第四章可编序控制器的硬件与工作原理.ppt

娄底职院 第一章：可编程控制器的组成与工作原理 娄底职院 4.1 可编程控制器的构成 4.1.1 CPU模块 接受、存储用户程序； 按扫描工作方式接收来自输入单元的数据和信息，并存入相应的数据存储区； 执行监控程序和用户程序，完成数据和信息的逻辑处理，产生相应的内部控制信号，完成用户指令规定的各种操作； 响应外部设备的请求。 4.1.2 输入输出接口 可编程控制器为不同的接口需求设计了不同的接口单元： 4.1.3 电源 可编程控制器的电源包括: * 为可编程控制器各工作单元供电的开关电源 * 为掉电保护电路供电的后备电源，一般为电池 4.1.4 外部设备 可编程控制器一般可配备的外部设备： 　 编程器 盒式磁带机，用以记录程序或信息 打印机，用以打印程序或制表 EPROM写入器，用以将程序写入用户EPROM中 高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或监视有关部分的运行状态 4.2.1 输入接口电路 4.2.1 输入接口电路的工作过程与原理 工作作用： 外部电路中的一个按钮或开关闭合时，二极管都要导通发光使光耦合元件的输出端的晶体光敏三极管导通，就把该外部开关闭合的信号传递到内部电路，使输入状态寄存器对应位存“1”。 当外部电路中按钮或开关断开时，接口电路不通，发光二极管不发光，则把该外部开关断开的信号也传递到内部电路，使输入状态寄存器对应位存“0”。 4.2.1 输入接口电路 二、交流输入接口电路 其外部电源是交流电源，电压为交流110V或220V（50或60Hz）。交流输入接口电路在外部输入开关器件需接交流电源时使用。 工作：同样的，当外部电路中的按钮或开关闭合时，交流电压加在输入端与公共端之间，使光耦元件工作，开关闭合的信号送到PLC内部，使输入状态暂存器对应位存“1”。 三、直接输入接口电路 有的PLC已经把24V电源事先串接在PLC的内部接口电路线上，在外部看不见电源，外部接线时只需要把开关或按钮直接接在输入点和COM端上就可以了，这叫做直接输入。 4.3.1 plc工作方式（循环扫描） 扫描： PLC的工作过程示意图 4.3.2 程序执行过程 输入采样阶段： PLC以扫描方式按顺序将所有输入端的输入信号状态（开或关、即ON或OFF、“1”或“0”）读入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采样，或称输入刷新。 接着转入程序执行阶段，在程序执行期间，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新读入。 4.3.2 程序执行过程 程序执行阶段： 程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描； 如果程序用梯形图表示，则总是按先左后右、先上后下的顺序进行扫描； 每扫描到一条指令时，所需要的输入元件状态或其它元件的状态分别由输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出，而将执行结果写入到元件映像寄存器中； 元件映像寄存器中寄存的内容，随程序执行的进程而动态变化。 4.3.2 程序执行过程 输出刷新阶段： 程序执行完后，进入输出刷新阶段。此时，将元件映像寄存器中所有输出继电器的状态转存到输出锁存寄存器，再去驱动用户输出设备（负载），这就是PLC的实际输出。 4.3.1 扫描工作方式 扫描工作方式的特点： 简单直观，简化了程序的设计，并为PLC的可靠运行提供了保证； 4、.3、3 输入／输出的处理规则 输入映像寄存器的数据，取决于输入端子在输入采样阶段所刷新的状态； 输出映像寄存器的状态，由程序中输出指令的执行结果决定； 输出锁存寄存器中的数据，由上一个工作周期输出刷新阶段存入到输出锁存电路中的数据来确定； 输出端子的输出状态，由输出锁存寄存器中的数据来确定； 程序执行中所需的输入、输出状态（数据），从输入映像寄存器或输出映像寄存器中读出。 4.3.4 输入／输出滞后时间 输入输出滞后时间又称为系统响应时间，是指从PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它所控制的有关外部输出信号发生变化的时刻止之间的时间间隔。 输入输出滞后时间由输入电路的滤波时间、输出模块的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分所组成。 输入模块的RC滤波电路用来滤除由输入端引起的干扰噪声，消除因外接输入触点动作时产生抖动引起的不良影响。滤波时间常数决定了输入滤波时间的长短,其典型值为10ms左右。 4.3.5 输入／输出滞后时间 输出模块的滞后时间与模块开关元件的类型有关