中职高教版《电气控制与PLC技术》 1.2 可编程控制器的工作原理课件

1.2 可编程控制器的工作原理 1.2.1 扫描工作方式 1.2.2 程序执行过程 1.2.3 输入／输出的处理规则 1.2.4 信息刷新方式 1.2.5 输入／输出滞后时间 1.2.1 扫描工作方式 扫描： 从0000号存贮地址开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存 贮地址号递增的方向顺序逐条扫描用户程序直到程序结束。 完成一次扫描程序后，再从头开始扫描，并周而复始地重复。 一个循环扫描过程称为扫描周期。扫描过程分为三个阶段进行：即 输入采样（输入处理）阶段，程序执行（程序处理）阶段，输出刷 新（输出处理）阶段。 输入采样 程序执行 输出刷新 1.2.2 程序执行过程 ①采样 ②读 X0 ③写 X0 Y0 ④读 ⑥刷新 输 X1 入 ● ● 端 ● 子 ● ● ● Xn 输 入 映 像 寄 存 器 Y0 M0 ● ● ● 元 件 映 像 寄 ⑤写 存 器 输 出 锁 存 电 路 ● ● ● Y0 输 出 端 子 Y1 ● ● ● Yn 输入采样 程序执行 一个扫描周期 输出处理 图1.11 PLC 的扫描工作过程 1.2.2 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。 1.2.2 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。 1.2.2 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。 扫描周期： PLC重复执行上述三个过程，每重复一次的时间就是一个工作周期 （或扫描周期）。工作周期的长短与程序的长短、指令的种类和CPU执 行的速度有关。一个扫描过程中，执行指令程序的时间占了绝大部分。 PLC在每次扫描中，对输入信号采样一次，对输出信号刷新一次。 这就保证了PLC在执行程序阶段，输入映像寄存器和输出锁存寄存器的 内容或数据保持不变。 1.2.5 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：   继电器型输出电路的滞后时间一般最大值在10ms左右。 双向可控硅型输出电路的滞后时间在负载被接通时的滞后时 间约为1ms，负载由导通到断开时的最大滞后时间为10ms。  晶体管型输出电路的滞后时间一般在1ms左右。 1.3 PLC的结构特点及技术性能 1.3.1 可编程控制器的结构特点 1.3.2 FX2N系列PLC的主要技术性能 1.3.1 可编程控制器的结构特点 1. 单元式结构 2. 模块式结构 3. 叠装式结构 单元式结构 ◆ 把CPU、RAM、ROM、I／○接口及与编程 器或EPROM写入器相连的接口、输入输出端 子、电源、指示灯等都装配在一起的整体装 置。 ◆ 一个箱体就是一个完整的PLC，叫做一个单 元。 1.单元式结构 1. 单元式结构  结构紧凑，体积小、成本低、安装方便。  输入输出点数是固定的，不一定能适合 具体的控制现场的需要。  有时整体PLC的输入口或输出口要扩展，这 就又需要一种只有一些接口而没有CPU也没有 电源的配件(扩展单元)。 2 模块式结构 把PLC的每个工作单元都制成独立的模块，如 CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通讯 模块等等。 另外机器有一块带有插槽的母板，实质上就 是计算机总线。模块插座插在框架中的总线连 接板上，就构成了一个完整的PLC。 2 模块式结构 2 模块式结构 特点： 系统构成非常灵活，安装、扩展、 维修都很方便。 缺点是体积比较大。 3 叠装式结构 单元式和模块式相结合的产物, 把某一 系列PLC工作单元的外形都作成外观尺寸一致 的，CPU、I/O口及电源也可做成独立的，不 使用模块式PLC的母板，用电缆联接各个单 元，在控制设备中安装时一层