第2章 PLC内外部结构及编程

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可编程序控制器原理及应用第02章

可编程序控制器原理及应用第02章
PLC的智能接口模块种类很多,如高速计数模块、闭环控制 模块、运动控制模块等。
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2.1.2 硬件组成
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2.1.2 硬件组成
图2-2 模块式PLC的硬件结构 7
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2.1.2 硬件组成
1.中央处理单元(CPU)
同一般的微机一样,CPU是PLC的核心。一般认为PLC中
的CPU有三类:通用微处理器(如Z80、8086等)、单片计
算机(如8031、8096等)和专用微处理器。历史上,小型
误等;
(3)通过输入接口接收现场的状态或数据,并存入输入映像
寄存器或数据寄存器中;
(4)从存储器逐条读取用户程序,并执行程序;
(5)根据执行的结果,更新有关标志位的状态和输出映像寄
存器的内容,通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制
表打印或数据通信等储器
2.1.2 硬件组成
PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器;大中型PLC
大多采用16位通用微处理器和单片微处理器。
在PLC中的CPU又包含控制器和运算器,通过执行系统程
序,指挥PLC进行工作,归纳起来主要有以下几个方面作用:
(1)接收从编程装置输入的程序和数据;
(2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错
本章讲述的主要内容
PLC的硬件组成原理 PLC的工作原理 PLC的编程变量
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本章讲述的主要内容
2.1* PLC硬件系统的基本组成 2.2 PLC的软件系统 2.3*△ PLC的工作原理 2.4 * 西门子PLC的存储区与编程变量 2.5 S7-200/300/400 PLC的硬件模块构成

第2章_PLC的硬件与工作原理(应用)

第2章_PLC的硬件与工作原理(应用)

8k字左右
大型机:开关量和模拟量、2048点以上、容量16k字 以上,功能强大
2.1.1 PLC的物理结构
按结构形式分
整体式PLC
将电源、CPU、I/O接口等部件都集中 装在一个机箱内,具有结构紧凑、体积小、价格低 等特点。
1
2
西门子S7-200PLC
日本三菱FX系列PLC
S7-200 CPU模块的外形图
图2-8 扫描过程
• 工作方式——集中 输入、集中输出, 周期性循环扫描的 方式进行工作的。 • 工作过程——上电 处理、扫描过程、 出错处理(自诊断) 几个阶段。
写输出
读输入
执行程序 自诊断
处理通讯
周期性循环扫描,集中输入、集 中输出,与单片机系统的区别? 怎样增强抗干扰能力?
输入采样阶段
PLC的扫描过程
第2章 PLC的硬件与工作原理
2.1 2.2 2.3 2.4 PLC的硬件 PLC的工作原理 S7-200CN系列PLC I/O地址分配与外部接线
学习目标
熟悉PLC的硬件、分类,工作原理,IO模块, 外部接线等。
2.1 PLC的硬件
PLC按结构形式分类
整体式
模块式 按I/O容量分 小型机:开关量、I/O256点以下、容量4k字左右 中型机:开关量和模拟量、256~2048点之间、容量
KF SF1
电 源 母 线
KF KF
QA1
QA2 KF
电 源 母 线
PLC梯形图:串行工作方式
PLC梯形图:串行工作方式
SF2 I0.0 I0.1 I0.0 M0.0
()
Q0.0 M0.0 M0.0 Q0.0
~
பைடு நூலகம்QA1

第二章 PLC的基本组成及工作原理

第二章 PLC的基本组成及工作原理

2.2 PLC的工作原理
继电器控制与 PLC控制的比较:
➢为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异, 考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms以上,而PLC扫描用户程序的时间一般均小 于100ms。这样在对于I/O响应要求不高的场合, PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别 了。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
(1)输入接口作用:将按钮、行程开关或传感器等产生 的信号,转换成数字信号送入主机。
内内1


.

输入n

COM
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
(2)输出接口作用:将主机向外输出的信号转换成可以 驱动外部执行电路的信号,以便控制接触器线圈等电 器通断电;另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。
并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。 ( 2 )检查、校验用户程序。 ( 3 )接收现场数据。 ( 4 )执行用户程序。 ( 5 )故障诊断。
注意:PLC通常以字而不是以字节为单位存储和处理数 据。
描述PLC性能的几个术语
位:二进制的一位,仅有1、0 数字:4位二进制数构成一个数字 字节:2个数字或8位二进制数构成一个字节 字:两个字节构成一个字。
• 继电器输出特点:低速大功率, 用于用于直流、交流负载(隔离、功率放大)。
• 晶体管集电极输出特点:高速小功率, 用于直流负载。
• 双向可控硅(晶闸管的一种)输出特点:高速大功率, 用于交流负载。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块-继电器输出
继电器输出
PLC





