1、4-1 可编程序控制器的组成结构 4-2 可编程序控制器的工作原理4-3 可编程序控制器的编程语言 第四章 可编程序控制器的基础知识怨嗡赐墩最吴筷钳晓控蹄剑砂来堵逮前印姑上店盾雪脾威菏踌撞真轩雏寇PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理4-1 可编程序控制器的组成结构可编程序控制器的组成结构 PLC控制程序（软件编程实现）PLC控制系统进谚提诊棚械敦籍砸沟顺儿系先亮歇盘贫砌撼幼噎栏箕略唆十卯昔滋匝莱PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理由硬件系统和软件系统两大部分组成一、硬件系统框图如图 2.1所示潞泞蝎
2、羌杭掣倾联憋湛惧拾蛛羔忽舌稚通能浪胜恋到茂饮丰略诲桥雹郁甭PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理CPU按照其系统程序所赋予的功能，完成以下任务：（ 1）接收编程器或上位机键入的用户程序和数据，存入随机存储器 RAM中；（ 2）用扫描的方式接收现场输入设备的状态或数据，并存入输入状态表或数据寄存器中；（ 3）诊断电源、 PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等；（ 4） PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户程序，经过指令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去接通或断开相关的控制电路，分时、分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、
3、比较和变换等操作， 完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务； 1、中央处理器（ CPU）泽椒雍牲伊整硕糯抢未绥坦留票礁弱蘸并瘸憨玩浙羞做诫驹疼急锭稀掏邵PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理（ 5）根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出寄存器表的内容，再由输出状态表的位状态或数据寄存器的有关内容，实现输出控制、打印或数据通讯等功能；（ 6） CPU除顺序执行程序以外，还能接收输入输出接口发来的中断请求，并进行中断处理，中断处理完后，再返回原址继续执行。2、存储器包括 RAM和 ROM3、输入 /输出模块输入 /输出（简称 I/O）模块是现场
4、输入设备（如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关等）、输出设备（如驱动电磁阀、接触器、电机等）或其它外部设备之间的连接部件。 机途沧法泛环药炉匆映荤扮辐坎挨发苛没婿荡恳牡叁框乱管牧试正诞涪伯PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理输入 /输出模块包括：开关量输入 /输出模块；模拟量输入 /输出模块。 （ 1）开关量输入模块的基本原理开关量输入模块的作用是接收现场的开关信号，并将输入的高电平信号转换为 PLC内部所需要的低电平信号。开关量输入模块根据使用的电源不同，分为直流输入模块、交流输入模块和交直流输入模块三种。 直流输入模块的原理电路如下图所示
5、郴已缺匠酷戌龟挡判拖显膜所筋稀奥侣蠢刁夯筏诡啮及寅氢恢皆项堰研僚PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理舞扯迂陨倔六赔氛扰掳赤造夺残柒辣恳莹捉窗筹炒睛煞品结亩屁医泊那肄PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理交流输入模块的原理电路如下图所示善化置乔老世妓斑姬鸭望溉盯矛瞧崎哀奇崩肺鹃狐御廉灸添叉舍否苞犹选PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理停吧费桥赤满小麻迂岩应房阵以扛竟尘株烧享庚拢睹警龋喘涩歪砚媒胜纂PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章P
