电气控制与PLC应用技术 教学配套课件 田效伍 第5章可编程控制器.pdfVIP

第五章 可编程控制器 的基本组成及工作原理 可编程控制器是以微处理器为核 心的工业自动控制装置。 5.1 可编程控制器的基本组成 5.1.1微处理器(CPU) 5.1.2存储器 5.1.3输入/输出接口（I/O） 5.1.4 外围设备 5.1.5 电源 5.2 可编程序控制器的工作原理 5.3 PLC控制与继电器控制的区别 5.4 PLC的编程语言 5.4.1 梯形图 5.4.2 语句表 5.4.3 功能块图 可编程控制器硬件系统的基本结 构框图如图5-1所示。 图5-1 PLC硬件系统结构框图 5.1.1微处理器(CPU) 微处理器又称中央处理器，简称CPU， 它是PLC的核心。可编程控制器中所采用的 CPU随机型不同而不同，通常有三种：通 用微处理器(如8086、80286、80386等)、 单片机、位片式微处理器。 小型PLC大多采用8位、1 6位微处理器或 单片机作CPU，如Z80A、8031、M68000 等，价格低、通用性好。 中型的PLC，大多采用16位、32位微处 理器或单片机作为CPU，如8086、8096系列 单片机；集成度高、运算速度快、可靠性高。 大型PLC，大多数采用高速位片式微处理 器，灵活性强、速度快、效率高。 5.1 可编程控制器的基本组成 可编程控制器是以微处理器为核心的结构，其 功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的 支持。 可编程序控制器是一种新型的工业控制计算 机。 5.1.2存储器 存储器用来存放系统程序、用户程序、 逻辑变量和其它信息。 PLC使用的存储器有ROM、RAM、 E2PROM。 5.1.3输入/输出接口（I/O） 输入设备一般包括各类控制开关和传感 器等，这些量通过输入接口电路的输入端 子与PLC的微处理器CPU相连。 CPU处理的是标准电平，因此，需要有 各类接口模块将不同的电压或电流信号转 变为CPU所能接收的电平。 输出接线端子与控制对象如接触器线圈、电 磁阀线圈、指示灯等连接。 借助输出接口电路将CPU输出电平转变为控 制对象所需的电压或电流信号。 输入/输出接口有数字量（开关量）输入/输出 单元，模拟量输入/输出单元。 数字量（开关量）输入单元分为直流输入和交流 输入两种类型，常用的输入电路有干接点式、直流 输入式和交流输入式三种，电路原理如图5-2所示。 图5-2 可编程控制器输入电路原理图 数字量（开关量）输出单元又分为继电 器输出、晶体管输出和晶闸管输出三种形 式。 继电器输出可接交流负载或直流负载； 晶体管输出只能接直流负载； 晶闸管输出只能接交流负载，输出负载 必须外接电源。 三种输出电路的原理如图5-3所示。 图5-3 可编程控制器输出电路原理图 5.1.4 外围设备 PLC的外围设备有手持编程器、便携式 图形编程器及通过专用编程软件实现图形 编程的个人计算机。 外围设备通过专用的接口与PLC主机相 连。 5.1.5 电源 PLC的电源是将交流电压变成 CPU、存储器、输入输出接口电路等 所需电压的电源部件。 5.2 可编程序控制器的工作原理 指令-使PLC进行逻辑运算、数据处 理、输入和输出步骤的助记符。 程序-实现某一控制要求的指令的集 合。 PLC执行程序以循环扫描方式进行 扫描过程分为三个阶段 输入采样阶段 程序执行阶段和 输出刷新阶段 扫描周期-完成上述过程所需的时间。 PLC的工作过程除了包括上述三 个主要阶段外，还包括内部处理、通 信处理等。 PLC扫描周期的长短，取决于PLC 执行一个指令所需的时间和有多少条 指令。