電工學(xué)簡明教程完整版.ppt

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1、第6章可編程控制器第6章　可編程控制器6.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作方式6.2可編程控制器的程序編制*6.3應(yīng)用舉例第6章　可編程控制器由于繼電接觸器控制系統(tǒng)機(jī)械觸點(diǎn)多、接線復(fù)雜、可靠性低、通用性差，因此已不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)過程復(fù)雜多變的控制要求?？删幊炭刂破?PLC)是以中央處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)發(fā)展起來的一種工業(yè)控制器。專門用于工業(yè)現(xiàn)場的自動(dòng)控制裝置。PLC具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡單以及功耗低、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。但它存儲(chǔ)容量小，價(jià)格高。本章只為初學(xué)者提供PLC基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)是基本工作原理以及簡單程序編制方法。6.1可編程控制器的結(jié)

2、構(gòu)和工作方式6.1.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)及各部分的作用PLC一般由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源、編程器、擴(kuò)展接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要部分構(gòu)成。PLC可看作一個(gè)系統(tǒng)，外部的各種開關(guān)信號(hào)或模擬信號(hào)均為輸入量，它們經(jīng)輸入接口寄存到PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，而后按用戶程序要求進(jìn)行邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，最后以輸出變量的形式送到輸出接口，從而控制輸出設(shè)備。PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電源I/O擴(kuò)展接口I/O擴(kuò)展單元CPU存儲(chǔ)器用戶程序系統(tǒng)程序輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口外部設(shè)備接口輸入接口編程器打印機(jī)磁帶機(jī)計(jì)算機(jī)掃描儀電磁閥電磁線圈指示燈?按鈕行程開關(guān)觸點(diǎn)?主機(jī)PLC數(shù)據(jù)1．主機(jī)主機(jī)部分包括中央處理器

3、(CPU)、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。CPU是PLC的核心，主要用來運(yùn)行用戶程序，監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)。PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序。用戶不得更改。用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，主要存放用戶編制的應(yīng)用程序輸入輸出變量及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。2．輸入/輸出(I/O)接口4．編程器5．輸入/輸出擴(kuò)展接口6．外部設(shè)備接口(I/O)接口是PLC與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾。3．電源PLC電源是指為CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等內(nèi)部電子電路所配置的開關(guān)穩(wěn)壓

4、電源。編程器是PLC重要的外部設(shè)備，用于手持編程。輸入/輸出擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴(kuò)展單元與主機(jī)連接在一起。外部設(shè)備接口將外部設(shè)備與主機(jī)相連，以完成相應(yīng)操作。6.1.2可編程控制器的工作方式掃描周期的長短視用戶程序的指令條數(shù)及執(zhí)行一條指令所需時(shí)間而定，一般不超過100ms。PLC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作。其工作過程分為輸入取樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，并進(jìn)行周期循環(huán)。示意圖如下：輸入狀態(tài)寄存器輸出接口輸出狀態(tài)寄存器輸入接口程序執(zhí)行程序執(zhí)行輸入取樣輸出刷新一個(gè)掃描周期讀讀寫輸入端子輸出端子6.1.3可編程控制器的主要技術(shù)指標(biāo)指PLC的外部輸入

5、和輸出端子數(shù)。通常小型機(jī)有幾十點(diǎn)，中型機(jī)有幾百個(gè)點(diǎn)，而大型機(jī)超過千點(diǎn)。1．I/O點(diǎn)數(shù)2．用戶程序存儲(chǔ)容量在PLC中，程序指令按“步”存儲(chǔ)，一“步”占用一個(gè)地址單元，一條指令有的往往不止一“步”。一個(gè)地址單元一般占兩個(gè)字節(jié)。3．掃描速度指掃描1000步用戶程序所需的時(shí)間，以ms/千步為單位。有時(shí)也用掃描一步指令的時(shí)間計(jì)，如?s/步。4．指令系統(tǒng)條數(shù)PLC具有基本指令和高級指令，指令的種類和數(shù)量越多，其軟件功能越強(qiáng)。6.1.3可編程控制器的主要技術(shù)指標(biāo)5．編程元件的種類和數(shù)量編程元件是指輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用“字”寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器

6、等，其種類和數(shù)量的多少是衡量PLC硬件功能強(qiáng)弱的一個(gè)指標(biāo)。PLC內(nèi)部“繼電器”是存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元。當(dāng)寫入該單元邏輯狀態(tài)為1時(shí)，則表示相應(yīng)“繼電器”的線圈接通，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開。所以PLC內(nèi)部這些“繼電器”稱為“軟”繼電器。FP1-C24可編程控制器編程元件的編號(hào)范圍與功能說明元件名稱代表字母編號(hào)范圍功能說明輸入繼電器輸出繼電器輔助繼電器通用“字”寄存器計(jì)數(shù)器定時(shí)器XYRTCWRX0?XF共16點(diǎn)接收外部輸入的信號(hào)輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備在程序內(nèi)部使用，不能提供外部輸出延時(shí)定時(shí)繼電器，其觸點(diǎn)在程序內(nèi)部使用減法計(jì)數(shù)繼電器，其觸點(diǎn)在程序內(nèi)部使用每個(gè)WR由相應(yīng)的16個(gè)

7、輔助繼電器R構(gòu)成Y0?Y7共8點(diǎn)R0?R62F共1008點(diǎn)T0?T99共100點(diǎn)C100?C143共44點(diǎn)WR0?WR62共63個(gè)6.2可編程控制器的程序編制6.2.1可編程控制器的編程語言PLC的程序有系統(tǒng)程序和用戶程序兩種。系統(tǒng)程序用戶不能修改。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，利用PLC廠家提供的程序編制語言和指令編寫的應(yīng)用程序。PLC的編程語言以梯形圖語言和指令語句表語言最為常用，并且兩者之間一一對應(yīng)，可以相互轉(zhuǎn)換。1．梯形圖梯形圖是一種從繼電接觸器控制電路圖演變而來的圖形語言。它是借助于