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1、Date:2022/11/22 Page:1电器控制基础 CH1第三章 可编程序控制器基本结构与工 作原理第一节第一节 概述概述第二节第二节 PLC的基本构成的基本构成第三节第三节 PLC的工作原理的工作原理Date:2022/11/22 Page:2电器控制基础 CH1第一节第一节 概述概述一、可编程控制器的特点一、可编程控制器的特点 PLC是面向用户的工业控制计算机，之所以得到迅是面向用户的工业控制计算机，之所以得到迅速的发展和越来越广泛的应用，是因为它具有如下一速的发展和越来越广泛的应用，是因为它具有如下一些独特的优点：些独特的优点：可靠性高，抗干扰能力强可靠性高，抗干扰能力强编程简单易
2、学，开发周期短编程简单易学，开发周期短功能完善，组合灵活方便功能完善，组合灵活方便安装简单，维修迅速方便安装简单，维修迅速方便体积小、重量轻、能耗低，使用方便体积小、重量轻、能耗低，使用方便网络功能强大网络功能强大Date:2022/11/22 Page:3电器控制基础 CH1二、可编程控制器的性能指标二、可编程控制器的性能指标1、存储容量、存储容量 存储容量是指用户程序存储器的容量。若用户程序存储容量是指用户程序存储器的容量。若用户程序存储器的容量大，就可以编制出复杂的程序存储器的容量大，就可以编制出复杂的程序2、I/O点数点数 输入输入/输出（输出（I/O）点数是）点数是PLC可以接受的输
3、入信号可以接受的输入信号和输出信号的总和，是衡量和输出信号的总和，是衡量PLC性能的重要指标。性能的重要指标。3、扫描速度、扫描速度 扫描速度是指扫描速度是指PLC执行用户程序的速度，是衡量执行用户程序的速度，是衡量PLC性能的重要指标。性能的重要指标。Date:2022/11/22 Page:4电器控制基础 CH14、指令的功能与数量、指令的功能与数量 指令功能的强弱、数量的多少也是衡量指令功能的强弱、数量的多少也是衡量PLC性能的性能的重要指标。编程指令的功能越强、数量越多，重要指标。编程指令的功能越强、数量越多，PLC的的处理能力和控制能力也越强，用户编程也越简单和方处理能力和控制能力也
4、越强，用户编程也越简单和方便，越容易完成复杂的控制任务。便，越容易完成复杂的控制任务。5、内部元件的种类与数量、内部元件的种类与数量 在编制在编制PLC程序时，需要用到大量的内部元件来存程序时，需要用到大量的内部元件来存放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设置放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设置和各种标志位等信息。这些元件的种类与数量越多，和各种标志位等信息。这些元件的种类与数量越多，表示表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强。的存储和处理各种信息的能力越强。6、特殊功能单元、特殊功能单元7、可扩展能力、可扩展能力Date:2022/11/22 Page:5电器控制基础 CH
5、1三、可编程控制器的类型三、可编程控制器的类型PLC装置的形式多种多样，功能各不相同。装置的形式多种多样，功能各不相同。1、按容量分、按容量分小型小型PLC I/OPLC I/O点数一般为点数一般为2020128128点点中型中型PLC I/OPLC I/O点数通常为点数通常为129129512512点点大型大型PLC I/OPLC I/O点数在点数在513513点以上点以上2、按硬件结构形式分、按硬件结构形式分整体式结构整体式结构模块式模块式PLCPLC叠装式叠装式PLCPLCDate:2022/11/22 Page:6电器控制基础 CH13、按功能分、按功能分（1 1）低档）低档PLC P
6、LC（2 2）中档）中档PLCPLC（3 3）高档）高档PLCPLCDate:2022/11/22 Page:7电器控制基础 CH1四、可编程控制器的基本功能四、可编程控制器的基本功能1 1、逻辑控制功能、逻辑控制功能2 2、定时控制功能定时控制功能3 3、计数控制功能、计数控制功能4 4、步进控制功能、步进控制功能5 5、数据处理和数学运算功能数据处理和数学运算功能6 6、A/DA/D、D/AD/A转换功能转换功能7 7、通信、联网功能、通信、联网功能8 8、监控功能、监控功能9 9、编程、调试等功能、编程、调试等功能Date:2022/11/22 Page:8电器控制基础 CH1第二节 P
7、LC的基本构成一、一、PLCPLC控制系统与电器控制系统的比较控制系统与电器控制系统的比较电器控制系统的组成电器控制系统的组成Date:2022/11/22 Page:9电器控制基础 CH1PLC控制系统的组成控制系统的组成Date:2022/11/22 Page:10电器控制基础 CH1二、二、PLCPLC的硬件组成的硬件组成 PLC PLC是微机技术和控制技术相结合的产物，是一种是微机技术和控制技术相结合的产物，是一种以微处理器为核心的用于控制的特殊计算机，因此以微处理器为核心的用于控制的特殊计算机，因此PLCPLC的基本组成与一般的微机系统类似。主要由中央处理的基本组成与一般的微机系统类
