输出状态表——随时刷新(中间值和最终结果) 输出端子的接通或开断——输出锁存器决定 (2) 执行用户程序 执行 监视
a. 监控定时器WDT(WATCH DOG TIMER)——即监控定时器t1
·正常:执行完用户程序所需的时间应不超过t1。执行程序前,复位t1,执行程序开始
t1计时,完毕后立即复位t1,表示程序执行正常。
·异常:因某些原因,程序进入死循环,执行程序时间超出t1值,WDT发出警告,程序重
新开始执行,同时复位t1。若因偶然因素,则重新执行程序将正常,否则,系统自动停止执行用户程序,切断外部负载,并发出故障信号等待处理。 b. 执行用户程序 (3) 执行外设命令
每次执行完用户程序,输出后,就进入服务外设命令的操作,如没有外设命令,自动循环扫描。
三、简单结论(见教材P63“简单结论” 暂略)
第三节 可编程序控制器中常用的CPU
每台PLC至少有一个CPU。在一些按功能分散处理的或根据容错技术而设计的PLC中,可以包括多个CPU,分别承担各自的控制功能。PLC中采用的CPU主要有通用微处理器、单片机和双极型位片式系列芯片。 (本节内容请同学们自学教材P65~P66,并完成P76的思考题5)
第四节 可编程序控制器中常用的存储器
PLC配备两种存储系统:系统程序存储器——存放系统程序和数据,不能由用户直接存取 用户存储器——存放用户程序和数据 一、PLC所采用的存储器的特点
1. 可靠性高 2. 实时性好
3. 功耗低,工作时温升小,可用电池供电 4. 数据存储不消失,停电后能长期保存数据 以适应PLC恶劣的工作环境和所要求的工作速度。
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二、PLC常用的存储器
CMOS-SRAM、EPROM、EEPROM (此段内容请同学们自学教材P66~P67,并完成P76思考题6) 三、用户程序的存放形式
任何语言编写的程序都要经过翻译,变成机器代码,才能顺序存放在用户程序存储器(RAM或EPROM)中。除了程序代码,用户数据也很重要。 用户数据的类型:
1.位数据(Bit)——占存储器中的1位,对应于一个“继电器” 状态:“0”或“1” 2.字节数据(Byte)——占存储器中的8位,以BCD码(十进制)的形式存放(一般为两
BCD码,每个BCD码占内存的四位)
3.字数据(Word)——双字节数据,占存储器中的16位(BCD码形式存放) 4.双字数据(Dword)——占存储器中的32位(BCD码形式存放)
5.混合数据(位与字节或字)——如:定时器、计数器等的设定值和当前值均为字节或字
数据,而它们的触点状态则为位数据
不同形式的数据如何存放和调用完全由系统程序自动管理。
作业:P76思考题4,5,6
第五节 可编程序控制器的输入输出接口
PLC的输入输出接口的作用在前面已作了简单的介绍。PLC之所以能在恶劣的工业环境中可靠地工作,I/O接口技术起着关键的作用。I/O模块的种类很多,这里仅介绍开关量I/O接口模块和模拟量I/O接口模块的基本电路及其工作原理。 一、开关量I/O接口模块
PLC以开关量顺序控制为特长,在工业控制中,有很大一部分工作可由PLC 按开关量控 制来完成。
1.开关量输入模块的基本电路及工作原理
种类:直流输入模块、交流输入模块、交、直流输入模块(见教材P68) 特点:
·输入信号的电源均可由用户提供,直流输入信号的电源也可由PLC自身提供 ·一般8路输入共用一个公共端,现场的输入提供一对开关信号:“0”或“1”(有无触
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点均可)
·每路输入信号均经过光电隔离、滤波,然后送入输入缓冲器等待CPU采样。 ·每路输入信号均有LED显示,以指明信号是否到达PLC 的输入端子
接输入端 +24V 输入端 光电隔离 COM Xo~~
滤波
X7 等待CPU采样
图3-8 (a)直流输入模块输入缓冲器
LED X1
Xo 光电隔离 浪涌吸收器 桥式整流 取样电阻 (限幅) 滤波 ≈ 限流电阻 LED显示 旁路二极管(防发光二极管反压过大) 输入缓冲器COM去光隔图3-8 (b)交、直流输入模块
X7等待CPU采样
COMAC图3-8(c)交流输入模块38
2.开关量输出模块的基本电路及工作原理
种类:
按负载使用的电源 直流输出模块 交流输出模块 交直流输出模块
按输出的开关器件种类 场效应晶体管输出方式——直流输出模块,响应速度最快(可
带高速小功率直流负载)
可控硅输出方式——交流输出模块(可带高速大功率交流负载) 继电器输出方式——交直流输出模块,响应速度较慢,但工作
最可靠(可带较低速大功率交、直流负载)
输出锁存器固态继电器+9V光隔+24V场效应晶体管输出稳压限幅被控元件线圈输LED显示24VDC出锁存器程序执行完,由输出映像存储器送至输出锁存器滤波图3-9(a)场效应晶体管输出方式(直流输出)SSRAC交流电源图3-9(b)可控硅输出方式(交流输出)39
特点:
图3-9 (c)继电器输出方式(交、直流输出)输出负载电气隔离继电器线圈+ us -(Us)触点锁LED显示存器·各路输出均有电气隔离措施(光电隔离)
·各路输出均有LED显示。只要有驱动信号,输出指示LED亮,为观察PLC的工作状况或故障分析提供标志
·输出电源一般均由用户提供。输出模块提供具有一定通断能力的常开触点,触点上有防过电压、灭弧措施
固态继电器SSR简介
采用固体半导体元件组装而成——无触点开关(接通和断开无机械接触部件)
优点: 开关速度快 工作频率高 使用寿命长 噪声低 工作可靠
使用场合:取代常规电磁式继电器,广泛用于:数字程控装置 数据处理系统
计算机终端接口电路
尤其:动作频繁 防爆 耐潮 耐腐蚀的场合 缺点: 漏电流大 接触电压高 触点单一 使用温度范围窄 过载能力差 价格高 1. 基本特点
① 控制功率小:输入很小的控制电流便能正常工作,输出采用大功率管可控硅器件,具有功率放大作用
② 可靠性:绝缘防水材料浇铸,没有可动部件
③ 抗干扰能力强:无触点动作,无火花等电磁干扰,输入/输出之间隔离 ④ 动作快:直流SSR——响应时间<几十μS
过零交流SSR——转换时间≤10Ms(1/2f s f = 50Hz) ⑤ 寿命长:1012~1013次 (普通电磁式继电器105~106次) ⑥ 承受的浪涌电流大:6~10倍额定值
⑦ 对电源电压适应范围广:交流SSR——30~220VAC 任意选择 ⑧ 耐压水平高:输入/输出介质耐压2.5kV以上
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