【正文】 PLC重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)過程，每重復(fù)一次的時(shí)間就是一個(gè)工作周期（或掃描周期）。 輸入狀態(tài)的變化只能在下一個(gè)工作周期的輸入采樣階段才被重新讀入 。一個(gè)循環(huán)掃描過程稱為掃描周期。 信號(hào)轉(zhuǎn)換內(nèi)部回路光耦合器隔離D / A轉(zhuǎn)換器圖 模擬量輸出單元框圖 輸入輸出接口 緒論 EXIT 2022/5/25 24 為了適應(yīng)更復(fù)雜的控制工作的需要，可編程控制器還有一些智能控制單元，如 PID單元、高速計(jì)數(shù)器單元、溫度控制單元、通信單元、定位單元等。 ２． 開關(guān)量輸出接口 輸入輸出接口 緒論 EXIT 2022/5/25 22 ３ ． 模擬量輸入接口 （ A／ D模塊 ） 模擬量輸入接口把現(xiàn)場(chǎng) 連續(xù)變化的模擬量 信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合可編程控制器內(nèi)部處理的 二進(jìn)制數(shù)字信號(hào) 。 輸入輸出接口 開關(guān)量輸出接口 其作用是把可編程內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的開關(guān)量信號(hào)。 輸出接口 用來 送出 可編程控制器運(yùn)算后得出的 控制信息 （ 輸出信號(hào) ） ， 并通過機(jī)外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各類控制 。 EPROM： 可擦除程序的只讀存儲(chǔ)器，用紫外線照射芯片上的透鏡窗口，可以擦除已寫入的內(nèi)容，而寫入新的程序。 緒論 EXIT 2022/5/25 5 一、 可編程控制器的簡(jiǎn)史及定義 目前世界上 生產(chǎn)品牌 PLC的著名公司 ： 美國(guó)艾倫 布拉德利公司 （ AB ： AllenBradley） 德國(guó)西門子公司（ Siemens） 法國(guó)的施耐德公司 （ TE ： Telemecanique） 日本三菱公司（ MITSUBISHI） 日本歐姆龍公司（ OMRON） 日本富士電機(jī)公司（ Fuji Electric） 日本東芝公司（ TOSHIBA） 日本松下電工公司（ MEW） 等 緒論 EXIT 2022/5/25 6 二、 可編程控制器的特點(diǎn) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 通用性強(qiáng)，使用方便 模塊化結(jié)構(gòu)，組合靈活 編程簡(jiǎn)單，易學(xué)易用 體積小，重量輕，能耗低 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建造工作量小，改造容易 緒論 EXIT 2022/5/25 7 三、 可編程控制器的應(yīng)用 開關(guān)邏輯控制 運(yùn)動(dòng)控制 閉環(huán)過程控制 數(shù)據(jù)處理 通訊及聯(lián)網(wǎng) 緒論 EXIT 2022/5/25 8 四、 可編程控制器的發(fā)展前景 速度更快、存儲(chǔ)容量更大、可靠性更高 向超小型和超大型方向發(fā)展 規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，出現(xiàn)通用編程語言 通訊、聯(lián)網(wǎng)能力更強(qiáng)，與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng) 出現(xiàn) PLC品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面 技 術(shù) 規(guī) 模 產(chǎn) 品 通 訊 市 場(chǎng) 緒論 EXIT 2022/5/25 9 四、 可編程控制器的發(fā)展前景 緒論 EXIT 2022/5/25 10 課程性質(zhì) 《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》 是 電類 和 機(jī)電類 專業(yè)的 專業(yè)基礎(chǔ)課 緒論 EXIT 2022/5/25 11 課程目的和要求 1．了解可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合 2． 明確可編程控制器的硬件配置 、 工作原理和工作過程 3． 掌握可編程控制器基本邏輯指令及編程方法 ， 掌握編程軟件的使用 4． 熟悉可編程控制器功能指令及編程方法 5． 能正確使用可編程控制器并完成 I/O設(shè)備的接線 6． 掌握程序設(shè)計(jì)的思想和方法 7． 掌握程序運(yùn)行和調(diào)試的方法 ， 會(huì)分析實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象 8． 具備閱讀和分析實(shí)際應(yīng)用程序與梯形圖的能力 9． 能借助產(chǎn)品說明書和技術(shù)手冊(cè) ， 查閱有關(guān)數(shù)據(jù)和功能 ， 正確使用 PLC 10． 能在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì) ， 運(yùn)行 、 調(diào)試 、 維護(hù) PLC控制系統(tǒng) 緒論 EXIT 2022/5/25 12 學(xué)習(xí)方法 ?