第2讲 PLC的硬件与工作原理.ppt

第2章PLC的硬件与工作原理,2.1PLC的硬件2.1.1PLC的物理结构,,,2.1.2CPU模块中的存储器存储器分类与特点RAM、ROM、EPROM、EEPROM2.1.3I/O模块图2-3输入电路,,图2-4继电器输出电路,,图2-5场效应管输出电路,2.2PLC的工作原理,2.2.1用触点和线圈实现逻辑运算,图2-6基本逻辑电路,,,图2-7异步电动机控制电路,2.2.2PLC的操作模式,RUN模式执行用户程序，“RUN”LED亮。STOP模式不执行用户程序，可将用户程序和硬件设置信息下载到PLC。TERM终端模式与通信有关。CPU模块上的模式开关在RUN位置时，上电自动进入RUN模式。PC-PLC之间建立起通信连接后，若模式开关在RUN或TERM位置,可用编程软件中的命令改变CPU的工作模式。,2.2.3PLC的工作原理,,图2-8扫描过程,2.2.3.1扫描工作方式,★当PLC运行时，需要进行众多的操作★而PLC的CPU不可能同时去执行多个操作，每一刻只能执行一个操作。,2.2.3.1扫描工作方式,★解决的办法采用分时操作原理★由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时完成的。★这种分时操作的方法称为扫描工作方式,2.2.3.1扫描工作方式,★例如用户程序的执行（用户程序的扫描工作过程）扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周而复始地重复进行。,2.2.3.2PLC的扫描工作过程,检查CPU等内部硬件，对监视定时器（WDT）复位以及其它工作,与其它智能装置（如编程器、计算机等）实现通信,,按顺序对所有输入端的状态进行采样，并存入相应寄存器,对用户程序扫描执行，并将结果存入相应的寄存器,将寄存器中与输出有关状态，转到输出锁存器，输出驱动外部负载,★整个过程包括内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段,★整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期,★扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及用户程序长短有关。,★典型值为1～100ms,2.2.3.2PLC的扫描工作过程,1.4PLC工作原理1.4.3PLC执行程序的过程,,,,,,（异步电动机控制电路）PLC外部接线图与梯形图,PLC扫描工作方式的特点,★集中采样在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。,★集中输出在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。,PLC扫描工作方式的优点,★提高了抗干扰能力，增强了系统可靠性PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。,★降低了系统的响应速度,PLC输入／输出响应滞后当PLC输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间。对一般的工业控制，这种滞后是完全允许的。注意这种响应滞后不仅是由于PLC扫描工作方式造成，更主要是PLC输入接口滤波环节带来的输入延迟和输出接口中驱动器件动作时间带来输出延迟，还与程序设计有关。,PLC扫描工作方式的优点,★对于小型PLCI/O点数较少、用户程序较短一般采用集中采样、集中输出的工作方式,★而对于大中型PLCI/O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为提高系统响应速度，采用定期采样、定期输出方式或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式,