CH6PLC的基本原理及组成

一、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,*,Date:,2024/9/22,Page:,43,江苏科技大学机械工程学院,第六章 PLC的基本原理及组成,第一节 PLC的基本原理,第二节 PLC的组成,1,一、工作方式 周期循环扫描,第一节 PLC的基本原理,2,3,二、工作过程,PLC的工作过程基本上就是用户程序的执行过程，是在系统软件的控制下顺次扫描各输入点状态，按用户程序解算控制逻辑，然后向各输出点发出相应的控制信号。除此之外，为提高工作的可靠性和及时接受外来的控制命令，在每个扫描周期还要进行故障诊断和处理与编程器、计算机的通信请求。,分为：自诊断、输入采样、程序扫描、输出刷新几个外阶段。,三、扫描周期,T =自检时间+读入一点时间输入点数+程序步数运算速度+输出一点时间输出点数。,4,PLC的工作过程示意图,5,一、型号及意义,特殊品种,输出形式,单元类型,I/O总点数,系列序号,DDC电源,A1AC电源,H大电流输出扩展模块,V立式端子排的扩展模块,C接插口输入输出方式,F输入滤波器1ms 扩展模块,LTTL输入扩展模块,S独立端子（无公共端）扩展模块,R继电器输出,T晶体管输出,S晶闸管输出,M,基本单元,E,输入输出混合扩展单元及扩展模块,EX,输入专用扩展模块,EY,输出专用扩展模块,16256,点,0、2、ON、2C、2N,型号的命名方式,第二节 PLC的组成,6,一、型号及意义,I/O点数：,16256点,单元类型,M,表示基本单元,E,表示扩展单元及扩展模块,EX,扩展输入单元,EY,扩展输出单元,7,一、型号及意义,输出形式,R,继电器输出,T,晶体管输出,S,晶闸管输出,8,二、PLC硬件系统组成,外部设备,现场用户输出设备,微处理器（CPU）,运算器,控制器,输,出,部,件,输,入,部,件,系,统,存,储,器,用,户,存,储,器,I/O,扩,展,接,口,通,讯,及,编,程,接,口,编程设备,计算机,打印机等,传感器,按钮、开关,现场信号,电磁阀,中间继电器,执行器,现场用户输入设备,扩展设备,扩展单元,通讯模块,功能模块,电源变换器,110V/220V市电,PLC基本单元,PLC系统结构示意图,9,FX 系列PLC的硬件配置图,10,FX 系列PLC的网络通信能力,11,微处理器（CPU）,接收并存储用户程序和数据；,诊断电源、PLC工作状态及编程的语法错误；,接收输入信号，送入数据寄存器并保存；,运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户,程序的各种操作；,将用户程序的执行结果送至输出端。,二、PLC硬件系统组成,12,系统存储器（ROM）,系统程序存储器+系统数据存储器,存放系统工作程序（监控程序）；,存放模块化应用功能子程序；,存放命令解释程序；,存放功能子程序的调用管理程序；,存放存储系统参数。,二、PLC硬件系统组成,13,用户存储器,RAM/EPROM/EEPROM,存放用户工作程序；,存放工作数据。,二、PLC硬件系统组成,14,输入单元带光电隔离电路,多种辅助电源类型：AC电源DC24V输入,DC电源DC24V输入,DC电源DC12V输入,接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；,接收模拟量信号（模拟量输入单元）；,接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；,接收传感器输出信号。,15,16,输出单元带光电隔离器及滤波器,多种输出方式,：晶体管,晶闸管,继电器,驱动直流负载（晶体管输出单元）；,驱动非频繁动作的交/直流负载（继电器输出单元）；,驱动频繁动作的交流负载（晶闸管输出单元）。,17,18,19,20,通讯及编程接口采用RS-485或RS-422串行总线,连接专用编程器（FX-20P、FX-10P）,；,连接个人电脑（PC），实现编程及在线监控；,连接工控机，实现编程及在线监控；,连接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；,连接打印机等计算机外设。,二、PLC硬件系统组成,21,I/O扩展接口采用并行通讯方式,扩展I/O模块,；,扩展位置控制模块（如F2-30GM）；,扩展通讯模块（如FX-232AW等）；,扩展模拟量控制模块（如FX-2DA、FX-4AD等）。,22,三、PLC软件系统组成,系统监控程序,运行管理,生成用户元件,系统内部自检,管理程序,解释程序,标准程序模块、系统调用,用户程序,自动化系统控制程序,数据表格,软件系统,23,四、数据结构,十进制数（,DEC,:DECimal number），常用于：,定时器/计数器的设定值；,辅助继电器（M）、定时器（T）、计数器（C）、状态（S）等软元件的地址号；,应用指令的数值型操作数及指令动作常数（K）。,十六进制数（,HEX,:HEXdecimal number）,与十进制数一样，用于指定应用指令的数值型操作数及指令动作常数（H）。,24,四、数据结构,二进制数（,BIN,:BINary number）,PLC内部数据类型，通过外设进行监视时，各软元件的数值自动变换为十进制数或十六进制数。,八进制数（,OCT,:OCTal number）用于输入继电器和输出继电器的软元件编号。,输入继电器用X00X07、X10X17、X20X27等八进制格式进行编号；,输出继电器用Y00Y07、Y10Y17、Y20Y27等八进制格式进行编号。,25,四、数据结构,BCD码（,BCD,:BINary Code Decimal）用二进制形式表示的十进制数，常采用8421BCD码。,常用BCD码编码开关将BCD码数据送入PLC；,PLC常以BCD码格式将输出数据送数码显示器显示。,浮点数据（标绘值）,二进制浮点数常用于高精度浮点运算；,十进制浮点数用于实施监视。