認(rèn)真聽課，注意老師對(duì)問題的分析，通過案例分析和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)獲得編程的思想和方法 ?理論聯(lián)系實(shí)際，帶著問題學(xué)，學(xué)深入 ? 注重實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練應(yīng)用 PLC的技能 ?注意對(duì)知識(shí)的記憶和回味，幾分耕耘、幾分收獲 緒論 EXIT 2022/5/25 13 第 1章 可編程控制器的硬件 構(gòu)成及工作原理 可編程控制器的硬件構(gòu)成 可編程控制器的工作原理 緒論 EXIT 2022/5/25 14 可編程控制器的硬件構(gòu)成 CPU模塊 及存儲(chǔ)器 輸入輸出接口電路 電源 外部設(shè)備 緒論 EXIT 2022/5/25 15 可編程控制器的硬件構(gòu)成 可編程控制器主機(jī) 可編程控制器編程器 圖 可編程控制器及編程器 緒論 EXIT 2022/5/25 16 可編程控制器的硬件構(gòu)成 圖 PLC的硬件結(jié)構(gòu) 主機(jī)電源微處理器 ( C P U )運(yùn)算器控制器輸入單元存儲(chǔ)器E P R O M( 系統(tǒng)程序 )R A M( 用戶程序 )外設(shè)I / O接口I / O擴(kuò)展接口用戶輸入設(shè)備輸出單元用戶輸出設(shè)備I / O擴(kuò)展接口P L C 或上位計(jì)算機(jī)圖形監(jiān)控系統(tǒng)E P R O M 寫入器打印機(jī)盒式磁帶機(jī)編程器外部設(shè)備 PLC由 CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、內(nèi)部電源和編程設(shè)備幾部分構(gòu)成 緒論 EXIT 2022/5/25 17 CPU模塊 從存儲(chǔ)器中讀取指令 執(zhí)行指令 準(zhǔn)備取下一條指令 處理中斷 CPU是 PLC的運(yùn)算控制中心，它在系統(tǒng)程序的控制下，完成邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，其具體作用是： CPU模塊（中央處理器 +存儲(chǔ)器） 緒論 EXIT 2022/5/25 18 CPU模塊 RAM： 隨機(jī)存儲(chǔ)器，可讀可寫，沒有斷電保持功能。 緒論 EXIT 2022/5/25 3 一、 可編程控制器的簡(jiǎn)史及定義 20世紀(jì) 70年代中末期， PLC進(jìn)入了實(shí)用化發(fā)展階段 20世紀(jì) 80年代初， PLC在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家廣泛應(yīng)用 20世紀(jì)末期， PLC已適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)控制的需要 21世紀(jì)初的幾年，隨著計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)的發(fā)展， PLC重點(diǎn)發(fā)展了網(wǎng)絡(luò)通訊能力，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域 緒論 EXIT 2022/5/25 4 一、 可編程控制器的簡(jiǎn)史及定義 1980年美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（ NEMA） 正式將其命名為可編程序控制器（ Programmable Controller）， 簡(jiǎn)稱 PC。 為了和個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC） 相區(qū)別，將最初用于邏輯控制的 可編程控制器 稱為 PLC（ Programmable logic Controller）。 ROM： 只讀存儲(chǔ)器，只讀，不能寫。 EEPROM： 可電擦除的只讀存儲(chǔ)器，兼有 ROM的非易失性和RAM的隨機(jī)存取的優(yōu)點(diǎn)。 為了適應(yīng)可編程控制器在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作 ， 對(duì)輸入輸出接口有二個(gè)主要的要求： ? 良好的抗干擾能力 ? 能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各類信號(hào)的匹配要求 緒論 EXIT 2022/5/25 20 可編程控制器為不同的接口需求設(shè)計(jì)了不同的接口單元： 開關(guān)量輸入接口 其作用是把現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量信號(hào)變成可編程控制器內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 。 緒論 EXIT 2022/5/25 21 開關(guān)量輸出接口，其作用是把 PLC的內(nèi)部信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種開關(guān)信號(hào)。 模擬量信號(hào)輸入后一般經(jīng)運(yùn)算放大器放大后進(jìn)行 A／ D轉(zhuǎn)換，再經(jīng)光電耦合后為可編程控制器提供一定位數(shù)的數(shù)字量信號(hào)。 特殊功能模塊 都是獨(dú)立的工作單元，它們和普通輸入輸出接口的區(qū)別在于都 帶有獨(dú)立的 CPU， 有專門的處理能力 。 