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1、绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器第第4 4章章 PLC PLC的基本组成和工作原理的基本组成和工作原理4.1 PLC的基本组成的基本组成4.2 PLC的工作原理及编程语言的工作原理及编程语言4.3 PLC的分类方法的分类方法4.4 欧姆龙欧姆龙PLC硬件系统硬件系统绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器4.1 PLC的基本组成电源模块电源模块存储器存储器CPUCPU模块模块 输输出出模模块块 输输入入模模块块编程器编程器PLC主要由哪几个部分组成？绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器 一、CPU单元指示灯指示灯存储器盒舱存储器盒舱DIPDIP开关开关外设端口外设端口RS-232CRS-
2、232C端口端口 内装板舱内装板舱绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器v组成运算器：执行算术运算、逻辑运算等运算器：执行算术运算、逻辑运算等控制器：控制整机各部分协调工作控制器：控制整机各部分协调工作v作用PLCPLC本身的自检本身的自检接收输入模块的信息接收输入模块的信息执行监控程序和用户程序执行监控程序和用户程序输出控制信号输出控制信号响应外部设备的请求响应外部设备的请求绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器存放监控程序，用户不能访问和修改存放监控程序，用户不能访问和修改存放经编程器输入的用户程序存放经编程器输入的用户程序暂存输入、输出数据映像暂存输入、输出数据映像系统程序存储区用户程序
3、存储区数据存储区二、存储器注：注：PLC使用锂电池作为使用锂电池作为RAM的备用电源，的备用电源，以保证以保证RAM中的内容不受断电的影响中的内容不受断电的影响绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器三、输入/输出单元PLC有各种形式输入/输出模块开关量输入开关量输入/输出模块输出模块模拟量输入模拟量输入/输出模块输出模块温度控制模块温度控制模块高速计数模块高速计数模块运动控制模块运动控制模块绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器 PLC的输入信号形式直流信号输入直流信号输入交流信号输入交流信号输入模拟量信号输入模拟量信号输入PLC有哪几种开关量输入形式？绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器直
4、流信号输入形式开关开关S S闭合时，闭合时，24V24V直流电压加到直流电压加到ININ和和COMCOM端，端，通过光电耦合器，信号送入内部电路通过光电耦合器，信号送入内部电路直流输直流输入电路入电路绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器交流信号输入形式交流输交流输入电路入电路输入单元为何需要设置光电隔离电路？绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器模拟量输入模拟量输入 各种非电模拟量要先经过传感器或变各种非电模拟量要先经过传感器或变送器转换成直流电流或电压模拟量，然后送器转换成直流电流或电压模拟量，然后再输入再输入PLCPLC。PLCPLC的模拟量输入电路一般要的模拟量输入电路一般要求：电流型
5、的直流求：电流型的直流4 420mA20mA，电压型的直，电压型的直流流0 010V10V或或1 15V5V等等模拟量信号输入形式模拟量输入/输出模块做什么用？绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器 PLC的输出信号形式开关量输出开关量输出继电器输出继电器输出晶体管输出晶体管输出晶闸管输出晶闸管输出模拟量输出模拟量输出PLC有哪几种开关量输出形式？各适用于什么负载？绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器继电器输出形式 继电器输出电路继电器输出电路对直流负载或交流负载都适用对直流负载或交流负载都适用，负，负载电流可达载电流可达2A2A。但因为有触点，使用寿命不够长。但因为有触点，使用寿命不够长继
