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1、1.1 可编程限制器的产生可编程限制器的产生l用户角度提出新一代限制器应具备以下十大条件l（1）编程简洁，可在现场修改程序；l（2）维护便利，更好是插件式；l（3）牢靠性高于继电器限制柜；l（4）体积小于继电器限制柜；l（5）可将数据干脆送入管理计算机；l（6）在成本上可与继电器限制柜竞争；l（7）输入可以是沟通115V（即用美国的电网电压）；l（8）输出为沟通115V、2A以上，能干脆驱动电磁阀；l（9）在扩展时，原有系统只须要很小的变更；l（10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。：1.2 可编程限制器的定义可编程限制器的定义 l可编程限制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境
2、下应用而设计。他接受了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、依次限制、定时、计数和算术运算等操作吩咐，并通过数字式和模拟式的输入和输出，限制各种类型的机械或生产过程。可编程限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、易于扩充其功能的原则设计。1.3 可编程限制器的基本组成可编程限制器的基本组成 1.3.1 限制组件限制组件l可编程限制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。连接文件夹第一章图1.docl 1.CPU单元:CPU是可编程限制器的限制中枢，相当于人的大脑。CPU一般由限制电路、运算器和寄存器组成 l2.存储器:可编程限制器
3、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三大部分构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。3.I/O单元及单元及I/O扩展接口扩展接口 l（1）I/O单元:可分为模拟量I/O单元、数字量I/O单元两大类。依据输入单元形式的不同，可分为基本I/O单元、扩展I/O单元两大类 l（2）I/O扩展接口：可编程限制器利用I/O扩展接口使I/O扩展单元与PLC的基本单元实现连接，当基本I/O单元的输入或输出点数不够运用时，可以用I/O扩展单元来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。4.外设接口外设接口 l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
4、示器，并能通过外设接口组成PLC的限制网络。PLC通过PC/PPI电缆或运用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 l电源单元的作用是：把外部电源（220V的沟通电源）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，将沟通/直流供电电源转化为PLC内部电路须要的工作电源（直流5伏、正负12伏、24伏），并为外部输入元件（如接近开关）供应24V直流电源（仅供输入端点运用），而驱动PLC负载的电源由用户供应。1.3.2 输入输出接口电路输入输出接口电路 1.输入接口电路输入接口电路l如图1-2所示连接文件夹第一章图11
5、.doc，输入接口电路提高抗干扰实力的方法主要有：l（1）利用光电耦合器提高抗干扰实力。l（2）利用滤波电路提高抗干扰实力。2.输出接口电路输出接口电路l（1）小型继电器输出形式，如图1-3所示连接文件夹第一章图12.doc l（2）大功率晶体管或场效应管输出形式，如图1-4所示 连接文件夹第一章1-4.docl（3）双向晶闸管输出形式，如图1-5所示连接文件夹第一章图13.doc3.I/O电路的常见问题电路的常见问题l1、当该电流值大于1.3mA时，就可能引起PLC输入电路发生误动作。l 2、应在输出回路串联保险丝，避开负载电流过大，会损坏输出元件或电路板。l3、晶体管、双向晶闸管型输出端子
6、漏电流和残余电压的存在。l 4、感性负载断电时产生很高的反电势。1.3.3 编程器编程器 l编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用户程序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视PLC的工作状态。l常见的给PLC编程的装置有手持式编程器和计算机编程方式。1.4 可编程限制器的工作原理及主要可编程限制器的工作原理及主要技术指标技术指标 1.4.1 可编程限制器的工作原理可编程限制器的工作原理 lPLC是接受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。扫描周
7、期主要可分为扫描周期主要可分为l（1）读输入阶段 每次扫描周期的起先，先读取输入点的当前值，然后写到输入映像寄存器区域。l（2）执行程序阶段。用户程序执行阶段，PLC依据梯形图的依次，自左而右，自上而下的逐行扫描。l（3）处理通信恳求阶段。l（4）执行CPU自诊断测试阶段。l（5）写输出阶段。1.4.2 可编程限制器主要技术指标可编程限制器主要技术指标 1.输入输入/输出点数输出点数 l可编程限制器的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.存储容量存储容量 lPLC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部分组成。PLC存储容量通常指用
8、户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统供应应用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。3.扫描速度扫描速度 l可编程限制器接受循环扫描方式工作，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、机器字长等干脆影响PLC运算精度和运行速度。4.指令系统指令系统 l指令系统是指PLC全部指令的总和。可编程限制器的编程指令越多，软件功能就越强，但驾驭应用也相对较困难。用户应依据实际限制要求选择合适指令功能的可编程限制器。5.通信功能通信功能 l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，
9、通信协议和通信指令等内容。PLC的组网和通信实力也已成为PLC产品水平的重要衡量指标之一。1.5 可编程限制器的分类、特点、应用可编程限制器的分类、特点、应用及发展及发展 1.5.1 可编程限制器的分类可编程限制器的分类 l1.按I/O点数和功能分类：由I/O点数的多少可将PLC的I/O点数分成小型、中型和大型。l2.按结构形式分类：PLC可分为整体式结构和模块式结构两大类。1.5.2 可编程限制器的特点可编程限制器的特点 l可编程限制器的特点：l（1）编程简洁，运用便利。l（2）限制敏捷，程序可变，具有很好的柔性。l（3）功能强，扩充便利，性能价格比高。l（4）限制系统设计及施工的工作量少，
10、修理便利。l（5）牢靠性高，抗干扰实力强。l（6）体积小、重量轻、能耗低，是“机电一体化”特有的产品。l2.可编程限制器PLC与个人计算机PC的主要差异。l3.PLC与继电器限制的区分。1.5.3 可编程限制器的应用可编程限制器的应用 1.逻辑限制逻辑限制 l可编程序限制器具有“与”、“或”、“非”等逻辑运算的实力，可以实现逻辑运算，用触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑限制，定时限制与依次逻辑限制。2.运动限制运动限制 l可编程序限制器运用专用的运动限制模块，或敏捷运用指令，使运动限制与依次限制功能有机地结合在一起。3.过程限制过程限制 l可编程序限制器可以接收温度、压力、流量等连续
11、变更的模拟量，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）限制。4.数据处理数据处理 l可编程序限制器具有数学运算、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。5.构建网络限制构建网络限制 l可编程序限制器的通信包括主机与远程I/0之间的通信、多台可编程序限制器之间的通信、可编程序限制器和其他智能限制设备(如计算机、变频器)之间的通信。可编程序限制器与其他智能限制设备一起，可以组成“集中管理、分散限制”的分布式限制系统。1.5.4 可编程限制器的发展可编程限
12、制器的发展 l1.向高集成、高性能、高速度，大容量发展。l2.向普及化方向发展。l3.向模块化、智能化发展。l4.向软件化发展。l5.向通信网络化发展。1.6 习题习题 l1.简述可编程序限制器的定义。l2.可编程限制器的基本组成有哪些？l3.输入接口电路有哪几种形式？输出接口电路有哪几种形式？各有何特点？l4.PLC的工作原理是什么？工作过程分哪几个阶段？l5.PLC的工作方式有几种？如何变更PLC的工作方式？l6.可编程序限制器有哪些主要特点?l7.与一般的计算机限制系统相比可编程序限制器有哪些优点?l8.与继电器限制系统相比可编程序限制器有哪些优点?l9.可编程序限制器可以用在哪些领域?