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当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 经营企划 > 第四、概述五章PLC的基本结构与工作原理
1第二篇可编程序控制器(PLC)应用技术第四章概述第五章PLC的基本结构与工作原理第六章F1系列PLC的内部继电器第七章F1系列PLC的基本指令及编程方法第十章PLC控制系统的设计第十一章PLC的应用实例第十四章PLC的网络控制2第四章概述3第四章概述PLC的产生与功能特点PLC的产生PLC的功能特点PLC的分类PLC的发展与应用44.1.1引言54.1.2可编程序控制器的产生1968年,美国最大的汽车制造商-通用汽车公司(GE公司)从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件,引起了开发热潮;1969年,美国数字设备公司(DEC公司)研制出第一台可编程控制器PDP-14;1971年,日本开始生产可编程控制器;1973年,欧洲开始生产可编程控制器;到现在世界各国的一些著名的电气工厂几乎都在生产可编程控制器装置。64.1.3PLC的功能逻辑控制定时控制计数控制步进控制A/D,D/A转换数据处理通信联网中断功能及复杂控制74.1.4PLC的特点可靠性高,抗干扰能力强;适应性强,应用灵活;编程方便,易于使用;控制系统设计、安装、调试方便;维修方便、维修工作量小;功能完善。84.2PLC的分类1按容量分类(I/O点数)微型PLC(I/O总点数在64点以下)小型PLC(I/O总点数在64~256点之间)中型PLC(I/O总点数在256~2048点之间)大型PLC(I/O总点数在2048点以上)94.2PLC的分类2按结构形式分类箱体式结构模块式结构104.3PLC的应用11顺序控制PLC应用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制,如,组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。运动控制PLC制造商提供拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块。过程控制PLC能控制大量的物理参数,例如,温度、压力、速度和流量等。114.3PLC的应用22数据处理在机械加工中,支持顺序控制的PLC和计算机数值控制(CNC)设备紧密结合。通信和联网为了工厂自动化(FA)系统、柔性制造系统(FMS)及集散控制系统(DCS)等发展的需要,必须有PLC之间、PLC和上级计算机之间的通信功能。124.4PLC的应用举例1134.4PLC的网络应用举例214第五章PLC的基本结构及工作原理PLC的基本结构PLC的输出输出PLC的基本工作原理PLC的性能指标PLC与其他工业控制系统的比较155.1.1引言165.1.2PLC的基本结构中央处理器存储器输入与输出接口电源其他辅助设备175.1.3PLC-中央处理器CPU是PLC的核心;控制用户程序和数据的接收与存储;通过I/O部件接收现场的状态或数据;185.1.4PLC-存储器PLC的存储器包括:系统存储器和用户存储器;系统存储器存放由PLC生产厂家编写的系统程序,并固化在ROM内,用户不能直接更改;用户存储器包括用户程序存储器(程序区)、功能存储器(数据区);195.1.5PLC存储器-系统存储器系统程序包括三部分:系统管理程序用户指令解释程序标准程序模块与系统调用205.1.6PLC存储器-用户存储器用户存储器包括用户程序存储器(程序区)、功能存储器(数据区)215.1.7PLC-输入与输出接口输入接口用来接收和采集两种类型的输入信号;开关量输入信号模拟量输入信号高速脉冲信号输出接口用来连接被控对象中各种执行元件。225.1.8PLC-电源开关式稳压电源为CPU板、I/O板及扩展单元提供工作电源(5VDC);为外部输入元件提供24VDC。235.1.9PLC-扩展接口扩展接口用于扩展单元与基本单元相连,使PLC的配置更加灵活。245.1.10PLC-通信接口为了实现“人-机”或“机-机”之间的对话,PLC配有多种通信接口。PLC通过这些通信接口可以与监视器(CRT)、打印机、其他的PLC或计算机相连。255.1.11PLC-智能模块为了满足更加复杂的控制功能的需要,PLC配有多种智能I/O接口。例如:PID模块高速计数模块通信模块265.1.12PLC-其他部件编程器供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。PLC还可配有盒式磁带机、EPROM写入器、存储器卡等其他外部设备。275.2PLC的输入输出285.2.1PLC的输入功能:用来采集现场设备的输入信号,包括按钮,选择开关,继电器触点,接近开关,光电开关等输入回路电流:直流24V,12V,5V,交流110V,220V,36V,24V等.接线方式:汇点式输入接线,分割式输入接线方式电源PLC内部提供,或用户提供;灌电流输入或拉电流输入295.2.1PLC的输出功能:用来向各执行机构输出控制信号,包括向接触器,电磁阀,指示灯等.输出形式:晶体管输出,继电器输出,双向晶闸管输出接线方式:汇点式输出接线,分割式输出接线方式电源由用户提供;灌电流输出或拉电流输出305.3PLC的工作原理315.3.1PLC的等效电路325.3.2基本工作原理PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式;原来电器控制系统的并行工作变成时间上的串行工作方式335.3.3PLC的扫描工作原理345.3.4建立I/O映象区1采集输入信号的方法立即采集输入法定时采集法外部的信号存放到内部存储器的相应位,及输入映像区.外部信号写入输入映像区后,在用户程序的扫描期间是不变的,直到下次系统采集尾部信号时才改变355.3.4建立I/O映象区2365.3.5PLC基本工作过程375.3.6PLC的工作过程385.3.7PLC的程序执行阶段PLC按顺序对程序进行扫描,即从上到下、从左到右地扫描每条指令,并分别从输入映像寄存器和输出映像寄存器中获得所需的数据进行运算、“处理”,在将程序执行的结果写到寄存执行结果的输出映像寄存器中保持,但这个结果在全部程序未执行完毕之前,不会送到输出端口。395.3.8PLC的输出刷新阶段在执行完用户所有程序后,PLC将输出映像寄存器中的内容(存放执行的结果)送入到寄存输出状态的输出锁存器中,再去驱动用户设备,这就是输出刷新。405.3.9中断处理415.4PLC的性能指标图425.4.1PLC的性能指标编程语言指令种类和总条数I/O总点数PLC内部继电器的种类和点数用户程序存储量扫描速度工作环境特种功能435.5PLC与其他控制系统的比较与继电器控制系统的比较与微型计算机控制系统的比较可靠性高的原因分析445.5.1PLC与继电器控制系统的比较“软”代替“硬”;结构紧凑,体积小;“软接点”,动作快;系统设计,施工,调试周期短,修改方便;自检和监控功能强可靠性高455.5.2PLC与计算机控制系统的比较“输入输出接口多,扩展方便;可靠性高;PLC安装,维护,编程等对使用者的技术水平要求不高,容易推广使用;系统紧凑,一般不需要特殊的工作台465.5.3PLC可靠性高的原因“软”代替“硬”;PLC扫描式的工作方式;系统采取模块式结构;完善的保护功能,如过压,过流,抗高频等;设置滤波,隔离,屏蔽电路;设置Watchdog电路;47图1A直流输入电路48图1B直流输入电路49图2A交流输入电路50图2B交流输入电路51图3汇点式及分隔式输入52图4拉电流及灌电流输入电路53图5晶体管输出回路54图6可控硅输出电路55图7继电器输出电路
本文标题:第四、概述五章PLC的基本结构与工作原理
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