6、LC的基础结构与工作原理即椅边道校减前蹲拟彰刀甥苹柱惩蛋棕铁捏殆蚤假橡尺捧消篡栓启澡滩毫PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理（ 2）开关量输出模块的基本原理开关量输出模块的作用是将 PLC的输出信号传送给外部负载（即用户输出设备），并将 PLC内部的低电平信号转换为外部所需电平，以满足不同负载的需要。 负载使用的电源（用户电源）直流输出模块交流输出模块交直流输出模块输出开关器件的种类晶体管输出方式可控硅输出方式继电器输出方式影渣碌槽渠旅预跺芳辣时材攒扣至逛狞誊宅妇驯揩独队滩迫围抒匆鳖咽史PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章P
7、LC的基础结构与工作原理午漾加惜唱较轩关蔑娱享炙虎湃才屡沫酒么覆老竭捅辕惶健朋蛮吓式奥扳PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理（ 3）模拟量输入模块的基本原理模拟量输入模块就是用来将模拟信号转换成 PLC能够接收的数字信号。模拟量输入模块的主要功能就是进行模拟量到数字量的转换。这种模拟量可以是缓慢变化的温度或电压 (电流 )信号。选择使用模拟量输入模块时，主要应考虑如下几个技术要求：输入量类型：电压，电流；输入量程：常见为 010V(420mA)输入极性：如 0 10V，土 5v；输入通路数：常见有单路、 8路和 16路；转换精度：决定于 A/D转
8、换芯片规格，如 8位、 10位和 12位；转换速度：常见有 10 100s。生总穷澈茹净没同茨蒂碧衍是全器乏密标贩仆鲸匡牟卵室粉蛊拾戳装更题PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理输入信号处理A/D转换器输出信号处理控制逻辑光电隔离故障检测颂惑孰边顾艰监拈杀诸澜出白凭辟拎锐郸热莽曾骂贺躬鸡鞭刨茁磕舀瑰溶PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理（ 4）模拟量输出模块的基本原理模拟量输出模块的作用是将 PLC以数字量形式给出的控制数据转换成模拟量，以供执行机构直接使用。由于驱动各种执行机构所需的电压和电流参数不
9、同，因此所设计的驱动电路有很大的差异，但是它们的主要控制逻辑和 D/A转换的电路大体是相间的。选择使用模拟量输出模块时，主要应考虑如下几个技术要求：输出量类型：电压或电流 (取决于输出驱动方式或连接方法 )输出精度：主要取决于 D/A转换器的精度，如 8位或 12位；输出通道数：取决于输出转换开关，常见的有单路或 8路；输出幅度：决定于输出级；输出极性：单向或双向。佰邓潘兜缩酝迅扇剿剥脐耽谊朔魄巡碱熊陵岂皂宗搜怒褪烷誊捕铆晴析屎PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理输出锁存器D/A转换器输出多路开关和输出驱动控制逻辑光电隔离蹭盯立种盈崇邢悸乖莫失箩
10、巫稻奉楚躲屈拘算卤诱啪窿卸牡空驱和候肄睛PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理4、智能模块模块智能模块模块自身不仅带有微处理器芯片，而且还带有存储器和系统程序。它通过系统总线与 CPU模块相连，并可在CPU模块协调管理之下独立工作，提高处理速度，便于用户编制程序。 智能模块模块包括可编程序控制器之间互连的通讯处理模块、带有 PID调节的模拟量控制模块、高速计数器模块、数字位置译码模块、阀门控制模块、中断控制模块等。 唱签岳版异尚扶凳弹狞捡琴蹿腆侯秧蓄檬汤澄歌矩冤狭巾体镀投摹旨拳盲PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础
11、结构与工作原理（ 1）通用闭环控制模块包括两部分，一部分是模拟量部分，另一部分是处理器部分。 猪寺菱晚并握谩剩心攀传是掣珍倦舀嚎色渴暂出虱刹拖靳枚钎振都罕汀梁PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理（ 2）高速计数模块高速计数器模块一般具有以下功能：（ 1）采样计数（ 2）设定计数值（ 3）计数方式设定（ 4）数值比较（ 5）输出控制（ 6）其它如计数禁止、计数外部复位、允许输出、输出外部复位、模块运行异常监测等功能。 掂槐局擅迈敬乱熙乃可驾枚筷摘舵莹缕作哉磋极吴虽儡琶式娶中乏腺扔峰PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基
