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1、. .毕业设计论文说明书题目：PLC控制电动机正反转姓 名： 王盼 系部名称：专 业：学 号：指导教师： 2021 年 10月 25 日. .word. .PLC控制电动机的正反转摘 要可编程控制器PLC是以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而开展起来的崭新的工业自动控制装置。目前PLC已根本替代了传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域，PLC已跃居工业自动化三大支柱的首位。生产机械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的起动，这就要求拖动电动机能作正、反向旋转。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向。按下正转启动按钮SB1，电动机正转运
2、行，且KM1,KMY接通。2s后KMY断开，KM 接通，即完成正转启动。按下停顿按钮SB2，电动机停顿运行。按下反转启动按钮SB3，电动机反转运行，且KM2,KMY接通。2s后KMY断开，KM 接通，即完成反转启动。关键词：可编程控制器PLC，微处理器，自动控制装置ABSTRACTProgrammable logic controller (PLC) is a microprocessor, automatic control technology, puter technology and munication technology harmony and development of ne
3、w industrial automatic control device. Currently PLC has replaced the traditional relay control and widely used in the fields of industrial control, PLC has grown three pillars of industrial automation.Production machinery are demanding sport ponents can realize positive direction, which requires th
4、e starting drag electric function for positive and negative spin. By motor principle, change the three-phase power motors, can change the sequence of the motor. Press the start button is SB1, motor is running, and KM1, KMY through. After KMY disconnect KM 2s, is turned on. Press the stop button SB2,
5、 motor stops running. Press the start button, motor SB3 inversion, and reverse operation KM2, KMY through. After KMY disconnect KM 2s, through inversion.KEY WOEDS：Programmable logic controller (PLC) , Microprocessor, Automatic control device. .word. .目 录第一章 可编程控制器概述51.1可编程控制器的产生 .51.2可编程控制器的定义. 61.3
6、PLC的特点.61.4PLC应用. 71.5PLC的主要技术指标.81.6可编程控制器的一般构造.81.7PLC的根本工作原理. .10第二章 PLC与可编程控制器.112.1 PLC的体系构造.112.2 可编程控制器的根本构造.112.3 开关量I/O模块.122.4可编程控制器的工作原理.142.5 PLC的选型.162.6 FXzn可编程控制器简介.202.7 PLC控制程序设计.20第三章 三相异步电动机控制设计223.1三相异步电动机正反转控制线路223.2三相异步电动机正反转PLC控制I/O端口分配表.223.3三相异步电动机正反转PLC控制接线图.233.4三相异步电动机正反转
7、PLC控制的梯形图、指令表233.5三相异步电动机正反转PLC控制的工作原理.233.6指令的介绍.24第四章 控制系统的设备.264.1输入继电器.264.2输出继电器264.3热继电器264.4交流接触器264.5熔断器.27第四章 结论. .28致谢. .29参考文献30 第一章 可编程控制器概述1.1 可编程控制器的产生 随着计算机控制技术的不断开展，可编程控制器的应用已广泛普及，成为自动化技术的重要组成。可编程控制器最先出现在美国，1968年，美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研制一种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件：1编程简单，可在现场修改
8、程序；2维护方便，最好是插件式；3可靠性高于继电器控制柜；4体积小于继电器控制柜；5可将数据直接送入管理计算机；6在本钱上可与继电器控制柜竞争；7输入可以是交流115V即用美国的电网电压；8输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀；9在扩展时，原有系统只需要很小的变更；10用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。 条件提出后，立即引起了开发热潮。1969年，美国数字设备公司DEC研制出了世界上第一台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器PLCProgrammable Logic Controller，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制