6、电器输继电器输出电路出电路绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器 晶体管输出电路晶体管输出电路仅适用于直流负载仅适用于直流负载，无触点，寿，无触点，寿命长，响应速度快。但输出电流较小，约命长，响应速度快。但输出电流较小，约0.5A0.5A晶体管输出形式晶体管输晶体管输出电路出电路绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器 晶闸管输出电路晶闸管输出电路仅适用于交流负载仅适用于交流负载，无触点，寿，无触点，寿命长。但命长。但PLCPLC中的晶闸管输出电流不大，约中的晶闸管输出电流不大，约1A1A晶闸管输出形式晶闸管输晶闸管输出电路出电路绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器模拟量信号输出模拟量信号输出
7、 PLCPLC的模拟量信号输出用于控制工的模拟量信号输出用于控制工业生产过程控制仪表和模拟量的执行装业生产过程控制仪表和模拟量的执行装置，如控制比例电磁阀阀门开度以控制置，如控制比例电磁阀阀门开度以控制流量。流量。PLCPLC的模拟量输出方式可以是直的模拟量输出方式可以是直流流4 420mA20mA，直流，直流0 010V10V或或1 15V5V等等模拟量输出形式绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器3.智能输入/输出模块高速计数模块对脉冲对脉冲计数，可对计数，可对编码器等输出脉冲的检测编码器等输出脉冲的检测运动控制模块输出信号给伺服模块，实现精确定位控制输出信号给伺服模块，实现精确定位控制温
8、度控制模块将热电偶或热电阻的温度信号转换为温度值将热电偶或热电阻的温度信号转换为温度值绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器四、编程器用于输入、修改和调试程序，并可监视用于输入、修改和调试程序，并可监视程序的执行程序的执行简易编程器简易编程器图形编程器图形编程器编程器绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器简易编程器体积小，携带方体积小，携带方便，但只能用指便，但只能用指令助记符编程，令助记符编程，适合微小型适合微小型PLC的编程及现场调的编程及现场调试试绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器图形编程器功能强大，可用梯形图编程，既可联图形编程器功能强大，可用梯形图编程，既可联机编程，也可脱机编程
9、，还可监控机编程，也可脱机编程，还可监控PLC的运行的运行计算机安装了计算机安装了PLC编程支持软件后，也具有图形编程支持软件后，也具有图形编程器的功能编程器的功能图形编程器绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器五、电源单元将交流电转换成直流电，向将交流电转换成直流电，向PLC内部内部电路提供直流稳压电源电路提供直流稳压电源有的有的PLC还向外部提供直流还向外部提供直流24V的稳的稳压，用于直流信号输入电路及传感器压，用于直流信号输入电路及传感器的供电的供电绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器4.2 PLC的工作原理与编程语言一、PLC的基本工作原理 从控制的角度来看，可将从控制的角度来看，
10、可将PLCPLC等效等效成成输入部分输入部分、程序控制部分程序控制部分和和输出部分输出部分绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器从上面的等效工作电路可见输入部分输入部分将外部开关信号转换成将外部开关信号转换成PLCPLC内内部输入继电器线圈的接通或断开部输入继电器线圈的接通或断开程序控制部分程序控制部分根据输入根据输入/输出继电器的输出继电器的触点状态执行用户程序，其结果使输触点状态执行用户程序，其结果使输出继电器线圈接通或断开出继电器线圈接通或断开输出部分输出部分根据输出继电器的状态决定根据输出继电器的状态决定是否接通外接电器是否接通外接电器绪论EXIT
11、可 编 程 序 控 制 器二、PLC的循环扫描工作过程对对PLC内部的内部的CPU、存储器、输入模块、存储器、输入模块、输出模块、总线等进行诊断输出模块、总线等进行诊断对编程器、可编程终端等外部设备请求对编程器、可编程终端等外部设备请求的处理的处理按照从左到右、从上到下的顺序执行用按照从左到右、从上到下的顺序执行用户程序，并将结果存入输出映像寄存器户程序，并将结果存入输出映像寄存器采集输入信号并存入输入映像寄存器中；采集输入信号并存入输入映像寄存器中；同时将输出映像寄存器中要输出的信号送同时将输出映像寄存器中要输出的信号送到输出锁存器，经输出电路驱动外接电器到输出锁存器，经输出电路驱动外接电器
