第1章PLC的基本工作原理分析报告.pptVIP

传统继电接触器控制系统的缺点： 继电器接点间、接点与线圈间存在着大量的连接导线，因而使控制功能单一，更改困难。 大量的继电器元器件需集中安装在控制柜内，因而使设备体积庞大，不宜搬运。 继电器接点的接触不良、导线的连接不牢等会导致设备故障的大量存在，且查找、排除故障困难，使系统的可靠性降低。 继电器动作固有的电磁时间，使系统的动作速度较慢。 招标的具体要求： 程序编制、修改简单，采用工程技术语言。 系统组成简单、维护方便。 可靠性高于继电接触器控制系统。 与继电接触器控制系统相比，体积小、能耗小。 购买、安装成本可与继电器控制柜相竞争。 能与中央数据收集处理系统进行数据交换，以便监视系统运行状态及运行情况。 采用市电输入（美国标准系列电压值AC 115V），可接受现场的按钮、行程开关信号。 采用市电输出，具有驱动电磁阀、交流接触器、小功率电动机的能力。 能以最小的变动及在最短的停机时间内，从系统的最小配置扩展到系统的最大配置。 程序可存储，存储器容量至少能扩展到4000B。 由于这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案，且专门用于逻辑控制，所以人们称这种新的工业控制装置为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller)，简称为PLC。 输入接口电路 输入接口通过PLC的输入端子接受现场输入设备（如限位开关、按钮、光电开关盒温度开关等）的控制信号，并将这些信号转换成中央处理单元CPU所能接受和处理的数字信号。 输入接口电路通常有两类，一类为直流输入型，另一类为交流输入型。 在直流数字量输入电路中，根据具体的电路形式又有源型和漏型之别。 漏型输入电路的电流流向是从输入端口流入PLC，从公共端流出；而源型输入电路的形式与漏型电路基本相似，不同之处在于光电耦合器、发光二极管、电源均反向，电流流向是从公共端COM流入PLC，从信号端流出。 目前有很多PLC采用双向光电耦合器，并使用两个反向并联的发光二极管，这样一来，电源的极性就可以任意接，电流的流向也可以是任意的。 直流输入电路的组成 R1为限流电阻。 R2和C构成滤波电路，可滤除输入信号中的高频干扰。 发光二极管LED显示改点的输入状态。 光电耦合器由一个发光二极管和一个光敏三极管封装在一个管壳中。当二极管中有电流流过时，可使光敏三极管导通。 交流数字量输入电路也有多种形式，有些采用桥式整流电路将交流信号转换成直流，然后经光电耦合器隔离输入内部电路；而有些PLC则直接使用双向光电耦合器和双向发光二极管，从而省去了桥式整流电路。例如S7-200。 可以看出，不论是直流输入电路还是交流输入电路，输入信号最后都是通过光耦合器件传送给内部电路的，采用光耦合电路与现场输入信号相连是为防止现场的强电干扰进入PLC。 光耦合器的信号传感原理是：在光耦合器的输入端加上变化的电信号，发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。光敏三极管在光信号的照射下导通，导通强度与光信号的强弱有关。在光耦合器的线性工作区，输出信号与输入信号有线性关系。 光耦合器的抗干扰性能：由于输入和输出端是靠光信号耦合的，在电气上是完全隔离的，因此输出端的信号不会反馈到输入端，也不会产生地线干扰或其它串扰。由于发光二极管的正向阻抗值较低，而外界干扰源的内阻一般较高，根据分压原理可知，干扰源能馈送到输入端的干扰噪声很小。 输出接口电路 输出接口将经中央处理单元CPU处理过的数字信号（1或0）传送给输出端的电路元件，以控制其接通或断开，从而驱动接触器、电磁阀、指示灯等输出设备获得或失去工作所需要的电压或电流。 为适应不同类型的输出设备负载，PLC的输出接口类型有继电器输出型、双向晶闸管输出型和晶体管输出型3种。 继电器输出型为有触点输出方式，可用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路，这种方式存在继电器触点的电气寿命和机械寿命问题。 双向晶闸管输出型和晶体管输出型皆为无触点输出方式，开关动作快、寿命长，可用于接通或断开开关频率较高的负载回路，其中双向晶闸管输出型只用于带交流电源负载，晶体管输出型则只用于带直流电源负载。 PLC与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电接触器按“并行”方式工作的，也就是说按同时执行的方式工作的，只要形成电流通路，就可能有几个电器同时动作。而PLC是以循环扫描的方式工作的，它是循环地连续逐条执行程序，任意时刻它只能执行一条指令，这就是说PLC是以“串行”方式工作的。这种串行工作方式可以避免继电器控制的触点竞争和时序失配问题。 在结构上，具有模块结构特点 其基本的控制输入、输出和特殊功能处理模