第十章可编程序控制器PLC.docVIP

第十章 可编程序控制器（ PLC） 本章要求 了解有关 PLC 可编程控制器的结构和工作原理的基本概念；了 解 PLC 编程的基本问题。 本章重点 PLC 可编程控制器的基础知识 本章简述 可编程序控制器（ PLC ）是为取代继电接触器控制系统而设计的一种新型工业控制装置，它可以实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数等各种功能。它具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程方便、体积小等一系列优点，文中简单介绍了 PLC 的基本的一些问题，为后续课程奠定基础。 本章学时 1 学时 第一节 PLC 的基本结构和工作原理 一、 PLC 的基本结构 不同型号的 PLC ，其内部结构和功能不尽相同， 但它们的基本结构却是一样的， 如 10-1 所示。 10-1 PLC 的基本结构 1． CPU CPU 是 PLC 的核心，其功能是接收并存储从编程器输入来的用户程序和数据；用扫描 方式接收现场输入装置的状态或数据； 再从存储器逐条读取用户程序、 经命令解释后按指令 规定的功能产生有关的控制信号， 开启或关闭相应的控制门电路， 分时分路地完成数据的存 取、传送、组合、比较、变换等操作，完成用户程序中规定的各种逻辑或算术运算等任务， 根据运算结果更新有关标志位的状态和输出状态寄存表的内容， 再由输出状态表的位状态或 数据寄存器的有关内容实现输出控制、制表打印、数据通信等功能。 2．存储器 存储器用来存放系统工作程序，调用管理程序和各种系统参数。 3．输入 /输出（ I/O ）接口 I/O 接口是 CPU 与工业现场装置之间的连接部件。 PLC 通过输入接口把工业设备或生 产过程的状态或信息送入 CPU，通过用户程序的运行，把结果通过输出接口输出给执行机 构。 4．电源 PLC 的电源分为两种，一种是外部电源或称用户电源，用于传送现场信号或驱动现场 执行机构，通常由用户另备；另一种称为内部电源，是主机内部电路的工作电源，是主机重 要的组成部分。 5．编程器 编程器是 PLC 的一种主要外部设备。其主要任务是输入程序、调试程序，并可用来监 视 PLC 的工作状态、显示错误信息等。 二、 PLC 的基本工作原理 1． PLC 的扫描 PLC 采用的是循环扫描工作方式。 当 PLC 运行 时，用户程序中有很多操作需要去执行，但 CPU 是 不能同时去执行多个操作的，它只能按程序规定的 顺序依次执行各个操作。这种按顺序执行操作的工 作方式称为扫描工作方式。 扫描从存储地址所存放的第一条用户程序开 始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号 递增的方向顺序逐条扫描用户程序，也就是按顺序 逐条执行用户程序，直到程序结束。每扫描完一次 程序就构成一个扫描周期，然后再从头开始扫描， 并周而复始地重复。 2． PLC 的工作过程 PLC 的工作过程就是程序执行过程，它是一种 循环过程，每一次循环所用的时间称为一个扫描周 期。 PLC 投入运行后，首先按顺序扫描各输入端的  10-2 PLC 的工作过程 状态，按用户程序解算控制逻辑，然后顺序向各输出端发出相应的控制信号。除此之外，为 提高工作的可靠性和及时接收外来的控制指令， 在每个扫描周期还要进行故障自诊断和处理 与编程器、计算机的通信请求。整个工作过程如图 10-2 所示。 第二节 PLC 的编程 一、 PLC 的常用编程语言 （一）梯形图 梯形图编程语言是目前用得最多的 PLC 编程语言之一，它沿用了继电接触器控制电路 的符号， 同时增加了一些继电接触器控制中没有的符号。 因此梯形图与继电接触器控制线路 图在形式上和符号上有许多相似之处。 1．梯形图的表达形式 梯形图按照从左到右、从上而下的顺序排列，如图 10-3 所示。 最左边的竖线称为起始母线或左母线，或 者简称母线。 一般最右边还加上一条竖线， 称为 右母线。各个触点及线圈按照控制要求和一定的 规则连接起来。 从左母线开始， 从左到右依次连 接各个触点， 最后以线圈结束 （常常还要加上右 母线），称为一个逻辑行或一个梯级，整个图形 呈阶梯形。 梯形图中使用的基本符号， 如图 10-3 所示， 主要有母线、 连线、常开触点、 常闭触点及线圈， 此外还有指令框、标号等。不同型号的 PLC 的 图 10-3 梯形图 梯形图所用的基本符号的画法可能略有不同， 但 表达的意义是一致的。 梯形图中的触点有常开、常闭两种，它们可以是 PLC 内输入继电器、输出继电器、辅 助继电器、定时器、计数器、状态元件等的触点，每个触点都要标上自己的编号以示区别。 梯形图中的线圈，可以是输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等的线圈，每个 线圈也要标上其编号（标在线圈图形的外面或内部） 。 编程时，可以通过编程器上的键盘将梯形图输入进去，同时梯形图在编