9、功能。紧接着，美国MODICON公司也开发出同名的控制器，1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器。1973年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。 随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的开展，到70年代中期以后，特别是进入80年代以来，PLC已广泛地使用16位甚至32位微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，使PLC在概念、设计、性能价格比以及应用方面都有了新的突破。这时的PLC已不仅仅是逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能，称之为可编程序控制器Programmable
10、Controller更为适宜，简称为PC，但为了与个人计算机Persona1 puter的简称PC相区别，一般仍将它简称为PLCProgrammable Logic Controller。PLC是微机技术与传统的继电器-接触器控制技术相结合的产物，其根本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格廉价等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。继电器控制系统已有上百年历史，它是用弱电信号控制强电系统的控制方法，在复杂的继电器控制系统中，故障的查找和排除困难，花费时间长，严重地影响工业生
11、产。在工艺要求发生变化的情况下，控制柜内的元件和接线需要作相应的变动，改造工期长、费用高，以至于用户宁愿另外制作一台新的控制柜。而PLC克制了继电器-接触器控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点，并将控制器和被控对象方便的连接起来。由于PLC是由微处理器、存储器和外围器件组成，所以应属于工业控制计算机中的一类。 对用户来说，可编程控制器是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此如果在初步设计阶段就选用可编程控制器，可以使得设计和调试变得简单容易。从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适
12、合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢送，并得到迅速的开展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。 我国从1974年也开场研制可编程序控制器，1977年开场工业应用。目前它已经大量地应用在楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等领域，并涌现出大批应用可编程序控制器的新型设备。掌握可编程序控制器的工作原理，具备设计、调试和维护可编程序控制器控制系统的能力，已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的根本要求。1.2 可编程控制器的定义 国际电工委员会(IEC)曾于1982年11月颁发了可编程控制器标准草案第一稿，1985年1
13、月又发表了第二稿，1987年2月颁发了第三稿。该草案中对可编程控制器的定义是：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩大其功能的原那么设计。 定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电子系统，是一种计算机。它是“专为在工业环境下应用而设计的工业计算机，是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，除了能完成各种各样的控制功能外，还有与其
14、他计算机通信联网的功能。这种工业计算机采用“面向用户的指令，因此编程方便。它能完成逻辑运算、顺序控制、定时计数和算术操作，它还具有“数字量和模拟量输入输出控制的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体，易于“扩大。 定义还强调了可编程控制器应直接应用于工业环境，它须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用X围。这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。应该强调的是，可编程控制器与以往所讲的顺序控制器在“可编程方面有质的区别。PLC引入了微处理机及半导体存储器等新一代电子器件，并用规定的指令进展编程，能灵活地修改，即用软件方式来实现“可编程的目的。 可编程序控制器是应用面最广、功能强大、使
15、用方便的通用工业控制装置，自研制成功开场使用以来，它已经成为了当代工业自动化的主要支柱之一。1.3 PLC的特点1编程简单，使用方便 梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其符号与继电器电路原理图相似。有继电器电路根底的电气技术人员只要很短的时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序，梯形图语言形象直观，易学易懂，。2控制灵活，程序可变，具有很好的柔性 可编程序控制器产品采用模块化形式，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进展系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，硬件配置确
16、定后，可以通过修改用户程序，不用改变硬件，方便快速地适应工艺条件的变化，具有很好的柔性。3功能强，扩大方便，性能价格比高 可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的逻辑判断、数据处理、PID调节和数据通信功能，可以实现非常复杂的控制功能。如果元件不够，只要加上需要的扩展单元即可，扩大非常方便。与一样功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。4控制系统设计及施工的工作量少，维修方便 可编程序控制器的配线与其它控制系统的配线比拟少得多，故可以省下大量的配线，减少大量的安装接线时间，开关柜体积缩小，节省大量的费用。可编程序控制器有较强的带负载能力、可以直接驱动一般的电磁阀和交流接