掃描過程分為三個(gè)階段進(jìn)行：即輸入采樣（輸入處理）階段，程序執(zhí)行（程序處理）階段，輸出刷新（輸出處理）階段。 緒論 EXIT 2022/5/25 31 程序執(zhí)行過程 程序執(zhí)行階段： 程序執(zhí)行階段， PLC對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描； 如果程序用梯形圖表示，則總是按先左后右、先上后下的順序進(jìn)行掃描； 每掃描到一條指令時(shí)，所需要的輸入元件狀態(tài)或其它元件的狀態(tài)分別由輸入映像寄存器和元件映像寄存器中讀出，而將執(zhí)行結(jié)果寫入到元件映像寄存器中； 元件映像寄存器中寄存的內(nèi)容，隨程序執(zhí)行的進(jìn)程而動(dòng)態(tài)變化 。工作周期的長(zhǎng)短與程序的長(zhǎng)短、指令的種類和 CPU執(zhí)行的速度有關(guān)。 緒論 EXIT 2022/5/25 33 輸入／輸出滯后時(shí)間 輸出模塊的滯后時(shí)間與模塊開關(guān)元件的類型有關(guān)： ? 繼電器型輸出電路 的滯后時(shí)間一般最大值在 10ms左右 。 1 單元式結(jié)構(gòu) ◆ 一個(gè)箱體就是一個(gè)完整的 PLC，叫做一個(gè)單元 。 緒論 EXIT 2022/5/25 39 2 模塊式結(jié)構(gòu) 把 PLC的每個(gè)工作單元都制成獨(dú)立的模塊 ， 如 CPU模塊 、 輸入模塊 、 輸出模塊 、 電源模塊 、 通訊模塊等等 。 缺點(diǎn)是體積比較大?；締卧獌?nèi)有 CPU、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出、電源等，是一個(gè)完整的 PLC機(jī)， 可以單獨(dú)使用。 系統(tǒng)程序由 PLC生產(chǎn)廠家提供，并固化在 EPROM中，用戶不能直接讀寫。同一臺(tái) PLC用于不同的控制目的時(shí)就需要編制不同的應(yīng)用軟件。它和單片機(jī)程序中的匯編語言有點(diǎn)類似，由語句指令依一定的順序排列而成。利用編程語言，按照一定的邏輯關(guān)系對(duì)這些軟元件進(jìn)行編程（ 調(diào)用 ），就可實(shí)現(xiàn)某種控制要求。 FX2N系列 PLC 編程軟元件如下表所示 。 （ 3） 通信電纜 采用 RS422 cable（ RS422纜線 ） ， 選取如下： ?① FX422CAB0型 RS422纜線 (用于 FX0， FX0S， FX0N型 PLC, )。 緒論 EXIT 2022/5/25 67 ?選取 [文件 ]菜單下的 [退出 ]命令，即可退出 SWOPCFXGP／WINC系統(tǒng)，如下圖所示。操作方法是：執(zhí)行 ［ 文件 ］ － ［ 保存 ］ ， 或按 ［ Ctr1］ ＋ ［ S］鍵操作即可 。 元件名的輸入、元件注釋、線圈注釋以及梯形圖單元塊的注釋， 也可通過 執(zhí)行 ［編輯］ 菜單欄實(shí)現(xiàn)，如圖所示。 可編程控制器的編程軟件 緒論 EXIT 2022/5/25 75 ?（ 4） 指令表編程 執(zhí)行 ［視圖］－［指令表］ 或按 ［ N］鍵，可實(shí)現(xiàn)指令表狀態(tài)下的編程；通過 ［視圖］－［指令表］或［梯形圖］，可 實(shí)現(xiàn)指令表程序與梯形圖程序之間的轉(zhuǎn)換 ，如圖所示。 ? [校驗(yàn)］ 將 計(jì)算機(jī)與 PLC中的程 序加以比較校驗(yàn) ，操作方法是執(zhí) 行 ［ PLC］ － [傳送 ] － [讀入］、 [寫出 ]、 [校驗(yàn)］ 菜單完成操作。 ?［元件］ 設(shè)置為待監(jiān)控的起始元件。 ? 設(shè)置完成后點(diǎn)擊登錄按鈕或按［ Enter］ 鍵。 可編程控制器的編程軟件 緒論 EXIT 2022/5/25 81 ? 元件測(cè)控 ? ① 強(qiáng)制 PLC輸出端口 （ Y） 輸出 ON／ OFF。 可編程控制器的編程軟件 緒論 EXIT 2022/5/25 83 ? ③ 改變 PLC字元件的當(dāng)前值 操作方法是執(zhí)行 [監(jiān)控 /測(cè)試］－［改變當(dāng)前值］ 菜單選擇，屏幕彈出改變當(dāng)前值對(duì)話框，在此選定元件及改變值，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕或按［ Enter］ 鍵，選定元件的當(dāng)前值則被改變。 LDI(讀取反 )：用于常閉接點(diǎn)接到母線上的邏輯運(yùn) 算起始。對(duì)串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，有： (1)分支開始用 LD、 LDI指令，分支終點(diǎn)用 ORB指令。 另一種是集中使用 ORB指令（如下圖所示）， 集中使用 ORB指令時(shí) ， 這種電路塊并聯(lián)的個(gè)數(shù) 不能超過 8個(gè)(即重復(fù)使用 LD、 LDI指令的次數(shù)限制在 8次以下 )。 使用一次 MPS指令，該時(shí)刻的運(yùn)算結(jié)果就壓入棧存儲(chǔ)器第一級(jí)，再使用一次 MPS指令時(shí)，當(dāng)時(shí)的運(yùn)算結(jié)果壓入棧的第一級(jí)，先壓入的數(shù)據(jù)依次向棧的下一級(jí)推移。 MRD MPS MPP 1 2 3 … n 指令功能圖解 緒論 EXIT 2022/5/25 102 MPS/MRD/MPP指令的使用 X0 0 1 2 3 4 LD AND MPS AND OUT 5 6 OUT MPP Y0 7 8 9 10 LD MPS