电J

西门子S7-200编程PLC简单介绍

西门子S7-200编程PLC简单介绍

3.中断程序
中断程序用来及时处理与用户程序的 执行时序无关的操作,或者不能事先预测 何时发生的中断事件。中断程序不是由用 户程序调用,而是在中断事件发生时由操 作系统调用。中断程序是用户编写的。
2.4 S7-200系列PLC的内存结构 及寻址方式
2.4.1 内存结构
S7-200系列PLC的数据存储区按存储 器存储数据的长短可划分为字节存储器、 字存储器和双字存储器3类。
输入映像寄存器地址的编号范围为 I0.0~I15.7。
I、Q、V、M、SM、L均可以按字节、 字、双字存取。
2.输出映像寄存器
输出映像寄存器用来存放CPU执行程 序的数据结果,并在输出扫描阶段,将输 出映像寄存器的数据结果传送给输出模块, 再由输出模块驱动外部的负载,如图2-6 (b)所示。
若梯形图中Q0.0的线圈通电,对应的 硬件继电器的常开触点闭合,使接在标号 Q0.0端子的外部负载通电,反之则外部负 载断电。
输出端分成两组,每一组有1个公共端, 共有1L、2L两个公共端,可接入不同电压 等级的负载电源。输入/输出接线图如图22所示。
图2-2 CPU 224输入/输出接线图
2.2 S7-200系列PLC的性能
2.2.1 CPU模块性能
PLC的CPU性能主要描述PLC的存储 器能力、指令运行时间、各种特殊功能等。 这些技术性指标是选用PLC的依据,S7200 PLC的CPU的主要技术指标如表2-1所 示。
定时器的地址编号范围为T0~T255, 它们的分辨率和定时范围各不相同,用户 应根据所用CPU型号及时基,正确选用定 时器编号。
9.计数器
计数器主要用来累计输入脉冲个数,
其结构与定时器相似,其设定值在程序中 赋予。CPU提供了3种类型的计数器,各为 加计数器、减计数器和加/减计数器。计数 器的当前值为16位有符号整数,用来存放 累计的脉冲数(1~32 767)。计数器的地 址编号范围为C0~C255。

PLC2培训教程

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概述(编程器的功能)
编制用户程序;并具有显示、修改、插 入、复制、删除等编辑功能;能(双向) 传送应用程序。
对PLC的进行组态,设置相关参数。 监视PLC的运行过程 。 向PLC发出各种控制命令 。
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LModsoft 编程器主菜单
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LModsoft 梯形图编辑器菜单 的功能及使用
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数据块移动 布尔逻辑指令 数据矩阵位求反 数据矩阵位比较 数据矩阵位的检测与运算 COMM指令
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继电器逻辑指令
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计数器指令
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定时器指令
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算术指令
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移动寄存器与表
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布尔逻辑指令
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数据块移动指令
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2.7 Modicon Micro PLC编程器 (Modsoft Lite)的使用
概述 LModsoft 编程器主菜单的功能及使用 LModsoft 梯形图编辑器菜单的功能及使

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分类
CPU311 CPU411 CPU512 CPU612
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编程器使用
MODSOFT Lite 编程软件采用下拉式菜单 进行操作
在线(ONLINE)和离线(OFFLINE)两 种工作方式
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2.2 Modicon Micro PLC的外形结构

光阳plc内部构造

光阳plc内部构造

光阳plc内部构造
光阳PLC(可编程逻辑控制器)是一种用于工业控制系统的计
算机控制系统,它能够监控输入信号并根据预设的逻辑程序进行输
出控制。

PLC的内部构造一般包括以下几个主要部分:
1. 中央处理器(CPU),光阳PLC的核心部件,负责执行用户
编写的程序,处理输入信号和输出控制指令。

CPU通常集成了微处
理器、存储器和输入/输出接口。

2. 输入/输出模块(I/O模块),用于连接外部传感器、执行
器等设备的接口模块,负责将外部信号转换为数字信号供CPU处理,并将CPU输出的控制指令转换为相应的输出信号。

3. 存储器,包括程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存
储用户编写的逻辑控制程序,而数据存储器则用于存储程序执行过
程中的临时数据和运行状态信息。

4. 通信接口,用于与其他设备进行通信,如人机界面(HMI)、上位机或其他PLC之间的通讯。

5. 电源模块,负责为PLC系统提供稳定的电源供应。

在光阳PLC内部,这些部件相互配合,通过输入/输出模块与外部设备进行连接和通信,CPU执行用户编写的逻辑控制程序,实现对工业生产过程的监控和控制。

同时,PLC还可能包括一些辅助部件和功能模块,如定时器、计数器、模拟量输入输出模块等,以满足不同工业控制需求。

总的来说,光阳PLC的内部构造是一个复杂而高效的系统,它能够通过各种接口和模块实现对工业生产过程的精确控制和监控。

PLC2

PLC2

图2-14 PLC的等效工作电路
2. 可编程序控制器的工作过程
小型PLC的工作过程有两个显著特点:周期性顺序 扫描和集中批处理。 PLC上电后,就在系统程序的监控下,周而复始 地按固定顺序对系统内部的各种任务进行查询、 判断和执行,这个过程实质上是一个不断循环的 顺序扫描过程。 PLC的工作过程(周期性扫描过程)分为4个扫描 阶段。
数字量输入部件及接口
来自现场的主令元件、检测元件的信号经输入接口 进入到PLC。指令元件的信号是指由用户在控制键 盘(或控制台、操作台)上发出的控制信号(如开机、 关机、转换、调整、急停等信号)。检测元件的信号 是指用检测元件(如各种传感器、继电器的接点,限 位开关、行程开关等元件的触点)对生产过程中的参 数(如:压力、流量、温度、速度、位置、行程、电 流、电压等)进行检测时产生的信号。这些信号有的 是开关(或数字量)量,有的是模拟量,有的是直流 信号,有的是交流信号,要根据输入信号的类型选 择合适的输入接口。
1.PLC控制系统的等效工作电路 1.PLC控制系统的等效工作电路
PLC控制系统的等效工作电路可分为3部 分,即输入部分、内部控制电路和输出 部分。 输入部分就是采集输入信号,输出部分 就是系统的执行器件。这两部分与继电 器控制电路相同。内部控制电路是通过 编程方法实现的控制逻辑,用软件编程 代替继电器电路的功能。
图2-15 小型PLC的工作过程流程图
1)公共处理扫描阶段 公共处理包括PLC自检、执行来自外设命令、对 警戒时钟又称监视定时器或看门狗定时器WDT (Watch Dog Timer)清零等。 2)输入采用扫描阶段 这是第一个集中批处理过程。在当前的扫描周期 内,用户程序依据的输入信号的状态(ON或 OFF),均从输入映像寄存器中去读取,而不管 此时外部输入信号的状态是否变化。即使此时外 部输入信号的状态发生了变化,也只能在下一个 扫描周期的输入采样阶段去读取。

