PLC入门基础知识学习教案课件.pptx

1、会计学1PLC入门基础知识入门基础知识第一节第一节 PLCPLC基础知识基础知识一、一、PLCPLC的产生与历史的产生与历史二、二、可编程控制器的定义可编程控制器的定义三、三、PLCPLC的现状及发展趋势的现状及发展趋势四、四、PLCPLC的特点的特点五五 、PLCPLC的基本功能的基本功能六、六、PLCPLC与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较第1页/共98页第2页/共98页第3页/共98页第4页/共98页第5页/共98页第6页/共98页三、三、PLCPLC的现状及发展趋势的现状及发展趋势 19691969年美国数据设备公司（年美国数据设备公司（DECDEC）研制了第一台）研制了

2、第一台PLCPLC，从此从此PLCPLC发展迅猛。发展迅猛。我国改革开放后，美国我国改革开放后，美国ABAB、GEGE、MODICONMODICON、TITI，日本，日本OMRONOMRON、三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进、三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进入我国，并在各行各业的工控系统中占据重要地位。入我国，并在各行各业的工控系统中占据重要地位。第7页/共98页第8页/共98页S7-200系列系列PLCS7-300系列系列PLCS7-400系列系列PLC第9页/共98页Q系列系列PLCFX2N系列系列PLCFX1N系列系列PLCFX1S系列系列PLC第10页/共98页C200

3、H系列系列PLCCPM1A、CPM2A系列系列PLC第11页/共98页PLCPLC的国内外状况的国内外状况 19741974年我国开始仿制美国的第二代年我国开始仿制美国的第二代PLCPLC产品，但因元器件产品，但因元器件质量和技术问题等原因未能推广。直到质量和技术问题等原因未能推广。直到19771977年，我国才研制年，我国才研制出第一台具有实用价值的出第一台具有实用价值的PLCPLC，并开始批量生产和应用于工，并开始批量生产和应用于工业过程的控制。业过程的控制。主要厂家有：主要厂家有：北京和利时，科迪纳，张前苏。洛阳易达北京和利时，科迪纳，张前苏。洛阳易达，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州

4、科赛恩，中山智达，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，中山智达，恒日等。，恒日等。第12页/共98页第13页/共98页PLCPLC的发展趋势的发展趋势第14页/共98页 就全世界就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，PLCPLC仍然处于一种核心地位。仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国在最近出现在美国、欧洲和国内有关探讨内有关探讨PLCPLC发展的论文中，发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管这个结论是众口一词的，尽管对对PLCPLC的未来发展有着许多不同的意见。的未来发展有着许多不同的意见。近年来近年来PLCPLC的

5、市场销售一直坚挺；的市场销售一直坚挺；PCPC控制控制有了引人注目的有了引人注目的进展，但毕竟只能对高端的进展，但毕竟只能对高端的PLCPLC产品形成竞争；产品形成竞争；小型、超小型小型、超小型PLCPLC的发展势头令人刮目相看；的发展势头令人刮目相看；PLCPLC和和PCPC控制在今后可能控制在今后可能相互相互融合。融合。第15页/共98页 四、四、PLCPLC的特点的特点第16页/共98页五五、PLCPLC的基本功能的基本功能1 1 逻辑控制功能逻辑控制功能2 2 定时控制功能定时控制功能3 3 计数控制功能计数控制功能4 4 步进控制功能步进控制功能5 5 数据处理功能数据处理功能6 6

6、 回路控制功能回路控制功能7 7 通讯联网功能通讯联网功能8 8 监控功能监控功能9 9 停电记忆功能停电记忆功能10 10 故障诊断功能故障诊断功能第17页/共98页PLC应用于步进电机控制 第18页/共98页1 1 逻辑控制功能逻辑控制功能 逻辑控制功能是逻辑控制功能是PLCPLC最基本功能之一最基本功能之一,是是PLCPLC最基本最基本的的应用领域应用领域，可，可取代传统的继电取代传统的继电器控制系统器控制系统，实现，实现逻辑控制和顺序逻辑控制和顺序控制。控制。在在单机控制、多机群控和自动生产线控单机控制、多机群控和自动生产线控制制方面都有很多成功的应用实例。方面都有很多成功的应用实例。

