1、1本課程的基本情況n專(zhuān)業(yè)課先修課程：電路基礎(chǔ)、軟件基礎(chǔ) 后續(xù)課程：數(shù)控技術(shù)n教材 歐姆龍系列PLC入門(mén)與應(yīng)用實(shí)例 程周 中國(guó)電力出版社，第一版n本課程安排平時(shí)測(cè)試、期末考試（閉卷）n聯(lián)系： 2課程主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法n可編程序控制器的基礎(chǔ)知識(shí)（9學(xué)時(shí)）nCPM1A的指令系統(tǒng)（12學(xué)時(shí)）nPC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（12學(xué)時(shí)）nOMRON可編程序控制器、編程工具簡(jiǎn)介（3學(xué)時(shí)）3第一部分第一部分. 關(guān)于關(guān)于PC的幾的幾個(gè)基本問(wèn)題個(gè)基本問(wèn)題一、一、PC是什么？是什么？二、二、PC何處來(lái)，往哪去？何處來(lái)，往哪去？三、三、PC有何獨(dú)特之處？有何獨(dú)特之處？四、四、PC的應(yīng)用領(lǐng)域？的應(yīng)用領(lǐng)域？4一、一、PC是什么？是什

2、么？n可編程序控制器定義可編程序控制器定義(1985年，國(guó)際電工委員會(huì)年，國(guó)際電工委員會(huì))可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編統(tǒng)，專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。nPC、PLC、個(gè)人計(jì)算機(jī)、工業(yè)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、工業(yè)PC的區(qū)

3、別？的區(qū)別？5二二、PC何處來(lái)何處來(lái)，往哪去？往哪去？n繼電器控制系統(tǒng)的明顯缺點(diǎn)：繼電器控制系統(tǒng)的明顯缺點(diǎn)：體積大，可靠性低，查找故障困難，體積大，可靠性低，查找故障困難，特別是由于它是靠硬連線(xiàn)邏輯構(gòu)成系統(tǒng)，所以特別是由于它是靠硬連線(xiàn)邏輯構(gòu)成系統(tǒng)，所以接線(xiàn)復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。接線(xiàn)復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。n繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜 n計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：功能完備、靈活性、通用性好功能完備、靈活性、通用性好6二二、PC何處來(lái)何處來(lái)，往哪去？往哪去？n1968年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造廠家通用

4、汽車(chē)公司年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造廠家通用汽車(chē)公司（GM公司）提出設(shè)想。公司）提出設(shè)想。 提出提出10項(xiàng)要求，并在社會(huì)上公開(kāi)招標(biāo)。項(xiàng)要求，并在社會(huì)上公開(kāi)招標(biāo)。n1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DGC)研制出了世研制出了世界上第一臺(tái)界上第一臺(tái)PC，型號(hào)為，型號(hào)為PDP-14。n伴隨著大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，微處理器技伴隨著大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，微處理器技術(shù)和通信技術(shù)的迅速提高，術(shù)和通信技術(shù)的迅速提高，PLC技術(shù)成為工業(yè)生技術(shù)成為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（PLC技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)）之一。技術(shù)）之一。第一代：從第一臺(tái)第一代：從第

5、一臺(tái)PLC誕生到上個(gè)世紀(jì)誕生到上個(gè)世紀(jì)70年代初。年代初。第二代：第二代： 70年代初至年代初至70年代末。年代末。 CPU使用中小規(guī)模集成電路，采用磁芯存儲(chǔ)器。使用中小規(guī)模集成電路，采用磁芯存儲(chǔ)器。 CPU使用微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器使用微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器EPROM。 可靠性較差，略強(qiáng)于繼電器控制。可靠性較差，略強(qiáng)于繼電器控制。 機(jī)種單一，沒(méi)形成系列。機(jī)種單一，沒(méi)形成系列。 有了計(jì)算機(jī)接口和模擬量控制功能。有了計(jì)算機(jī)接口和模擬量控制功能。 可靠性提高。可靠性提高。 整機(jī)功能向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，并由專(zhuān)用向通用方向過(guò)渡。整機(jī)功能向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，并由專(zhuān)用向通用方向過(guò)渡。 功能簡(jiǎn)單

6、（只有計(jì)數(shù)功能簡(jiǎn)單（只有計(jì)數(shù)/定時(shí)功能）。定時(shí)功能）。 功能增強(qiáng)（增加邏輯功能增強(qiáng)（增加邏輯/數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、自診斷等功能）。數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、自診斷等功能）。第三代：第三代：70年代末到年代末到80年代中期。年代中期。 CPU使用使用8或或16位微處理器甚至多微處理器，采位微處理器甚至多微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器EPROM、CMOSRAM等。等。 增加浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，平方、三角函數(shù)等運(yùn)算。增加浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，平方、三角函數(shù)等運(yùn)算。 增加查表、列表功能。增加查表、列表功能。 自診斷及容錯(cuò)技術(shù)提高。自診斷及容錯(cuò)技術(shù)提高。 梯形圖語(yǔ)言及語(yǔ)句表成熟。梯形圖語(yǔ)言及語(yǔ)句表成熟。 小型小型PL

