入数据是该次扫描之前的输入采样值Xn；所依据的输出数据既有本次扫描前的值Yn-1，也有本次解算结果Y’n。送往输出端子的信号，是本次执行完全部运算后的最终结果Yn。执行运算过程中并不输出，因

6、为前面的某些结果可能被后面的计算操作否定。(4)如果考虑到I/O硬件电路的延时，PLC响应滞后比扫描原理滞后更大。PLCI/O端子上的信号关系，只有在稳态（ON或OFF状态保持不变）时才与设计要求一致。(5)输入／输出响应滞后不仅与扫描方式和电路惯性有关，还与程序设计安排顺序有关。几个重要的结论：PLC按扫描的方式执行程序是主要的工作方式，就是在具有快速处理的高性能PLC中，主程序还是以扫描方式执行的。三、可编程序控制器的编程设备手持编程器专用编程器装有编程软件的计算机手持编程器体积小，携带方便，在现场调试时更显其优越性，但在程序输入或阅

7、读理解分析时，比较繁琐功能强，可视化程度高，使用也很方便，但其价格高，通用性差利用计算机进行PLC的编程、通信更具优势，计算机除可进行PLC的编程外，还可作为一般计算机使用，兼容性好，利用率高。因此采用计算机进行PLC的编程已成为一种趋势第二节可编程序控制器的编程元件及编程语言可编程控制器的编程元件及存储区域的分配编程元件（软继电器）存储器区域编程语言概述IEC61131-3中规定的5种编程语言梯形图（LD-LadderDiagram）顺序功能图（SFC-SequentialFunctionChart）功能块图（FBD-FunctionB

8、lockDiagram）指令表（IL-InstructionList）结构文本（ST-StructuredText）图形语言文本语言梯形图LD简介梯形图有如下特点：①梯形图按行从上至下，每一行