7、例如：例如：机床电气控制、起重机、皮带运机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的输机和包装机械的控制控制、注塑机、注塑机控制控制、电、电梯梯控制控制、饮料灌装、饮料灌装生产线生产线、家用电器、家用电器(电视电视机、冰箱、洗衣机等机、冰箱、洗衣机等)自动装配线控制自动装配线控制、汽、汽车、化工、造纸、轧钢车、化工、造纸、轧钢自动生产线控制等自动生产线控制等。第19页/共98页2 2 定时控制功能定时控制功能 定时控制功能是定时控制功能是PLCPLC的的最基本功能之一最基本功能之一。PLCPLC中有许多可中有许多可供用户使用供用户使用的的定时器定时器，功能类似于继电，功能类似于继电器线路中的器

8、线路中的时间继电器。时间继电器。定时器的定时器的设定值设定值(定时时间定时时间)可以在可以在编程时设定编程时设定，也可以，也可以在在运动过程中根据需要进行修改运动过程中根据需要进行修改，使用方便灵活。，使用方便灵活。同时同时PLCPLC还提供了还提供了高精度高精度的的时钟脉冲时钟脉冲，用于，用于准确实时控准确实时控制。制。第20页/共98页3 3 计数控制功能计数控制功能 计数控制功能是计数控制功能是PLCPLC的的最基本功能之一。最基本功能之一。PLCPLC为用户提供为用户提供许多计数器许多计数器，计数器，计数器计数到某一数值计数到某一数值时，产生一时，产生一个个状态信号状态信号(计数值到计

9、数值到)，利用该状态信号，利用该状态信号实现对某个操作的计数控实现对某个操作的计数控制。制。计数器的计数器的设定值设定值可以在可以在编程时设定编程时设定，也可以在运行过程中，也可以在运行过程中根据根据需要进行修改。需要进行修改。传感器传感器旋转编码器旋转编码器变频器等变频器等计数输入计数输入输入复位输入复位000000000100002第21页/共98页5 5 数据处理功能数据处理功能 PLC PLC大部分都具有大部分都具有数据处理功能数据处理功能，可以实现，可以实现算术运算、数据比较、数据算术运算、数据比较、数据传送、数据移位、数制转换译码编码传送、数据移位、数制转换译码编码等操作。等操作。

10、中、大型中、大型PLCPLC数据处理功能数据处理功能更加齐全，可完成更加齐全，可完成开方、开方、PIDPID运算、浮点运算运算、浮点运算等操作，还可以等操作，还可以和和CRTCRT、打印打印机相联，实现程序、数据的显示和打印。机相联，实现程序、数据的显示和打印。第22页/共98页8 8 监控功能监控功能 PLCPLC设置了较强的设置了较强的监控功能。监控功能。利用利用编程器或监视器编程器或监视器，操作人员操作人员可以对可以对PLCPLC有关部分有关部分的的运行状态进行监视。运行状态进行监视。利用利用编程器编程器，可以，可以调整调整定时器、计数器的设定值和当定时器、计数器的设定值和当前值，并可以

11、前值，并可以根据需要根据需要改变改变PLCPLC内部逻辑信号的状态及数据内部逻辑信号的状态及数据区的数据内容，为区的数据内容，为调整和维护调整和维护提供了极大的方便。提供了极大的方便。第23页/共98页9 9 停电记忆功能停电记忆功能 PLC PLC内部的内部的部分存储器部分存储器所使用的所使用的RAMRAM设置了停电保持器设置了停电保持器件（备用电池等）件（备用电池等），以，以保证断电保证断电后后这部分存储器中这部分存储器中的的信息信息能够长期保存。能够长期保存。利用某些利用某些记忆指令记忆指令，可以对，可以对工作状态工作状态进行进行记忆记忆，以，以保保持持PLCPLC断电后断电后的的数据内

12、容不变。数据内容不变。PLCPLC电源恢复后，电源恢复后，可以在可以在原工作基础原工作基础上继续工作。上继续工作。第24页/共98页10 10 故障诊断功能故障诊断功能 PLC PLC可以对可以对系统构成、某些硬件状态、指令的合法性系统构成、某些硬件状态、指令的合法性等等进行进行自诊断自诊断，发现，发现异常异常情况，发出情况，发出报警报警并并显示错误类型显示错误类型，如属严重错误则如属严重错误则自动中止运行。自动中止运行。PLCPLC的的故障自诊断功能故障自诊断功能，大大，大大提高提高了了PLCPLC控制系统的控制系统的安全安全和可维护性。和可维护性。第25页/共98页六、六、PLCPLC与其

