2硬件与工作原理.ppt

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1、2019年2月22日12时13分,1,1 可编程序控制器的物理结构,一 、整体式,CPU模块，输入输出模块和电源装在一个箱状机壳内。 适用于小型PC，它包括基本单元和扩展单元,可编程序控制器的硬件与工作原理,2019年2月22日12时13分,2,1 可编程序控制器的物理结构,二 、模块式,由框架和模块组成，模块插在模块插座上，模块插座焊在框架中的总线连接板上。,三、叠装式,2019年2月22日12时13分,3,CPU模块,微处理器 存储器,一、微处理器,（1）通用处理器：8086、80286、80386,（2）单片机芯片：8031、8096,（3）位片式微处理器：AMD-2900,2 CPU模

2、块,2019年2月22日12时13分,4,2 CPU模块,二、存储器,(RAM) 随机存取存储器：可读可写，没有断电保持功能。,(ROM)只读存储器：只读，不能写。,(EPROM)可擦除可编程序的只读存储器：非易失性.用紫外线照射芯片上的透镜窗口，可以擦除已写入的内容,写入新内容。,(EPPROM)可电擦除：的它是非易失的,间有ROM的非易失性和RAM的随机存取的优点.但价格比较高。,RAM存放用户程序,ROM存放用户程序,2019年2月22日12时13分,5,3 I/O模块,一 、 模块的外部接线方式,汇点式,2019年2月22日12时13分,6,一 、 模块的外部接线方式,分割式,2019

3、年2月22日12时13分,7,4 可编程序控制器的工作原理,一.继电器,2019年2月22日12时13分,8,一.继电器,2019年2月22日12时13分,9,二 . 逻辑运算,编程元件（输出继电器和辅助继电器）的线圈“通电”时，其常开触点闭合，常闭触点断开，称该元件为“1”状态。,编程元件（输出继电器和辅助继电器）的线圈“断电”时，其常开触点闭合，常闭触点断开，称该元件为“0”状态。,2019年2月22日12时13分,10,工作原理:,2019年2月22日12时13分,11,FX 系列PLC的硬件配置图,2019年2月22日12时13分,12,FX 系列PLC的网络通信能力,2019年2月2

4、2日12时13分,13,2019年2月22日12时13分,14,四 PLC 的工作状态：,运行状态 (RUN):,输入处理 执行程序 输出处理 内部处理 通讯处理,停止状态(STOP):,内部处理 通讯处理,2019年2月22日12时13分,15,两种工作方式的切换方法:,2019年2月22日12时13分,16,PLC的工作过程示意图,2019年2月22日12时13分,17,输入处理阶段:,PLC将所有外部输入电路的接通/断开状态读入输入映象寄存器,接通-” ，可以称该编程元件为ON,断开-”0” ，可以称该编程元件为OFF,2019年2月22日12时13分,18,程序执行阶段：,即使外部输入

5、信号发生了变化，输入映像寄存器的状态也不发生变化。,外部输入信号发生变化的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。,2019年2月22日12时13分,19,输出处理阶段：,CPU将输出映像寄存器中的0/1状态送到输出锁存器（输出映像寄存器）。,根据梯形图的逻辑关系，输出相应的状态。,2019年2月22日12时13分,20,T = 公共部分扫描时间 +外设扫描时间 +用户程序执行时间 + I0扫描时间,2、PLC的扫描周期 T,= 输入延迟时间 +扫描周期 +输出延迟时间 +输出时间,PLC的I0响应时间,一般扫描的周期为1100ms，与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行指令的速度有很

6、大的关系,2019年2月22日12时13分,21,PLC的扫描工作过程举例：,2019年2月22日12时13分,22,PLC的扫描工作过程举例：,2019年2月22日12时13分,23,与梯形图相对应的指令：,LD X0 ；接在左侧母线上的X0的常开触点 OR Y0 ；与X0的常开触点并联的Y0 的常开触点 ANI X1 ；与并联电路串连的X1的常闭触点 ANI X2 ；串联的X2 的常闭触点 OUT Y0 ； Y0 的线圈,梯形图中的逻辑运算为：Y0=(X0+Y0).X1.X2,2019年2月22日12时13分,24,输入单元带光电隔离电路 多种辅助电源类型：AC电源DC24V输入 DC电源

7、DC24V输入 DC电源DC12V输入 接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）； 接收模拟量信号（模拟量输入单元）； 接收按钮或开关命令（数字量输入单元）； 接收传感器输出信号。,2019年2月22日12时13分,25,输出单元带光电隔离器及滤波器 多种输出方式：晶体管 晶闸管 继电器 驱动直流负载（晶体管输出单元）； 驱动非频繁动作的交/直流负载（继电器输出单元）； 驱动频繁动作的交/直流负载（晶闸管输出单元）。,2019年2月22日12时13分,26,具体的输入电路,2019年2月22日12时13分,27,具体的输入电路,2019年2月22日12时13分,28,具体的输出电路,2019年

8、2月22日12时13分,29,具体的输出电路,2019年2月22日12时13分,30,2.5 FX系列PLC性能简介,2019年2月22日12时13分,31,一 FX系列家族成员 FX0 FX2 FX2C FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N FX2NC,2019年2月22日12时13分,32,三菱电机小型PLC的发展历史,80年代推出F系列小型的PLC,90年代推出F1，F2系列（现在已逐渐被淘汰）,目前推出的FX0, FX0S, FX0N, FX2N等系列,FX系列的适应面广，是国内使用最多的产品。本课程主要讲授FX1S, FX1N, FX2N, FX2NC系列,2019年2月