,26,输入继电器（,X,）,在PLC内部，与输入端子相连的输入继电器是光电隔离的电子继电器，采用,八进制,编号，用无数个常开和常闭触点。,输入继电器不能用程序驱动,。,五、软元件（逻辑元件）,27,输出继电器（,Y,）,输出继电器采用,八进制,编号，有内部触点和外部输出触点（继电器触点、双向可控硅、晶体管等输出元件）之分，由程序驱动。,在PLC内部，外部输出触点与输出端子相连，向外部负载输出信号，且一个输出继电器只有一个常开型外部输出触点。,输出继电器有无数个内部常开和常闭触点，编程时可随意使用。,五、软元件（逻辑元件）,28,辅助继电器（,M,）,由内部软元件的触点驱动,常开和常闭触点使用次数不限，但不能直接驱动外部负载,采用,十进制,编号。,通用辅助继电器,M0M499,（500点）,掉电保持辅助继电器,M500M1023,（524点）,特殊辅助继电器,M8000M8255,（256点）,只能利用其触点的特殊辅助继电器,可驱动线圈的特殊辅助继电器,通用辅助继电器与掉电保持用辅助继电器的比例，可通过外设设定参数进行调整。,五、软元件（逻辑元件）,29,只能利用其触点的特殊辅助继电器,M8000：运行监控用，PLC运行时M8000接通。,M8002：仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器。,M8012：产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。,可驱动线圈的特殊辅助继电器,M8030：锂电池电压指示灯特殊继电器。,M8033：PLC停止时输出保持特殊辅助继电器。,M8034：禁止全部输出特殊辅助继电器。,M8039：定时扫描特殊辅助继电器。,30,状态（,S,）,状态是对工序,步进型,控制进行简易编程的内部软元件，采用,十进制,编号。与步进指令STL配合使用；,状态有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；,状态不用于步进阶梯指令时，可作辅助继电器使用。,状态同样有通用状态和掉电保持用状态，其比例分配可由外设设定。,五、软元件（逻辑元件）,31,状态（S）,状态有,五种,类型：,初始状态,S0S9,共10点,回零状态,S10S19,共10点,通用状态,S20S499,共480点,保持状态,S500S899,共400点,报警用状态,S900S999,共100点,五、软元件（逻辑元件）,32,定时器（T）,定时器实际是内部脉冲计数器，可对内部,1ms,、,10ms,和,100ms,时钟脉冲进行加计数，当达到用户设定值时，触点动作。,定时器可以用用户程序存储器内的常数k作为设定值，也可以用数据寄存器D的内容作为设定值。,普通定时器（T0T245）,100ms定时器,T0T199,共200点，设定范围,0.13276.7s,；,10ms定时器,T200T245,共46点，设定范围,0.01327.67s,。,积算定时器（T246T255）,1ms定时器,T246T249,共4点，设定范围,0.00132.767s,；,100ms定时器,T250T255,共6点，设定范围为,0.13276.7s,。,五、软元件（逻辑元件）,33,加法计数器,设定值,K、H或D,触点动作,Tx,Tx,时钟脉冲,驱动,T10,K123,X0,T10,Y1,相等,比较器,普通定时器的工作原理,T10,34,T250,设定值K,计数器,1,100ms时钟脉冲,X2,X1,触点动作,Tx,相等,比较器,积算定时器的工作原理,RST,T250,K345,X1,X2,T250,Y1,T250,35,计数器（C）,计数器可分为通用计数器和高速计数器。,16位通用加计数器，C0C199共200点，设定值：132767。设定值K0与K1含义相同，即在第一次计数时，其输出触点动作。,32位通用加/减计数器，C200C234共135点，设定值：-2147483648+2147483647。,高速计数器C235C255共21点，共享PLC上6个高速计数器输入（X000X005）。高速计数器按中断原则运行。,五、软元件（逻辑元件）,36,16位加计数器,通用型：C0C99共100点,断电保持型：C100C199共100点,16位计数器工作过程示意图,37,32位双向计数器,有两种32位加/减计数器，设定值：-2147483648+2147483647。,通用计数器：C200C219共20点,保持计数器：C220C234共15点,计数方向由特殊辅助继电器M8200M8234设定。,加减计数方式设定：对于C，当M8接通（置1）时，为减计数器，断开（置0）时，为加计数器。,计数值设定：直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为计数值。间接设定时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。,38,32位加/减计数器工作过程示意图,39,数据寄存器（D）,通用数据寄存器D0D199共200点。 只要不写入其它数据，已写入的数据不会变化。但是PLC状态由运行停止时，全部数据均清零。,断电保持数据寄存器D200D511共312点，只要不改写，原有数据不会丢失。,特殊数据寄存器D8000D8255共256点 这些数据寄存器供监视PLC中各种元件的运行方式用。,文件寄存器D1000D2999共2000点。,五、软元件（逻辑元件）,40,变址寄存器（V/Z）,变址寄存器的作用类似于一般微处理器中的变址寄存器（如Z80中的IX、IY），通常用于修改元件的编号。,V0V7,、,Z0Z7,共16点,16位,变址数据寄存器。,进行,32位,运算时，与指定Z0Z7的V0V7组合，分别成为,（,V0、Z0,），（,V1、Z1,）（,V7、Z7,）。,五、软元件（逻辑元件）,41,本章小结,本章主要介绍了PLC的基本原理、FX系列PLC型号命名、PLC的组成。说明了FX系列PLC内部各类软元件资源，如输入继电器、输出继电器、定时器、计数器、辅助继电器等。,42,谢谢!,43,