13、他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较 PLC与继电器控制系统比较与继电器控制系统比较 继电器控制采用硬接线方式装配继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。而成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改变程序并改动少控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。艺的改变。从适应性、可靠性及设计、安装从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统、维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被的继电器控制大多数将被PLC所所取代。取代。与工业计算机比较与工业计算机比较工业控制机控制要求开发人员具工业控制机控制要求开发人员具有

14、较高的计算机专业知识和微机有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。软件编程的能力。PLC采用了采用面向控制过程、采用了采用面向控制过程、面向问题的面向问题的“自然语言自然语言”进行编进行编程，使不熟悉计算机的人也能很程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用快掌握使用，便于推广应用。，便于推广应用。PLC是专为工业现场应用而设计是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。的，具有更高的可靠性。在模型复杂、计算量大且较难、在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。控制机则更能发挥其专长。第26页/共98页第27页/共98页2.2

15、.1 PLC1 PLC内部硬件框图及各部分作用内部硬件框图及各部分作用 PLCPLC的组成的组成 PLCPLC由四部分组成由四部分组成 ：中央处理单元（：中央处理单元（CPUCPU板）、输入输出（板）、输入输出（I/OI/O）部件和电源部件部件和电源部件。第28页/共98页第29页/共98页1.1.PLCPLC中的中的CPUCPU作用及分类作用及分类CPUCPU的作用：的作用：按系统程序赋予的功能，指挥按系统程序赋予的功能，指挥PLCPLC有条不紊地进行工有条不紊地进行工作。归纳起来主要有以下五个方面：作。归纳起来主要有以下五个方面：1 1）接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据）接收

16、并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据2 2）诊断电源、）诊断电源、PLCPLC内部电路故障和编程中的语法错误等内部电路故障和编程中的语法错误等3 3）接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据）接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据4 4）逐条读取并执行存储器中的用户程序，将运算结果存入存储器）逐条读取并执行存储器中的用户程序，将运算结果存入存储器5 5）根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接口实）根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接口实现控制、制表打印或数据通讯等功能现控制、制表打印或数据通讯等功能第30页/共98页第31页/共98页2.2

17、.系统程序存贮器系统程序存贮器第32页/共98页第33页/共98页第34页/共98页第35页/共98页 编程器的作用：编程器的作用：是编辑、调试、输入用户程序，也可在是编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控线监控PLCPLC内部状态和参数，与内部状态和参数，与PLCPLC进行人机对话。进行人机对话。它是开发、应用、维护它是开发、应用、维护PLCPLC不可缺少的设备。不可缺少的设备。第36页/共98页第37页/共98页第38页/共98页PLC主机1号扩展机主机PLCA）近程扩展方式2号扩展机1号近程扩展机远程从站扩展机远程从站PLCPLCPLCPLCPLCB）远程扩展方式C）连网方式PLCPLC

18、的扩展构成的扩展构成第39页/共98页A A）近程扩展方式）近程扩展方式第40页/共98页B B）远程扩展方式）远程扩展方式第41页/共98页C C）连网方式）连网方式第42页/共98页编编 程程 器器 编程器是编程器是PLCPLC最常用的外设，也是最常用的外设，也是PLCPLC中中唯一不唯一不需要需要通过功能模块通过功能模块而而直直接与总线相联接接与总线相联接的的外设。外设。它通过它通过主机上主机上的的编程器接口直接编程器接口直接与主机相连。与主机相连。编程器编程器上有上有一个方式选择开关，一个方式选择开关，用于用于控制控制PLCPLC主机主机的的工作方式。工作方式。第43页/共98页掌上电