2.PLC基本构成及工作原理

2.PLC基本构成及工作原理
1969年,美国研制出世界第一台PDP-14 1971年,日本研制出第一台dcs-8 1973年,德国研制出第一台PLC 1974年,中国研制出第一台PLC
二、PLC的定义
1.是一种数字运算操作的电子系统 2.为工业环境应用而设计 3.采用计算机的软硬件结构 4.达到各类机械或生产过程的控制目的
( 1982年11月、1985年1月和1987年2月国际电工委员会 (IEC)可编程控制器标准草案第一、二、三稿)
输入ON延时
I/O响应时间
输出ON延时
最大I/O响应时间=输入ON延时+扫描时间×2+输出ON 延时
(2) I/O信号传递滞后的原因
▪ 输入滤波器有时间常数。 ▪ 输出电路存在滞后 ▪ 循环扫描工作方式
四、PLC的工作模式
1)程序模式(PROGRAM) 程序模式是程序的停止状态,PLC的初始设定、程
美国 AB公司 1746-NO4I
1784-IB32
德国 西门子 S7300
S7200
三菱(日本)
欧姆龙(日本)
丰炜(台湾)
台达(台湾)
深圳市三凌
四、 PLC控制与继电器控制
动合触点:线圈不通电时两个触点是断开的, 通电后这两个触点就闭合。 动断触点:线圈不通电时两个触点是闭合的, 通电后这两个触点就断开。 也就是说,动合等同于常开;动断等同于常 闭。

扫描周期固定值设定检查

有固定值设置?

等待直到固定的扫描周期为止
算出扫描周期
输入触点→输入继电器 输出继电器→输出触点
外设端口服务
初始化
(1)公共处理
(2)执行程序 (3)扫描周期 计算处理
(4)I/O刷新

plc基本结构及原理

plc基本结构及原理

plc基本结构及原理plc基本结构及原理PLC的基本组成可分为两大部分:硬件系统和软件系统。

一、硬件系统:(一)CPU 运算和控制中心:起“心脏”作用。

1、当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中,然后CPU根据系统所赋予的功能(系统程序存储器的解释编译程序),把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。

