PLC系統(tǒng)與繼電接觸器系統(tǒng)的差別,PLC與繼電接觸控制系統(tǒng)的比較,第二講 可編程控制器系統(tǒng)構(gòu)成,教學(xué)要求： 1、 了解可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu)分類 2、 熟悉PLC的基本結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置 3、 掌握存儲(chǔ)器及PLC的I/O模塊,一、可編程控制器的組成及其各部分功能,硬件,軟件,存儲(chǔ)器,CPU,I/O口,編程器,電源,系統(tǒng)程序,用戶程序,一、可編程控制器的組成及其各部分功能,中央處理單元（CPU）,(1)診斷PLC電源、內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。 (2)采集現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并送入PLC的寄存器中。 (3)逐條讀取指令，完成各種運(yùn)算和操作。 (4)將處理結(jié)果送至輸出端。 (5)響應(yīng)各種外部設(shè)備的工作請(qǐng)求。,存儲(chǔ)器 （ROM/RAM）,（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器（ROM）： 用以存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，PLC出廠前已將其固化在只讀存儲(chǔ)器ROM或PROM中，用戶不能更改。 （2）用戶存儲(chǔ)器（RAM）： 包括用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。這類存儲(chǔ)器一般由低功耗的CMOS-RAM構(gòu)成，其中的存儲(chǔ)內(nèi)容可讀出并更改。掉電會(huì)丟失存儲(chǔ)的內(nèi)容，一般用鋰電池來(lái)保持。 注意： PLC產(chǎn)品手冊(cè)中給出的“存儲(chǔ)器類型”和“程序容量”是針對(duì)用戶程序存儲(chǔ)器而言的。,可編程控制器輸入端口電路,開關(guān)量輸入接口電路：采用光電耦合電路，將限位開關(guān)、手動(dòng)開關(guān)、編碼器等現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。 PLC的輸入接口電路（直流輸入型）,可編程控制器輸出接口電路,開關(guān)量輸出接口電路：采用光電耦合電路，將CPU處理過(guò)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等外部設(shè)備的通斷電。 有三種類型： 第一:繼電器輸出型：為有觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開開關(guān)頻率較低的直流負(fù)載或交流負(fù)載回路。,可編程控制器輸出接口電路,第二:晶閘管輸出型：為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開開關(guān)頻率較高的交流電源負(fù)載,可編程控制器輸出接口電路,第三:晶體管輸出型：為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開開關(guān)頻率較高的直流電源負(fù)載。,可編程控制器輸出接口電路,晶體管輸出型與晶閘管輸出型的外部電源比較：,可編程控制器模擬量接口電路,模擬量輸入接口：把現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)變化的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合PLC內(nèi)部處理的有若干位二進(jìn)制數(shù)字表示的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號(hào)： 電流信號(hào)：420mA 電壓信號(hào)：110V 模擬量輸出接口：將PLC運(yùn)算處理的若干位數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量信號(hào)輸出，以滿足生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)控制的要求信號(hào) 智能輸入輸出接口：自帶CPU，由專門的處理能力，與主CPU配合共同完成控制任務(wù)，可減輕主CPU工作負(fù)擔(dān)，又可提高系統(tǒng)的工作效率,電 源,可編程控制器的電源包括為可編程控制器各工作單元供電的開關(guān)電源以及為掉電保護(hù)電路供電的后備電源，后備電源一般為電池。 把交流電轉(zhuǎn)換成直流電源的裝置，向PLC提供所需要的直流電源。,外部設(shè)備,編程器 用于對(duì)用戶程序進(jìn)行輸入 、檢查、調(diào)試和修改，并用來(lái)監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。,外部設(shè)備,其他外部設(shè)備 與打印機(jī)連接，可將過(guò)程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印。 與監(jiān)視器連接，可將控制過(guò)程圖像顯示出來(lái)。 與 P L C 連接，組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?？刂啤?與計(jì)算機(jī)連接，組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結(jié)合。 與人機(jī)界面（觸摸屏）連接。 與智能接口模塊連接。