下载文档原格式
第九章9.1 PLC由哪几个主要部分组成？各部分的作用是什么？PLC由中央处理器CPU,存储器,输入输出接口,编程器组成.中央处理器CPU是核心,它的作用是接受输入的程序并存储程序.扫描现场的输入状态,执行用户程序,并自诊断.存储器用来存放程序和数据,输入接口采集现场各种开关接点的信号状态,并将其转化成标准的逻辑电平,输出接口用于输出电信号来控制对象.编程器用于用户程序的编制,编辑,调试,检查和监视.还可以显示PLC的各种状态.9.2 输入、输出接口电路中的光电耦合器件的作用是什么？作用是1 实现现场与plc主机的电器隔离,提高抗干扰性.2避免外电路出故障时,外部强电侵入主机而损坏主机.3电平交换,现场开关信号可能有各种电平,光电耦合起降他们变换成PLC主机要求的标准逻辑电平.9.3 何谓扫描周期？试简述的工作过程.。
扫描周期是每执行一遍从输入到输出所需的时间.工作过程是1输入现场信号:在系统的控制下,顺序扫描各输入点,读入的输入点的状态.2顺序扫描用户程序中的各条指令,根据输入状态和指令内容进行逻辑运算.3并输出控制信号,根据逻辑运算的结果,输出状态寄存器向各输出点发出相应的控制信号.实现所要求的逻辑控制功能. 9.4 PLC有哪些主要特点？PLC的主要特点是①应用灵活,扩展性好.②操作方便③标准化的硬件和软件设计,通用性强.④完善的监视和诊断功能.⑤可适应恶劣的工业应用环境.⑥控制功能强9.5 写出题9.5图梯形图的指令程序。
LD 401OR 400ANI 402LD 403AND 105ORBLDI 100ANI 101LD 102ANI 103ORBLD 104ORBANBOR 404OUT 4309.6简化或改正题9.6图所示梯形图，并写出改正后的指令程序。
9.7 在程序末了，使用或不使用END指令是否有区别？为什么？使用或不使用END指令是有区别的,END指令用于程序结束,即表示程序终了.当有效程序结束后,协一条END指令,可以缩短扫描周期.PLC扫描到END指令,便自动返回.如果没有END程序将一直执行到PLC的最后一行这样既增加运算周期,也易引起系统出错.9.8 试用PLC设计出习题8.16的控制程序。
PLC结果框图PLC的基本工作原理一．PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式1．每次扫描过程。
集中对输入信号进行采样。
集中对输出信号进行刷新。
2．输入刷新过程。
当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。
只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。
3．一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。
4．元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。
5．扫描周期的长短由三条决定。
（1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数6．由于采用集中采样。
集中输出的方式。
存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。
二．PLC与继电器控制系统、微机区别1．PLC与继电器控制系统区别前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。
前者用“软件”，后者用“硬件”。
2．PLC与微机区别前者工作方式是“循环扫描”。
后者工作方式是“待命或中断”PLC 编程方式PLC最突出的优点采用“软继电器”代替“硬继电器”。
用“软件编程逻辑”代替“硬件布线逻辑”。
PLC编程语言有梯形图、布尔助记符语言，等等。
尤其前两者为常用。
PLC的输入/输出过程1、PLC的工作方式是周期扫描方式，所以其输入/输出过程是定时进行的。
对用户程序而言，要处理的输入信号是输入信号状态暂存区的信号，而不是实际的信号。
运算处理后的输出信号被放入输出信号状态暂存区中，而不是直接输出到现场的。
2 ．扫描循环时间循环时间（Cycle Time ）是指操作系统执行一次循环操作所需的时间，包括执行程序段和中断该循环的系统操作的时间，循环时间又称为扫描循环时间（Scan Cycle Time ）或扫描周期。
循环时间与用户程序的长短、指令的种类和CPU 执行指令的速度有很大的关系。
当用户程序较长时，指令执行时间在循环时间中占相当大的比例。
循环时间会因为下述事件而延长：中断处理、诊断和故障处理、测试和调试功能、通信、传送和删除块、压缩用户程序存储器、读／写微存储器卡MMc 等。
简述PLC的类型及应用特点PLC全称可编程逻辑控制器( Programmable Logic Controller)，是一种数字电子设备，广泛应用于自动化控制系统中。
PLC主要有以下三种类型: 传统的PLC，模块化PLC和新型PLC。
