1、第三章工作原理與電路分析和設(shè)計,本章主要內(nèi)容,PLC的工作原理 PLC電路分析 控制電路的經(jīng)驗設(shè)計法,3.1 PLC的工作原理,繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是通過繼電器和接觸器觸點狀態(tài)的變化來實現(xiàn)其控制功能，而PLC則是通過執(zhí)行控制程序來實現(xiàn)其控制功能。 PLC的控制程序由三大模塊構(gòu)成: 初始化模塊 實現(xiàn)系統(tǒng)控制功能模塊 保證可靠性模塊,初始化模塊 PLC上電后，系統(tǒng)進行初始化。 系統(tǒng)的某些存儲區(qū)清0； 將特殊寄存器（單元或位）置位或清0； 設(shè)置I/O模塊的工作方式； 實現(xiàn)系統(tǒng)控制功能模塊 系統(tǒng)接收外部輸入信號，根據(jù)外部輸入信號執(zhí)行用戶程序，按照用戶程序的執(zhí)行結(jié)果輸出控制信號，從而影響控制對象； 通

2、信處理，實現(xiàn)PLC之間的信息交換，或?qū)崿F(xiàn)PLC與其他設(shè)備之間的信息交換。,保證可靠性模塊：自身是否正常進行自我診斷 判斷電池電壓 判斷硬件故障 判斷通信是否異常 如果自檢不通過異常繼電器接通面板上出錯指示燈亮特殊寄存器中將存入錯誤代碼 若屬致命錯誤，PLC被強制為停止狀態(tài),PLC上電后，其控制程序的各個模塊按固定的順序執(zhí)行，除了初始化模塊外，其余模塊被循環(huán)執(zhí)行，直到PLC掉電為止。 可編程控制器的掃描周期： 控制程序的各個模塊均被執(zhí)行一次所需要的時間 掃描周期是PLC的一個重要技術(shù)指標，它反映出PLC的處理速度。,影響掃描周期長短的因素： 通信時間 執(zhí)行用戶程序時間 CPU的運算速度 I/O點

3、的多少 擴展模塊的多少,PLC控制程序中的初始化模塊、更新時鐘與特殊寄存器值的模塊、自診斷模塊是PLC的內(nèi)部處理模塊，與用戶沒有直接關(guān)系，所以PLC正常工作時的主要階段如右圖所示。,輸入采樣階段 掃描所有輸入端子，將各種觸點的狀態(tài)讀入，并保存在輸入映像寄存器，在下次輸入采樣時，上次的數(shù)據(jù)值將被刷新。 通信處理階段 實現(xiàn)PLC與其他智能設(shè)備之間的信息交換； 從其他設(shè)備接受的信息存入接收緩沖區(qū)； 傳送給其他智能設(shè)備的信息事先寫入發(fā)送緩沖區(qū)。,執(zhí)行用戶程序階段 PLC利用輸入映像寄存器中的值以及接收到的通信數(shù)據(jù)，從上到下的順序執(zhí)行用戶程序，產(chǎn)生中間結(jié)果及要輸出的控制信號； 中間結(jié)果內(nèi)部電器的狀態(tài)，保

4、存在中間結(jié)果映像區(qū)； 輸出信號Y電器的狀態(tài)，保存在Y 電器對應(yīng)的輸出映像區(qū)。,刷新階段 把輸出映像區(qū)中的值送至輸出鎖存器，輸出鎖存器被刷新； 輸出鎖存器的新狀態(tài)通過輸出端子施加到控制對象上，實現(xiàn)控制； 輸出刷新完成后，自動開始新一輪的循環(huán)工作階段，直至PLC關(guān)機或停止狀態(tài)。,以上四個階段必須是嚴格按照先后順序，一個結(jié)束，才能開始下一個，不能有時間上的重疊。因此，PLC的輸出信號滯后于輸入信號。 舉例如下,0 LD Y005 1 OUT Y004 2 LD X000 3 OR Y005 4 ANI X001 5 OUT Y005 6 LD Y005 7 OUT Y006,工作原理,Y004,Y0

5、05,Y006,3.2 可編程控制器電路分析,可編程控制器采用循環(huán)方式周期性地執(zhí)行其控制程序中的各個功能模塊，當它接受輸入信號后，要滯后一段時間，才有相應(yīng)的輸出信號，此時輸入信號才會影響到控制對象。利用這種工作方式可以構(gòu)成一些很有特點的電路。,瞬時接通、延時斷開電路,0 LD Y000 4 LD X000 1 ANI X000 5 OR Y000 2 OUT T20 6 ANI T20 3 K 50 7 OUT Y000,程序：,3.2.1 定時器電路,延時接通、延時斷開電路,程序：,0 LDX001 1 OUT T50 2 K30 3 LDIX001,4 AND Y001 5 OUT T51