12、扫描过程分为哪几个阶段？绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器PLC按上述按上述4个阶段周期性地循环扫描，个阶段周期性地循环扫描，每扫描一次，用户程序就执行一次，且每扫描一次，用户程序就执行一次，且I/O数据刷新一次数据刷新一次PLCPLC完成一个循环的扫描过程称为一个完成一个循环的扫描过程称为一个扫描周期扫描周期PLC的扫描周期是如何定义的？绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器三、PLC的编程语言梯形图语言梯形图语言助记符语言助记符语言功能块图功能块图顺序功能图顺序功能图PLC的编程语言绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器梯形图语言 类似于类似于继电器控制继电器控制原理图原理图绪论EXI
13、T可 编 程 序 控 制 器助记符语言用帮助记忆的英文缩用帮助记忆的英文缩写字符表示写字符表示PLC的各的各种指令，类似于计算种指令，类似于计算机的汇编语言机的汇编语言简易编程器就是用助简易编程器就是用助记符语言记符语言 前前面面梯梯形形图图所所对对应应的助记符语言如下：的助记符语言如下：LD 0.00 OR 1.00 AND NOT 0.01 OUT 1.00绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器4.3 PLC的分类方法按结构形式分类按结构形式分类按控制规模分类按控制规模分类按控制功能分类按控制功能分类按生产厂家分类按生产厂家分类PLC的分类方法绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器一、按结
14、构形式分类整体式PLC整体式结构整体式结构PLCPLC将中央处理单元、存储器、输将中央处理单元、存储器、输入输出单元和电源单元等组装在一个机壳内入输出单元和电源单元等组装在一个机壳内模块式PLC模块式结构模块式结构PLCPLC是把中央处理单元和存储器做是把中央处理单元和存储器做成独立的组件模块，把输入输出等单元也做成成独立的组件模块，把输入输出等单元也做成独立的模块，然后组装在一个机架或母板上独立的模块，然后组装在一个机架或母板上绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器二、按控制规模分类PLC的每一个输入/输出接点简称为点I/O点数小于点数小于64点的属微型点的属微型PLCI/O点数在点数在64
15、256点的属小型点的属小型PLCI/O点数在点数在2561024点的属中型点的属中型PLCI/O点数在点数在1024点以上的属大型点以上的属大型PLC绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器4.4 欧姆龙PLC硬件系统OMRON公司的公司的PLC产品系列齐全产品系列齐全微型微型PLC小型小型PLC中型中型PLC大型大型PLC一、OMRON可编程序控制器分类绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器 OMRON微型PLCOMRON微型微型PLC均为整体式均为整体式结构，体积小，价格便宜结构，体积小，价格便宜v前期常用的微型前期常用的微型PLC有有CPM1A系列系列，带扩展带扩展I/O单元时最大为单元时
16、最大为100点点v目前新推出的微型目前新推出的微型PLC有有CP1E系列系列，带扩展带扩展I/O单元时最大达单元时最大达180点点绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器和和CP1H系列系列 OMRON小型PLC CP系列PLC快速处理快速处理脉冲输出脉冲输出高速计数高速计数串行通信串行通信绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器 OMRON中型PLCCJ1系列系列PLC体积小，运行速度快体积小，运行速度快有有11种型号的种型号的CPU模块模块可扩展可扩展3个机架，每个机架可插个机架，每个机架可插10个模块个模块I/O可达可达12802560点点与与CS系列的软件完全兼容系列的软件完全兼容绪论EX
17、IT可 编 程 序 控 制 器有有9种型号的种型号的CPU模块模块可扩展可扩展27个机架，每个机架可插个机架，每个机架可插10个模块个模块I/O可达可达9605120点点功能较齐全，运算速度快功能较齐全，运算速度快vCS系列系列PLC OMRON大型PLC绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器二、CJ1系列PLC的硬件系统配置CPU模块模块基本基本I/O模块模块特殊特殊I/O模块模块CPU总线模块总线模块电源模块电源模块绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器CJ1系列PLC的CPU模块绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器CJ1系列系列PLC的的CPU模块主要性能模块主要性能型型 号号最大最大