2、输入状态和输入信息从输入接口输进,CPU 将之存入工作数据存储器中或输入映像寄存器。

然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。

把结果存入输出映像寄存器或工作数据存储器中,然后输出到输出接口、控制外部驱动器。

3、组成: CPU由控制器、运算器和寄存器组成。

这些电路集成在一个芯片上。

CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。

(二)存储器具有记忆功能的半导体电路。

分为系统程序存储器和用户存储器。

1、系统程序存储器用以存放系统程序,包括管理程序,监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。

由只读存储器、ROM组成。

厂家使用的,内容不可更改,断电不消失。

2、用户存储器: 分为用户程序存储区和工作数据存储区。

由随机存取存储器(RAM)组成。

用户使用的。

断电内容消失。

常用高效的锂电池作为后备电源,寿命一般为3~5 年。

(三)输入/输出(I/O )模块输入输出模块简称I/O模块,相当于人的眼睛、跺、鼻子手、脚是联系外部信息和大脑(CPU )的桥梁。

1、输入接口:光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。

发光二极管:在光电耦合器的输入端加上变化的电信号,发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。

光电三极管:在光信号的照射下导通,导通程度与光信号的强弱有关。

在光电耦合器的线性工作区内,输出信号与输入信号有线性关系。

输入接口电路工作过程:当开关合上,二极管发光,然后三极管在光的照射下导通,向内部电路输入信号。

当开关断开,二极管不发光,三极管不导通。

向内部电路输入信号。

也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。

第2章PLC结构及基本工作原理

第2章PLC结构及基本工作原理

2020年6月18日
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目录
第2章 PLC结构及基本工作原理
2.1.1 PLC的硬件系统
➢ 1.中央处理器(CPI的/OU部扩)件展。接当口用是户PL所C需主的机I/为O点了数扩或展类I/O型点超数过或P类LC型
主机的I/O接口单元的点数或类型时,可以通过
➢ ➢ ➢
234...I存I//OO储接扩器口展单接元口及扩C其 ( ( 语 ( ( P器 系 息 存 用 加 单 带 的外 道 形 连 设 用 RLPI。 和 为 ( (展1234CC主 法 统 , 储 接 型和 户/CSUO) ) ) )设 。 终 , 接 接PP12它 处 外4存 I要 错 程 一 器 和用 程是接部/UU) )2O接 诊 执 输接 通 端 也 口 口的 理 部户 序储任 误 序 般 一 智2P, 管口扩件开 开收 断 行 出口 过 、 可 一 是和L作 的 设程 存务 ;器存 系 般 能对 理单展C关 关P和 系 运般是 外 打 以 指R备用 信有序 放中储 统 用 型的 外 ,元L部S量 量保 统 算分P设 印 与 标C所是 号:存 在配器 程 两P4部 依核是L件输 输为存 和 结内接 机 其 准8R需C将 ,储 用有主 序 种现 赖心5P来O入 出通现 用 果部口 、 他 通实等的L输 并器 户两要 是 。场 与,M实( (C用场 户 ,电, 用EP现。强入 将。 程种用 简P或信 主由与LP现DD接的 程 驱路的P人L电C信CR序存来 单号 机运IO现LEC。)口状 序 动的接或机PO信C号)P存存 型储生的 的算场UIM接和态 , 现工口主对上R/号转O接送储储I系产程I器I写/O/口/专O和 实 场作,机话位扩OO。换口出器P统厂M序和入扩单处设用数现设故如计可、展L为单构的中,家扫控器C展元理备接据各备障R算与机部C元成弱。系编内描制等S部完相口;种;和P编机机件。2电用统写部过器外U件全连3两运编程对连通信能户程的,2程构围系自由接种算程接器话、常号够程序各。成设统身主的。;中、的。有转接序存种。备程不机部通的图通外简换收存储信相序件

第2章 PLC的结构和工作原理

第2章 PLC的结构和工作原理

绪论 EXIT
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2.2 可编程控制器的工作原理
2.2.1 PLC的工作方式和工作过程
PLC是采用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 。
绪论 EXIT
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扫描周期主要包括
绪论 EXIT
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3、输入输出接口 输入输出接口是PLC与工业控制现场各类信号连接的 部分。 输入接口用来接受生产过程的各种参数(输入信号)。 输出接口用来送出可编程控制器运算后得出的控制信 息(输出信号),并通过机外的执行机构完成工业现场的 各类控制。 为了适应可编程控制器在工业生产现场的工作,对 输入输出接口有二个主要的要求: ☆良好的抗干扰能力 ☆能满足工业现场各类信号的匹配要求
绪论 EXIT
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l 输入采样阶段
PLC以扫描方式顺序读入输入端子的通断状态(ON/OFF),并 写入相应的输入状态寄存器中,即刷新输入,接着转入程序执行阶段。
l 程序执行阶段
PLC按先左后右,自上而下的顺序对每条指令进行扫描,并将相 应的运算和处理结果写入输出状态寄存器中。
l 输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后,输出状态寄存器的通断状态转写入输出 锁成器中,驱动相应的输出设备,产生PLC的实际输出。 经过这三个阶段,PLC完成一个扫描周期。
扫描周而复始地进行。
绪论 EXIT
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PLC与微机、继电接触器工作方式比较:
PLC的工作方式:循环扫描(串行) 微机的工作方式:等待命令 继电接触器的工作方式:并行
PLC与微机、 继电接触器 的主要区别
绪论 EXIT

PLC的硬件结构与工作原理

PLC的硬件结构与工作原理

第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图2-1 S7-200CPU模块的外形图
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
2.模块式PLC
特点:用户对硬件配置的选择余地较大、维修 时更换模块方便
大、中型PLC一般采用模块式结构 S7-400模块式PLC外形图如图2-2 所示
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图2.6是继电器输出电路,继电器同时起隔离 和功率放大作用,每一路只给用户提供一对常
开触点。与触点并联的RC电路和压敏电阻用
来消除触点断开时产生的电弧。
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图2-6 继电器输出电路
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图2.7为使用场效应晶体管(MOSEET)的输
出电路。输出信号送给内部电路中的输出锁存 器,再经光电耦合器送给场效应晶体管,后者
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
S7-200 CPU为每个主机数字量输入提供了脉冲捕捉 功能,它可以使主机能够捕捉小于一个扫描周期的短 脉冲,并将其保持到主机读到这个信号,但前提是只 有通过滤波器后,脉冲捕捉才有效。此外,在一个给 定的扫描周期内如果有不只一个脉冲,则只有第一个 脉冲可以被捕捉到,几种情况下的脉冲捕捉波形如图
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
2.3 S7-200系列PLC性能简介
西门子公司的SIMATIC S7-200系列属于小 型PLC,可用于代替继电器的简单控制场合, 也可用于复杂的自动化控制系统。 因其具有极强的通信功能,故在大型网络 控制系统中也能充分发挥作用。
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图2-9 扫描过程
第2章 PLC的硬件结构与工作原理

第二章 第二章可编程序控制器的结构和工作原理

第二章  第二章可编程序控制器的结构和工作原理

第二章可编程序控制器的结构和工作原理2.1 可编程序控制器的组成与基本结构PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物,从广义上讲,PLC 也是一种计算机系统,只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入/输出接口,具有更适用于控制要求的编程语言,具有更适应于工业环境的抗干扰性能。

因此,PLC是一种工业控制用的专用计算机,它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同,也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。

