[工学]第五章 PLC基本原理.pptVIP

第五章 可编程序控制器（PLC）基本知识 一、PLC的概述（1．PLC的由来） 核心思想：·用程序代替硬接线·输入/输出电平可与外部装置直接相联·结构易于扩展 2、PLC的定义 3、PLC的特点 4、PLC的分类 5、PLC的运用 6、PLC的发展趋势 7、PLC的主要技术指标 8、PLC控制与其他控制的区别 （2）PLC控制与微机控制的区别 （3）PLC控制与单板机控制的区别 二、PLC的组成及工作原理 2、 PLC各组成部分的功能（1）输入部件 （2）输出部件 （3）中央处理器(CPU) （4） 存储器及存储器扩展 （5） 通信接口 （6） 智能I/O接口 （7） I/O扩展接口 （8） 功能开关与指示灯 （9） 编程器 （10）电源单元 3、PLC的工作原理（ 1 ）、PLC的等效电路 （2）工作方式 （3）小型PLC的工作过程 A．自监视扫描阶段 B、 与编程器交换信息的扫描阶段 C、 与数字处理器DPU交换信息的扫描阶段 D、 网络进行通信的扫描阶段 E、 用户程序扫描阶段 F、 输入/输出(I/O)服务扫描阶段 4、输入/输出响应的滞后现象 单板机具有结构简单、使用方便、价格比较低等优点，一般用于数据采集和工业控制。 1、单板机不如PLC容易掌握。单板机一般使用机器指令或助记符编程，而PLC采用继电器术语。 2、单板机不如PLC使用简单。用单板机来实现自动控制，一般要在输入/输出接口上做大量工作。要考虑现场与单板机的连接、接口的扩展、输入/输出信号的处理、接口工作方式等问题，除了要设计控制程序，还要在单板机的外围做很多软件和硬件方面的工作，调试起来也比较麻烦。而PLC的I/O口已经做好，输入接口可以与输入信号直接，非常方便。输出接口具有一定的驱动能力。 3、单板机不如PLC可靠。单板机作工业控制，突出问题就是抗干扰性能差。而PLC是专门应用于工业现场的自动控制装置，在系统硬件和软件上都采取了抗干扰措施。 1、PLC的组成 输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，是现场信号进入PLC的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的信号。 主令元件是指由用户在控制键盘(或控制台)上操作的一切功能键，如开机、关机、调试或紧急停车等按键。主令元件给出的信号称为主令信号。检测元件的功能是检测一些物理量(如行程距离、速度、位置、压力、流量、液位、温度、电压、电流等)在设备工作进程中的状态，并通过输入部件送入PLC以控制工作程序的转换等。常见的检测元件有行程开关、限位开关、光电检测开关、继电器触点及其他各类传感器等。 输入方式有两种，一种是数字量输入(也称为开关量或接点输入)，另一种是模拟量输入(也称为电平输入)。后者要经过模拟/数字变换部件才能进入PLC。 输入部件均带有光电耦合电路，其目的是把PLC与外部电路隔离开来，以提高PLC的抗干扰能力。为了与现场信号连接，输入部件上设有输入接线端子排。为了滤除信号的噪声和便于PLC内部对信号的处理，输入部件内部还有滤波、电平转换、信号锁存电路。 各PLC生产厂家都提供了多种形式的I/O部件或模块，供用户选用。 输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件，其功能是控制现场设备进行工作(如电机的启、停、正/反转，阀门的开、关，设备的转动、移动、升降等)。对于PLC，希望它能直接驱动执行元件，如电磁阀、微电机、接触器、灯和音响等，因此，输出部件中的输出级常是一些大功率器件，如机械触点式继电器、无触点交流开关(如双向可控硅)及直流开关(如晶体三极管)等。 与输入部件类似，输出部件上也有输出状态锁存、显示、电平转换和输出接线端子排。输出部件或模块也有多种类型供选用 与一般的计算机控制系统一样，CPU是整个系统的核心，它按PLC中系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作。其主要任务有：控制从编程器键入的用户程序和数据的接收与存储；用扫描的方式通过I/O部件接收现场的状态或数据，并存入输入状态表或数据存储器中；诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等；PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，经过命令解释后按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出寄存器表的内容，再经由输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。 目前，小型PC为单CPU系统，而中型及大型PC则为双CPU甚至多CPU系统。PC所采用的微处理器有三种： (1) 通用微处理器。小型PC一般使用8位微处理器如8080/8085、6800和