中国石油大学机电系统计算机控制8.ppt

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1、第八章机械系统中的PLC控制主要内容：1、PLC的基本组成、主要功能、性能特点及分类2、PLC的基本结构和工作原理3、编程语言4、西门子S7-200PLC5、PLC应用控制实例早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。可编程序控制器:（ProgrammableController）是以微处理器为核心的数字式电子电气自动控制装置，是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的一种工业控制专用计算机。这种新型的工业控制装置以其简单易懂、操作

2、方便、可靠性高、体积小、寿命长等一系列优点迅速的在各工业领域广泛使用。目前，世界上较著名的PLC生产厂家有：美国AB,通用电气；日本：三菱电机、松下、OMRON；德国：西门子公司等。PLC的具体结构虽然多种多样，但其体系结构基本相同，即均以微处理器为核心，并辅以外围电路和I/O单元等硬件所组成。中国：仿制或进口生产线，上海、南京等。§8.1可编程序控制器的基本结构PLC最初应用于继电器控制、逻辑控制，随着科技的发展，特别是需求的变化，目前PLC已经具有了大型控制系统的全部功能，包括AI、AO、DI、DO、定时计数、远程通信等功能。一、PLC

3、的基本组成：CPU、存储器、I/O接口、辅助模块组成。可编程序控制器基本结构对于整体式结构PLC，所有部件都封装在同一机箱内；对于组合式结构PLC，各功能部件独立封装，通过主线相互连接，安装在机架的卡槽内。1、CPU：中央处理单元(CPU)是PLC的控制核心。接收并存储用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。用于按预先编制的程序执行相应指令，监控系统运行状态。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障

4、，整个系统仍能正常运行。2、存储器：可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户存储器。存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序和数据的存储器称为用户存储器，所以又分为用户程序存储器和数据存储器两部分。PLC常用的存储器类型1）RAM（RandomAssessMemory）这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。2）EPROM（ErasableProgrammableReadOnlyMemory）这是一种可擦除的只读存储

5、器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。3）EEPROM(ElectricalErasableProgrammableReadOnlyMemory)这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。不同型号的PLC配的存储器的类型有所不同。PLC存储空间的分配存储空间一般包括以下三个区域：1）系统程序存储区在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序，包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等，由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能

6、直接存取，它和硬件一起决定了该PLC的性能。2）系统RAM存储区系统RAM存储区包括I/O映象寄存区以及各类软元件，如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等存储器。①I/O映象寄存区由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。PLC需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O的状态和数据，这些单元称作I/O映象寄存区。整个I/O映象寄存区可看作两个部分组成：开关量I/O映象寄存区；模拟量I/O映象寄存区。②系统软元件存储区除了I/O映象寄存区以外

7、，系统RAM存储区还包括PLC内部各类软元件（逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等）的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和失电不保持的存储区域，前者在PLC断电时，由内部的锂电池供电，数据不会丢失；后者当PLC断电时，数据被清零。3）用户存储区用户存储区存放用户编制的用户程序和用户数据，不同类型的PLC，其存储容量各不相同。3、I/O接口：与外部交换信息，进行相应的控制。其驱动能力强(电压、电流)、形式多样(触点、可控硅、晶体管)、抗干扰功能强大。1)、输入接口电路输入信号有开关量、模拟量、数字量三种，相应接口电路包括开

8、关量接口电路、模拟量模拟量和数字量。可编程序控制器优点之一是抗干扰能力强，这也是其I/O设计的优点之处，经过电气隔离后，信号才送入CPU执行的,防止现场的强电干扰进入。2．输出接