一、可编程序控制器的硬件系统PLC的硬件系统由主机系统、输入/输出扩展环节及外部设备组成。

1. 主机系统图2.1 PLC结构示意图(1) 微处理器单元(Central Processing Unit,CPU)。

CPU是PLC的核心部分,它包括微处理器和控制接口电路。

微处理器是PLC的运算控制中心,由它实现逻辑运算,协调控制系统内部各部分的工作。

它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行的。

(2) 存储器。

存储器是PLC存放系统程序、用户程序和运行数据的单元。

它包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。

只读存储器(ROM)在使用过程中只能取出不能存储,而随机存取存储器(RAM)在使用过程中能随时取出和存储。

(3) 输入/输出模块单元。

PLC的对外功能主要是通过各类接口模块的外接线,实现对工业设备和生产过程的检测与控制。

通过各种输入/输出接口模块,PLC既可检测到所需的过程信息,又可将处理结果传送给外部过程,驱动各种执行机构,实现工业生产过程的控制。

通过输入模块单元,PLC能够得到生产过程的各种参数;通过输出模块单元,PLC能够把运算处理的结果送至工业过程现场的执行机构实现控制。

为适应工业过程现场对不同输入/输出信号的匹配要求,PLC配置了各种类型的输入/输出模块单元。

(4) I/O扩展接口。

I/O扩展接口是PLC主机为了扩展输入/输出点数和类型的部件,输入/输出扩展单元、远程输入/输出扩展单元、智能输入/输出单元等都通过它与主机相连。

第2章 PLC的硬件与工作原理

第2章  PLC的硬件与工作原理

PLC经过这五个阶段的工作过程,称为一 个扫描周期,完成一个扫描周期后,又重新执 行上述过程,扫描周而复始地进行。
显然扫描周期主要取决于程序的长短,一般每秒 钟可扫描数十次以上,这对于工业设备通常没有什 么影响。但对控制时间要求较严格,响应速度要求 快的系统,就ห้องสมุดไป่ตู้该精确的计算响应时间,细心编排 程序,合理安排指令的顺序,以尽可能减少扫描周 期造成的响应延时等不良影响。
Q0.0 KM
二、PLC的操作模式
STOP:创建和编辑用户程序,设置PLC的 硬件功能,并可将程序下载到PLC。 RUN: 执行用户程序实现控制功能。
三、PLC工作原理
PLC通电后,对硬件和软件初始化,初始化后,PLC 反复不停地分阶段处理各种不同的任务,这种周而复 始地循环工作方式称为扫描工作方式。
解:4~20mA的模拟量对应于数字量6 400~32 000,压力的计算公式为
P
(10000 0) 100 ( N 6400) ( N 6400) (kPa) (32000 6400) 256
模拟量输出模块的量程有10V和0~20mA两种:
图2-11 模拟量输出数据字的格式
(3)可电擦除可编程的只读存储器(EEPROM)
它是非易失性的,但是可以用编程装置对它编程.兼有
ROM的非易失性和RAM的随机存取优点,但是将信息写入 它所需的时间比RAM长得多。EEPROM用来存放用户程序 和需长期保存的重要数据。
三、I/O模块 (1)输入接口电路:采用光电耦合器,防止强电干扰。
2.执行用户程序
在执行指令时,从I/O映像寄存器或别的位元件的映像 寄存器读出其0/1状态,并根据指令的要求执行相应的逻 辑运算,运算的结果写入到相应的映像寄存器中,因此, 各映像寄存器(只读的输入过程映像寄存器除外)的内容 随着程序的执行而变化。

PLC第2章

PLC第2章
第2章 S7-200系列PLC系统概述
主 要 内 容
系统功能概述 S7-200 PLC的结构及扩展模块 S7-200 PLC的寻址 制作:湖南工业大学 何献忠
EXIT
本章学习要求
掌握内容: S7-200的模块扩展及寻址方式 了解内容: S7-200的结构 难点内容: 间接寻址
EXIT
位寻址的举例如图所示
EXIT
字节寻址的举例如图所示
EXIT
2. 间接寻址
★指令给出了存放操作数地址的存储单元的地址 ,“&”为地址符号。 ★操作数地址的地址称为指针 ★指针用“*”号表示,例*AC1。 步骤 1.建立指针(必须用双字传送指令(MOVD)) 2.使用指针来存取数据
MOVD &VB200, AC1 [双字传送] //建立指针,把VB200的地址送入AC1
例M20.7
例MD20
EXIT
5.局部变量存储区:L
作暂时存储器 存放局部变量 为子程序传递参数 作为间接寻址的指针 不能作为间接寻址的存储器区 局部存储器是局部有效 共64个
位地址 L [字节地址].[位地址] 例 L33.0 字节、字、双字 L [长度] [起始字节地址] 例LB33
通信口
CPU22*系列PLC的CPU外形图
EXIT
2. S7-200 CPU规格
EXIT
2.2.2 扩展模块
1. 数字量扩展模块 EM221 数字量输入模块:8点DC输入、8点AC输入。 EM222 数字量输出模块:8点晶体管输出、8点AC输出、8点继电器输出。 EM223 数字量混合模块有六种:4点DC输入/4点DC输出、 4点DC输入/4点继电器输出。 2. 模拟量扩展模块 EM231:4路模拟输入,2路热电阻输入、4路热电偶输入。 EM232:2路模拟输出。 EM235:4路模拟输入/1路模拟输出。