9、22日12时13分,33,FX系列PLC的特点:,1. 体积极小的微型PLC：一般高90mm, 深度为75mm,2.先进美观的外部构造,3.提供多个子系列供用户选用,4.灵活多变的系统配置,5.功能强,使用方便,2019年2月22日12时13分,34,二 FX系列PLC型号说明,DDC电源 A1AC电源 H大电流输出扩展模块 V立式端子排的扩展模块 C接插口输入输出方式 F输入滤波器1ms 扩展模块 LTTL输入扩展模块 S独立端子（无公共端）扩展模块,R继电器输出 T晶体管输出 S晶闸管输出,M基本单元 E输入输出混合扩展单元及扩展模块 EX输入专用扩展模块 EY输出专用扩展模块,16256

10、点,0、2、ON、2C、2N,型号的命名方式,2019年2月22日12时13分,35,类 型 型 号 输入点数 输出点数 电源电压 FX0N(1N)-24M(R,T) 14 10 基本单元 FX0N(1N)-40M(R,T) 24 16 AC100240V FX0N(1N)-60M(R,T) 36 24 或DC24V 扩展单元 FX0N-40ER 24 16 AC 100240V FX0N-8EX 8 - 扩展模块 FX0N-8EYR - 8 不需要 FX0N-8EYT - 8,FX0N、FX1N系列PLC（型号规格）,2019年2月22日12时13分,36, FX0N所有特殊模块与外围设备全

11、部可用于FX1N 扩展板FX1N-232-BD、FX1N-422-BD、FX485-BD，通过RS-232C/422/485和外部设备实现通信 装有8个模拟电位器的FX1N-8AV-BD选件板 可通过FX1N-5DM模块进行时间显示与设定。,2019年2月22日12时13分,37,项 目 性 能 FX0N FX1N 用户存储 程序存储容量 2K步（EEPROM） 8K步（EEPROM） 可选存储器 FX-EEPROM-4(4K) FX1N-EEPROM-8L FX-EEPROM-8(8K) FX-EPROM-8 (8K) 指令种类 基本指令 20条 27条 步进指令 2条 2 条 应用指令 3

12、6种51条 89种187条 运算速度 基本指令 1.63.6s/指令 0.550.7s/指令 应用指令 数十s数百s/指令 数s数百s/指令,FX0N FX1N 一般性能指标,2019年2月22日12时13分,38,FX0N FX1N 输入点 X000-X007 X010- 输入电流 DC24V 7mA DC24V 5mA 输入ON电流 4.5 mA 3.5mA 输入OFF电流 1.5 mA 1.5mA 响应时间 约10ms 约10ms (0-15ms可调) 电路隔离 光 电 耦 合 隔 离,FX0N FX1N系列PLC（输入性能指标）,2019年2月22日12时13分,39,- 继 电 器

13、输 出 ( R ),外部电源 AC250V或DC30V以下,最大负载 感性负载 80VA 灯负载 100W,响应时间 约10ms,电路隔离 继电器隔离,输出状态显示 输出ON时LED亮,FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标）,2019年2月22日12时13分,40,FX2N是FX系列中功能最强、运行速度最快的PLC 基本指令执行时间高达0.08s，超过了许多大、中型PLC FX2N的用户存贮器容量可扩展到16K FX2N的I/O点数最大可扩展到256点,FX2N、FX2NC系列PLC , FX2N有多种模拟量输入输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置控制模块、RS-232C/RS-

14、422/RS-485串行通信模块或功能扩展板、模拟定时器扩展板等。使用这些特殊功能模块和功能扩展板，可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能,2019年2月22日12时13分,41,FX2N、FX2NC系列PLC型号规格,类 型 型 号 输入点数 输出点数 电源类型 FX2N-16MR(S、T) 8 8 FX2N-32MR(S、T) 16 16 基本单元 FX2N-48MR(S、T) 24 24 AC 100 FX2N-64MR(S、T) 32 32 240V FX2N-80MR(S、T) 40 40 或DC 24V FX2N-128MR( T ) 64 64 FX2N-16EYT - 1

15、6 FX2N-16EYT-C - 16,2019年2月22日12时13分,42,类 型 型 号 输入点数 输出点数 电源类型 扩展单元 FX2N-32ER(S、T) 16 16 FX2N-48ER ( T ) 24 24 FX2N-16EX 16 - FX2N-16EX-C 16 - 不需要 FX2N-16EXL-C 16 - 单独供电 扩展模块 FX2N-16EYR - 16 FX2N-16EYS - 16,FX2N、FX2NC系列PLC (型号规格 ),2019年2月22日12时13分,43,（一）、 专用编程器,1、简易编程器: 功能： 输入和编辑指令表程序 特点 : 体积很小 价格便宜,2、图形编程器 功能： 直接生成和编辑梯形图程序 特点 : 价格高 操作比较麻烦,2-5 编程器与数据存储单元,2019年2月22日12时13分,44,（二）、 个人计算机程序开发系统,功能：。编制 修改 PLC的梯形图程序 。监视系统运行 打印 采集和分析数据 。 适时彩色图形操作器和文字处理器 。 对工业现场和系统仿真 。网络管理器和网络工作站,特点： 可以利用现有的计算机软件和网络资源 功能强大,2-6 编程器与数据存储单元,2019年2月22日12时13分,45,（三） 数据存取单元,