17、触器。一般可用接线端子连接外部接线。可编程序控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能，便于迅速地排除故障。5可靠性高，抗干扰能力强 可编程序控制器是为现场工作设计的，采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，硬件措施如屏蔽、滤波、电源调整与保护、隔离、后备电池等，例如，西门子公司S7-200系列PLC内部EEPROM中，储存用户原程序和预设值在一个较长时间段190小时，所有中间数据可以通过一个超级电容器保持，如果选配电池模块，可以确保停电后中间数据能保存200天。软件措施如故障检测、信息保护和恢复、戒备时钟，加强对程序的检测和校验。从而提高了系统抗干扰能力，平均无故障时间到达数万小时以上，可以直
18、接用于有强烈干扰的工业生产现场，可编程序控制器已被广阔用户公认为最可靠的工业控制设备之一。6体积小、重量轻、能耗低，是“机电一体化特有的产品。1.4 PLC应用 目前，可编程序控制器已经广泛地应用在各个工业部门。随着其性能价格比的不断提高，应用X围还在不断扩大，主要有以下几个方面：1. 逻辑控制 可编程序控制器具有“与、“或、“非等逻辑运算的能力，可以实现逻辑运算，用触点和电路的串、并联，代替继电器进展组合逻辑控制，定时控制与顺序逻辑控制。数字量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，其应用领域最为普及，包括微电子、家电行业也有广泛的应用。2. 运动控制 可编程序控制器使用专用的运动控
19、制模块，或灵活运用指令，使运动控制与顺序控制功能有机地结合在一起。随着变频器、电动机起动器的普遍使用，可编程序控制器可以与变频器结合，运动控制功能更为强大，并广泛地用于各种机械，如金属切削机床、装配机械、机器人、电梯等场合。3. 过程控制 可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续变化的模拟量，通过模拟量I/0模块，实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换和D/A转换，并对被控模拟量实行闭环PID比例-积分-微分控制。现代的大中型可编程序控制器一般都有PID闭环控制功能，此功能已经广泛地应用于工业生产、加热炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行
20、业。4. 数据处理 可编程序控制器具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以是运算的中间参考值，也可以通过通信功能传送到别的智能装置，或者将它们保存、打印。数据处理一般用于大型控制系统，如无人柔性制造系统，也可以用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。5. 构建网络控制 可编程序控制器的通信包括主机与远程I/0之间的通信、多台可编程序控制器之间的通信、可编程序控制器和其他智能控制设备(如计算机、变频器)之间的通信。可编程序控制器与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制的分布式控制系统。 当然，并非所有的
21、可编程序控制器都具有上述功能，用户应根据系统的需要选择可编程序控制器，这样既能完成控制任务，又可节省资金。1.5 PLC的主要技术指标 可编程控制器的种类很多，用户可以根据控制系统的具体要求选择不同技术性能指标的PLC。可编程控制器的技术性能指标主要有以下几个方面：1. 输入/输出点数 可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出端子数量的总和。它是描述的PLC大小的一个重要的参数。2. 存储容量PLC的存储器由系统程序存储器，用户程序存储器和数据存储器三局部组成。PLC存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供应用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。3. 扫描速度 可
22、编程控制器采用循环扫描方式工作，完成1次扫描所需的时间叫做扫描周期。影响扫描速度的主要因素有用户程序的长度和PLC产品的类型。PLC中CPU的类型、机器字长等直接影响PLC运算精度和运行速度。4. 指令系统 指令系统是指PLC所有指令的总和。可编程控制器的编程指令越多，软件功能就越强，但掌握应用也相对较复杂。用户应根据实际控制要求选择适宜指令功能的可编程控制器。5. 通信功能 通信有PLC之间的通信和PLC与其他设备之间的通信。通信主要涉及通信模块，通信接口，通信协议和通信指令等内容。PLC的组网和通信能力也已成为PLC产品水平的重要衡量指标之一。 厂家的产品手册上还提供PLC的负载能力、外形
23、尺寸、重量、保护等级、适用的安装和使用环境如温度、湿度等性能指标参数，供用户参考。1.6 可编程控制器的一般构造 可编程控制器主要由CPU、存储器、根本I/O接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。 可编程控制器的构造多种多样，但其组成的一般原理根本一样，都是以微处理器为核心的构造，如图1-1所示。编程装置将用户程序送入可编程控制器，在可编程控制器运行状态下，输入单元接收到外部元件发出的输入信号，可编程控制器执行程序，并根据程序运行后的结果，由输出单元驱动外部设备。图1-1 可编程控制器系统构造1. CPU单元CPU是可编程控制器的控制中枢，相当于人的大脑。CPU一般由控制电路、运算器和存放
24、器组成。这些电路通常都被封装在一个集成的芯片上。CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。CPU的功能有：它在系统监控程序的控制下工作，通过扫描方式，将外部输入信号的状态写入输入映象存放区域，PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，按指令规定的任务进展数据的传送、逻辑运算、算术运算等，然后将结果送到输出映像存放区域。CPU常用的微处理器有通用型微处理器、单片机和位片式计算机等。通用型微处理器常见的如Intel公司的8086、80186、到Pentium系列芯片，单片机型的微处理器如Intel公司的MCS-96系列单片机，位片式微处理器如AMD 2900系列