机电控制技术课程2_PLC控制系统

机电控制技术课程2_PLC控制系统

1969年美国数字设备公司(DEC)根据这10条指标, 研制出世界上第一台可编程控制器,并在GM公司汽车 生产线上应用,获得成功.
二 可编程控制器的用途
• 可编程控制器是一种进行数字运算的电子 系统,是专为在工业环境下的应用而设计的工 业控制器. • 它采用了可编程序的存储器,用来在其内 部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数 和算术运算等操作的指令,并通过数字式或模 拟式的输入和输出,控制各种类型机械的生产 过程. • 可编程控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.
第二部分 PLC控制系统
第二章 可编程序控制器(PC)
PLC:20世纪70年代之前未引入微机,采用逻 辑电路控制,故称可编程逻辑控制器。
PC:20世纪70年代引入微机后,则称可编程序 控制器。 为了与个人电脑(PC)相区别,实际使用中将 可编程序控制器别称为PLC
以下简介两个用PLC来实现的控制系统: (1)框架车举升控制系统
三 可编程控制器的分类
1 从组成结构上分为两类: (1)一体化整体PLC, AnS系列模块式PLC (2)模块式PLC。 模块式PLC
CPU组件 基板
电源组件
2 按I/O点数及内存容量分:
(1)小型PLC:I/O点数小于256点,内存容量 256~ 4KB.结构一般是一体化整体式的,主要用于中 等容量的开关量控制,具有逻辑运算、定时、计 数、顺控、通信功能. (2)中型PLC:I/O点数范围在256/1024点,内存 容 量在3.6~32KB.中型PLC除具有小型PLC的 功 能外,还增加了数据处理能力.适用于小规模的 综合控制系统. (3)大型PLC:I/O点数大于1024点,内存容量在 32KB上.大型PLC除具有中、小型PLC的功能外, 增强了编程终端的处理能力和通信能力,适用于 多级自动控制和大型分散控制系统。

第2章 三棱PLC可编程控制器的构成及工作原理

第2章 三棱PLC可编程控制器的构成及工作原理

2.1 PLC的硬件组成
全球生产可编程控制器的型号和外观多种多 样,但作为工业控制的专用计算机,PLC与一般 计算机的结构及组成非常相似。PLC的基本组成 包括中央处理单元(CPU)、存储器、输入/输出 (I/O)接口、电源及编程器等设备构成。
电源 手动开关 输 入 接 口 选择器开关 外 部 设 备 接 口 I/O 扩 展 接 口 中央处理单元 (CPU) 运算器 控制器 输 出 接 口 指示灯 I/O 扩 展 单 元 继电器线圈
编程器 计算机 打印机 条码扫描仪 EPROM写入器
存储器 EPROM RAM 系统程序 用户程序 及数据
一、中央处理器
中央处理器是可编程控制器的核心,它在系统程序 的控制下,完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各 部分工作等任务。
可编程控制器中采用的 CPU的三大类
通用微处理器,如80286、80386等 单片机芯片,如8031、8096等 位处理器,如 AMD2900、AMD2903等
2.3
一、软件的分类
1.系统软件
PLC的软件
系统软件含系统的管理程序,用户指令的解释程序, 另外还包括一些供系统调用的专用标准程序块等。 2.应用软件 应用软件也叫用户软件,是用户为达到某种控制目 的,采用专用编程语言自主编制的程序。
• 二、应用软件常用的编程语言
1.梯形图(Ladder diagram)
接触器控制电路
PLC控制方案
动画演示
符号对照表
符号名称 常开触点 常闭触点 线圈
继电器电 路图符号
梯形图符 号
2.指令表(Instruction list)
指令表也叫做语句表。它和单片机程序中的 指令表 汇编语言有点类似,由语句指令依一定的顺序排 列而成。一条指令一般可分为二部分,一为助记 符,二为操作数。 指令表语言和梯形图有严格的对应关系。 指令表语言和梯形图有严格的对应关系 对指令表运用不熟悉的人可先画出梯形图,再转 换为语句表。另一方面,程序编制完毕装入机内 运行时,简易编程设备都不具备直接读取图形的 功能,梯形图程序只有改写为指令表才有可能送 入可编程控制器运行。

第二章 PLC的基础知识

第二章 PLC的基础知识

常用的功能模块有: 模拟量输入模块 模拟量输出模块 动态输入/输出模块 温度传感器模块 高速计数模块 PID模块 远程I/O模块 通讯模块
5.扩展口 扩展口是PLC的总线接口。主机与近程扩展机之 间利用扩展口相连接。 6.编程器 编程器是PLC最常用的外设,也是PLC中唯一不 需要通过功能模块而直接与总线相连接的外 设。
(1)直流开关量输入模块:
输入
滤 波
......
R1 DC 24V COM 图2-4 D 直流开关量输入模块原理图 C R2 T 滤 波
. . .
输 入 选 择 器
(2)交流开关量输入模块:
输入
滤 波 输 入 选 择 器
C AC 200~240V COM
R2 R3
......