19、脑编程器掌上电脑编程器 可编程终端可编程终端 第44页/共98页高档可编程终端高档可编程终端 第45页/共98页8 8、其它功能模块功能模块、其它功能模块功能模块 模拟量输入模块（即模拟量输入模块（即A/DA/D模块）模拟量模块）模拟量数字量数字量 模拟量输出模块（即模拟量输出模块（即D/AD/A模块）数字量模块）数字量模拟量模拟量 动态输入动态输入/输出模块输出模块 自带动态扫描功能自带动态扫描功能 温度传感器模块温度传感器模块 温度温度模拟量模拟量数字量数字量 高速计数模块高速计数模块 高频脉冲信号高频脉冲信号 PID PID模块模块 远程远程I/OI/O模块模块 扩展扩展I/OI/O点的

20、距离点的距离 通讯模块通讯模块 与其它与其它PLCPLC、微机、互连网通讯、微机、互连网通讯第46页/共98页PLCPLC的软件系统的软件系统1 1 系统程序系统程序；2 2 用户程序用户程序；3 3 编程语言编程语言第47页/共98页第48页/共98页 在在PLCPLC系统结构不断发展系统结构不断发展的同时，的同时，PLCPLC的编程语言的编程语言也也越来越丰越来越丰富富，功能也不断提高。功能也不断提高。程序的表达方式基本有四种：程序的表达方式基本有四种：梯形图、指令表、逻辑功能图梯形图、指令表、逻辑功能图和高级语言。梯形图和高级语言。梯形图是当前使用是当前使用最广泛的一种编程方法。最广泛的

21、一种编程方法。除了的除了的梯形图语言外梯形图语言外，为了，为了适应各种控制要求适应各种控制要求，出现了，出现了面向面向顺序控制顺序控制的的步进编程语言步进编程语言、面向过程控制面向过程控制的的流程图语言流程图语言、与计、与计算机兼容的算机兼容的高级语言（高级语言（BASICBASIC、C C语言等）语言等）等。等。多种编程语言多种编程语言的的并存、互补与发展并存、互补与发展是是PLCPLC进步的一种趋势。进步的一种趋势。第49页/共98页 1.1.梯形图编程语言梯形图编程语言两种梯形图的继电器符号图对两种梯形图的继电器符号图对照照 梯形图梯形图（Ladder diagram）编程语言编程语言是

22、一种是一种图形语言图形语言 ,类似于类似于继继电器控制线路图电器控制线路图的的一种编程语言一种编程语言，它，它面向面向控制过程，控制过程，直观易懂直观易懂，是是PLCPLC编程语言中应用编程语言中应用最多的一种语言。最多的一种语言。物理继电器物理继电器 PLC继电器继电器常开常开常闭常闭 触触 点点线线 圈圈第50页/共98页(1)(1)名词解释名词解释软继电器软继电器 PCPC的继电器的继电器不是不是物理物理的的电器电器，它是，它是PCPC内部的内部的寄存器位寄存器位，因，因为它具有与物理继电器为它具有与物理继电器相似的功能相似的功能，常称之为，常称之为“软继电器软继电器”。P PL LC

23、C每一个继电器每一个继电器都对应着内部的都对应着内部的一个寄存器位一个寄存器位，该位为，该位为“1”1”态态时，相当于时，相当于继电器接通继电器接通；为为“0”0”态时态时，则相当于，则相当于继继电器断开。电器断开。常闭触点线圈常开触点说明：说明：第51页/共98页000000100001000PLC控制控制00001SB2KMKM继电器继电器 控控 制制SB1线圈线圈线圈线圈常开触点常开触点常开触点常开触点常闭触点常闭触点常闭触点常闭触点(2)(2)两种控制的梯形图比较两种控制的梯形图比较第52页/共98页物理继电器物理继电器继电器需硬接线连接继电器需硬接线连接触点个数有限触点个数有限PLC

24、PLC继电器继电器继电器用程序软连接继电器用程序软连接触点个数无限触点个数无限继电器的接线改变继电器的接线改变控制功能改变控制功能改变PLCPLC的用户程序改变的用户程序改变 控制功能改变控制功能改变 (3 3)两种控制中继电器的区别两种控制中继电器的区别第53页/共98页用用PLCPLC控制控制外部接线不变，改变用户程序。外部接线不变，改变用户程序。用继电器控制用继电器控制要改变控制电路的实际接线。要改变控制电路的实际接线。KMQFUKR M 3 SB1SB2KMKHKM 继电器控制接线继电器控制接线 PLCPLC控制外部接线控制外部接线输入输入设备设备PLCSB1SB2KRKM输出输出设备

