PLC技術(shù)應(yīng)用02課件

PLC技術(shù)應(yīng)用認(rèn)S7-1200PLC工作原理任務(wù)四一、PLC的等效電路PLC控制最初是用來(lái)替代繼電接觸器控制的，PLC的用戶程序（軟件）替代了繼電器控制電路（硬件），因此，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，可以將PLC等效成是許許多多各種各樣的“軟繼電器”和“軟接線”的集合，而用戶程序就是用“軟接線”將“軟繼電器”及其“觸點(diǎn)”按一定要求連接起來(lái)的“控制電路”。

等效電路說(shuō)明如圖所示為三相異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)單向連續(xù)運(yùn)行的電氣控制系統(tǒng)。其中，SB1、SB2、FR的觸點(diǎn)作為系統(tǒng)的輸入設(shè)備，構(gòu)成系統(tǒng)的輸入部分，KM作為輸出設(shè)備，構(gòu)成系統(tǒng)的輸出部分。主回路控制回路三相異步電動(dòng)機(jī)電氣控制線路圖如圖所示為三相異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)單向連續(xù)運(yùn)行的電氣控制系統(tǒng)。其中，SB1、SB2、FR的觸點(diǎn)作為系統(tǒng)的輸入設(shè)備，構(gòu)成系統(tǒng)的輸入部分，KM作為輸出設(shè)備，構(gòu)成系統(tǒng)的輸出部分。如果用PLC來(lái)控制這臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，組成一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)上述分析可知，系統(tǒng)主電路不變，只要將輸入設(shè)備SB1、SB2、FR的觸點(diǎn)與PLC的輸入端連接，輸出設(shè)備KM線圈與PLC的輸出端連接，就構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)的輸入、輸出硬件線路。而控制部分的功能則由PLC的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，其等效電路如圖所示。如果用PLC來(lái)控制這臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，組成一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)上述分析可知，系統(tǒng)主電路不變，只要將輸入設(shè)備SB1、SB2、FR的觸點(diǎn)與PLC的輸入端連接，輸出設(shè)備KM線圈與PLC的輸出端連接，就構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)的輸入、輸出硬件線路。而控制部分的功能則由PLC的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，其等效電路如圖所示。輸入設(shè)備SB1、SB2與PLC內(nèi)部的“軟繼電器”I0.0、I0.1的“線圈”對(duì)應(yīng)，由輸入設(shè)備控制相對(duì)應(yīng)的“軟繼電器”的狀態(tài)，即通過(guò)這些“軟繼電器”將外部輸入設(shè)備狀態(tài)變成PLC內(nèi)部的狀態(tài)，這類“軟繼電器”稱為輸入繼電器；同理，輸出設(shè)備KM與PLC內(nèi)部的“軟繼電器”Q0.0對(duì)應(yīng)，由“軟繼電器”Q0.0的常開觸點(diǎn)控制對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備KM的狀態(tài)，即通過(guò)這些“軟繼電器”將PLC內(nèi)部狀態(tài)輸出，以控制外部輸出設(shè)備，這類“軟繼電器”稱為輸出繼電器。值得注意的是從PLC控制系統(tǒng)與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)比較可知，PLC的用戶程序(軟件)代替了繼電器控制電路(硬件)。因此，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，可以將PLC等效成是許多各種各樣的“軟繼電器”和“軟接線”的集合，而用戶程序就是用“軟接線”將“軟繼電器”及其“觸點(diǎn)”按一定要求連接起來(lái)的“控制電路”。本例中，因?yàn)檩敵鲈O(shè)備KM需要接380V的電壓，不能直接接到PLC的輸出單元，所以輸出端接入了一個(gè)直流中間繼電器轉(zhuǎn)接，由中間繼電器的常開觸點(diǎn)控制交流接觸器的線圈得電與斷電。啟動(dòng)按鈕SB1按下去時(shí)，輸入繼電器I0.0線圈得電，其對(duì)應(yīng)的程序中的I0.0繼電器的常開觸點(diǎn)閉合；而停止按鈕SB2沒(méi)有動(dòng)作，輸入繼電器I0.1線圈沒(méi)有得電，其常閉觸點(diǎn)維持常閉；在電動(dòng)機(jī)沒(méi)有過(guò)載時(shí)，F(xiàn)R接的輸入繼電器I0.2得電，常開觸點(diǎn)閉合；所以，此時(shí)輸出繼電器線圈Q0.0得電，其常開觸點(diǎn)閉合，外部的中間繼電器線圈得電，中間繼電器常開觸點(diǎn)閉合，給系統(tǒng)輸出KM線圈通入380V電壓，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)行。另外，程序中輸出線圈Q0.0得電后，其常開觸點(diǎn)閉合，形成自鎖，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行。二、掃描周期PLC在RUN工作模式時(shí)，對(duì)每個(gè)程序，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，，CPU則從第一條指令開始從左到右、從上到下逐條執(zhí)行用戶程序，周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。執(zhí)行一次掃描操作所需的時(shí)間稱為掃描周期。其典型值為1～100ms。掃描周期與用戶程序的長(zhǎng)短和CPU執(zhí)行指令的速度有關(guān)PLC采用循環(huán)掃描工作方式五個(gè)階段1.內(nèi)部處理2.與編程器等的通信處理3.輸入掃描4.用戶程序執(zhí)行5.輸出處理，RUN（運(yùn)行）時(shí)：執(zhí)行所有階段。STOP（停止）時(shí)：不執(zhí)行后3個(gè)階段，此時(shí)可進(jìn)行通信處理，如對(duì)PLC聯(lián)機(jī)或離線編程三、PLC的工作過(guò)程1．內(nèi)部處理階段在內(nèi)部處理階段，PLC檢查CPU內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些其他內(nèi)部工作

2．通信服務(wù)階段在通信服務(wù)階段，PLC與其他的設(shè)備通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的內(nèi)容。當(dāng)PLC處于停止模式時(shí)，只執(zhí)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)兩個(gè)階段的操作；當(dāng)PLC處于運(yùn)行模式時(shí)，還要完成另外3個(gè)階段的操作。

3．輸入處理階段在PLC的存儲(chǔ)器中，有一片區(qū)域用來(lái)存放輸入信號(hào)(I0.0)和輸出信號(hào)(Q0.0)的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器I和輸出映像寄存器Q。PLC的其他元件如M等也有對(duì)應(yīng)的映像存儲(chǔ)區(qū)，統(tǒng)稱為元件映像寄存器。外部輸入電路接通時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器(如I0.0、I0.1)為ON狀態(tài)，則梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作，即動(dòng)合觸點(diǎn)接通，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開。在輸入處理階段，PLC順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入到輸入映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序處理階段，在程序處理時(shí)，輸入映像寄存器與外界隔離，此時(shí)即使有輸入信號(hào)發(fā)生變化，其輸入映像寄存的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生改變，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入。4．程序處理階段

根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右、先上后下的順序，逐行逐句掃描，執(zhí)行程序。當(dāng)用戶程序涉及輸入／輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器中讀取上一階段輸入處理時(shí)對(duì)應(yīng)輸入繼電器的狀態(tài)，從輸出映像寄存器中讀取對(duì)應(yīng)輸出繼電器的狀態(tài)（Q0.0自鎖觸點(diǎn)），根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果存入有關(guān)元件寄存器中。因此，輸出映像寄存器中所寄存的內(nèi)容，會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而變化。5．輸出處理階段

在輸出處理階段，CPU將輸出映像寄存器的ON