. . .
R1
T D 图2-5
2.3 可编程序控制器的扩展构成
在实际应用中,经常遇到仅用主机不能满足控 制要求的情况。例如,有的场合控制规律不 太复杂,但信号较多,这时仅用主机就可能 出现输入/输出点数不够用,而选用高档PLC 虽然输入/输出点数够用,但成本较高。在这 种情况下,应考虑采用主机带扩展机的方式。
2.3.1 近程扩展方式 当CPU主机上的I/O点数不能满足需要时,或组合式 PLC选用的模块较多在主机上安装不开时,可通过 扩展口进行近程扩展。
可编程序控制器构成的存储程序控制系统的 组成部分: 输入部分:它们直接接受来自操作台上的操 作命令,或来自被控对象上的各种状态信息, 如按钮、开关、传感器等。 输出部分:它们用来接受程序执行结果的状 态,以操作各种被控对象,如电动机、电磁 阀、状态指示部件等。 控制部分:采用微处理器和存储器,执行按 照被控对象的实际要求编制并存入程序存储 器的程序,来完成控制任务。

PLC的工作原理及内部结构

PLC的工作原理及内部结构
上提高了系统的抗干扰能力,增强了系统的可靠性
PLC I/O处理示意图
第二节 PLC的内部结构
• PLC由四部分组成 :中央处理单元(CPU板)、输入 输出(I/O)部件和电源部件
模块式PLC结构示意图
电源单元
CPU单元
编程器
扩展存储器
系统总线 输入单元
输出单元
特殊I/O单元
通信单元
现场设备
PLC PC机 终端设备
晶闸管输出:输出接口由晶闸管构成。 适合于大功率、高速、交流负载
继电器输出接口电路
负载电源由外部提供
(图) 继电器输出型接口电路
开关量输出接线方式
PLC编程器及作用
PLC分类
– PLC的分类 • 按I/O点数分 – 小型PLC:入出总点数256 – 中型PLC:入出总点数256~2048 – 大型PLC:入出总点数>2048 • 按结构类型分 – 整体式 – 模块式(积木式) • 按功能分 – 低档机 – 中档机 – 高档机
数字输入单元
图中,R1为限流电阻,R2和C1构成滤波器,用以除去输入 信号中的高频干扰。V1为光电耦合器,由发光二极管和光敏三 极管组成,它将输入电路与内部电路(控制电路)隔离,提高输 入单元的抗干扰能力。
IN0
IN15
R1
内部
24V
C1
R2
电路
V1
COM
输入指示灯LED
输入接口电路:采用光电耦合器,防止强电干扰。
第一节 PLC的工作原理
• 可编程序控制器是在其硬件的支持下, 通过执行反映控制要求的程序来完成其 控制任务的。
• PLC采用循环扫描工作方式,CPU从第一 条指令开始执行程序,直到遇到结束符 后又返回第一条。如此周而复始不断循 环。
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24V DC电源CPU输入电流/最大负载(mA) 为扩展模块提供的DC5V电源的输出电流
内置高速计数器 4(30KHz) 定时器/计数器 高速脉冲输出 布尔指令执行时间 模拟量调节电位器 实时时钟 RS-485通信口 256 2(20KHz) 0.22μs 1个 4(30KHz) 256 2(20KHz) 0.22μs 1个
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
学习内容
● S7-200系列PLC的外部结构 ● S7-200系列PLC的性能 ● S7-200系列PLC的内存结构 ● S7-200系列PLC指令系统的类型 ● STEP7-Micro/WIN编程软件简介
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
学习目标:
●了解S7-200系列PLC的外部结构、各部 件的作用及CPU性能和输入输出性能。 ●了解STEP7-Micro/WIN编程软件的界面 及使用。 ●理解S7-200系列PLC内部存储器的种类、 作用及指令系统的类型。 ●掌握S7-200系列PLC的输入输出接线及 指令寻址方式。
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
2.3.2 指令寻址方式
1)位编址:
1.编址方式
寄存器标识符+字节地址.位地址,如I0.0、M0.1、Q0.2等。
2)字节编址:
寄存器标识符+字节长度B+字节号,如IB1、VB20、QB2等。
3)字编址: 寄存器标识符+字长度W+起始字节号,如VW20表示 VB20和VB21这2个字节组成的字。 4)双字编址: 寄存器标识符+双字长度D+起始字节号,如VD20表示从 VB20到VB23这4个字节组成的双字。
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
2.3.1
内存结构
S7-200系列PLC的数据存储区按存储器存储数据的 长短可划分为字节存储器、字存储器和双字存储器三类。 ●7个字节存储器 输入映像寄存器I 输出映像寄存器Q 变量存储器V 内部位存储器M 特殊存储器SM 顺序控制状态寄存器S 局部变量存储器L ● 4个字存储器 定时器T 计数器C 模拟量输入寄存器AI 模拟量输出寄存器AQ; ● 2个双字存储器 累加器AC 高速计数器HC。
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
2.3.2 指令寻址方式
间接存取
V200 V201 V202 V203 V204 V205 V206 V207
12 34 56 78 A6 C3 2F 89
AC1 MOVD &VB202,AC1 VB202 的 //VB202 的 地 址 送 入 AC1 , 建立指针 地址 AC0 5678
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
2.3.2 指令寻址方式 3)间接寻址 间接寻址时操作数不提供直接数据位置, 而是通过使用地址指针来存取存储器中的数据。 在S7-200系列PLC中允许使用指针对I、Q、M、 V、S、T(仅当前值)、C(仅当前值)寄存器 进行间接寻址。 使用间接寻址之前,要先创建一个指向该 位置的指针,指针为双字值,用来存放一个存 储器的地址,只能用V、L或AC做指针。
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
修改指针
当处理连续的数据时,通过修改指针来处理相 同的数据,指针是32的,一般用双字指令来修改, 常用INCD指令来修改指针。 修改指针时,根据所存取的数据长度来调整。 存取字节时:加1 存取字时: 加1,执行两次 存取双字时:加1,执行4次
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
表2-2
240V AC电源CPU输入电流/最大负载电 流(mA)
CPU22X模块主要技术指标(续)
