第8章 可编程控制器综述.pptVIP

可编程控制器;1．抗干扰能力强，可靠性高 2．硬件配套齐全，通用性强 3．功能强，性价比高 4．简单易学 5．设计、安装、调试周期短，维修方便 6．体积小，能耗低;PLC其基本结构与计算机类似，都是以微处理器为核心。PLC基本结构包括中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信接口等。通过CPU模块或通信模块上的通信接口，PLC被连接到通信网络上，可以与计算机或其他设备或PLC通信。PLC可分为整体式和组合式两类。 ;PLC各组成部分的功能;2．存储器 存储器用于存放系统程序、用户程序以及数据。可分为只读存储器ROM（Read Only Memory）和随机存储器RAM（Random Access Memory）两种。系统程序存储通常采用ROM或PROM芯片存储器存放PLC的操作系统程序、用户解释程序、系统诊断程序及通信及参数管理程序等。用户程序存储通常采用EPROM、EEPROM或Flash ROM存储器。数据存储通常采用随机存储器RAM，存储工作过程中经常变化的数据，包括输出输出数据、逻辑部件数据、中间变量等。对具有掉电保持的存储区域，在停电时可通过后备电池保持其内容。 3.I/O单元 I/O单元是PLC与现场设备连接的接口。 （1）开关量输入单元 分为源型输入和漏型输入两种形式 （2）开关量输出单元 开关量输出单元包括晶体管输出单元、继电器输出单元和双向晶闸管输出单元三种类型 ;4．I/O扩展接口 当I/O数量不满足控制要求时，整体式PLC可通过I/O扩展接口扩展一定数量的I/O接口，模块组合式可以通过总线连接扩展I/O接口。另外一些特殊功能I/O单元也通过I/O接口对PLC 功能进行扩展. 5．通信、外设接口 通信接口是常用的外设接口，是实现人—机对话和机—机对话的通道. 6．电源 PLC电源单元包括系统的电源和后备电池。通常为交流220?V或直流24?V输入. ;PLC运行时，采用循环扫描方式，即按照一定的顺序执行任务，每一个循环叫做一个循环扫描周期。一个扫描周期包括自诊断、输入采样、程序扫描、输出刷新几个外阶段。;1．PLC循环扫描工作过程 （1）上电初始化 （2）系统自检 （3）通讯服务 （4）输入采样 （5）执行内部程序 （6）输出刷新阶段;2．I/O响应时间 在PLC的程序执行阶段，输入状态寄存器的内容要等到一个周期输入处理阶段才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出信号，等到一个循环周期结束，CPU集中将这些输出信号全部输出给输出锁存器，这才成为实际的CPU输出，因此，全部输入、输出状态的改变就需要一个扫描周期。由于PLC的循环扫描工作方式，将出现输出信号相对输入信号滞后的现象，扫描周期越长则滞后越严重。从输入端信号发生变化到输出端反应，这段时间称为响应时间。对于实时性要求较高的系统，必须对PLC的响应时间也即滞后时间进行估算。 响应时间包括输入延迟时间、程序执行时间和输出延迟时间.;根据PLC结构可将PLC分为整体式和模块式两类 （1）整体式PLC：特点是将PLC的基本部件，如CPU板、输入板、输出板、电源板等紧凑地安装在一个标准机壳内，构成一个整体，组成PLC的一个基本单元（主机）或扩展单元，基本单元和扩展单元之间可通过扁平电缆连接。整体式结构的PLC体积小，成本低，安装方便。 （2）模块式PLC:特点是PLC各组成部分为一些标准模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块和各种功能模块等，模块被安装于框架上或基板上。模块可根据需要灵活配置，装配方便，易于维护和扩展。大、中型PLC多采用这种结构形式。 ;PLC按I/O点数及内存容量可分为以下几类： （1）I/O点数小于64点的超小型PLC；（2）I/O点数在65—128点的小型PLC；（3）I/O点数范围在129—512点的中型PLC；（4）I/O点数范围在513—896点的大型PLC（5）I/O点数在896点以上的超大型PLC。 PLC也可根据所具有的功能不同，分为低档PLC、中档PLC和高档PLC。;2．PLC与计算机比较 （1）工业上，计算机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力，而PLC由于采用了工厂技术人员熟悉的梯形图语言编程，因此，易学易懂，便于推广应用。 （2）PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性，但是在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。 （3）PLC专为工业环境设计，抗恶劣环境和电磁干扰性能更强。 ;2．Q系列可编程控制器概述 Q系列PLC采用了模块化的结构形式，基本组成包括电源模块、CPU模块、基板、I/O模块等。根据控制系统的需要，系列产品有多种电源模块、CPU模块、基板、I/O模块可供用户选择。通过扩展基板与I/O模块可以增加I/O点