PLC-比较、工作方式

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,机电控制与可编程控制器技术,教师培训讲稿,1,第,1,讲,PLC,概况,2,1.5 PLC的编程语言,3,PLC,的编程语言,逻辑功能图,梯 形 图,逻辑方程式,语 句 表,4,1.5.1 梯形图编程语言,1.,梯形图编程语言,两种梯形图的继电器符号图对照,物理继电器,PLC,继电器,常开,常闭,触 点,线 圈,梯形图编程语言是一种图形语言,5,00000,01000,01000,PLC,控制,00001,SB2,KM,KM,继电器,控 制,SB1,2,.,两种控制的梯形图比较,线圈,线圈,常开触点,常开触点,常闭触点,常闭触点,6,物理继电器,继电器需硬接线连接,触点个数有限,PLC,继电器,继电器用程序软连接,触点个数无限,继电器的接线改变,控制功能改变,PLC,的用户程序改变,控制功能改变,3,.,两种控制中继电器的区别,7,用,PLC,控制,外部接线不变，改变用户程序。,用继电器控制,要改变控制电路的实际接线。,KM,Q,FU,KH,M,3 ,SB,1,SB,2,KM,KH,KM,继电器控制接线,PLC,控制外部接线,输入设备,PLC,SB,1,SB,2,KH,KM,输出设备,欲改变控制功能：,主电路,相同,例如,8,用助记符表示指令的功能,多条指令语句的组合构成了语句表 程序,指令语句是,PLC,用户程序的基础元素,LD 00000,OR 01000,AND NOT 00001,OUT 01000,00000,01000,01000,00001,梯形图程序 语句表程序,1.5.2 语句表编程语言,9,1.6 PLC的工作原理,10,一、,PLC,采用循环扫描工作方式,扫描工作分为,5,个阶段,1,）公 共 处 理 阶 段,2,）程 序 执 行 阶 段,3,）扫描周期计算阶段,4,）,I/O,刷 新 阶 段,5,）外设端口处理 阶段,11,设置各异常继电器,异常：,(ERR/ALM)LED,灯亮,警告：,(ERR/ALM)LED,闪烁,异常或警告？,无,有,异常,检查结果正常？,扫描周期监视,时间预置,执行用户程序,程序结束？,(,END,命令？,),No,Yes,扫描周期固定值,设定检查,有固定值设置？,等待设定扫描周期到,计算扫描周期,I/O,刷 新,正常,异常,警告,接通电源,初始化,I/O,外设端口,服务,初始化,I/O,、,内部辅助、特殊辅助,、,辅助记忆继电器区域清零,定时器预置,识别扩展单元,公 共 处 理,执行用户 程序,扫 描 周 期 计 算 处 理,刷新,硬件、用户程序内存,检 查,外设端口服务,循环扫描工作流程,PLC,接通电源,初始化,硬件检查,正常？,异常报警,异常处理,扫描周期监视,执行用户程序,程序结束？,扫描周期检查,有,固定设置？,等待,扫描周期计算,I/O,刷新,外设端口服务,异常,公共处理,执行用,户程序,扫描周期计算,刷,新,端口服务,12,00002,01000,00001,00002,01000,1. PLC,扫描工作各环节的功能,PLC,上电后，首先检查硬件是否正常。, 按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。,对输入的数据进行处理， 将结果存入元件映象寄存器。, 计算扫描周期。,若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。,母线,I/O,刷新阶段。, 外设端口服务。,读输入点的状态并写入输入映像寄存器。,将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出电路送到输出点。,访问外设端口连接的外部设备。,13,读,读,读,写,写,执行用户程序,I/O,刷新,I/O,刷新,I/O,刷新,I/O,刷新,2. PLC,执行用户程序的过程,01001,01000,00000,00001,01000,输入端子,输入电路,用户输入设备,输入映像寄存器,输出电路,输,出,端,子,元件映像寄存器,输出锁存器,用户输出设备,14,3. PLC,控制的原理,等效电路图,SB,1,SB,2,ST,公共端,公共端,输入部分,输出端子,输入端子,用户程序,输出部分,主电路,KM,FU,KH,M,3 ,Q,KM,01000,PLC,COM,00000,00000,00001,00002,00000,01000,00001,00002,01000,COM,00001,00002,PLC,SB,1,SB,2,KM,ST,00000,00001,00002,01000,COM,COM,15,KM,线圈通电,SB,1,闭合,00000,闭合,接点闭合,KM,FU,KH,M,3 ,Q,KM,通电,KM,通电,触点闭合,电动机转,触点闭合,PLC,COM,00000,00000,00001,00002,00000,01000,00001,00002,01000,COM,01000,00001,00002,SB,2,ST,PLC,SB,1,SB,2,KM,ST,00000,00001,00002,01000,COM,COM,16,KM,线圈断电,00001,断开,接点断开,KM,FU,KH,M,3 ,Q,KM,通电,KM,断电,触点断开,电动停转,触点断开,PLC,COM,00000,00000,00001,00002,00000,01000,00001,00002,01000,COM,01000,00001,00002,SB,2,ST,PLC,SB,1,SB,2,KM,ST,00000,00001,00002,01000,COM,COM,SB,2,闭合,17,4. PLC,执行用户程序的特点, 