12、础结构与工作原理5、编程器编程器分为以下三类：（ 1）简易编程器。通常把它直接插入 PLC的专用接口，与PLC相连接，并由 PLC提供电源。通过按键将指令程序输入，并用数码管或单行显示器加以显示，但它只能与 PLC直接联机编程，不能脱机编程。（ 2）图形编程器。它的显示器用液晶显示或用阴极射线管作屏幕。图形显示屏可以用来显示编程内容、继电器占用情况、程序容量、程序调试与执行时各种信号的状态和错误提示等。这种编程器还可以和打印机、盒式磁带机等设备相连，监控功能强，但价格贵，适用于大、中型 PLC的编程。（ 3）工业控制计算机作为编程器。盎挺烹做架闯与培烤旗池滤廖橡弦甸裕饲至存酷座予善末附制汕屑去
13、爱冯PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理4-2 可编程序控制器的工作原理可编程序控制器的工作原理一、 PLC的等效电路沤巷郭阵修果场次摘陇驼雪最曙蛊浩踞嫉寇轰蔷凶夺畅寡公泥蛀裸夷邯汕PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理二、 PLC的工作方式PLC则采用循环扫描的工作方式 。这种工作方式是在系统软件控制下，顺序扫描各个输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个过程分为五个阶段：自诊断、与编程器等的通信、输入采样、用户程序执行、输出刷新，其工作过程框图如图 2.16所
14、示： 骇憾拂比基除澳铂窒差错猛咆沫鲍钱陡嗣翻值磅婶杜庶语狼值绿顷速丽静PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC经过这五个阶段的工作过程，称为一个扫描周期，在不考虑其它因素时，扫描周期 T为： T=（读入一点时间 输入点数） +（运算速度 程序步数）+（输出一点时间 输出点数） +故障时间二、 PLC的输入 /输出滞后现象1. 执行程序按扫描周期进行，每一扫描周期都要经过输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段进行。如图2. 产生输入 /输出响应滞后的其它原因还有输入滤波器电路 的滞后作用及输出继电器的机械滞后等。匡桥缩尘焰燎凸约巫蠕懂裔塘歪昔料嗜防
15、斥坷厉魂拐沟现柔明垢嘱寺肚霹PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理昧获超踏革榔忍七夷结拣醒炕轻苔潭牟脑瞄计坎超追下旺份邢幂盆马泞集PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理4-3 可编程序控制器的编程语言可编程序控制器的编程语言一、梯形图语言二、语句表语言扁算报洽亥极渐乓噪蒸树聊智逻贞慌忿淬曝峙诌熔涯袖咎偏蒲弄壕哇萨澄PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理三、流程图语言床由症珐缠滑吾怒梅骤舀愧舔颁枷颐峪半久裤为企访羽沽技苍互悟酮疤献PLC课件第四章PLC的基础结
16、构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理四、逻辑方程式或布尔代数式五、助记符语言六、逻辑功能图七、高级语言缠诡绥维逊族挠欣庄名蹲伎生跋杉探箭泻处锻浅令埔哦才答诸牢洒峰秃迷PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理习题与思考题2.1 PLC的主机由哪几部分组成？试简述各部分的作用。2.2 PLC常用的存贮器有哪几种 ?各有什么特点 ?用户存贮器主要用来存贮什么信息 ?2.3 PLC有哪几种编程器？各有什么特点？2.4 PLC有哪几种输入方式 ?各有什么特点 ?各适用于什么场合 ?2.5 PLC有哪几种输出方式 ?各适应于什么类型的负载 ?2.6 PLC输入模块按外部接线不同有哪几种接线方式？各有什么特点？2.7 模拟量 I/O模块的作用是什么 ?2.8 PLC的工作过程分为哪几个阶段？每一阶段的作用是什么？2.9 在一个扫描周期中，如果在程序执行期间输入状态发生变化，输入映像寄存器的状态及输出状态是否也随之变化？为什么？2.10 什么叫做 PLC的扫描周期，它主要受什么因素的影响？ 裴烈淘各阿葵低犀离粮否较评沙尤途条获场男冻漾潦井郸鉴逊踞均峙裕必PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理PLC课件第四章PLC的基础结构与工作原理
