PLC原理与应用 第1章__PLC原理与应用.ppt

PLC
原理与应用第1章可编程控制器基础1.1可编程控制器概述继电器控制系统用硬件实现控制程序，当产品更新时，必须改变相应的器件和接线。现代社会制造工业迫切需要一种新的更先进的“柔性”的控制系统来取代。
20世纪60年代末，美国通用汽车公司（GM）希望有一种“柔性”的汽车制造生产线来适应汽车型号不断更新的要求，GM提出10条要求，并公开向制造商招标。
美国数字设备公司（DEC）根据以上要求，于1969年研制出了第一台可编程控制器PDP－14，并在美国通用汽车公司的生产线上取得了成功。它用计算机的软组件的逻辑编程成功取代了继电器控制的硬接线编程，生产硬设备的生产线是“柔性”的愿望终于实现了。1.1.2PLC的特点1.1.2PLC的特点21.1.2PLC的特点31.1.2PLC的特点41.1.3PLC应用1.1.3PLC应用1.1.4PLC的分类1.1.4PLC的分类21.1.4PLC的分类31.1.4PLC的分类41.1.5PLC的发展1.1.5PLC的发展21.1.6PLC的主要技术指标11.1.6PLC的主要技术指标21.2可编程控制器的一般结构1.2.1PLC的硬件系统21.2.1PLC的硬件系统31.2.1PLC的硬件系统41.2.1PLC的硬件系统51.2.1PLC的硬件系统6表1.2PLC分类1.2.1PLC的硬件系统81.2.1PLC的硬件系统91.2.1PLC的硬件系统101.2.1PLC的硬件系统111.2.3PLC的软件系统1.2.3PLC的软件系统21.2.3PLC的软件系统31.3PLC的基本工作原理11.3PLC的基本工作原理21.3PLC的基本工作原理31.3PLC的基本工作原理41.3PLC的基本工作原理5接点就是I/O映像区存储单元，由于它对应的是输入端的状态，所以把它称为接点（软触点）。以接点数据为条件，根据用户程序进行逻辑运算，并把运算结果存入输出映像区单元中。在程序执行阶段，只有输入端在I/O映像区存放的输入采样值不会发生改变，而其它各软组件和输出点在I/O映像区的状态和数据都有可能随着程序的执行而变化。请注意PLC非并行工作的特点，在程序的执行过程中，上面逻辑行中线圈状态的改变，会对其下面逻辑行中对应的接点状态起作用。反之，排在下面的逻辑行中线圈状态的改变，只能等到下一个扫描周期才能对其上面逻辑行对应此线圈的接点状态起作用。（3）输出刷新阶段
CPU将输出映像区的状态信息转存到输出锁存器中，刷新其内容，改变输出端子的状态，再通过输出驱动电路驱动被控外设（负载），这才是PLC的实际输出。
2.PLC处理输入／输出特点
①在用户RAM区中设置I/O映像区，分别存放执行程序之前采样的各输入状态和执行过程中各结果的状态。
②输入点在I/O映像区中的数据，取决于输入端子在本扫描周期输入采样阶段所刷新的状态，而在程序执行和输出刷新阶段，其内容不会发生改变。
③输出点在I/O映像区中数据，取决于程序中输出指令的执行结果，而在输入采样和输出刷新阶段，其内容不会发生改变。
④输出锁存电路中的数据，取决于上一个扫描周期输出刷新阶段存入的内容，而在输入采样和程序执行阶段，其内容不会发生改变。
⑤直接与外部负载连接的输出端子的状态，取决于输出锁存电路输出的数据。
⑥程序执行中所需要的输入/输出状态，取决于由I/O映像区中读出的数据。
3.PLC同传统继电器控制的异同
继电器控制采用硬逻辑并行运行方式，一个继电器线圈的通断，将会同时影响该继电器的所有常开和常闭触点动作，同触点在控制线路的位置无关。PLC采用循环扫描工作方式，一个软继电器的线圈通断，只会影响该继电器扫描到的接点动作。但是，由于CPU的运算处理速度很高，使得从外观上看，用户程序似乎是同时执行的。
1.3.2PLC的扫描周期
1.PLC扫描周期的定义
PLC全过程扫描一次所需的时间定为一个扫描周期。
上电复位后，首先要进行初始化工作，如自诊断、与外设通信等。当PLC方式开关置于RUN位置时，它才进入输入采样、程序执行、输出刷新，并不断循环重复执行后三个阶段，所以运行后的扫描周期相应的要短一些。
2.PLC扫描周期的计算
一个完整的扫描周期可由自诊断时间、通信时间、扫描I/O时间和扫描用户程序时间相加得到。
①自诊断时间：同型号的PLC的自诊断时间通常是相同的，如三菱FX2系列机自诊断时间为0.96ms。②通信时间:取决于连接的外设数量，若外设为零，则通信时间为0秒。
③扫描I/O时间:等于扫描的I/O总点数与每点扫描速度的乘积。
④扫描用户程序时间:等于基本指令扫描速度与所有基本指令步数的乘积；对于扫描功能指令的时间，也同样计算，功能指令扫描速度与指令步数可以查阅相关用户手册。
可见，PLC控制系统固定后，扫描周期将主要随着扫描用户程序时间的长短而增减。