一、教学目的
1.掌握 PLC可编程控制器的结构特点和 基本原理
2.了解 可编程控制器的组成和 性能指标
二、教学内容
1.可编程控制器的基本原理
2.可编程控制器的组成
3.可编程控制器的结构特点
4.可编程控制器的性能指标
三、教学重点和难点
重点: 可编程控制器的结构特点
难点: 可编程控制器的结构特点和 基本原理
四、教学方法
板书和多媒体相结合的教学方法。形象的讲解 各种电动机的起动、制动、调速等控制线路。
可编程控制器的工作过程分以下三个阶段:
( 1 ) 输入处理
程序执行前,可编程控制器的全部输入端子的通/断状态读入输入映像寄存器。在程序执行中,即使输入状态变化,输入映像寄存器的内容也不变。直到下一扫描周期的输入处理阶段才读入这变化。另外,输入触点从通( ON )→断( OFF )或从断( OFF )→通( ON )变化到处于确定状态止,输入滤波器还有一响应延迟时间(约 10ms )。
( 2 ) 程序处理
对应用户程序存储器所存的指令,从输入映像寄存器和其它软元件的映像寄存器中将有关软元件的通/断状态读出,从 0 步开始顺序运算,每次结果都写入有关的映像寄存器,因此,各软元件( X 除外)的映像寄存器的内容随着程序的执行在不断变化。
输出继电器的内部触点的动作由输出映像寄存器的内容决定。
( 3 )输出处理
全部指令执行完毕,将输出映象寄存器的通/断状态向输出锁存寄存器传送,成为可编程控制器的实际输出。
可编程控制器的外部输出触点对输出软元件的动作有一个响应时间,即要有一个延迟才动作。
第二节 可编程控制器的组成
一、 型号及意义
二、 硬件组成
1. CPU (Central Process Unit)
2 .系统程序存储器
3 .用户存储器
4 .输入输出元件( I /O模块)
5 .编程器
6 .外部设备
7 .电源
三、 软件组成
监控程序
用户指令解释程序
标准程序模块 , 系统调用
用户程序
四、 用户环境
它包括用户数据结构、用户元件区分配、用户程序存贮区、用户参数、文件存贮区等。
1 .用户数据结构
用户数据结构主要分为三类:
第一类为 bit 数据。第二类为字数据。第三类为字与 bit 的混合
2 .逻辑元件
( 1 )输入继电器( X0 ~ X177 ) PLC 的输入端子是从外部开关接收信号的窗口。 FX2 的输入继电器最多可达 128 点,采用八进制编号,且不能用程序驱动。
( 2 )输出继电器( Y0 ~ Y177 ) PLC 的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。 FX2 的输出继电器最多可达 128 点,且编号为八进制。外部负载的驱动必须由输出继电器实行。
( 3 )辅助继电器( M )
① 通用辅助继电器 M0 ~ M499 ( 500 点)
② 停电保持辅助继电器 M500 ~ M1023 ( 524 点)
③ 特殊辅助继电器 M8000 ~ M8255 ( 256 点)
(4) 状态元件( S )
在步进顺控系统的编程中状态元件 S 是重要的软元件。它与后述的步进顺控指令 STL 组合使用。有以下四种类型:
初始状态 S0 ~ S9 (10 点 ) 回零 S10 ~ S19 ( 10 点)
通用 S20 ~ S499 (480 点 ) 保持 S500 ~ S899 ( 400 点)
( 5 )报警器(S)作报警器用的状态元件: S900 ~ S999 ( 100 点)。一部分的状态元件可用作外部故障诊断输出。
( 6 )指针( P / I )
① 分支指令用指针 P0 ~ P63 ( 64 点)
② 中断用指针 I0 □□~ I8 □□( 9 点)
( 7 )定时器( T )(字、 bit )
① 定时器的动作及元件号
在 PLC 内,定时器是根据时钟脉冲累积计时的,时钟脉冲有 1ms 、 10ms 、 100ms, 当所计时间到达设定值时,其输出触点动作。
定时器的元件号及其设定值和动作如下:
• 定时器( T0 ~ T245 )
100ms 定时器 T0 ~ T199(200 点 )
设定值 0.1 ~ 3276.7 秒
10ms 定时器 T200 ~ T245(46 点 )
设定值 0.01 ~ 327.67 秒
(b) 积算定时器( T246 ~ T255 )
②触点的动作时序及精度
α : 1ms , 10ms , 100ms 定时器对应的 0.001 , 0.01 , 0.1( 秒 ) T : 定时器设定时间(秒) T 0 :扫描周期(秒) 从驱动定时器线圈到其触点动作,计时触点的动作精度大致可用下式表示: 其设定值为 -2147483648 ~ +2147483647 ,计数的方向由特殊辅助继电器 M8200 ~ M8234 决定。若特殊辅助继电器接通(置 1 )时为减计数,否则为增计数。
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(8) 计数器( C )(字、 bit )
① 内部信号计数器
内部信号计数器是在执行扫描操作时对内部元件(如 X 、 Y 、 M 、 S 、 T 和 C )的信号进行计数的计数器。
• 16 bit 增计数器
有两种类型的 16 bit 二进制增计数器:
通用: C0 ~ C99 ( 100 点)
停电保持用: C100 ~ C199 ( 100 点)
其设定值在 K1 ~ K32767 之间
• 32 bit 双向计数器
有两种 32 bit 的增 / 减计数器:
通用计数器 C200 ~ C219 ( 20 点)
保持计数器 C220 ~ C234 ( 15 点)