25、设备 欲改变控制功能：欲改变控制功能：主电路主电路 相同相同例如例如第54页/共98页2 2、语句表编程语言语句表编程语言 用助记符表示指令的功能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多条指令语句的组合构成了语句表 程序程序 指令语句是指令语句是PLCPLC用户程序的基础元素用户程序的基础元素LD 00000，表示逻辑操表示逻辑操作开始作开始OR 01000；表示常开触点表示常开触点01000与前面的触点并联与前面的触点并联 AND NOT 00001；表示常闭触点表示常闭触点00101与前面的触点串联与前面的触点串联OUT 01000；表示前面的逻辑运算结果输出给表示前面的逻

26、辑运算结果输出给01000END ;表示程序结束表示程序结束梯形图程序梯形图程序 语句表程序语句表程序 00000010000100000001END第55页/共98页步步1 1步步2 2步步3 3动作动作1 1动作动作2 2转换转换1 1转换转换2 2图图 顺序功能图顺序功能图第56页/共98页ORANDSRS1 Q1RI1I2I3I4I5Q1图图 功能块图功能块图（4 4）功能块图）功能块图 功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，用类功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方块左侧为逻辑似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方块左侧为逻辑

27、运算的输入变量，右侧为输出变量，输入端、输出端的小圆运算的输入变量，右侧为输出变量，输入端、输出端的小圆点表示点表示“非非”运算，信号自左向右流动。运算，信号自左向右流动。类似于电路一样，方框被类似于电路一样，方框被“导线导线”连接在一起。连接在一起。第57页/共98页2.2.2 2.1.1 循环扫描工作方式循环扫描工作方式第58页/共98页 PLCPLC采用采用“顺序扫描、不断循环顺序扫描、不断循环”工作方式，这个过程可工作方式，这个过程可分分输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描整个过程扫描并并执行一次所需执行一次所需的的时间时间称为称为扫描

28、周期。扫描周期。第59页/共98页 2.2.2 2.2.2 PLCPLC的工作过程分自诊断、与编程器或计算机等通的工作过程分自诊断、与编程器或计算机等通信、输入采样、程序执行和输出刷新五个阶段。信、输入采样、程序执行和输出刷新五个阶段。第60页/共98页0000201000000010000201000 PLC PLC扫描工作各环节的功能扫描工作各环节的功能 PLCPLC上电后，首先检查硬件是否正常上电后，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，对输入的数据进行处理，将结果存入元件映象寄存器将结果存入元件映象寄存

29、器。计算扫描周期计算扫描周期。若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。母线母线第61页/共98页 I/OI/O刷新阶段刷新阶段 外设端口服务外设端口服务读输入点的状态并写入输入映像寄存器。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。点。访问外设端口连接的外部设备访问外设端口连接的外部设备。第62页/共98页4.PLC4.PLC执行用户程序的特点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按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序

30、执行程序时所需数据取自于：执行程序时所需数据取自于：输入映像寄存器输入映像寄存器元件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输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据据元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写写输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变 每个扫描周期每个扫描周期I/OI/O刷新阶段刷新阶段集中集中读入读入/读出数据读出数据第63页/共98页读读读读读读写写写写 执行用户程序执行用户程序 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新010010100000000 000

31、01 01000输输入入端端子子输输入入电电路路用户输入设备用户输入设备输入映像寄存器输入映像寄存器输输出出电电路路输输出出端端子子元件映像寄存器元件映像寄存器输出锁存器输出锁存器 用户输出设备用户输出设备从输入端子到输出端子的信号传递过程从输入端子到输出端子的信号传递过程(3 3)PCPC的循环扫描工作过程（信号传递过程）的循环扫描工作过程（信号传递过程）第64页/共98页3.PLC3.PLC控制的原理控制的原理 等效电路图等效电路图SB1SB2ST公共端公共端公共端公共端输入部分输入部分输出端子输出端子输入端子输入端子用户程序用户程序输出部分输出部分主电路主电路KMFUKH M 3 QKM

