电器及PLC控制技术与实训 教学课件 作者 崔金华 第3章.ppt

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1、第3章PL概述学习目标【知识目标】1．了解PLC的定义；2．了解PLC的组成与工作原理；3．了解PLC的常用编程语言；4．了解FX2N系列PLC的内部配置；5．了解FX2N系列PLC的硬件结构。【技能目标】1．掌握I/O接线方法。2．掌握FX-20P-E手持编程器的使用。主要内容3.1PLC简介3.2PLC的基本组成与工作原理3.3PLC的编程语言3.4PLC的内部系统配置3.5FX-20P-E手持编程器3.1PLC简介一、可编程序控制器的产生和定义1968年美国通用汽车公司对汽车生产线控制系统提出10项

2、采用计算机控制的改造要求并公开招标，1969年美国数字设备公司根据这一要求，研制开发出世界上第一台可编程序控制器，并在GM公司汽车生产线上首次应用。1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：可编程序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。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一

3、个整体，易于扩展其功能的原则而设计。二、可编程序控制器的特点1．抗干扰能力强，可靠性高。2．控制系统结构简单，通用性强。3．编程方便，易于使用。4．功能完善。5．系统设计、调试的周期短。6．体积小，维护操作方便。3.1PLC简介3.1PLC概述三、可编程序控制器的应用1．开关量逻辑控制。2．运动控制。3．数据处理。4．过程控制。5．通信及联网。四、可编程序控制器的分类1．按I/O点数及存储器的容量分为大、中、小三个等级。小型PLC的输入、输出总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在2K字（1K=10

4、24，存储一个1或0的二进制码称为1位，一个字为16位）以下。中型PLC的输入、输出总点数在256-2048点之间，用户程序存储器容量一般为2K-8K字。大型PLC的输入、输出总点数在2048点以上，用户程序存储器容量达到8K字以上。2．根据结构形式分为整体式和模块式。3.1PLC概述五、可编程序控制器的性能指标1．存储容量存储容量是指用户程序存储器的容量。2．I/O点数输入/输出（I/O）点数是PLC可以接受的输入信号和输出信号的总和。3．扫描速度扫描速度是指PLC执行用户程序的速度。4．内部元件的种类

5、与数量5．特殊功能单元3.1PLC概述3.2PLC的基本组成与工作原理一、可编程序控制器的组成可编程序控制器的基本组成包括：中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出单元（I/O）、电源及编程器等外部设备组成，如图所示。1．中央处理器（CPU）CPU是整个PLC的核心部件，由控制器、运算器和寄存器组成并集成在一个芯片内。CPU主要完成的任务是从存储器中读取指令；执行指令；准备下一条指令；处理中断。2．存储器可编程序控制器的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。系统存储器，用于存放PLC的内部系统管理程序，

6、用户不能更改。用户存储器，主要用于存储用户程序及工作数据等，其内容可以由用户修改或增删。3.2PLC的基本组成与工作原理3.2PLC的基本组成与工作原理3．输入/输出单元（I/O接口电路）输入/输出单元是将PLC与现场各种输入、输出设备连接起来的部件（也称为I/O单元或I/O模块）。（1）输入单元通过PLC的输入端子接受现场输入设备的控制信号，并将这些信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号输入主机。（2）输出单元用于把用户程序的逻辑运算结果输出到PLC外部，具有隔离PLC内部电路与外部执行元件的作用，同

7、时兼有功率放大作用。PLC输出一般有三种：继电器输出型（R）、晶体管输出型（T）、晶闸管输出型（S）。4．电源电源单元是PLC的电源供给部分，交流电源经整流和稳压向PLC各模块供电，一般PLC采用AC220V，也可采用DC24V。5．编程器编程器是PLC重要的外围设备，编程器不仅用于编程，还可以利用它进行程序的修改和检查，以及器件的监控。专用的编程器有简易编程器和智能编程器。现在的趋势是使用以个人计算机为基础的编程装置。如图所示。3.2PLC的基本组成与工作原理简易编程器图形编程器个人机程序编程器二、可编

8、程序控制器的工作原理可编程序控制器采用不断循环的顺序扫描工作方式，PLC的工作过程如图所示。（1）上电初始化PLC上电后对系统进行一次初始化，包括硬件和软件初始化，停电保持范围设定及其它初始化处理等。（2）系统自诊断PLC每扫描一次，执行—次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如果发现异常，则停机并显示出错。若自诊断正常继续向下扫描。（3）通讯服务PLC自诊断处理完成以后进入通讯服务过程。CPU自动检测并处理各通信端口接