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1、可编程逻辑限制器可编程逻辑限制器历史简介结构组成工作原理什么是可可编程程逻辑限制器?限制器?实物展示西门子实物展示三菱实物展示欧姆龙可编程逻辑限制器西门子三菱欧姆龙ABB松下罗克韦尔施耐德艾默生可编程限制器的名称演化1969 年时被称为可编程逻辑限制器,简称 PLC(Programmable Logic Controller)。70年头后期,随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展,称其为可编程限制器,简称 PC(Programmable Controller)。但由于 PC 简洁和个人计算机(Personal Computer)相混淆,故人们仍习惯地用 PLC作为可编程限制器的缩写。可编程限制器
2、定义可编程序限制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它接受了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、依次限制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的,模拟的输入和输出,限制各种类型的机械或生产过程。可编程限制器的产生 1968 年美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司(GM 公司)提出设想。1969 年美国数字设备公司研制出了世界上第一台 PC,型号为 PDP-14。可编程限制器的产生 第一代:从第一台可编程限制器诞生到 70 年头初期。其特点是:CPU 由中小规模集成电路组成,存储器为磁芯存储器;其次代:70年头初期到 70 年头末期。其特点是:CPU 接
3、受微处理器,存储器接受 EPROM;可编程限制器的产生 第三代:70年头末期到 80 年头中期。其特点是:CPU 接受 8 位和 16 位微处理器,有些还接受多微处理器结构,存储器接受 EPROM、EAROM、CMOSRAM 等;可编程限制器的产生 第四代:80年头中期到 90 年头中期。PC 全面运用8 位、16 位微处理芯片的位片式芯片,处理速度也达到 1us/步;第五代:90年头中期至今。PC 运用16 位和 32 位的微处理器芯片,有的已运用 RISC芯片。案例简介案例简介案例简介问题提出传统的继电接触限制系统,只能变更某些硬件接线,才能完成上述的两种限制方式,而可编程限制器限制系统可
4、在不变更硬件接线的状况下,通过修改程序而实现限制依次的变更。可编程限制器的基本特点运用便利,编程简洁功能强,性能价格比高硬件配套齐全,用户运用便利,适应性强牢靠性高,抗干扰实力强系统的设计、安装、调试工作量少修理工作量小,修理便利向高速度、大存储容量方向发展,CPU 处理速度进一步加快,存储容量进一步扩大。限制系统将分散化分散限制、集中管理的原则。牢靠性进一步提高,硬件冗余的容错技术将进一步应用。限制与管理功能一体化,PC 将广泛接受计算机信息处理技术、网络通信技术和图形显示技术,使 PC 系统的生产限制功能和信息管理功能融为一体。可编程限制器的发展趋势可编程限制器的发展趋势应用领域1、开关量
5、逻辑限制 2、模拟量闭环限制 3、数据量的职能限制 4、数据采集与监控 5、通讯联网与集算散限制可编程逻辑限制器历史简介结构组成工作原理问题1、可编程限制器由哪几部分组成?2、可编程限制器怎样分类?可编程限制器的组成编 程 器中央处理单元(CPU)输出电路输入电路系统程序存储器用户程序存储器电 源硬件构成1、中心处理单元(CPU)2、存储器(ROM/RAM)3、可编程限制器输入端口电路4、可编程限制器输出接口电路5、模拟量接口电路6、电源7、编程器1、中心处理单元(CPU)(1)诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。(2)采集现场的状态或数据,并送入PLC的寄存器中。(3)
6、逐条读取指令,完成各种运算和操作。(4)将处理结果送至输出端。(5)响应各种外部设备的工作恳求。2、存储器(ROM/RAM)(1)系统程序存储器(ROM)用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据PLC 出厂前已将其固化在只读存储器ROM 或PROM中用户不能更改。2、存储器(ROM/RAM)(2)用户存储器(RAM)包括用户程序存储区和工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的 CMOS-RAM 构成,其中的存储内容可读出并更改。掉电会丢失存储的内容,一般用锂电池来保持。留意:PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的3、可编程限制器输入端口电路开关量输入接