32、01000PLCCOM000000000000001000020000001000000010000201000COM0000100002PLCSB1SB2KMST00000000010000201000COMCOM第65页/共98页KM线圈通电线圈通电SB1闭合闭合00000 闭合闭合接点闭合接点闭合KMFUKH M 3 QKM通电通电KM通电通电触点闭合触点闭合电动机转电动机转触点闭合触点闭合PLCCOM000000000000001000020000001000000010000201000COM010000000100002SB2STPLCSB1SB2KMST0000000001000

33、0201000COMCOM第66页/共98页KM线圈断电线圈断电00001 断开断开接点断开接点断开KMFUKH M 3 QKM通电通电KM断电断电触点断开触点断开电动停转电动停转触点断开触点断开PLCCOM000000000000001000020000001000000010000201000COM010000000100002SB2STPLCSB1SB2KMST00000000010000201000COMCOMSB2闭合闭合第67页/共98页 PLCPLC在运行工作状态时，执行一次扫描操作所需要的在运行工作状态时，执行一次扫描操作所需要的时间称为扫描周期。其典型值为时间称为扫描周期。其

34、典型值为1 1-100ms100ms。第68页/共98页1.1.产生产生I/OI/O滞后现象的原因滞后现象的原因（1 1）由于由于PLCPLC采用循环扫描的工作方式。采用循环扫描的工作方式。PLCPLC只在每个扫描周期的只在每个扫描周期的I/OI/O刷新阶段集中输入刷新阶段集中输入/输出，导致输出，导致输出信号相对输入信号滞后。输出信号相对输入信号滞后。（2 2）输入滤波器对信号的延迟作用。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。滤波器时间常数越大，对输入信号的延迟作用越强。有的有的PLCPLC其输入电路滤波器的时间常数可以调整其输入电路滤波器的时间常数可以调

35、整。第69页/共98页输出输出ONON延时延时。（3 3）输出继电器的动作延迟（继电器输出型输出继电器的动作延迟（继电器输出型PLCPLC）。）。从输出锁存器从输出锁存器ONON、到输出触点、到输出触点ONON经历一定时间经历一定时间（4 4）用户程序的长短及语句编排）用户程序的长短及语句编排。要求有较快响应的场合要求有较快响应的场合最好不要使用继电器输出型最好不要使用继电器输出型PLCPLC。I/OI/O滞后现象，对慢速控制系统影响不大。滞后现象，对慢速控制系统影响不大。要求快速响应的场合，需要解决要求快速响应的场合，需要解决I/OI/O速度问题速度问题。第70页/共98页2.I/O2.I/

36、O响应时间的估算响应时间的估算以以2020点的继电器输出型点的继电器输出型CPM1ACPM1A为例。为例。设输入设输入ONON延时为延时为8 8毫秒毫秒公共处理和公共处理和I/OI/O刷新时间为刷新时间为2 2毫秒毫秒执行用户程序时间为执行用户程序时间为1414毫秒毫秒输出输出ONON延时为延时为1515毫秒毫秒输入状态经过一个扫描周期后在输出得到响应输入状态经过一个扫描周期后在输出得到响应 最小最小I/OI/O响应时间响应时间输入状态经过两个扫描周期后在输出得到响应输入状态经过两个扫描周期后在输出得到响应 最大最大I/OI/O响应时响应时间间第71页/共98页最小最小I/OI/O响应时间的计

37、算响应时间的计算最小最小I/O响应时间响应时间 =输入输入ON延时延时+（公共处理公共处理+I/O刷新时间刷新时间）+执行程序时间执行程序时间+输出输出ON延时延时=8+2+14+15=39 ms输入输入触点触点输入输入滤波滤波输出输出锁存锁存输出输出触点触点刷新刷新执行程序执行程序其他其他 刷新刷新执行程序执行程序其他其他 扫描周期扫描周期(Ts)扫描周期扫描周期(Ts)输入输入ON延时延时输出输出ON延时延时I/O响应时间响应时间第72页/共98页输入输入ON延时延时最大最大I/O响应时间响应时间 =输入输入ON延时延时+(公共处理公共处理+I/O刷新刷新+执行程序执行程序)2 +输出输出

