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1、可编程控制器应用技术Application Technology of Programmable Logic Controller张希川 高级工程师沈阳工业大学 材料科学与工程学院,第2章 PLC的组成和工作原理,2.1 PLC的系统结构 2.2 PLC的基本组成2.3 PLC的内部装置 2.4 PLC的工作原理 2.5 PLC的编程方式,第2章 PLC的组成和工作原理,2.1 PLC的系统结构,第2章 PLC的组成和工作原理,2.2 PLC的基本组成 2.2.1 中央处理器CPU模块 Central Processing Unit 2.2.2 存储器 1)系统程序存储区 2)用户程序存储区
2、2.2.3 输入/输出模块 2.2.4 电源模块 2.2.5 编程器和编程软件,第2章 PLC的组成和工作原理,2.3 PLC的内部装置1 输入继电器:PLC的外部输入端子对应的内部记忆体储存基本单元。2 输出继电器:PLC及外部输出端子对应的内部记忆体储存基本单元。 3 内部辅助继电器:PLC内部的一种辅助继电器，其功能与电气控制电路中的中间继电器一样， 4 步进点 5 定时器:用来完成定时的控制。含有线圈、触点及定时值寄存器。 6 计数器:用来实现计数操作。使用计数器要事先给定设定值(即要计数的脉冲数)。含有线圈、触点及计数值寄存器。 7 资料寄存器 8 间接指定寄存器,第2章 PLC的组
3、成和工作原理,2.4 PLC的工作原理 PLC的逻辑控制部分由CPU和存储器等组成，要将逻辑部分输出的电平信号转换成外部器件所需要的电压或电流，输出部分要添加输出模块，PLC按照事先由编程器编制的控制程序，扫描各输入端的状态，逐条扫描用户程序，最后的输出驱动外部的电器，达到控制的目的。,第2章 PLC的组成和工作原理,2.4 PLC的工作原理1 扫描技术,第2章 PLC的组成和工作原理,(1)输入采样阶段(2)用户程序执行阶段(3)输出刷新阶段,第2章 PLC的组成和工作原理,2.5 可编程控制器的编程方式 下面以常见的三相异步电动机直接启动控制电路(见图2.6 )为例，采用PLC编程实现控制
4、。,第2章 PLC的组成和工作原理,2.5 可编程控制器的编程方式 图2.7是用PLC实现直接启动控制的外部接线示意图，启动按钮SB1和停止按钮SB2作为输入设备分别与PLC的输入端X0、X1相连；接触器KM的线圈作为输出设备与PLC的输出端Y0相连。,第2章 PLC的组成和工作原理,2.5 可编程控制器的编程方式 图2.8 为直接启动控制逻辑的程序，其中图2.8 (a)为梯形图程序，图2.8 (b)为指令符程序。,第2章 PLC的组成和工作原理,2.5 可编程控制器的编程方式2.5.1 指令符语言编程 指令符语言，也可称为命令语句表达式语言。它与汇编语言非常近似，但并不是汇编语言。所谓指令符
5、语言编程，是用一个或几个容易记亿的字符来代表可编程控制器的某种操作功能。每个生产厂家使用的指令符是各不相同的，因此同一个梯形图，书写的语句形式不尽相同。 指令符语言是一种类似于计算机汇编语言的编程方式，用简洁易记的文字符号来表达PLC的各种控制命令。指令与操作数(编程元件或数据)结合形成控制语句。由若干条指令控制语句即可组成PLC的指令符控制程序。第4章将专门介绍PLC的指令系统。 用指令符语言进行编程，其基本的设计方法同继电器-接触器控制系统的设计方法是相似的，通常有经验设计法和逻辑设计法两种。,第2章 PLC的组成和工作原理,2.5 可编程控制器的编程方式2.5.2 梯形图语言编程 梯形图
6、表达式是在原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，它与电气操作原理图相呼应。它的最大优点是形象、直观和实用，为广大电气技术人员所熟知，是PLC的主要编程语言。 关于梯形图的格式，一般有如下一些要求；每个梯形图网络 由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多个支路组成通常每个支路可容纳11个编程元素。最右边的元素必须是输出元素。每个网络最多允许16条支路。 梯形图语言是在继电接触器控制原理图的基础上演变而来的一种图形语言，将PLC内部的各种编程元件(如输入继电器、输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等)和命令用特定的图形将号和标注加以描述，并赋以一定的意义。
7、,第2章 PLC的组成和工作原理,2.5 可编程控制器的编程方式2.5.3 顺序功能图语言编程 顺序设计法或步进梯形图设计的概念是在继电器控制系统中形成的。步进梯形图是利用有触点的步进式选线器或鼓形控制器来实现的，但由于触点的磨损和接触不良，导致工作很不可靠。 步进顺控指令的出现解决了采用指令符编程的困难，可以用符合IEC标准的对问题进行描述和编程。用SFC进行编程，不需要对时刻变化的步进动作进行设计。SFC还能自动进行步与步之间的互锁或双重输出。只要对各个步进行简单的顺序设计就能保证机械正确动作；使用者也可容易理解全部动作过程，能自动执行对各个工序的监视，试运行调整以及故障检查非常方便，维修保养也容易。,
