1、2020/7/4，1，3節(jié)可編程控制器原理和技術性能培訓目標1，了解可編程順序控制器與繼電器和微機控制系統(tǒng)之間的區(qū)別2，了解PLC的系統(tǒng)配置3，了解PLC的工作原理，2020/7/4，2，PLC的基本工作原理繼電器控制單元：硬邏輯并行工作方式計算機：等待命令的工作方式；PLC:回路掃描的工作方式。CPU從第一個指令開始，按命令步驟順序執(zhí)行周期性循環(huán)掃描，如果沒有跳轉(zhuǎn)指令，則從第一個指令開始按順序執(zhí)行用戶過程，終止符發(fā)生后返回到第一個指令，周期繼續(xù)循環(huán)，每個周期稱為掃描周期。連接或分離線圈后，該線圈中的所有觸點不會立即起作用，必須等待掃描該觸點。PLC以循環(huán)掃描的工作方式運行。每個掃描周期分為輸

2、入采樣、執(zhí)行程序和輸出刷新三個階段。PLC的掃描工作流程，可編程控制器運行任務狀態(tài)時執(zhí)行一次掃描任務所需的時間稱為掃描周期。典型值為1-100毫秒。應當注意，輸入圖像寄存器的內(nèi)容僅在輸入采樣階段與輸入信號匹配，在輸入采樣結束后，進入用戶程序運行和輸出刷新階段。在這兩個階段，輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)更改不會更改I/o映射區(qū)域中相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。因此，如果輸入是脈沖信號，則脈沖信號的寬度必須大于掃描周期，以便在所有情況下都能讀取輸入。(1)輸入采樣階段，在輸入采樣階段，PLC將依次掃描所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存儲在I/o映射區(qū)域的相應單元中。PLC的內(nèi)存包含專門存儲輸入輸出信號狀態(tài)(稱為輸入圖像寄存

3、器和輸出圖像寄存器)的區(qū)域，PLC階梯內(nèi)的其他編程組件也具有相應的圖像存儲(稱為元件圖像寄存器)。(2)在用戶程序執(zhí)行階段、用戶程序執(zhí)行階段，PLC始終自上而下掃描用戶程序(梯形圖)。掃描每個階梯行時，始終首先掃描階梯左側的每個觸點組成的控制回路，按“左上右，右上后”的順序邏輯運算觸點組成的控制回路，(3)在輸出處理階段，掃描用戶程序結束后，PLC進入輸出刷新階段。在此期間，CPU將按I/O映射區(qū)域中的相應狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有輸出鎖定電路，并通過輸出電路驅(qū)動該外圍設備。這才是PLC的真正輸出。I/o映像寄存器集中在I/o映像區(qū)域，其大小取決于系統(tǒng)的輸入/輸出點數(shù)。I/O映像區(qū)域的設置，該設置將C

4、PU運行用戶程序所需的信號狀態(tài)和執(zhí)行結果與I/O映像區(qū)域相關聯(lián)。僅當CPU掃描作為I/o服務進程運行時，CPU才會從實際輸入點讀取相關信號狀態(tài)，將其保留在輸入圖像區(qū)域，并將臨時存儲在輸出圖像區(qū)域的執(zhí)行結果傳遞到實際輸出點。輸入部、輸入電路、輸入圖像寄存器、輸入刷新階段- CPU從輸入電路的輸出部讀取每個狀態(tài)，并將其寫入輸入圖像寄存器；b .程序運行時- CPU從輸入圖像寄存器和組件圖像寄存器中讀取每個繼電器的狀態(tài)，并根據(jù)此狀態(tài)運行用戶程序，將執(zhí)行結果寫入組件圖像寄存器。c .緊接著下一刷新輸出階段-將輸出圖像寄存器的狀態(tài)寫入輸出鎖定電路，并通過輸出電路傳遞輸出端子來控制外部設備的行為。，元件圖

5、像寄存器，讀，寫，輸出閂鎖，輸出電路，輸入，讀，寫，信號傳遞進程(從輸入到輸出)，輸入端子，輸入圖像寄存器由于PLC是集中采樣，因此輸入映射寄存器的內(nèi)容在程序處理階段更改輸入時不會更改，在下一周期的輸入采樣階段也不會更改。 由于PLC是串行工作方式，因此PLC運行結果與階梯程序的順序相關。這與繼電器控制系統(tǒng)“并行”操作有質(zhì)的區(qū)別。防止了觸點的臨界競爭，減少了繁瑣的聯(lián)鎖電路。2020/7/4，10，3，PLC工作方式，PLC的基本邏輯圖形，PLC控制的等效電路，200.00，200.00，i1，I2， 按IO點和程序容量分類1)小型PLCI/O點2048點，存儲8kB階段：應用數(shù)據(jù)計算、模擬調(diào)整

6、、網(wǎng)絡通信、監(jiān)控記錄、打印等功能：大規(guī)?？刂?、自動化網(wǎng)絡控制、2020/7/4，14，第5部分PLL 主要有以下幾個方面：隔離(使用光耦)過濾對PLC的內(nèi)部電源采取屏蔽、電壓調(diào)節(jié)、保護等措施。安裝了鏈條、環(huán)境檢測和診斷、Watchdog等電路。利用系統(tǒng)軟件定期執(zhí)行系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和錯誤檢測。用戶程序和動態(tài)工作數(shù)據(jù)的電池備份。使用密封、防塵、防塵殼封裝結構。使用集成電路作為基本組件的內(nèi)部處理不依賴于機器觸點。采用循環(huán)掃描工作方法，還改進了抗干擾能力。-嗯？-嗯？-嗯？2020/7/4，15，功能全面，適用性全面，高性價比簡單編程，系統(tǒng)設計方便靈活，部署工作量小，維護方便，易于改造的小