38、ON延时延时=8+（2+14）2+15=55 ms。最大最大I/OI/O响应时间的计算响应时间的计算输入输入触点触点输入输入滤波滤波输出输出锁存锁存输出输出ON延时延时输出输出触点触点I/O响应时间响应时间刷新刷新执行程序执行程序其他其他 刷新刷新执行程序执行程序其他其他扫描周期扫描周期(Ts)扫描周期扫描周期(Ts)刷新刷新执行程序执行程序其他其他扫描周期扫描周期(Ts)第73页/共98页程序语句安排对程序语句安排对I/OI/O响应时间的影响举例响应时间的影响举例200000000001000200002000001001PLCPLCSBKM1000000000001001010010100

39、001000COMCOMCOMCOMKM2当当SBSB闭合，经过输入滤波，设第一个扫描周期闭合，经过输入滤波，设第一个扫描周期I/OI/O刷新时刷新时 0000000000的映像寄存器的映像寄存器ONON。第一个扫描周期结束时，第一个扫描周期结束时，0100001000为为OFFOFF。0100001000只能在第二个扫描周期结束后才能只能在第二个扫描周期结束后才能ONON。第74页/共98页000002000020000010002000001001当当SBSB闭合，经过输入滤波，设第一个扫描周期闭合，经过输入滤波，设第一个扫描周期 0000000000的映的映像寄存器像寄存器 ONON。0

40、1000 01000 在第一个扫描周期结束后就能在第一个扫描周期结束后就能ON ON。如果将梯形图的第一与第二梯级交换，如下图如果将梯形图的第一与第二梯级交换，如下图：显然，程序语句的安排对显然，程序语句的安排对I/OI/O响应的影响很大响应的影响很大 。PLCPLCSBKM1000000000001001010010100001000COMCOMCOMCOMKM2第75页/共98页1 1 上电后初始处理上电后初始处理2 2 共同处理共同处理时间：时间：程序自检。程序自检。Tc=2.6ms Tc=2.6ms3 3 上位链接服务上位链接服务（处理微机与处理微机与PLCPLC的通讯的通讯）Tl T

41、l Tl=PLCTl=PLC与微机构成网络与微机构成网络 08ms 08ms 4 4 运算处理运算处理TPTP :执行用户程序执行用户程序 TP=TP=平均速度平均速度X X指令条数指令条数 Tl=PLCTl=PLC与微机不构成网络与微机不构成网络 0ms0ms5 5 I/OI/O刷新刷新Tr=Tr=主机与近程扩展机主机与近程扩展机：输入输入 0.07ms/8 0.07ms/8个个输出输出 0.04ms/80.04ms/8个个远程扩展机：以通道数计算，扩展机：以通道数计算，1.3ms+nX0.2ms第76页/共98页6 6 外设服务外设服务（装有外设时装有外设时）To To=0.8ms To=

42、0.8ms （T=Tc+Tl+Tp+Tr13ms)T=Tc+Tl+Tp+Tr13ms)To=0.06 To=0.06 T T（T=Tc+Tl+Tp+Tr 13ms)T=Tc+Tl+Tp+Tr 13ms)7 7、共同处理、上位链接服务、外设服务、运算处理、共同处理、上位链接服务、外设服务、运算处理、I/OI/O刷新时间构成了刷新时间构成了PLCPLC的扫描时间的扫描时间TsTsPLCPLC的扫描时间的扫描时间 Ts=Tc+Tl+To+Tp+TrTs=Tc+Tl+To+Tp+Tr第77页/共98页第78页/共98页第79页/共98页第80页/共98页1.I/O1.I/O点数点数指指PLCPLC外部

43、输入和输出端子数。外部输入和输出端子数。2.2.用户程序存储容量用户程序存储容量用来衡量用来衡量PLCPLC所能存储用户程序的多少所能存储用户程序的多少。3.3.扫描速度扫描速度指扫描指扫描10001000步用户程序所需的时间，以步用户程序所需的时间，以ms/ms/千步为单位千步为单位。4.4.指令系统条数指令系统条数指指PLCPLC具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强。越多，软件功能越强。2.2.4 4 PLC PLC主要技术性能指标主要技术性能指标5.5.内部寄存器内部寄存器6.6.高功能模块高功能模块第81页/共9

