第九章 可编程序控制器

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1、第九章第九章 可编程序控制器及其应用可编程序控制器及其应用第一节第一节 可编程序控制器的结构和工作方式可编程序控制器的结构和工作方式第二节第二节 可编程序控制器的程序编制可编程序控制器的程序编制 第三节第三节 可编程序控制器应用举例可编程序控制器应用举例1.1.了解可编程控制器的结构和工作原理。了解可编程控制器的结构和工作原理。2.2.了解可编程控制器的基本编程方法。了解可编程控制器的基本编程方法。3. 3. 熟悉常用的编程指令。熟悉常用的编程指令。4. 4. 学会使用梯形图编制简单的程序。学会使用梯形图编制简单的程序。5 5初步学会初步学会PLCPLC外部接线设计外部接线设计1.1.定义定义

2、：可编程控制器是一种数字运算的电子操：可编程控制器是一种数字运算的电子操作系统装置，专为工业现场应用而设计的，它采作系统装置，专为工业现场应用而设计的，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时辑运算、顺序控制、定时/ /计数和算术运算等操作计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。控制各种类型的机械或生产过程。 PLC PLC是以微处理器为核心的电子电气系统。是以微处理器为核心的电子电气系统。PLCPLC各种功能的实现，不仅基于其硬件

3、的作用，各种功能的实现，不仅基于其硬件的作用，而且要靠其软件的支持。而且要靠其软件的支持。 PLC PLC内部主要由主机、输入内部主要由主机、输入 / /输出接口、电源、输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分组成。编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分组成。第一节第一节 可编程序控制器的结构和工作方式可编程序控制器的结构和工作方式模拟量输入模拟量输入行程开关行程开关继电器触点继电器触点各种开关各种开关传感器传感器CPUCPUROMROM、RAMRAM电源部件电源部件输输出出接接口口输输入入接接口口外设接口外设接口照明照明电磁装置电磁装置执行机构执行机构采用光电采用光电隔离装置隔

4、离装置继电器、可控硅、继电器、可控硅、晶体管电路晶体管电路编程器编程器打印机打印机计算机计算机 CPU CPU 有两类：有两类：1.1.系统程序存储器系统程序存储器2.2.用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器PLC的输入接口电路（直流输入型）的输入接口电路（直流输入型） 编程器编程器是是PLCPLC很重要的外围设备，它主要由键盘、很重要的外围设备，它主要由键盘、显示器组成。编程器分简易型和智能型两类。小型显示器组成。编程器分简易型和智能型两类。小型PLCPLC常用简易编程器，大、中型常用简易编程器，大、中型PLCPLC多用智能编程器。多用智能编程器。利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程

5、序和利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序和在线监视在线监视PLCPLC工作状况。现在较多采用将工作状况。现在较多采用将PLCPLC和计算和计算机联接，并利用专用的工具软件进行编程或监控。机联接，并利用专用的工具软件进行编程或监控。 I/O I/O扩展接口扩展接口用于将扩充外部输入用于将扩充外部输入/ /输出端子数的输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。 此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外围设备与主机相连。围设备与主机相连。 PLC采用采用“顺序扫描、不断循环顺序扫描、不断循环”的工作方

6、式，的工作方式，整个过程扫描并执行一次所需的时间，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。称为扫描周期。 PLC PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入所有输入端的所有输入端的通通/ /断断状态或输入数据，并将此状状态或输入数据，并将此状态存入输入状态寄存器，即刷新输入。接着转入态存入输入状态寄存器，即刷新输入。接着转入程序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态程序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态有变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，只有变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能被读入有在下一个扫描周期的输入采

7、样阶段才能被读入。 PLC PLC在执行阶段，按从在执行阶段，按从左到右，从上到下左到右，从上到下的顺序，的顺序，执行程序指令。其过程如下：从输入状态寄存器和执行程序指令。其过程如下：从输入状态寄存器和其它元件状态寄存器中读出有关元件的通其它元件状态寄存器中读出有关元件的通/ /断状态，断状态，并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关的输出状态寄存器中。关的输出状态寄存器中。 在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应的在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应的输出状态寄存器的通输出状态寄存器的通/ /断状态，在输出刷新阶段转存断状态，在输出刷新

8、阶段转存到输出锁存器，去控制各物理继电器的通到输出锁存器，去控制各物理继电器的通/ /断，这才断，这才是是PLCPLC的实际输出。的实际输出。 由由PLCPLC的工作过程可见，的工作过程可见， 在在PLCPLC的程序执行阶的程序执行阶段，即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内段，即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内容也不会立即改变，要等到下一个周期输入采样容也不会立即改变，要等到下一个周期输入采样阶段才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出阶段才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出信号，等到一个循环周期结束，信号，等到一个循环周期结束，CPUCPU集中将这些输集中将这些输出信号全部输出给输出锁

9、存器，这才成为实际的出信号全部输出给输出锁存器，这才成为实际的PLCPLC输出。因此全部输入、输出状态的改变就需要输出。因此全部输入、输出状态的改变就需要一个扫描周期，换言之，输入、输出的状态保持一个扫描周期，换言之，输入、输出的状态保持一个扫描周期。一个扫描周期。 用来衡量用来衡量PLCPLC所能存储用户程序的多少。所能存储用户程序的多少。 指扫描指扫描10001000步用户程序所需的时间，以步用户程序所需的时间，以ms/ms/千步为千步为单位。单位。 指指PLCPLC具有的基本指令和高级指令的种类和数量。具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强。种类数量越多，软件功

10、能越强。 编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用助继电器、定时器、计数器、通用“字字”寄存器、寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等。其种类和数量数据寄存器及特殊功能继电器等。其种类和数量是衡量是衡量PLCPLC功能的一个指标。功能的一个指标。 CPM1A系列系列PLC内部继电器分配情况内部继电器分配情况 （1 1）开关逻辑控制）开关逻辑控制（2 2）定时）定时/ /计数控制计数控制（3 3）步进控制）步进控制（4 4）数据处理）数据处理（5 5）过程控制）过程控制（6 6）运动控制）运动控制（7 7）通信联网）通信联网（8 8

11、）监控）监控（9 9）数字量与模拟量的转换）数字量与模拟量的转换(1) (1) 可靠性高，抗干扰能力强。可靠性高，抗干扰能力强。由于采用大规模集成由于采用大规模集成电路和计算机技术电路和计算机技术 ，使系统器件数大大减少，并且，使系统器件数大大减少，并且在硬件的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗在硬件的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗干扰措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的干扰措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠性。可靠性。 硬件采用模块化结构，可以灵活地组态以适应不同的硬件采用模块化结构，可以灵活地组态以适应不同的控制对象，控制规模和控制功能的要求。编程元件可控制对