第三章PLC的基本原理

BasicPrincipleofPLC教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)PLC組成及其各部分的功能第二節(jié)PLC的分類及結(jié)構(gòu)形式

第三節(jié)PLC對(duì)繼電控制的仿真

第四節(jié)PLC的主要技術(shù)指標(biāo)第五節(jié)PLC的工作過(guò)程

第六節(jié)PLC的使用步驟教學(xué)目的：了解可編程序控制器的基本組成和工作原理等，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)可編程序控制器的硬、軟件知識(shí)打好基礎(chǔ)。第一頁(yè)，共四十六頁(yè)。第一節(jié)PLC組成及其各部分的功能第二頁(yè)，共四十六頁(yè)。中央處理單元（CPU）：

它一般由控制電路、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和總線等部件組成，它們集成在一塊芯片上，通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路相連接。作用：(1)從程序存儲(chǔ)器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令(2)將各種輸入信號(hào)取入，把運(yùn)算結(jié)果送到輸出端(3)響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求.

第三頁(yè)，共四十六頁(yè)。存儲(chǔ)器（RAM/ROM）：

1.ROM（只讀存儲(chǔ)器）存系統(tǒng)程序（CMOS固化），它的內(nèi)容一般由廠家寫(xiě)入，不能更改，包括檢查程序、監(jiān)控程序。

2.RAM（隨機(jī)存儲(chǔ)器）存用戶程序，它可讀可寫(xiě)，另外運(yùn)算結(jié)果、邏輯變量，系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，為防止掉電時(shí)信息丟失，有后備電池作保護(hù)。

3.EPROM或E2PROM：

存用戶程序,可永久保存.

第四頁(yè)，共四十六頁(yè)。輸入／輸出部件（I／0單元）1）輸入接口：信號(hào)調(diào)理、濾波電路、光電隔離電路等。

輸入形式：直流輸入交流輸入第五頁(yè)，共四十六頁(yè)。（1）PLC直流輸入：COM光電三極管發(fā)光二極管直流電源輸入端子+–PLC發(fā)光二極管第六頁(yè)，共四十六頁(yè)。第七頁(yè)，共四十六頁(yè)。.PLC交流輸入第八頁(yè)，共四十六頁(yè)。第九頁(yè)，共四十六頁(yè)。2）輸出接口：

輸出形式：繼電器輸出晶體管輸出晶閘管輸出第十頁(yè)，共四十六頁(yè)。PLC繼電器輸出第十一頁(yè)，共四十六頁(yè)。繼電器輸出特點(diǎn)：低速大功率：信號(hào)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)一些（8～10ms）

負(fù)載能力大（工作電流可達(dá)2～5A）；負(fù)載電源可以是直流也可以是交流；繼電器輸出電路抗干擾能力較強(qiáng)。第十二頁(yè)，共四十六頁(yè)。第十三頁(yè)，共四十六頁(yè)。PLC晶體管輸出第十四頁(yè)，共四十六頁(yè)。晶體管輸出特點(diǎn)：高速小功率：輸出響應(yīng)時(shí)間短（0.5～1ms以內(nèi)）,負(fù)載能力小,工作電流在0.3～0.5A；電源只能是直流，由外部提供；第十五頁(yè)，共四十六頁(yè)。第十六頁(yè)，共四十六頁(yè)。PLC晶閘管輸出

第十七頁(yè)，共四十六頁(yè)。晶閘管輸出特點(diǎn)：高速大功率輸出響應(yīng)時(shí)間短(導(dǎo)通1～2ms，斷開(kāi)8～10ms),

負(fù)載能力強(qiáng)，工作電流一般達(dá)1A以上；晶閘管輸出一定用交流負(fù)載,交流電源,由外部提供.第十八頁(yè)，共四十六頁(yè)。第十九頁(yè)，共四十六頁(yè)。電源單元

可編程序控制器的電源一般采用開(kāi)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。第二十頁(yè)，共四十六頁(yè)。編程器第二十一頁(yè)，共四十六頁(yè)。第二節(jié)PLC的分類及結(jié)構(gòu)形式1）按I／O點(diǎn)數(shù)分類第二十二頁(yè)，共四十六頁(yè)。I／O點(diǎn)數(shù)小于256為小型PLC；I／O點(diǎn)數(shù)在256～2048為中型PLC；I／O點(diǎn)數(shù)大于2048為大型PLC；第二十三頁(yè)，共四十六頁(yè)。整體式PLC：2）按結(jié)構(gòu)形式第二十四頁(yè)，共四十六頁(yè)。模塊式PLC：電源模塊CPU模塊IO模塊底板第二十五頁(yè)，共四十六頁(yè)。第三節(jié)PLC對(duì)繼電控制的仿真PLC取代繼電控制的前提：只能取代控制電路，不能取代主電路一、繼電器控制線路第二十六頁(yè)，共四十六頁(yè)。二、PLC

控制線路

第二十七頁(yè)，共四十六頁(yè)。例1:點(diǎn)動(dòng)控制

1）硬件電路第二十八頁(yè)，共四十六頁(yè)。2）梯形圖第二十九頁(yè)，共四十六頁(yè)。例2:連續(xù)控制1）硬件電路第三十頁(yè)，共四十六頁(yè)。2）梯形圖第三十一頁(yè)，共四十六頁(yè)。例3:點(diǎn)動(dòng)及連續(xù)控制第三十二頁(yè)，共四十六頁(yè)。例4自動(dòng)門(mén)控制1）微波人體檢測(cè)開(kāi)關(guān)：K1、K22）控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的接觸器：KM1、KM23）行程開(kāi)關(guān)：SQ1、SQ2第三十三頁(yè)，共四十六頁(yè)。第四節(jié)主要技術(shù)指標(biāo)1.輸入輸出點(diǎn)數(shù)2.用戶存貯器容量3.掃描速度4.編程指令的種類和功能5.內(nèi)部寄存器的配置和容量6.PC的擴(kuò)展能力。第三十四頁(yè)，共四十六頁(yè)。第五節(jié)PLC工作方式

