1、可編程控制器06PLC的根本組成和工作原理 第三章 PLC的根本組成 PLC的工作原理第一節(jié) PLC的根本組成和各局部的作用 一、PLC的根本組成 PLC也是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語言，具有中央處理器CPU、存儲器、輸入/輸出I/O接口、電源等。 二、PLC各局部的作用一中央處理單元CPU1、CPU的作用1從程序存儲器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令；2將各種輸入信號取入；3把運(yùn)算結(jié)果送到輸出端；4響應(yīng)各種外部設(shè)備的請求；5診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和語法錯(cuò)誤。 2、PLC的CPU1小型PLC多采用8位微處理器或單片機(jī)作為CPU2

2、中型PLC多采用16位微處理器或單片機(jī)作為CPU3大型PLC多采用高速位片式微處理器 二、存儲器 1、系統(tǒng)程序存儲器用于存放PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在PROM或EPROM中，用戶不可訪問和修改。2、用戶程序存儲器隨機(jī)讀寫存儲器RAM用戶程序區(qū)：存放用戶工作程序；數(shù)據(jù)區(qū)：存放PLC在運(yùn)行過程中所用到的和生成的各種工作數(shù)據(jù)。系統(tǒng)區(qū)：存放CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)定的參數(shù)。RAM是一種揮發(fā)性器件，所以配備掉電保護(hù)電路。三、輸入、輸出單元輸入單元作用：將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機(jī)。輸出單元作用：將主機(jī)向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行電路的信號，以便控制接觸器線圈

3、、信號燈、電磁閥等電器。PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTCEVTMTSVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR手持式的編程器 編程設(shè)備可以是專用的手持式的編程器；也可以是安裝了專門的編程通訊軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。 用戶可以通過鍵盤輸入和調(diào)試程序；另外在運(yùn)行時(shí)，還可以對整個(gè)控制過程進(jìn)展監(jiān)控。 五電源單元 把外部供給的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。 有的電源單元還向外提供24V隔離直流電源，可供開關(guān)量

4、輸入單元連接的現(xiàn)場無源開關(guān)等使用。 可編程序控制器的電源一般采用開關(guān)式電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。 四 編程設(shè)備第二節(jié) PLC對繼電器控制系統(tǒng)的仿真一、模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法 用PLC替代繼電器控制系統(tǒng)就是替代電氣控制電路圖中的控制電路那局部，而主電路局部根本保持不變。 繼電接觸器控制系統(tǒng)，又稱為接線程序控制系統(tǒng)，是通過電器元器件的固定接線來實(shí)現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)的。 在PLC控制系統(tǒng)中，用戶根據(jù)控制要求編制出相應(yīng)的控制程序，并寫入PLC的程序存儲器中。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，PLC將程序執(zhí)行結(jié)果輸出給相應(yīng)的輸出設(shè)備，控制被控對象工作。 這種控制稱為存儲程

5、序控制。1、繼電器控制系統(tǒng)由輸入局部、輸出局部和控制局部組成。2、PLC控制系統(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三局部組成。3、繼電器控制系統(tǒng)由許多真正的硬件繼電器組成，而PLC的控制系統(tǒng)由許多所謂的“軟繼電器組成。 GO二、梯形圖仿真繼電器控制電路圖3-2 電動(dòng)機(jī)起、?？刂齐娐穲D3-3 電動(dòng)機(jī)起、停控制梯形圖1、在梯形圖中，可以把左母線看作是提供能量的母線，觸點(diǎn)閉合可以使能量流過，直到下一個(gè)元件；觸點(diǎn)斷開將阻止能量流過，這種能量流稱之為“能流。2、梯形圖中的根本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。觸點(diǎn)：代表邏輯控制條件；線圈：通常代表邏輯輸出結(jié)果；方框：代表某種特定功能的指令。說明3、梯形圖與繼電器控制電路圖

6、之間的差異：1“軟繼電器：不是物理繼電器，每個(gè)“軟繼電器各為存儲器中的一位，相應(yīng)位為“1狀態(tài)，表示該繼電器線圈“通電。2梯形圖中流過的“電流不是物理電流，而是“能流，它只能從左到右、自上而下流動(dòng)。3梯形圖中的常開、常閉觸點(diǎn)不是現(xiàn)場物理開關(guān)的觸點(diǎn)。4梯形圖中的輸出線圈不是物理線圈，不能用它直接去得現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)。5PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)原那么上可無限次反復(fù)使用。6實(shí)施控制的方法不同：繼電器控制線路中，要實(shí)現(xiàn)某種控制是通過各種繼電器之間的硬接線解決的 ，它的功能專一，不夠靈活。而PLC控制是通過梯形圖軟件功能解決的，所以其靈活多變。 一、建立I/O映像區(qū) 第三節(jié) PLC的工作原理PLC工作時(shí)，將采集

7、到的輸入信號狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)對應(yīng)的位上；將運(yùn)算的結(jié)果存放到輸出映象區(qū)對應(yīng)的位上。I/O映像區(qū)的建立，使PLC工作時(shí)只和內(nèi)存有關(guān)地址單元內(nèi)所存信息狀態(tài)發(fā)生關(guān)系。 PLC上電后，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下，周而復(fù)始地按一定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各種任務(wù)進(jìn)展查詢、判斷和執(zhí)行，這個(gè)過程實(shí)質(zhì)上是按順序循環(huán)掃描的過程，稱之為循環(huán)掃描工作方式。 PLC在運(yùn)行工作狀態(tài)，執(zhí)行如上所述的一次掃描操作所需的時(shí)間稱為掃描周期，其典型值為1100ms。一PLC的工作過程 二、循環(huán)掃描的工作方式對電源、PLC內(nèi)部電路、用戶程序的語法進(jìn)展檢查；定期復(fù)位監(jiān)控定時(shí)器WDT等，確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。PLC之間以及PLC與PC之間；PLC與其

8、它帶微處理器的智能裝置通信。編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機(jī)。 以掃描的方式按順序逐句掃描處理，運(yùn)算結(jié)果存入輸出映象區(qū)對應(yīng)位中 。以掃描的方式把輸入信號的狀態(tài)存入輸入映象區(qū)；結(jié)果存入輸出映象區(qū)，直至傳送到外部被控設(shè)備。 去除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時(shí)器等。 CPU有兩個(gè)操作方式：STOP方式和RUN方式。 可編程序控制器對用戶程序進(jìn)展循環(huán)掃描可分為三個(gè)階段進(jìn)展，即輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。 二用戶程序的循環(huán)掃描過程1、輸入采樣階段 PLC在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的狀態(tài)，并將此狀態(tài)存入輸入映像區(qū)；在程序執(zhí)行期間即使外部輸入信號發(fā)生變化，輸入映像區(qū)的內(nèi)容也不改變，直到下一個(gè)掃描周期才被讀入。2、程序執(zhí)行階段 執(zhí)行程序時(shí)，梯形圖中的輸入繼電器的狀態(tài)取自內(nèi)部輸入映像