7、尺寸，重量輕，功耗低，2020/7/4，16各種機床、自動電梯、裝配線、電鍍線、運輸和檢驗等的控制。運動控制：可用于精密金屬切削機床、機器人、機器人等設備的控制。流程控制：通過結合使用AD、DA轉(zhuǎn)換模塊和智能PID模塊，可以在生產(chǎn)期間以閉環(huán)控制方式控制持續(xù)變更模擬(如溫度、壓力、流量、速度等)。數(shù)據(jù)處理多級控制：通過使用PLC的網(wǎng)絡通信功能模塊和遠程IO控制模塊實現(xiàn)多個PLC之間、PLC和父計算機的鏈接，實現(xiàn)大規(guī)模、復雜的控制。與傳統(tǒng)繼電器邏輯相比，2020/7/4，17，PLC(1)控制邏輯繼電器控制邏輯使用硬接線邏輯將物理繼電器機械觸點的串行或并行和延遲繼電器的滯后動作合并為控制邏輯，布線

8、多、復雜、體積大、功耗大，一旦配置系統(tǒng)后，功能難以更改或添加。此外，繼電器觸點的數(shù)量有限，每個有48對觸點，靈活性和可擴展性非常差?？删幊炭刂破魇褂脙?nèi)存邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中。要更改控制邏輯，只需更改程序。這稱為“軟布線”，布線少，體積小，可編程控制器的每個軟繼電器的觸點數(shù)理論上不受限制，具有很好的靈活性和可擴展性?？删幊炭刂破饔晒牡偷拇笾行图呻娐方M成。(2)工作方式電源打開時，繼電器控制線路上的每個繼電器處于限制狀態(tài)。也就是說，所有繼電器必須吸入，所有不應吸入的繼電器因特定條件限制而不能吸入。在可編程控制器的控制邏輯中，每個繼電器打開了周期性循環(huán)掃描，從宏觀角度來看，每個繼電器有限的

9、連接時間較短。另外，在控制速度、可靠性、可維護性等方面存在差異。PLC在需要大型中間繼電器、時間繼電器和計數(shù)繼電器時不需要添加硬盤。隨著要求的變化，PLC方便了程序的修改。繼電器線路要更改控制功能，必須更改硬接線，靈活性差。具有網(wǎng)絡通信功能，附加高性能模塊處理模擬，實現(xiàn)各種復雜的控制功能。2、可編程控制器與微機系統(tǒng)的區(qū)別，從微機的應用范圍看，微機是普通機器，可編程控制器是專用機器。因此，小型計算機可以說是通用專用計算機，可編程控制器可以說是專用通用計算機。可編程控制器和微機的主要區(qū)別及其各自的特點主要表現(xiàn)在應用范圍、使用環(huán)境、輸入/輸出、編程語言、系統(tǒng)功能、計算速度、存儲容量等幾個方面。例如，

10、除了控制領域外，微型計算機還常用于科學計算、數(shù)據(jù)處理、計算機通信等領域。可編程控制器主要用于工業(yè)控制。微型計算機應在對環(huán)境要求高、通常干擾小、具有一定溫度和濕度要求的計算機房中使用?？删幊炭刂破鬟m用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。在微機系統(tǒng)的I/O設備和主機之間使用微電機連接，通常不需要電氣隔離?？删幊炭刂破魍ǔ？刂茝姶蟮碾姎庠O備，需要電氣隔離，輸入和輸出都是光耦合的，輸出通過繼電器、晶閘管或大功率晶體管進行功率放大?？删幊炭刂破鞯募夹g性能指標，1 .輸入/輸出點數(shù)輸入/輸出點數(shù)也稱為主機的開關輸入/輸出點數(shù)，它是描述外部輸入、輸出端子數(shù)總和以及可編程控制器大小的重要參數(shù)。2 .存儲容量可編程控制器存儲容量通

11、常表示用戶程序存儲和數(shù)據(jù)存儲容量的總和，是系統(tǒng)提供給用戶的可用資源的特征，是系統(tǒng)性能的重要技術指標。3 .掃描速度可編程控制器使用循環(huán)掃描運行，完成一次掃描所需的時間稱為掃描周期，掃描速度與掃描周期成反比。4 .命令系統(tǒng)命令系統(tǒng)表示可編程控制器上所有命令的總和?？删幊炭刂破鞯木幊讨噶钤蕉?，軟件功能就越強大，但是主應用程序也相對復雜。5 .可擴展性小型編程控制器的基本單元(主機)大部分是交換機I/O接口，模擬處理、高速處理、溫度控制、通信等智能擴展模塊的數(shù)量和性能也成為可編程控制器產(chǎn)品水平的測量標記。6 .通信功能可編程控制器的網(wǎng)絡和通信功能也成為可編程控制器產(chǎn)品水平的重要測量指標之一。第一節(jié)FX系列PLC規(guī)范，表1輸出規(guī)范，輸入ON時間LED指示燈亮，顯示輸入狀態(tài)，無電壓觸點或NPN收集器開路輸出晶體管，輸入信號類型，X0X7為060毫安，其他系列015