1、第三講 PLC的工作原理和系統構成教學目標1、 了解可編程序控制器與繼電器及微型計 算機控制系統的區別2、 熟悉PLC的系統配置 3、 重點掌握PLC的工作原理 可編程控制器是如何工作的？ 繼電器控制系統： 硬邏輯并行運行的方式硬邏輯并行運行的方式 計算機控制系統： 采用等待命令等待命令的工作方式，如鍵盤掃描方式或I/O掃描方式 可編程控制器控制系統： 循環掃描工作方式循環掃描工作方式，即系統工作任務管理及應用程序執行都是按循環掃描方式完成的可編程控制器工作原理開機開機內部處理內部處理通訊服務通訊服務輸入刷新輸入刷新程序執行程序執行輸出刷新輸出刷新 可編程控制器在開機后，完成內部處理、通信處理

2、、輸入刷新、程序執行、輸出刷新五個工作階段，稱為一個掃描周期。完成一次掃描后，又重新執行上述過程，可編程控制器這種周而復始的循環工作方式稱為掃描工作方式。 輸入端輸入端輸入電路輸入電路輸入映像寄存器輸入映像寄存器輸入刷新階段-CPU從輸入電路的輸出端讀出各路狀態，并將其寫入輸入映像寄存器；X0X1b.程序執行階段 - CPU從輸入映像寄存器和元 件映像寄存器中讀出各繼電器的狀態，并根據 此狀態執行用戶程序，執行結果再寫入元件映 像寄存器中；c. 緊接著的輸出刷新階段-將輸出映像寄存器的狀態寫入輸出鎖存電路，再經輸出電路傳遞輸出端子，從而控制外接器件動作。X0Y0Y0Y1元件映像寄存器元件映像寄

3、存器讀讀寫寫輸出鎖存器輸出鎖存器輸出電路輸出電路輸入端輸入端Y0Y1讀讀寫寫掃描周期和I/O滯后時間 I/O滯后時間又稱為系統響應時間，是指可編程控制器外部輸入信號發生變化的時刻起至它控制的有關外部輸出信號發生變化的時刻之間的間隔。 可編程控制器在運行工作狀態時，執行一次可編程控制器在運行工作狀態時，執行一次掃描操作所需要的時間稱為掃描周期。其典型值掃描操作所需要的時間稱為掃描周期。其典型值為為1100ms。 （1）輸入濾波器有時間常數）輸入濾波器有時間常數 （2）輸出繼電器有機械滯后）輸出繼電器有機械滯后 （3）PC循環操作時，進行公共處理、循環操作時，進行公共處理、I/O刷新和執行用戶程序

4、等產生掃描周期刷新和執行用戶程序等產生掃描周期 （4）程序語句的安排，也影響響應時間）程序語句的安排，也影響響應時間PLC輸入輸出響應時間說明說明:輸入信號在第一個掃描周期的輸入采樣階段之后才出現，故在第一個掃描周期內，各映像寄存器的均為輸入信號在第一個掃描周期的輸入采樣階段之后才出現，故在第一個掃描周期內，各映像寄存器的均為“0”狀態，狀態，使使Y0、Y1、Y2輸出端的狀態為輸出端的狀態為OFF（“0”）狀態）狀態Y1Y0X0Y1Y0Y2輸入信號輸入信號X0Y1Y2Y0輸入采樣輸入采樣程序執行程序執行 輸出處理輸出處理出現信號出現信號第一周期第一周期輸入采樣輸入采樣 程序執行程序執行 輸出處

5、理輸出處理第二周期第二周期說明說明:在第二個掃描周期的輸入采樣階段，輸入繼電器在第二個掃描周期的輸入采樣階段，輸入繼電器X0的狀態為的狀態為ON（“1”）狀態，程序執行階段，）狀態，程序執行階段，Y1、Y2依次接通，故依次接通，故Y1、Y2輸出端的狀態為輸出端的狀態為ON（“1”）狀態。）狀態。輸入采樣輸入采樣 程序執行程序執行 輸出處理輸出處理第三周期第三周期說明說明:在第三個掃描周期的程序執行階段，由于的接通使接通，可見從外部輸入觸點接通到驅動的在第三個掃描周期的程序執行階段，由于的接通使接通，可見從外部輸入觸點接通到驅動的負載接通，程序執行階段，響應延遲達兩個多掃描周期負載接通，程序執行

6、階段，響應延遲達兩個多掃描周期可編程控制器的系統配置 FX2N系列可編程控制器型號格式如下： FX2N - 系列名系列名I/O總點數總點數單元功能單元功能特殊品種區別特殊品種區別輸出類型輸出類型R：繼電器輸出：繼電器輸出S：晶體管輸出：晶體管輸出T：晶閘管輸出：晶閘管輸出M：基本單元：基本單元E：輸入輸出混合擴展單元與擴展模塊：輸入輸出混合擴展單元與擴展模塊EX：輸入專用擴展模塊：輸入專用擴展模塊EY：輸出專用擴展模塊：輸出專用擴展模塊可編程控制器的系統配置 FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型可編程控制器。它的基本指令執行時間高達，遠遠超過了很多大型可編程控制器。用戶存儲器容量可擴展

7、到16K步，最大可以擴展到256個I/O點，有5種模擬量輸入/輸出模塊、高速計數器模塊、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展板，以及模擬定時器功能擴展板，使用特殊功能模塊和功能擴展板，可以實現模擬量控制、位置控制和聯網通信等功能 。2.4 可編程控制器的系統配置可編程控制器的技術性能指標1.輸入輸入/輸出點數輸出點數輸入/輸出點數指的是外部輸入、輸出端子數量的總和，又稱為主機的開關量輸入/輸出點數，它是描述可編程控制器大小的一個重要參數。2.存儲容量存儲容量可編程控制器存儲容量通常指用戶程序存儲器和數據存儲器容量之和，表征系統提供給用戶的可用資源，是系統性能的一項重要技術指標。3.掃描速度掃描速度可編程控制器采用循環掃描方式工作，完成一次掃描所需的時間叫做掃描周期，掃描速度與掃描周期成反比。4.指令系統指令系統指令系統是指可編程控制器所有指令的總和。可編程控制器的編程指令越多，軟件功能就越強，但掌握應用也相對較復雜。5.可擴展性可擴展性小型可編程控制器