1.传统的PLC传统的PLC采用大型而且较为单一的系统结构，由中央处理器、输入/输出模块、内存储器、通信模块等构成，主要用于机械制造、物流管理等领域。
它的应用特点有以下几点：（1）高度可靠性：PLC主要设计用于工业领域，具有高度可靠性和耐用性，能在恶劣环境下持续工作。
（2）模块化结构：PLC的模块化结构使你很容易地进行更改和扩展。
（3）易于编程：传统的PLC基于简单的连线图编程方法，可以快速地掌握与编程。
此外，它还可以轻松地实现灵活的逻辑功能。
（4）运行速度快：传统的PLC的反应速度相对较快，使得其在大批量控制和监控应用中极为适用。
2.模块化PLC模块化PLC拥有更精细分化的体系结构，具有更灵活的定制性能，其主要特点有以下几点：（1）高性价比：因为模块化PLC是基于各种规模的模块化单元构建的，适用于各种规模和要求，而且成本相对传统的PLC更加优惠。
（2）高度扩展性：模块化PLC可以根据不同的应用要求进行扩展，并可以扩大处理器、存储器、通信接口模块等以适应不断增长的应用功能。
（3）易于维护：模块化PLC采用标准化的接口，使其具有规范的维护操作流程，同时更加便于增加、替换或维护组件。
（4）控制能力更强劲：模块化PLC可以扩展更多的I/O模块，可以控制更多的装置，灵活程度更高。
3.新型PLC新型PLC是指近年来出现的更为智能化、详细、具有自我学习的PLC，主要应用于高新技术领域，其特点有以下几点：（1）更好的精度：新型PLC控制精度更高，可以实现更精细的控制，有效提高了工业生产的精度和效率。
（2）更加智能：新型PLC内置自学习算法，具有更高的智能性，可以自动学习最佳参数并且进行实时自适应调整。
西门子PLC的结构从结构上分，西门子PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。
固定式PLC 包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
西门子PLC的功能《1》可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能：西门子PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。
例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。
一些使用冗余CPU的西门子PLC的平均无故障工作时间则更长。
从西门子PLC的机外电路来说，使用西门子PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。
此外，西门子PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。
在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除西门子PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。
这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
《2》配套齐全，功能完善，适用性强：威纶触摸屏MT6100IV5发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。
近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。
加上西门子PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
《3》易学易用，深受工程技术人员欢迎：西门子PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。
它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用西门子PLC模块的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
西门子plc各部件结构及功能西门子plc各部件结构及功能德产西门子PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。
PLC的硬件系统结构如下图所示：1、主机主机部分包括中央处理器（CPU）、系统程序存储器和TK6100iv5用户程序及数据存储器。
CPU是西门子PLC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。
西门子PLC的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。
2、输入/输出（I/O）接口I/O接口是西门子PLC与输入/输出设备连接的部件。
输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。
