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第第1111章章可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC)
可编程控制器的结构和工作原理
可编程控制器的程序编制
可编程控制器应用举例
第第1111章章可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC)
本章要求:本章要求:
. 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;;
. 了解可编程控制器的几种基本编程方法了解可编程控制器的几种基本编程方法;;
. 熟悉常用的编程指令熟悉常用的编程指令;;
. 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。
第第1111章章可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC)
继电接触控制系统在生产中得到广泛应用。但由
于它的机械触点多、接线复杂、可靠性低、功耗高、
通用性差,因此已不能满足现代化生产过程复杂多变
的控制要求。
可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心,综
合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工
业控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。
PLC 具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程
简单以及功耗低、体积小等优点。但它存储容量小,
价格高。
本章只为初学者提供 PLC 基础知识,重点是简单
程序编制,重在应用。
可编程控制器的结构和工作方式可编程控制器的结构和工作方式
可编程控制器的结构及各部分的作用
PLC的类型种类繁多,功能和指令系统也不尽
相同虽然多种多样,但其结构和工作方式则大同小
异,一般由主机、输入/输出接口、电源、编程
器、扩展接口和外部设备接口等几个主要部分构
成。 PLC 可看作一个系统,外部的各种开关信号
或模拟信号均为输入量,它们经输入接口寄存到
PLC 内部的数据存储器中,而后按用户程序要求进
行逻辑运算和数据处理,最后以输出变量的形式送
到输出接口,从而控制输出设备。
PLC 硬件系统结构图
编程器
外 I/O
打印机 I/O 扩
部主机扩
计算机设展
磁带机备存储器展单
接
扫描仪接系统用户数元
口口
程序程序据
按钮指示灯
输输
触点电磁
入出…线圈
…接 CPU 接
行程
开关口口电磁阀
输入设备输出设备
电源
PLC
1. 主机
主机部分包括中央处理器(CPU)、系统程序
存储器和用户程序及数据存储器
CPU是PLC的核心,主要用来运行用户程序,
监控输入/输出接口状态。
系统程序存储器
PLC 内部存储器
用户程序及数据存储器
系统程序存储器:主要存放系统管理和监控程序
及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家
固定,用户不能更改。
用户程序及数据存储器:主要存放用户编制的应
用程序及各种暂存数据、中间结果。
2. 输入/输出(I/O)接口
I/O接口是 PLC 与输入/输出设备联接的部件。
输入接口用于接收输入设备(如:按钮、行程开
关、传感器等)的控制信号。
输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出
电路去驱动输出设备(如: 接触器、电磁阀、指示灯
等)。
I/O接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰。
3. 电源
PLC电源指为CPU、存储器、I/O接口等内部电
子电路工作所配置的直流开关稳压电源
4. 编程器
编程器是 PLC 重要的外部设备,用于手持编
程。
利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序或
在线监视PLC工作状况。除手持编程器外,目前,使
用较多的是利用通信电缆将PLC和计算机联接,并利
用专用的工具软件进行编程或监控。5. 输入输出扩展接口
I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数
扩展单元与基本单元(即主机)联接在一起。
6. 外部设备接口
此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外
部设备与主机相连。
可编程控制器的工作方式
PLC 采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工
作。其工作过程分为输入采样、程序执行和输出刷新
三个阶段,并进行周期循环。
输入状态寄存器输出状态寄存器
输入端子输入锁存器程序执行输出锁存器输出端子
写
读
读
输入采样程序执行输出刷新
一个扫描周期
一条指令所需时间一般不超过 100 ms。
. 输入采样阶段输入采样阶段
PLC在输入采样阶段,以扫描方式顺序读入
所有输入端的通/断状态或输入数据,并将此状态
存入输入状态寄存器,即输入刷新。接着转入程
序执行阶段。在程序执行期间,即使输入状态发
生变化,