第11章可编程控制器及其应用-电工电子秦曾煌详解.pptxVIP

第11章 可编程控制器及其应用 11.2 可编程控制器的程序编制 11.3 可编程控制器应用举例 11.1 可编程控制器的结构和工作原理 11.5 可编程控制器微机编程与监控软件简介(略) 11.4 松下FPX系列、欧姆龙(OMRON)C系列和 西门子S7?200系列可编程控制器常用基本 指令对照(略) 可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种新型工业控制器，专门用于工业现场的自动控制装置。 PLC 具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程 简单以及功耗低、体积小等优点。但它存储容量小，价格高。 本章只为初学者提供 PLC 基础知识，重点是简单 程序编制，重在应用。 继电接触器控制系统在生产中得到广泛应用。但由于它的机械触点多、接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性差，因此已不能满足现代化生产过程复杂多变的控制要求。 第11章 可编程控制器及其应用 PLC 的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同,但其结构和工作方式则大同小异, 一般由主机、输入/输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几个主要部分构成。 11.1 可编程控制器的结构和工作方式 11.1.1 可编程控制器的结构及各部分的作用 PLC 可看作一个系统，外部的各种开关信号或模拟信号均为输入变量，它们经输入接口寄存到 PLC 内部的状态寄存器和数据存储器中，而后按用户程序要求进行逻辑运算或数据处理，最后以输出变量的形式送到输出接口，从而控制输出设备。 PLC 硬件系统结构图 1. 主机 CPU是PLC的核心，主要用来运行用户程序，监控输入/输出接口状态。 主机部分包括中央处理器（CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。 系统程序存储器：主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固化，用户不能更改。 用户程序及数据存储器：主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。 2. 输入/输出(I/O)接口 输入接口用于接收输入设备(如按钮、行程开关、传感器等）的控制信号。 输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。 3. 电源 PLC电源指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源。 I/O接口是 PLC 与输入/输出设备连接的部件。 I/O接口电路一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰。 PLC的输入接口电路(直流输入型) PLC的继电器输出接口电路 PLC的晶体管输出接口电路 4. 编程器 编程器是 PLC 重要的外部设备，用于手持编程。 利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序或在线监视PLC工作状况。除手持编程器外，目前使用较多的是利用通信电缆将PLC和计算机连接，并利用专用的工具软件进行编程或监控。 6. 外部设备接口 I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元(即主机)连接在一起。 5. 输入/输出扩展接口 此接口可将编程器、打印机、条码扫描仪等外部设备与主机相连。 11.1.2 可编程控制器的工作方式 PLC 采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作。其工作过程分为输入采样、程序执行和输出刷新 三个阶段，并进行周期循环。 一条指令所需时间一般不超过 100 ms。 1. 输入采样阶段 PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入所有输入端的通/断状态或输入数据，并将其存入输入状态寄存器，即输入刷新。接着转入程序执行阶段。在程序执行阶段，即使输入状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能被读入。 2. 程序执行阶段 PLC在程序执行阶段，按先左后右，先上后下的步序执行程序指令。其过程如下：从输入状态寄存器和其他元件状态寄存器中读出有关元件的通/断状态, 并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关的状态寄存器中。 3. 输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应的输出状态寄存器的通/断状态, 在输出刷新阶段转存到输出锁存器中, 去控制各物理继电器的通/断, 这才是PLC的实际输出。 由PLC的工作过程可见, 在PLC的程序执行阶段,即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内容也不会立即改变，要等到下一个周期输入采样阶段才能改变。暂存在输出