7、口电路接受光电耦合电路,将限位开关、手动开关等现场输入设备的限制信号转换成 CPU 所能接受和处理的数字信号。3、可编程限制器输入端口电路PLC的输入接口电路(直流输入型)4、可编程限制器输出接口电路开关量输出接口电路:接受光电耦合电路,将CPU处理过的信号转换成现场须要的强电信号输出,以驱动继电器、接触器、电磁阀等外部设备的通断电。4、可编程限制器输出接口电路有三种类型:第一:继电器输出型其次:晶闸管输出型第三:晶体管输出型第一:继电器输出型为有触点输出方式,用于接通或断开开关频率较低的直流负载或沟通负载回路。其次:晶闸管输出型为无触点输出方式,用于接通或断开开关频率较高的沟通电源负载。第三
8、:晶体管输出型为无触点输出方式,用于接通或断开开关频率较高的直流电源负载。5、模拟量接口电路(1)模拟量输入接口:把现场连续变更的模拟量标准信号转换成适合PLC内部处理的有若干位二进制数字表示的信号标准的模拟量信号:电流信号:420mA 电压信号:110V (2)模拟量输出接口:将PLC运算处理的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出,以满足生产过程现场连续限制的要求信号 (3)智能输入输出接口:自带CPU,由特地的处理实力,与主CPU协作共同完成限制任务,可减轻主CPU工作负担,又可提高系统的工作效率6、电源PLC的电源是指将外部输入的沟通电处理后转换成满足PLC 的CPU、存储器、输人
9、输出接口等内部电路工作须要的直流电源电路或电源模块。很多 PLC 的直流电源接受直流开关稳压电源,不仅可供应多路独立的电压供内部电路运用,而且还可为输入设备(传感器)供应标准电源。7、编程器 编程器:专用的手持式、台式;电脑+编程软件。作用:编程,调试,监控 可编程限制器的分类按硬件的结构类型分类:整体式、模块式、叠装式。按 I/O点数的多少分类:小型PLC、中型 PLC、大型PLC 可编程逻辑限制器历史简介结构组成工作原理可编程限制器是如何工作的?继电器限制系统:硬逻辑并行运行的方式计算机限制系统:接受等待吩咐的工作方式,如键盘扫描方式或I/O扫描方式可编程限制器限制系统:循环扫描工作方式,
10、即系统工作任务管理及应用程序执行都是按循环扫描方式完成的工作原理可编程限制器工作原理可编程限制器在开机后,完成内部处理、通信处理、输入刷新、程序执行、输出刷新五个工作阶段,称为一个扫描周期。完成一次扫描后,又重新执行上述过程,可编程限制器这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。1、信号传递过程(从输入到输出)最终输出刷新将输出映像寄存器的状态写入输出锁存电路,再经输出电路传递输出端子,从而限制外接器件动作。2、扫描周期和 I/O 滞后时间可编程限制器在运行工作状态时,执行一次扫描操作所须要的时间称为扫描周期。其典型值为1100ms。I/O 滞后时间又称为系统响应时间,是指可编程限制器外部输
11、入信号发生变更的时刻起至它限制的有关外部输出信号发生变更的时刻之间的间隔。PLC的扫描工作过程一个扫描周期主要分为三个阶段:1)输入刷新阶段 2)程序执行阶段 3)输出刷新阶段 I/O 滞后现象的缘由(1)输入滤波器有时间常数 (2)输出继电器有机械滞后 (3)PC循环操作时,进行公共处理、I/O刷新和执行用户程序等产生扫描周期(4)程序语句的支配,也影响响应时间 可编程限制器的系统配置1、FX2N 系列可编程限制器型号格式如下:M:基本单元 E:输入输出混合扩展单元与扩展模块 EX:输入专用扩展模块 EY:输出专用扩展模块 R:继电器输出 S:晶体管输出 T:晶闸管输出 2、FX2N 系列可编程限制器系统配置 FX 系列中功能最强、速度最高的微型可编程限制器。基本指令执行时间高达0.08s用户存储器容量可扩展到 16K 步最大可以扩展到 256 个 I/O 点有 5 种模拟量输入/输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、4种位置限制模块、多种RS-232C/RS-422/RS-485 串行通信模块或功能扩展板,以及模拟定时器功能扩展板,运用特殊功能模块和功能扩展板,可以实现模拟量限制、位置限制和联网通信等功能 。3、可编程限制器的技术性能指标 1.输入/输出点数 2.存储容量 3.扫描速度 4.指令系统 5.可扩展性 6.通信功能
限制150内