输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。
I/O接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。
西门子plc的I/O点数即输入/输出端子数是信捷PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。
3、电源图中电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。
4、编程编程是西门子PLC利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。
通过专用的PC/PPI电缆线将西门子PLC与电脑联接，并利用专用的软件进行电脑编程和监控。
5、输入/输出扩展单元I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。
PLC控制系统梯形图的特点及结构分析
1、PLC控制系统梯形图的特点
(1)PLC控制系统的输入信号和输出负载
继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC的输出继电器来控制，它们的线圈接在PLC的输出端。
按钮、控制开关、限位开关、接近开关等用来给PLC提供控制命令和反馈信号，它们的触点接在PLC的输入端。
(2)继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的处理
继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的辅助继电器和定时器来完成，它们与PLC的输入继电器和输出继电器无关。
(3)设置中间单元
在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串/并联电路的控制，为了简化电路，在梯形图中可设置用该电路控制的辅助继电器，辅助继电器类似于继电器电路中的中间继电器。
(4)时间继电器瞬动触点的处理
时间继电器除了延时动作的触点外，还有在线圈得电或失电时立即动作的瞬动触点。
对于有瞬动触点的时间继电器，可以在梯形图中对应的定时器的线圈两端并联辅助继电器，后者的触点相当于时间继电器的瞬动触点。
(5)外部联锁电路的设立
为了防止控制正/反转的两个接触器同时动作，造成三相电源短路，除了在梯形图中设置与它们对应的输出继电器的线圈串联的动断触点组成的软互锁电路外，还应在PLC外部设置硬互锁电路。
2、梯形图的结构分析。
1、在结构形式上，PLC有整体式和模块式两种，请说明其结构特点和适用场合。
答：（1）整体式结构把CPU、存储器、I/O等基本单元装在少数几块印刷电路板上，并连同电源一起集中装在一个机箱内。
它的输入输出点数少，体积小，造价低，适用于单体设备和机电一体化产品的开关量自动控制。
（2）模块式结构又称为积木式PLC，它把CPU（包括存储器）单元和输入、输出单元做成独立的模块，即CPU模块、输入模块、输出模块，然后组装在一个带有电源单元的机架或母板上。
它的输入输出点数多，模块组合灵活，扩展性好，便于维修，但结构复杂，插件较多，造价较高，适合于复杂过程控制系统的场合。
2、PLC的硬件系统由哪些部分构成？分别说明其作用。
答：PLC的主机由中央处理单元、存储器、输入输出单元、输入输出扩展接口、外部设备接口以及电源等部分组成。
各部分之间通过由电源总线、控制总线、地址总线和数据总线构成的内部系统总线进行连接，如下图所示。
1)中央处理单元（CPU）是PLC的运算控制中心，它包括微处理器和控制接口电路。
2)存储器用来存储系统程序、用户程序和各种数据。
ROM一般采用EPROM和EEPROM，RAM一般采用CMOS静态存储器，即CMOSRAM。
3)输入输出单元（I/O）是PLC与工业现场之间的连接部件，有各种开关量I/O单元、模拟量I/O单元和智能I/O单元等。
4)输入输出扩展接口是PLC主机扩展I/O点数和类型的部件，可连接I/O扩展单元、远程I/O扩展单元、智能I/O单元等。
它有并行接口、串行接口、双口存储器接口等多种形式。
5)外部设备接口通过它，PLC可以和编程器、彩色图形显示器、打印机等外部设备连接，也可以与其它PLC或上位机连接。
外部设备接口一般是RS-232C、RS-422A（或RS-485）串行通信接口。
6)电源单元把外部供给的电源变换成系统内部各单元所需的电源，一般采用开关式电源。
有的电源单元还向外提供24V隔离直流电源，给开关量输入单元连接的现场无源开关使用。
PLC的组成及特点一、理论知识1、认识PLC⑴什么是PLC？：PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
是工业控制的核心部分。
