1、可编程序控制器的组成与工作原理,概述 可编程序控制器的组成 可编程序控制器的工作原理 可编程序控制器的编程语言,第一节 概述,可编程控制器的产生可编程控制器（Programmable Logic Controller) 简称PLC。自1969年第一台PLC面世以来，已成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。,1968年 美国通用汽车公司提出的替代继电器控制系统的新型控制器的十项指标：,1） 编程简单、现场可 修改程序； 2）维护方便、采用插 件式结构； 3）可靠性高于继电器 控制系统； 4）体积小于继电器控 制系统； 5）数据可
2、以直接送入 计算机；,6）成本可与继电器系 统竞争； 7）输入可为市电； 8）输出可为市电，能 直接驱动电磁阀、交 流接触器等； 9）通用性强、易于扩 展； 10）用户存储器大于 4K。,国际电工委员会（IEC）PLC的定义：,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。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，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。,一、PLC的特点,可靠性高，抗干扰能力强。 编程直观、简单。 环境要求低，适应性好。 功能完善，接口功能强。,2.PLC的发展趋势,早期的P
3、LC 改造原有的继电接触器控制系统。 广泛应用于各种控制系统中，如各种顺序控制等。主要用于有大量开关量和少数模拟量的控制系统。 PLC的发展趋势：1、小型化、专用化和低价格；2、大型、高速、多功能和分布式全自动网络化。,第二节 可编程序控制器的组成,一、PLC的组成： 中央处理单元（CPU） 存储器 输入输出单元 （I/O单元） 电源 编程器,2-1,外形的样子,PLC 编程器,7-1,中央处理单元（CPU ） 通用微处理器； FX2系列采用可编程控制器使用的微处理器是16位的8096单片机。,存储器：包括系统存储器和用户存储器。 系统存储器存放系统管理程序。 用户存储器存放用户编制的控制程序
4、。,输入输出单元（I/O）：是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。输入部件是开关、按钮、传感器等。输出部件是电磁阀、接触器、继电器。,输入接口电路,2-2,输出接口电路,继电器输出* 晶体管输出 晶闸管输出 2-3,电源 一般市电（220） 直流24V PLC有24V（DC直流）输出。 编程器 外围设备 利用编程器将用户程序送入PLC的存储器，检查程序。,2.PLC的软件,PLC的软件是其工作所用的各种程序的集合，包括系统监控程序和用序程序。 （1）监控程序 系统监控程序是由生产厂家编制，用于管理、协调PLC各部分工作，充分发挥系统硬件功能，方便用户使用的通用程序。 （2）用户程序用
5、户程序又称为应用程序， 由用户根据控制需要用PLC的编程语言（梯形图、 指令表、高级语言、 汇编语言等）编制而成。 （3）用户环境 用户环境是由监控程序生成的。包括用户数据结构、用户元件区分配、 用户程序存储区、用户参数 、文件存储区等。 （4）PLC的内部等效电路,二、 PLC的主要性能指标,1存储容量2I/O点数3扫描速度4指令的功能与数量5内部元件的种类与数量6特殊功能单元7.可扩展能力,可将PLC分为小型、中型和大型三类。,第三节 PLC的工作原理,工作原理PLC采用循环扫描的工 作方式，包括内部处理、 通讯操作、输入处理、程 序执行、输出处理几个阶 段。全过程扫描一次所需 的时间称为
6、扫描周期。 当处于RUN状态时，上 述扫描周期不断循环。扫 描过程。,图2-19,PLC 扫描工作过程,输入处理 程序执行 输出处理,2-20,PLC的编程器件,PLC内部有许多具有不同功能的器件：输入继电器X、输出继电器Y、定时器T、计数器C、辅助继电器M、状态寄存器S等。为了区别实际的物理器件，上述PLC内部的器件称为软元件。 不同厂家、同一产家的不同型号的PLC的软元件的数量、种类都不一样。,三、PLC元件,输入继电器（X）是PLC接收外部开关信号的接口，输入继电器常开触点、常闭触点使用次数不限。继电器采用八进制编码，X0-X177，最多128点。输出继电器（Y）Y0Y027用来传送信号
7、到外部负载的元件。输入继电器常开触点、常闭触点使用次数不限。,辅助继电器（M）通用辅助型：M0-M499共500点保持型：M500-M3071共2572点特殊型：M8000-M8255共256点 状态继电器（S）初始化用：S0-S9共10点回零状态器： S10-S19，10点通用型： S20-S499共480点保持型： S500-S899共400点报警用： S900S999, 共100点,定时器（T0T255）-时间继电器,通电延时型定时器 T0-T199：200个点100ms。设定范围0.13276.7s。 T200-T245：46个点10ms。设定范围0.01327. 67s。 积算型定时
8、器（T246T255）,计数器（C0C255）,内部信号计数器：C0-C234 高速计数器：C235-C255,指针（P/I） 跳转：分支指令，P0-P127，128点。 中断：I0 -I8 （15点） 数据寄存器（D） 通用：D0-D199，200点。 保持： D200-D511，312点。 掉电保持专用：D512D7999，共7488点。 特殊：D8000-D8195（共196点） 变址寄存器：V、Z（共2个）,第四节 可编程序控制器的编程语言,梯形图语言指令表语言 状态转移图语言（SFC）,一、梯形图语言,梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。它是与继电器线路类似的一种编程语言。
9、由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易于掌握。梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，应用时，需要与原有继电器控制的概念区别对待。,二、指令表语言,指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。在无计算机的情况下，适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。同时，指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应，在PLC编程软件下可以相互转
10、换。指令表表编程语言的特点是：采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致。,三、状态转移图语言,顺序功能流程图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言。编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件，根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分 配，一步一步的按照顺序动作。每一步代表一个控制功能任务，用方框表示。 顺序功能流程图编程语言的特点：以功能为主线，按照功能流程的顺序分配，条理清楚，便于对用户程序理解；避免梯形图或其他语言不能顺序动作的缺陷，同时也 避免了用梯形图语言对顺序动作编程时，由于机械互锁造成用户程序结构复杂、难以理解的缺陷；用户程序扫描时间也大大缩短。,