25、的微处理器。小型PLC 的CPU多采用单片机或专用CPU，中型PLC的CPU大多采用16位微处理器或单片机，大型PLC的CPU多用高速位片式处理器，具有高速处理能力。2. 存储器 可编程控制器的存储器由只读存储器ROM、随机存储器RAM和可电擦写的存储器EEPROM三大局部构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 只读存储器ROM用以存放系统程序，可编程控制器在生产过程中将系统程序固化在ROM中，用户是不可改变的。用户程序和中间运算数据存放的随机存储器RAM中，RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格廉价的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。它存储的内容是易失的，掉电后内容丧失；当系统掉
26、电时，用户程序可以保存在只读存储器EEPROM或由高能电池支持的RAM中。EEPROM兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点，用来存放需要长期保存的重要数据。3. I/O单元及I/O扩展接口1I/O单元PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路如行程开关、按钮、传感器等提供的符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光电耦合电路送至PLC内部电路。输入电路通常以光电隔离和阻容滤波的方式提高抗干扰能力，输入响应时间一般在0.115ms之间。根据输入信号形式的不同，可分为模拟量I/O单元、数字量I/O单元两大类。根据输入单元形式的不同，可分为根本I/O单元、扩展I/O单元两大类。2I/O扩展接口 可
27、编程控制器利用I/O扩展接口使I/O扩展单元与PLC的根本单元实现连接，当根本I/O单元的输入或输出点数不够使用时，可以用I/O扩展单元来扩大开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。4. 外设接口 外设接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能通过外设接口组成PLC的控制网络。PLC通过PC/PPI电缆或使用MPI卡通过RS-485接口与计算机连接，可以实现编程、监控、连网等功能。5. 电源 电源单元的作用是把外部电源220V的交流电源转换成内部工作电压。外部连接的电源，通过PLC内部配有的一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源直流5
28、伏、正负12伏、24伏，并为外部输入元件如接近开关提供24V直流电源仅供输入端点使用，而驱动PLC负载的电源由用户提供。1.7 PLC的根本工作原理 结合PLC的组成和构造分析PLC的工作原理更容易理解。PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期主要可分为： 1读输入阶段。每次扫描周期的开场，先读取输入点的当前值，然后写到输入映像存放器区域。在之后的用户程序执行的过程中，CPU访问输入映像存放器区域，而并非读取输入端口的状态，输入信号的变化并不会影响
29、到输入映像存放器的状态，通常要求输入信号有足够的脉冲宽度，才能被响应。 2执行程序阶段。用户程序执行阶段，PLC按照梯形图的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫描，在这一阶段CPU从用户程序的第一条指令开场执行直到最后一条指令完毕，程序运行结果放入输出映像存放器区域。在此阶段，允许对数字量I/O指令和不设置数字滤波的模拟量I/O指令进展处理，在扫描周期的各个局部，均可对中断事件进展响应。 3处理通信请求阶段。是扫描周期的信息处理阶段，CPU处理从通信端口接收到的信息。 4执行CPU自诊断测试阶段。在此阶段CPU检查其硬件，用户程序存储器和所有I/O模块的状态。 5写输出阶段。每个扫描周期的结尾，C
30、PU把存在输出映像存放器中的数据输出给数字量输出端点写入输出锁存器中，更新输出状态。然后PLC进入下一个循环周期，重新执行输入采样阶段，周而复始。如果程序中使用了中断，中断事件出现，立即执行中断程序，中断程序可以在扫描周期的任意点被执行。如果程序中使用了立即I/O指令，可以直接存取I/O点。用立即I/O指令读输入点值时，相应的输入映像存放器的值未被修改，用立即I/O指令写输出点值时，相应的输出映像存放器的值被修改。第二章PLC与可编程控制器2.1 PLC的体系构造PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件构造和微机是根本一致的。如以下图所示：编程器中央处理单元CPU输入电路输出电路系统
31、程序存储区用户程序存储区电源PLC硬件的根本构造2.2 可编程序控制器的根本构造可编程序控制器简称为PLCProgrammable Logic Controller主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。如以下图所示可 可编程序控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件构造与一般微机控制系统相似，甚至与之无异。可编程序控制器主要由CPU中央处理单元、存储器RAM和EPROM、输入/输出模块简称I/O模块、编程器和电源五大局部组成。(1) CPU模块CPU模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器CPU和存储器组成。CPU的作用类似于人类的大脑和心脏。它采用扫描方式工作，每一次扫
32、描要完成以下工作：1） 输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像存放器和数据存放器。2） 程序执行：逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的电路，完成数据的存取、传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关存放器的内容。3） 输出处理：将输出映像存放器的内容送给输出模块，去控制外部负载。(2) I/O模块I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字开关、限位开关、接收开关、关电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续