8、似。主要由中央处理器（器（CPUCPU）、存储器、输入）、存储器、输入/输出接口电路、电源及编输出接口电路、电源及编程设备几大部分组成。程设备几大部分组成。Date:2022/11/22 Page:11电器控制基础 CH1PLC的结构框图Date:2022/11/22 Page:12电器控制基础 CH1PLCPLC主要组成各部分进行简单介绍主要组成各部分进行简单介绍1 1、中央处理器（、中央处理器（CPUCPU）同一般的微机一样，同一般的微机一样，CPUCPU是是PLCPLC的核心。在系统中的的核心。在系统中的作用类似于人体的神经中枢。作用类似于人体的神经中枢。2 2、存储器、存储器 存储器主
9、要有两种：一种是可读存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存写操作的随机存储器储器RAMRAM，另一种是只读存储器，另一种是只读存储器ROMROM（不能修改）、（不能修改）、EPROMEPROM（紫外光可擦）和（紫外光可擦）和EEPROMEEPROM（电可擦）。（电可擦）。Date:2022/11/22 Page:13电器控制基础 CH1系统程序存储器是存放系统工作程序（监控程序）、系统程序存储器是存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子程序、命令解释、功能子程序的调模块化应用功能子程序、命令解释、功能子程序的调用管理程序和及各种参数设定等功能用管理程序和及各种参数设定等功能,由制造
10、厂家直接由制造厂家直接固化在只读存储器固化在只读存储器ROMROM、PROMPROM或或EPROMEPROM中，用户不能访中，用户不能访问和修改。问和修改。用户程序存储器是存放用户程序用户程序存储器是存放用户程序 即用户通过编程器输即用户通过编程器输入的用户程序。用户程序随入的用户程序。用户程序随PLCPLC的控制对象而定的，由的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。3 3、输入、输入/输出（输出（I/OI/O）接口）接口输入输入/输出接口通常也称输出接口通常也称I/OI/O单元或单元或I/OI/O模块，是模块，是PL
11、CPLC与现与现场场I/OI/O装置或其他外部设备之间的连接部件。装置或其他外部设备之间的连接部件。（1 1）输入接口电路）输入接口电路（2 2）输出接口电路）输出接口电路Date:2022/11/22 Page:14电器控制基础 CH14 4、电源、电源 PLC PLC配有开关电源，以供内部电路使用。配有开关电源，以供内部电路使用。5 5、编程器及其他外部设备、编程器及其他外部设备 编程器是编程器是PLCPLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的工具少的工具 。6 6、I/OI/O扩展模块扩展模块7 7、通信接口、通信接口Date:2022/11/22 P
12、age:15电器控制基础 CH1第三节 PLC的工作原理一、循环扫描工作方式一、循环扫描工作方式 PLC PLC是循环扫描的工作方式。即顺序地逐条地执行是循环扫描的工作方式。即顺序地逐条地执行用户程序，直到用户程序结束。然后，返回第一条指用户程序，直到用户程序结束。然后，返回第一条指令开始新的一轮扫描，这样一遍一遍不停的循环执行。令开始新的一轮扫描，这样一遍一遍不停的循环执行。根据程序运行的结果，输出的逻辑线圈接通或断开。根据程序运行的结果，输出的逻辑线圈接通或断开。二、二、PLCPLC的工作过程的工作过程 PLC PLC投入运行时，都是以重复循环的方式工作的。投入运行时，都是以重复循环的方式
13、工作的。PLCPLC的循环扫描工作方式，一般包括五个阶段，内部处的循环扫描工作方式，一般包括五个阶段，内部处理与自诊断、外设通信处理、输入采样、用户程序执行、理与自诊断、外设通信处理、输入采样、用户程序执行、输出刷新。每执行一遍我们称为扫描一次。整个过程扫输出刷新。每执行一遍我们称为扫描一次。整个过程扫描执行一遍所需要的时间称为扫描周期描执行一遍所需要的时间称为扫描周期Date:2022/11/22 Page:16电器控制基础 CH1 扫描工作过程扫描工作过程当当PLCPLC开关方式置于开关方式置于RUNRUN（运行）状态时，执行所有阶段，（运行）状态时，执行所有阶段，当当PLCPLC开关方式
14、置于开关方式置于STOPSTOP（停止）状态时，不执行后（停止）状态时，不执行后3 3个个阶段，此时可以进行通信处理，如对阶段，此时可以进行通信处理，如对PLCPLC进行联机或者进行联机或者离线编程。离线编程。Date:2022/11/22 Page:17电器控制基础 CH1三三 、PLCPLC执行程序的过程执行程序的过程PLCPLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段程序执行阶段、输出刷新阶段PLC执行程序过程图Date:2022/11/22 Page:18电器控制基础 CH1四、四、PLCPLC的的I/OI/O响应时间响应时间 输入输入/输出响应时间又称为输入输出响应滞后，输出响应时间又称为输入输出响应滞后，是指是指PLCPLC的输入端输入信号发生变化到的输入端输入信号发生变化到PLCPLC输出端对该输出端对该输入变化作出反应所间隔的时间。它由输入变化作出反应所间隔的时间。它由PLCPLC扫描工作方扫描工作方式产生的滞后时间、式产生的滞后时间、PLCPLC输入接口的滤波环节带来的输输入接口的滤波环节带来的输入延迟以及输出接口中驱动器件的动作时间带来输出入延迟以及输出接口中驱动器件的动作时间带来输出延迟三部分组成。延迟三部分组成。