44、8页2.5 2.5 可编程序控制器分类可编程序控制器分类1.1.按结构形式分类按结构形式分类 整体式整体式PLCPLC：整体式是将整体式是将PLCPLC的的CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O单元、单元、电源等安装在同一机体内，构成主机，另外还有电源等安装在同一机体内，构成主机，另外还有I/OI/O扩展单元扩展单元配合主机使用，用以扩展配合主机使用，用以扩展I/OI/O点数。整体式点数。整体式PLCPLC的特点是结构的特点是结构紧凑、体积小、成本低、安装方便，但输入输出点数固定，紧凑、体积小、成本低、安装方便，但输入输出点数固定，灵活性较低，小型灵活性较低，小型PLCPLC多采用这种结构

45、。多采用这种结构。第82页/共98页第83页/共98页 组合式组合式PLCPLC：组合式组合式PLCPLC是由一些标准模块单元组成，采是由一些标准模块单元组成，采用总线结构，不同功能的模块（如用总线结构，不同功能的模块（如CPUCPU模块、输入模块、输出模块、输入模块、输出模块、电源模块等）模块、电源模块等）通过总线连接起来。通过总线连接起来。组合式组合式PLCPLC的特点是可以根据功能需要灵活配置，构成具的特点是可以根据功能需要灵活配置，构成具有不同功能和不同控制规模的有不同功能和不同控制规模的PLCPLC，多用于大型和中型，多用于大型和中型PLCPLC。第84页/共98页组合式PLC第85

46、页/共98页第86页/共98页电源模块CPU模块IO模块底 板模块式第87页/共98页模块式结构模块式结构PLCPLC的结构的结构 电源单元DIN导轨CPU单元第88页/共98页 3 3）叠装式）叠装式PLC PLC 还有一些还有一些PLCPLC将整体式和模块式的特点结合起来。将整体式和模块式的特点结合起来。叠装式叠装式PLCPLC其其CPUCPU、电源、电源、I/OI/O接口等也是各自独立的模块接口等也是各自独立的模块，但它们之间是，但它们之间是靠电缆靠电缆进行联接，并且各模块可以进行联接，并且各模块可以一层层地一层层地叠装。叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。这样，不但系统

47、可以灵活配置，还可做得体积小巧。第89页/共98页2.2.按控制规模分类按控制规模分类输入输出的总路数，又称为输入输出的总路数，又称为I/OI/O点数，是表征点数，是表征PLCPLC控制规模的控制规模的重要参数。因此，按控制规模对重要参数。因此，按控制规模对PLCPLC分类时，可分为：分类时，可分为：1.1.小型小型PLCPLC：I/OI/O点数较少，在点数较少，在256256点以下的点以下的PLCPLC。2.2.中型中型PLCPLC：I/OI/O点数较多，在点数较多，在256256点以上、点以上、20482048点以下的点以下的PLCPLC。3.3.大型大型PLCPLC：I/OI/O点数较多

48、，在点数较多，在20482048点以上的点以上的PLCPLC。但大中小型但大中小型PLCPLC的划分并无严格的界限，的划分并无严格的界限，PLCPLC的的I/OI/O点数可以依点数可以依据需要灵活配置。据需要灵活配置。第90页/共98页1 1）微型机）微型机OMRON公司的公司的SP系列系列第91页/共98页2 2）小型机）小型机OMRON公司的公司的CPM1A、CQM系列系列松下公司的松下公司的FP1系列系列第92页/共98页3 3）中型机）中型机OMRON公司的公司的C200H西门子公司的西门子公司的S7-300第93页/共98页4 4）大型机）大型机OMRON公司的公司的C1000H松下

49、公司的松下公司的FP3COMRON公司的公司的2000H第94页/共98页COMRONCOMRON公司的公司的2000H2000H第95页/共98页5 5）超大型机）超大型机 美国美国GEGE公司的公司的90709070机，其点数可达机，其点数可达2400024000点，另外还点，另外还有有80008000路的模拟量。路的模拟量。第96页/共98页 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控

50、制或少量模拟量和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统控制的单机系统 具有低档具有低档PLCPLC功能外，具有较强的模拟量输入功能外，具有较强的模拟量输入/输出输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/OI/O、子程序、通子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、信联网等功能。有些还增设中断、PIDPID控制等功能控制等功能 具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算