智能接口模塊是一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口 ，PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計(jì)數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、中斷控制模塊等。,整體式 模塊式 疊裝式,整體式,模塊式,疊裝式,二、可編程控制器分類,按硬件結(jié)構(gòu)分,整體式（單元式） 把CPU、RAM、ROM、IO接口及與編程器或EPROM寫入器相連的接口、輸入輸出端子、電源、指示燈等都裝配在一起的整體裝置。稱為基本單元。 有時(shí)PLC基本單元的輸入和輸出端不能滿足需要，希望一種能擴(kuò)展一些I/O接口而不含CPU和電源的裝置，這種裝置叫做擴(kuò)展單元。 基本單元和擴(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。 小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。,模塊式結(jié)構(gòu) 將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。 模塊式由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個(gè)系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。 大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。,疊裝式結(jié)構(gòu) 將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。 疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。,S7200,二、可編程控制器分類,按I/O點(diǎn)數(shù)分類,1）小型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下的為小型PLC （其中I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的為超小型或微型PLC）,2）中型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以上、2048點(diǎn)以下的為中型PLC,3）大型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為2048以上的為大型PLC （其中I/O點(diǎn)數(shù)超過(guò)8192點(diǎn)的為超大型PLC）,這個(gè)分類界限不是固定不變的，它隨PLC的發(fā)展而變化。,三、可編程控制器的系統(tǒng)配置,FX2N系列可編程控制器型號(hào)格式如下： FX2N - ,系列名,I/O總點(diǎn)數(shù),單元功能,特殊品種區(qū)別,輸出類型,R：繼電器輸出 T：晶體管輸出 S：晶閘管輸出,M：基本單元 E：輸入輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊 EX：輸入專用擴(kuò)展模塊 EY：輸出專用擴(kuò)展模塊,FX2N48MRD含義？,三、可編程控制器的系統(tǒng)配置,FX2N是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程控制器。它的基本指令執(zhí)行時(shí)間高達(dá)0.08s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了很多大型可編程控制器。用戶存儲(chǔ)器容量可擴(kuò)展到16K步，最大可以擴(kuò)展到256個(gè)I/O點(diǎn)，有5種模擬量輸入/輸出模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、脈沖輸出模塊、4種位置控制模塊、多種RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模塊或功能擴(kuò)展板，以及模擬定時(shí)器功能擴(kuò)展板，使用特殊功能模塊和功能擴(kuò)展板，可以實(shí)現(xiàn)模擬量控制、位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信等功能 。,三、可編程控制器的系統(tǒng)配置,可編程控制器的技術(shù)性能指標(biāo),1.輸入/輸出點(diǎn)數(shù) 輸入/輸出點(diǎn)數(shù)指的是外部輸入、輸出端子數(shù)量的總和，又稱 為主機(jī)的開關(guān)量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，它是描述可編程控制器大小 的一個(gè)重要參數(shù)。,2.存儲(chǔ)容量 可編程控制器存儲(chǔ)容量通常指用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容 量之和，表征系統(tǒng)提供給用戶的可用資源，是系統(tǒng)性能的一項(xiàng) 重要技術(shù)指標(biāo)。,3.掃描速度 可編程控制器采用循環(huán)掃描方式工作，完成一次掃描所需的時(shí) 間叫做掃描周期，掃描速度與掃描周期成反比。,4.指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)是指可編程控制器所有指令的總和?？删幊炭刂破鞯?編程指令越多，軟件功能就越強(qiáng)，但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜。,5.可擴(kuò)展性 小型可編程控制器的基本單元（主機(jī)）多為開關(guān)量I/O接口， 模擬量處理、高速處理、溫度控制、通信等智能擴(kuò)展模塊的 多少及性能也已成為衡量可編程控制器產(chǎn)品水平的標(biāo)志。,6.通信功能 可編程控制器的組網(wǎng)和通信能力也已成為可編程控制器產(chǎn)品水 平的重要衡量指標(biāo)之一。,