按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序, 执行程序时所需数据取自于：,输入映像寄存器,元件映像寄存器, 输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据,元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写,输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变, 每个扫描周期,I/O,刷新阶段集中读入,/,读出数据,18,梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序,19,二、,PLC,的中断的输入处理,20,中断的响应是在系统循环扫描周期的各个阶段。系统在工作过程中不仅对用户程序进行扫描，而且对输入、输出、通信单元进行循环扫描，所以对中断程序的响应不仅仅在扫描用户程序阶段，而且在循环扫描的各个阶段。,用户程序是循环扫描的，但是对中断程序来说，只有中断申请被接受后中断程序才被扫描一次。如果要多次执行中断程序，则必须进行多次中断申请。,在,PLC,系统中，中断源的信息是通过输入点进入系统的，,PLC,的扫描输入点是按顺序进行的，中断源的先后顺序是按照它们占有输入点的编号的前后顺序自动排成的。所以，在进行中断源排序时，首先确定中断源的顺序，然后按系统扫描输入点的顺序相应连接。,21,三、,PLC,的死循环自诊断功能,PLC,内部设置了一个监视定时器,WDT,，其定时时间可由用户设置为大于用户程序的扫描周期，,PLC,在每个扫描周期的公共处理阶段将监视定时器复位。,正常情况下，监视定时器不会动作，如果由于,CPU,内部故障使程序执行进入死循环，那么扫描周期超过监视定时器的定时时间时，监视定时器动作，运行停止，以示用户。,22,1.,产生,I/O,滞后现象的原因,四、,PLC,的,I/O,滞后现象,（,1,） 由于,PLC,采用循环扫描的工作方式。,PLC,只在每个扫描周期的,I/O,刷新阶段集中输入,/,输出，导致输出信号相对输入信号滞后。,（,2,）输入滤波器对信号的延迟作用。,滤波器时间常数越大，对输入信号的延迟作用越强。,有的,PLC,其输入电路滤波器的时间常数可以调整。,23,输出,ON,延时。,（,3,） 输出继电器的动作延迟（继电器输出型,PLC,）。,从输出锁存器,ON,、,到输出触点,ON,经历一定时间,（,4,） 用户程序的长短及语句编排。,要求有较快响应的场合,最好不要使用,继电器输出型,PLC,。,I/O,滞后现象，对慢速控制系统影响不大。,要求快速响应的场合，需要解决,I/O,速度问题。,24,2. I/O,响应时间的估算,以,20,点的继电器输出型,CPM1A,为例。,设输入,ON,延时为,8,毫秒,公共处理和,I/O,刷新时间为,2,毫秒,执行用户程序时间为,14,毫秒,输出,ON,延时为,15,毫秒,输入状态经过一个扫描周期后在输出得到响应,最小,I/O,响应时间,输入状态经过两个扫描周期后在输出得到响应,最大,I/O,响应时间,25,最小,I/O,响应时间的计算,最小,I/O,响应时间,=,输入,ON,延时,+,（,公共处理,+ I/O,刷新时间,）,+,执行程序时间,+,输出,ON,延时,= 8 + 2 + 14 + 15 = 39 ms,输入触点,输入滤波,输出锁存,输出触点,刷新,执行程序,其他,刷新,执行程序,其他,扫描周期,(,Ts),扫描周期,(,Ts),输入,ON,延时,输出,ON,延时,I/O,响应时间,26,输入,ON,延时,最大,I/O,响应时间,=,输入,ON,延时,+ (,公共处理,+ I/O,刷新,+,执行程序,)2,+,输出,ON,延时,= 8 +,（,2 +14,）, 2 + 15 = 55 ms,。,最大,I/O,响应时间的计算,输入触点,输入滤波,输出锁存,输出,ON,延时,输出触点,I/O,响应时间,刷新,执行程序,其他,刷新,执行程序,其他,扫描周期,(,Ts),扫描周期,(,Ts),刷新,执行程序,其他,扫描周期,(,Ts),27,程序语句安排对,I/O,响应时间的影响举例,20000,00000,01000,20000,20000,01001,PLC,SB,KM1,00000,01001,01000,COM,COM,KM2,当,SB,闭合,，,经过输入滤波，设第一个扫描周期,I/O,刷新时,00000,的映像寄存器,ON,。,第一个扫描周期 结束时，,01000,为,OFF,。,01000,只能在第二个扫描周期结束后才能,ON,。,28,29,00000,20000,20000,01000,20000,01001,PLC,SB,KM1,00000,01001,01000,COM,COM,KM2,当,SB,闭合,，,经过输入滤波，设第一个扫描周期,00000,的映像寄存器,ON,。,01000,在第一个扫描周期结束后就能,ON,。,续,如果将梯形图的第一与第二梯级交换，如下图：,显然，程序语句的安排对,I/O,响应的影响很大 。,30,1.7 PLC的主要,性能指标及分类,31,1.,用户程序存储的容量大小；,2.,输入,/,输出点数的多少；,3.,循环扫描速度的快慢；,4.,编程指令的种类和条数的多少；,5.,内部器件的种类和数量的多少；,6.,功能及功能扩展的能力；,7.,智能单元数量的多少；,8.,连网通信能力等。,1.7.1 PLC的主要性能指标,32,按结构分,1.7.2 PLC的分类,33,按控制规模分,34,按生产厂家分,35,