图1其中系列名称：如0、2、0S、1S、ON、1N、2N、2NC等单元类型：M──基本单元E──输入输出混合扩展单元Ex──扩展输入模块EY──扩展输出模块输出方式：R──继电器输出S──晶闸管输出T──晶体管输出特殊品种：D──DC电源，DC输出A──AC电源，AC（AC100~120V）输入或AC输出模块H──大电流输出扩展模块V──立式端子排的扩展模块C──接插口输入输出方式F──输入滤波时间常数为1ms的扩展模块如果特殊品种一项无符号，为AC电源、DC输入、横式端子排、标准输出。
例如FX2N－48MR－D表示FX2N系列，48个I/O点基本单元，继电器输出，使用直流电源，24V直流输出型。
⑵PLC的外部结构：FX2N基本单元各部分说明：图2⑵PLC的内部结构☞：PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块、电源和编程器（或编程软件）组成，CPU模块通过输入模块将外部控制现场的控制信号读入CPU模块的存储器中，经过用户程序处理后，再将控制信号通过输出模块来控制外部控制现场的执行机构。
如图1-4是PLC控制系统的示意图。
图3◆中央处理单元（CPU ）模块PLC的CPU模块由CPU芯片和存储器组成。
CPU是PLC的核心部件，整个PLC的工作过程都是在CPU的统一指挥和协调下进行的，它包括微处理器和控制接口电路。
微处理器是可编程序控制器的运算控制中心，由它实现逻辑运算、数学运算，协调控制系统内部各部分的工作。
它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行的。
主要任务有：•控制接收与存储来自编程器的用户程序和数据。
PLC的硬件组成PLC种类繁多，但其基本结构和工作原理相同。
PLC的功能结构区由CPU（中央处理器）、存储器和输入/输出接口三部分组成，如图1-1所示。
1、CPU（中央处理器）CPU的功能是完成PLC内所有的控制和监视操作。
中央处理器一般由控制器、运算器和寄存器组成。
CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储器、输入/输出接口电路连接。
2、存储器在PLC中使用两种类型的存储器：一种是只读类型的存储器，如EPROM和EEPROM，另一种是可读/写的随机存储器RAM。
PLC 的存储器分为5个区域，如图1-2所示。
图1-1PLC结构框图图1-2存储器的区域划分程序存储器的类型是只读存储器（ROM），PLC的操作系统存放在这里，程序由制造商固化，通常不能修改。
存储器中的程序负责解释和编译用户编写的程序、监控I/O口的状态、对PLC进行自诊断以及扫描PLC中的程序等。
系统存储器属于随机存储器（RAM），主要用于存储中间计算结果和数据、系统管理，有的PLC厂家用系统存储器存储一些系统信息如错误代码等，系统存储器不对用户开放。
I/O状态存储器属于随机存储器，用于存储I/O装置的状态信息，每个输入模块和输出模块都在I/O映像表中分配一个地址，而且这个地址是唯一的。
数据存储器属于随机存储器，主要用于数据处理功能，为计数器、定时器、算术计算和过程参数提供数据存储。
有的厂家将数据存储器细分为固定数据存储器和可变数据存储器。
用户编程存储器，其类型可以是随机存储器、可擦除存储器（EPROM）和电擦除存储器（EEPROM），高档的PLC还可以用FLASH。
用户编程存储器主要用于存放用户编写的程序。
存储器的关系如图1-3所示。
只读存储器可以用来存放系统程序，PLC断电后再上电，系统内容不变且重新执行。
只读存储器也可用来固化用户程序和一些重要参数，以免因偶然操作失误而造成程序和数据的破坏或丢失。
随机存储器中一般存放用户程序和系统参数。
单序列结构
单序列由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。
选择性分支
某一步后面不仅有一个转换和相继步，具体执行哪个相继步看哪一个转换率先满足。
并行序列
当转换条件的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。
为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。
并行序列结束称为合并，在表示同步的水平双线之下，是转移条件。
循环和跳转结构
子步：某一步可以包含一系列“子步”和“转换”，通常这些序列表示整个系统的一个完整的子功能。
子步的使用使系统的设计者在总体设计时容易抓住系统的主要矛盾，用更加简洁的方式表示系统的整体功能和概貌，而不是一开始就陷入某些细节之中。
子步中还可以包含更详细的子步，这使设计方法的逻辑性很强，可以减少设计中的错误，缩短总体设计和查错所需要的时间。
艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。
如需进一步了解台达PLC、西门子PLC、施耐德plc、欧姆龙PLC的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城/。