25/180 70/600 25/180 70/600 最大340mA 35/220 120/900 最大 660m A 6(30KHz) 256 0.22μs 2个 40/160 150/1050 最大1000mA 4(30KHz) 2(100KHz ) 256 0.22μs 2个 有(内置) 2 40/160 150/1050 最大 1000m A 6(30KHz) 256 2(20KHz) 0.22μs 2个 有(内置) 2
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用 2.1.2输入输出接线 1.输入接线
图2-4 CPU224输入电路接线图
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用 2.输出接线 ⑴晶体管输出电路接线图
图2-5 CPU224晶体管输出电路接线图
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用 2.输出接线 ⑵继电器输出电路接线图
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
2.3.2 指令寻址方式
建栈 在使用间接寻址之前,要先创建一个指针, 指针为双字(32位) ,用来存放存储器的 地址。指令中的第二个地址的数据长度必 须是双字长。如: MOVD &VB200,VD200 MOVD &MB10,AC2 MOVD &C2,LD14
2(20KHz) 2(100KHz)
有(时钟卡) 有(时钟卡) 有(内置) 1 1 1
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
2.2.2 I/O性能 PLC的I/O特性主要描述I/O接口电路的电气性能,诸如电压电流大小、 通断时间、隔离方式等等。
表2-3 CPU22X系列机型的输入特性 项目 输入类型 输入点数 CPU221 汇型/源型 6 CPU222 汇型/源型 8 CPU224 源型/汇型 14 CPU226 漏型/源型 24
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用 2.1.1各部件的作用 5.输出状态指示:用于显示PLC是否有信号输出到执行设 备(如接触器、电磁阀、指示灯等); 6.扩展接口:通过扁平电缆线,连接数字量I/O扩展模块、 模拟量I/O扩展模块、热电偶模块、通信模块等。
7 .通信接口:支持PPI、MPI通信协议,有自由口通信能力。 用以连接编程器(手持式或PC机)、文本/图形显示器、 PLC网络等外部设备。 8.模拟电位器:模拟电位器用来改变特殊寄存器(SM28、 SM29)中的数值,以改变程序运行时的参数。如定时器、 计数器的预置值,过程量的控制参数等。
例:假定变量存储器区从V200开始的10个字节存储 单元存放的数据依次为:22,34,50,65,54, 82,31,49,24,97。执行以下程序后,求各个 累加器中的数据。 MOVD &VB200,AC1 MOVW *AC1,AC0 INCD AC1 INCD AC1 INCD AC1 INCD AC1 MOVD *AC1,AC2
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用 2.1 S7-200系列PLC的外部结构
输出接线端子
CPU 状 态 输入状态指示 CPU状态指示 输出状态指示 指示 存储器卡 输出接线端子 输出状态指示
扩展接口
输入接线端子 (a)
通讯端口
扩展接口
通讯端口
输 入 状 态 指 输入接线端子 示
S7-21X系列
MOVW *AC1,AC0 // 指 针 AC1 所 指 的 值 传 送到AC0
Hale Waihona Puke 第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
建栈
在使用间接寻址之前,要先创建一个指针, 指针为双字(32位) ,用来存放存储器的 地址。指令中的第二个地址的数据长度必 须是双字长。如: MOVD &VB200,VD200 MOVD &MB10,AC2 MOVD &C2,LD14
(b) S7-22X系列
图2-1 SIMATIC S7-200系列PLC外部结构实物图
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用 2.1.1各部件的作用 1.输入接线端子:用于连接外部控制信号。在底部端子 盖下是输入接线端子和为传感器提供的24V直流电源。 2.输出接线端子:用于连接被控设备。在顶部端子盖下 是输出接线端子和PLC的工作电源。 3.CPU状态指示:CPU状态指示灯有SF、STOP、RUN 4.输入状态指示:用于显示是否有控制信号(如控制按 钮、行程开关、接近开关、光电开关等数字量信息)接 入PLC;
0.75A 10 mA 4.5A 15μs 2μs 100μs 10μs 光电 6
0.75A 10μA 3.75A 15μs 2μs 100μs 10μs 光电 5
2A — 8.0A 10ms — 10ms — 电磁 3/4
0.75A 10μA 6A 15μs 2μs 100μs 10μs 光电 8
2A — 10A 10ms — 10ms — 电磁 4/5/7
公共端输出 电流总合 接通 延时 关断 延时 标准 脉冲 标准 脉冲
隔离方式 隔离组数
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
2.3
S7-200系列PLC的内存结构及寻址方法
PLC的内存分为程序存储区和数 据存储区两大部分。 程序存储区用于存放用户程序, 它由机器自动按顺序存储程序 。 数据存储区用于存放输入输出状 态及各种各样的中间运行结果 。
30KHz 光电 4
0.2~12.8ms
30KHz 光电 6/8
0.2~12.8ms
20~30KHz 光电 11/13
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
表2-4 CPU22X系列PLC机型的输出特性
项目 输出类型 输出点数 CPU221 晶体管 4 继电器 4 5~ 30 DC /5~ 250 VA C 2A — 6.0A 10ms — 10ms — 电磁 1/3 CPU222 晶体管 6 继电器 6 5~30DC /5~ 250 VA C 2A — 6.0A 10ms — 10ms — 电磁 3 CPU224 晶体管 10 继电器 10 CPU226 晶体管 16 继电器 16
图2-6 CPU224继电器输出电路的接线图
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
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