清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時(shí)器等，并進(jìn)行自診斷，對(duì)電源、PLC內(nèi)部電路、用戶程序的語(yǔ)法進(jìn)行檢查。PLC內(nèi)部具有自監(jiān)視、自診斷功能,定期檢查用戶程序存儲(chǔ)器、I/O單元的連接、I/O總線是否正常等,如果有錯(cuò)，CPU停止運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。PLC之間以及PLC與PC之間；PLC與其他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)從第一條指令開(kāi)始，順序執(zhí)行。從輸入暫存器讀入，結(jié)果送到輸出暫存器。數(shù)據(jù)輸入/輸出掃描階段。就是把輸入端讀入輸入暫存器，把輸出暫存器的內(nèi)容傳送給輸出狀態(tài)鎖存器，直至傳送到外部被控設(shè)備。一、工作方式第三十五頁(yè)，共四十六頁(yè)。掃描時(shí)間:PC的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描過(guò)程。每一次掃描所用的時(shí)間稱為掃描時(shí)間，也可稱為掃描周期或工作周期。第三十六頁(yè)，共四十六頁(yè)。二、I/O響應(yīng)時(shí)間的大小與以下因素有關(guān)①輸入延遲:輸入電路濾波時(shí)間，它由RC濾波電路的時(shí)間常數(shù)決定。改變時(shí)間常數(shù)可調(diào)整輸入延遲時(shí)間。③PLC循環(huán)掃描的工作方式⑤用戶程序中語(yǔ)句的安排④PLC對(duì)輸入采樣、輸出刷新的集中處理方式②輸出延遲:輸出電路的滯后時(shí)間，它與輸出電路的輸出方式有關(guān)。繼電器輸出方式的滯后時(shí)間為10ms左右；雙向晶閘管輸出方式，在接通負(fù)載時(shí)滯后時(shí)間約為1ms，切斷負(fù)載時(shí)滯后時(shí)間小于10ms；晶體管輸出方式的滯后時(shí)間小于1ms。第三十七頁(yè)，共四十六頁(yè)。最短響應(yīng)時(shí)間=輸入延遲時(shí)間+一個(gè)掃描周期+輸出延遲時(shí)間

三、輸入輸出延遲時(shí)間第三十八頁(yè)，共四十六頁(yè)。最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間=輸入延遲時(shí)間+二個(gè)掃描周期+輸出延遲時(shí)間第三十九頁(yè)，共四十六頁(yè)。例1：用PLC實(shí)現(xiàn)電機(jī)的單向啟停

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)：⑴明確控制要求：實(shí)現(xiàn)電機(jī)的單向啟停⑵選擇設(shè)備:原則：輸入／輸出的點(diǎn)數(shù)

PLC的內(nèi)存容量、PLC的指令系統(tǒng)選擇I／O接口模塊的型號(hào)

A/D、D/A等特殊接口部件的選擇其它外圍設(shè)備，如通信聯(lián)網(wǎng)、編程器等

選定:西門(mén)子S7-200

第六節(jié)PLC的使用步驟第四十頁(yè)，共四十六頁(yè)。2.I/O分配輸入I0.0SB1啟動(dòng)輸入

I0.1SB2停止輸入輸出Q0.0第四十一頁(yè)，共四十六頁(yè)。3.硬件電路第四十二頁(yè)，共四十六頁(yè)。4.軟件電路

LDI0.0 OQ0.0 ANI0.1 =Q0.0

5、編輯程序、調(diào)試程序6、保存程序

第四十三頁(yè)，共四十六頁(yè)。例2：異部電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制第四十四頁(yè)，共四十六頁(yè)。

課堂小測(cè)驗(yàn)：

1.PLC有哪幾部分組成？有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？

2.PLC輸入、輸出接口各有哪幾種形式？

3.何為掃描周期？PLC的掃描過(guò)程和最短、最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。

課后作業(yè)：

1.畫(huà)出聯(lián)鎖控制PLC接線圖及梯型圖2.畫(huà)出工作臺(tái)自動(dòng)往返的PLC接線圖及梯型圖

周三課前交作業(yè)第四十五頁(yè)，共四十六頁(yè)。內(nèi)容梗概第三章PLC的基本原理

BasicPrincipleofPLC。第一節(jié)PLC組成及其各部分的功能。第三節(jié)PLC對(duì)繼電控制的仿真。第六節(jié)PLC的使用步驟。了解可編程序控制器的基本組成和工作原理等，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)可編程序控制器的硬、軟件知識(shí)打好基礎(chǔ)。(1)從程序存儲(chǔ)器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令。存用戶程序,可永久保存.。輸入／輸出部件（I／0單元）。負(fù)載電源可以是直流也可以是交流。輸出響應(yīng)時(shí)間短(導(dǎo)通1～2ms，斷開(kāi)8～10ms),。晶閘管輸出一定用交流負(fù)載,交流電源,由外部提供.。只能取代控制電路，不能取代主電路。例4自動(dòng)門(mén)控制。PLC之間以及PLC與PC之間。從輸入暫存器讀入，結(jié)果送到輸出