18、I/O点数点数程序容程序容量量数据存数据存储储器容器容量量基本指令基本指令处处理速度理速度内置端内置端口口可可选选件件CJ1H-CPU66H2560120K步步256K字字0.02 s外外设设端端口和口和RS-232C端端口口存存储储卡卡CJ1H-CPU65H60K步步128K字字CJ1G-CPU45H128060K步步128K字字0.04 sCJ1G-CPU44H30K步步64K字字CJ1G-CPU43H96020K步步CJ1G-CPU42H10K步步CJ1G-CPU45128060K步步128K字字0.08 sCJ1G-CPU4430K步步64K字字绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器基
19、本I/O模块直流输入模块直流输入模块交流输入模块交流输入模块继电器输出模块继电器输出模块晶体管输出模块晶体管输出模块晶闸管输出模块晶闸管输出模块基本I/O模块绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器CJ1CJ1系列系列PLCPLC的开关量的开关量I/OI/O模块型号、规格模块型号、规格 名名 称称型型 号号规规 格格输输入入模模块块直流直流输输入模入模块块CJ1W-ID21116点，点，24VDC，可卸端子板，可卸端子板CJ1W-ID23132点，点，24VDC，连连接器接器CJ1W-ID26164点，点，24VDC，连连接器接器交流交流输输入模入模块块CJ1W-IA11116点，点，10012
20、0VAC，可卸端子板，可卸端子板CJ1W-IA2018点，点，200240VAC，可卸端子板，可卸端子板输输出出模模块块继电继电器器输输出模出模块块CJ1W-OC2018点（独立接口），点（独立接口），2A/每点，可卸端子板每点，可卸端子板CJ1W-OC21116点，点，2A/每点，可卸端子板每点，可卸端子板晶体管晶体管输输出模出模块块CJ1W-OD2011224VDC，8点，点，2A/每点，吸入式每点，吸入式CJ1W-OD20224VDC，8点，点，2A/每点，源每点，源输输出出CJ1W-OD2111224VDC，16点，点，0.5A/每点，吸入式每点，吸入式CJ1W-OD21224VDC，
21、16点，点，0.5A/每点，源每点，源输输出出CJ1W-OD2311224VDC，32点，点，0.5A/每点，吸入式每点，吸入式CJ1W-OD23224VDC，32点，点，0.5A/每点，源每点，源输输出出CJ1W-OD2611224VDC，64点，点，0.3A/每点，吸入式每点，吸入式晶晶闸闸管管输输出模出模块块CJ1W-OA2018点，点，250VAC，0.6A/每点，每点，2.4A/每每单单元元绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器特殊I/O模块模拟量输入模块模拟量输入模块模拟量输出模块模拟量输出模块温度控制模块温度控制模块位置控制模块位置控制模块高速计数模块高速计数模块特殊I/O模块绪
22、论EXIT可 编 程 序 控 制 器CPU总线模块以太网模块以太网模块Controller Link模块模块DeviceNet主站模块主站模块CompoNet主站模块主站模块串行通信模块串行通信模块CPU总线模块绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器CJ1系列PLC的系统配置按需要选择按需要选择CPU、I/O模块、电源等，并组合起来模块、电源等，并组合起来注意模块的安装顺序，从左到右依次是电源模块、注意模块的安装顺序，从左到右依次是电源模块、CPU模块、各种模块、各种I/O模块、最右边是端盖模块、最右边是端盖绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器CJ系列PLC的I/O地址分配自动自动I/OI/
23、O分配分配如果用户没有在如果用户没有在I/O表中分配，则在接通电表中分配，则在接通电源时会源时会自动对基本自动对基本I/O模块分配地址模块分配地址手动手动I/OI/O分配分配通过编程支持软件可由用户设置各通过编程支持软件可由用户设置各I/O模块模块的地址的地址绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器基本I/O模块的地址分配从从CIO 0000开始从左到右依次自动分配开始从左到右依次自动分配绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器特殊I/O模块的地址分配根据单元编号给每个特殊单元分配根据单元编号给每个特殊单元分配10个字个字单元号为单元号为0的特殊模块分配的特殊模块分配CIO2000CIO2009单元号为单元号为1的特殊模块分配的特殊模块分配CIO2010CIO2019 绪论EXIT可 编 程 序 控 制 器本 章 要 求1.熟悉熟悉PLC的基本组成的基本组成2.了解了解PLC的基本工作原理的基本工作原理3.熟悉熟悉PLC循环扫描工作过程循环扫描工作过程4.掌握掌握CJ系列系列PLC的硬件配置和地址分配的硬件配置和地址分配预习5.1.15.1.3节P.140思考题5.15.4