6、 6 K 50 7 LD T50,8 OR Y001 9 ANI T51 10 OUT Y001,延時輸出的短脈沖信號,程序：,0 LD X010 1 PLS M100 2 LD M100 3 OR M101 4 ANI Y010,5 OUT M101 6 OUT T60 7 K 50 8 LD T60 9 OUT Y010,方波振蕩器（脈寬可調(diào)）,程序：,0 LDX000 1 ORM20 2 ANIX001 3 OUTM20 4 OUTY000 5 LDM20,12 ANIY001 13 LDIT50 14 ANDY001 15 ORB 16 ANIX001 17 OUTY001,6 ANI

7、M21 7 OUTT50 8 K50 9 LDT50 10 OUTM21 11 LDT50,非方波振蕩器（脈寬可調(diào)）,程序：,0 LDX000 1 ORM20 2 ANIX001 3 OUTM20 4 LDM20,5 ANIM21 6 OUTT50 7 K50 8 LDM20 9 ANDT50,10 OUTT51 11 K30 12 OUTY010 13 LDT51 14 OUTM21,長延時電路,程序：,0 LD X000 1 SET M100 2 LD X001 3 RST M100 4 LD M100 5 OUT T30,6 K 30000 7 LD T30 8 OUT T31 9 K

8、20000 10 LD T31 11 OUT Y020,順序起停電路,程序：,0 LDX000 1 PLSM100 2 LDX001 3 PLSM101 4 LDM100 5 ORY000 ANIM102 7 OUTY000 8 OUTT30 9 K60 10 LDM101 11 ORM103 12 ANIM102 OUTM103 14 OUTT31 15 K50 16 LDT30 17 ANIM103 18 OUTY001 19 LDT31 20 OUTM102,啟動一段時間后自動停止,程序：,0 LD X010 1 PLS M10 2 LD M10 OR Y010 4 ANI M11 5

9、OUT Y010,6 LD Y010 ANI M10 8 OUT T50 9 K 100 10 LD T50 11 OUT M11,變寬脈沖輸入、等寬脈沖輸出,程序：,0 LD X005 1 PLS M100 2 LD M100 OR Y005 4 ANI M101,5 OUT Y005 6 OUT T60 K 80 8 LD T60 9 OUT M101,計數(shù)器用作定時器,程序：,0 LDX006 1 SETM60 2 LDX007 3 RSTM60 4 PLSM61,5 LDM8002 6 ORM61 7 RSTC10 8 LDM60 9 ANDM8014,10 OUT C10 11 K

10、5 12 LD C10 13 OUT Y000,3.2.2 計數(shù)器電路,擴大計數(shù)范圍（加法方式）,0 LDPX000 1 SETM20 2 LDPX001 3 RSTM20 4 OUTM21 5 LDM21 6 OR M8002 7 RSTC10 8 LDM20 9 AND M8013 10 OUTC10 11 K3 12 LDM21 13 OR M8002 14 RSTC11 15 LDC10 16 AND M8013 17 OUTC11 18 K5 19 LDC11 20 OUTY000,擴大計數(shù)范圍（乘法方式）,0 LDPX000 1 SETM20 2 LDPX001 3 RSTM20

11、4 OUTM21 5 LDC10 6 ORM21 7 ORM8002 8 RSTC10 9 LDM20 ANDM8013 11 OUTC10 12 K3 13 LDM21 14 ORM8002 15 RSTC11 16 LDC10 17 OUTC11 18 K4 19 LDC11 20 OUTY000,3.2.3 其他電路二分頻電路,程序：,0 LDX000 1 ORM20 2 ANIX001 3 OUTM20 4 LDM20 5 ANDM8012,6 OUTY000 7 LDY000 8 PLSM21 9 LDM21 10 AND Y001 11 OUT M22,12 LDM21 13 OR

12、Y001 14 ANIM22 15 ANIX001 16 OUTY001,單一輸入信號實現(xiàn)啟停電路,程序：,0 LD X002 1 PLS M100 2 LD M100 3 ANI M101 4 LDI M100,5 AND M101 6 ORB 7 OUT M101 8 OUT Y002,順序啟動、同時停止電路,程序：,0 LD X001 1 PLS M10 2 LD X002 3 PLS M11 4 LD X003,5 PLF M12 6 LD M10 7 OR Y001 8 ANI M12 9 OUT Y001,10 LD M11 11 OR Y002 12 AND Y001 13 OUT Y002,3.3 控制電路的經(jīng)驗設(shè)計法,以PLC為核心來構(gòu)造控制系統(tǒng)時，只要控制過程不是順序控制，一般只能用經(jīng)驗設(shè)計法來設(shè)計控制電路，經(jīng)驗設(shè)計法實質(zhì)上是一種試湊法。通過廣泛地閱讀以往的典型電路來積累知識和經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上根據(jù)控制要求試湊電路，之后再分析試湊出的電路，若該電路能實現(xiàn)所要求的控制功能，則電路設(shè)計成功，然后做一些優(yōu)