33、变化的模拟量输入信号。可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。CPU模块的工作电压一般是5V，而可编程序控制器的输入/输出信号电压一般较高，如直流24V和交流220V。从外部引入的尖蜂电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或使可编程序控制器不能正常工作，所以CPU模块不能直接与外部输入/输出装置相连。I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与噪声隔离的作用。(3) 编程器编程器除了用来输入和编辑程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时梯形图中各种编程元件的工作状态。编程器可以永久
34、地连续在可编程序控制器上，将它取下来后可编程序控制器也可以运行。一般只在程序输入、调试阶段和检修时使用，一台编程器可供多台可编程序控制器公用。2.3 开关量I/O模块开关量模块的输入输出信号仅有接通和断开两种状态。电压等级有直流5V，12V，24V，48V和交流110V，220V等。输入输出电压的允许X围很宽，如某交流220V输入模块的允许低电压为070V，高电压为70256V，频率为4763HZ。各I/O点的通/断状态用发光二极管或其它元件显示在面板上，外部I/O接线一般接在模块的接线端子上，某些模块使用可撤除的插座型端子板，在不拆去端子的外部连线的情况下，可以迅速地更换模。开关量I/O模块
35、可能4，8，16，32，64点。2.3.1 输入模块2.3.1 a 直流输入电路输入电路中设有RC滤波电路，以防止由于输入点抖动或外部干扰脉冲引起的错误的输入信号。滤波电路延迟时间的典型值为1020ms信号上升沿和2050ms信号下降沿，输入电流约为10mA，上图2.3.1a是某直流输入模块的内部电路和外部接线图。本节的输入电路和输出电路都只画出了一路，是各路的公共点。图中的输入触点直接接在公共点和输入端400是梯形图中输入继电器的编号之间，不需要外接电源。有的可编程序控制器还可以为接近开关、光电开关之类的传感器提供24V电源。如图2.3.1b图2.3.1 b输入电路当图2.3.1b中的外接触
36、点接通时，光电耦合器中的发光二极管发光，光敏三极管导通，信号经内部电路传送给CPU模块。图2.3.1 c是交流输入电路。光电耦合器中有两个反并联的发光二极管，显示用的两个发光二极管也是反并联的，因此这个电路可以接收外部的交流输入电压。图2.3.1 c 交流输入电路图2.3.2 输出模块 输出模块的功率放大元件有大功率晶体管和磁效应管驱动直流负载、双向可控硅驱动内交流负载和小型继电器，后者可以驱动交流负载或直流负载。输出电流的典型值为0.52A，负载电源由外部现场提供。输出电流的额定值与负载的性质有关，但是只能驱动100VA/22V的电感性负载和100W的白炽灯。额定负载电流还与温度有关，温度升
37、高时额定负载电流减小，有的可编程序控制器提供了有关曲线。输出模块内可能设置有熔断器，并在模块面板上用发光二极管显示熔断器的状态。某些新式的模块用非破坏性的电子保护电路代替熔断器。2.4 可编程序控制器的工作原理可编程序控制器是从继电器控制系统开展而来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图相似，梯形图中的某些编程元件也沿用了继电器这一名称，如输入、输出继电器等。这种计算机程序实现的“软继电器，与继电器系统中的物理构造在功能上某些相似之处。2.4.1 可编程序控制器的工作原理可编程序控制器有两种根本的工作状态，即运行RUN状态与停顿STOP状态。在运行状态，可编程控制器通过执行反映控制要求的用户程序
38、来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到STOP工作状态。除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程序控制器还要完成，内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段见左上图。可编程序控制器的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入-输出关系来看，处理过程似乎是同时完成的。在内部处理联合阶段。可编程序控制器检查CPU模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作。在通信效劳阶段，可编程序控制器与别的带微处理器的智能
39、装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。当可编程序控制器处于停顿STOP状态时，只执行以上的操作。可编程序控制器处于RUN状态时，还要完成另外3个阶段的操作见右图，图中仅画出了与用户程序执行过程有关的3个阶段。2.4.2 扫描周期 可编程序控制器在RUN工作状态时，执行一次上图所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为1100ms。指令执行所需的时间与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行指令的速度有很大的关系。当用户程序较长时，指令执行时间在扫描周期中占相当大的比例。不过严格地来说扫描周期还包括自诊断、通信等。如图2.4.2所示。第(N-1)个扫描周期输出刷新第(N+1)
40、个扫描周期输入采样第N个扫描周期输入采样输出刷新用户程序执行图2.4.2 PLC的扫描运行方式(1)输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次读入所有的数据和状态它们存入I/O映象区的相应单元内。输入采样完毕后，转入用户程序行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入数据和状态发生变化I/O映象区的相应单元的数据和状态也不会改变。所以输入如果是脉冲信号，它的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。(2)用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC的CPU总是由上而下，从左到右的顺序依次的扫描梯形图。并对控制线路进展逻辑运算，并以此刷新该逻辑线圈或输出线圈在系统RAM存储区中对应位的状态。或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。例如：算术运算、数据处理