7、C體積減小、可靠性提高、成本下降。體積減小、可靠性提高、成本下降。 大型大型PLC向模塊化、多功能方向發(fā)展。向模塊化、多功能方向發(fā)展。 第四代：第四代：80年代中期到年代中期到90年代中期。年代中期。第五代：第五代： 90年代中期之后。年代中期之后。 增加高速計(jì)數(shù)、中斷、增加高速計(jì)數(shù)、中斷、A/D、D/A、PID等功能。等功能。 處理速度進(jìn)一步提高（處理速度進(jìn)一步提高（1 s/步步）。）。 連網(wǎng)功能增強(qiáng)。連網(wǎng)功能增強(qiáng)。 編程語(yǔ)言進(jìn)一步完善，開(kāi)發(fā)了編程軟件。編程語(yǔ)言進(jìn)一步完善，開(kāi)發(fā)了編程軟件。 CPU使用使用16位或位或32位微處理器。位微處理器。 PLC的的I/O點(diǎn)增加，最多可達(dá)點(diǎn)增加，最多可

8、達(dá)32K個(gè)個(gè)I/O點(diǎn)。點(diǎn)。 處理速度進(jìn)一步提高（處理速度進(jìn)一步提高（1ns/步步）。）。 PLC都可以與計(jì)算機(jī)通信。都可以與計(jì)算機(jī)通信。 具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、大批量數(shù)據(jù)處理的功能。具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、大批量數(shù)據(jù)處理的功能。 開(kāi)發(fā)了大量的特殊功能模塊。開(kāi)發(fā)了大量的特殊功能模塊。 編程軟件功能更強(qiáng)大。編程軟件功能更強(qiáng)大。 不斷開(kāi)發(fā)出功能強(qiáng)大可編程終端。不斷開(kāi)發(fā)出功能強(qiáng)大可編程終端。10二二、PC何處來(lái)何處來(lái)，往哪去往哪去？n1向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展CPU處理速度進(jìn)一步加快處理速度進(jìn)一步加快=使用使用64bit RISC芯片，芯片，多多CPU并行

9、、分時(shí)、分任務(wù)處理，并行、分時(shí)、分任務(wù)處理，這樣可使速度達(dá)到這樣可使速度達(dá)到ns級(jí)。級(jí)。 大中型大中型PC的掃描速度可達(dá)的掃描速度可達(dá)0.2ms/K步左右。步左右。例如例如:GE公司公司90系列系列331、771等為等為0.4msK步，步，歐姆龍公司歐姆龍公司C1000H、C2000H為為0.4msK步，步，三菱公司三菱公司A3N、A3H為為0.2msK步，步，A3A高達(dá)高達(dá)0.15msK步，步， 11二二、PC何處來(lái)何處來(lái)，往哪去往哪去？n1向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展CPU處理速度進(jìn)一步加快處理速度進(jìn)一步加快存儲(chǔ)容量進(jìn)一步擴(kuò)大存儲(chǔ)容量進(jìn)一步擴(kuò)大目前大型目前大型P

10、C是幾百是幾百K字節(jié)，最高可達(dá)幾兆字節(jié)字節(jié)，最高可達(dá)幾兆字節(jié) 例如例如:A-B公司公司PLC-3的程序存儲(chǔ)容量為的程序存儲(chǔ)容量為2M字節(jié)，字節(jié)，西門(mén)子公司的西門(mén)子公司的S5-155U為為2M字節(jié)字節(jié) 12二二、PC何處來(lái)何處來(lái)，往哪去往哪去？n1向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展CPU處理速度進(jìn)一步加快處理速度進(jìn)一步加快存儲(chǔ)容量進(jìn)一步擴(kuò)大存儲(chǔ)容量進(jìn)一步擴(kuò)大n2控制系統(tǒng)將分散化控制系統(tǒng)將分散化分散控制、集中管理的原則。分散控制、集中管理的原則。n3可靠性進(jìn)一步提高可靠性進(jìn)一步提高隨著隨著PC進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，對(duì)可靠性的要求進(jìn)一步進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，對(duì)可靠性的要求進(jìn)一步提高。硬

11、件冗余的容錯(cuò)技術(shù)將進(jìn)一步應(yīng)用。提高。硬件冗余的容錯(cuò)技術(shù)將進(jìn)一步應(yīng)用。n4控制與管理功能一體化控制與管理功能一體化PC將廣泛采用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將廣泛采用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，使和圖形顯示技術(shù)，使PC系統(tǒng)的生產(chǎn)控制功能和信息系統(tǒng)的生產(chǎn)控制功能和信息管理功能融為一體。管理功能融為一體。 13三、三、PC有何獨(dú)特之處？有何獨(dú)特之處？1.靈活、通用靈活、通用 -PC是通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話(huà)，只需要修改程序以及改動(dòng)極少量的接線(xiàn)即可。 2.2.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 平均無(wú)故障時(shí)間一般可達(dá)平均無(wú)故障時(shí)

12、間一般可達(dá)35萬(wàn)小時(shí)萬(wàn)小時(shí)-PC采用的是微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作是由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成的，因此不會(huì)出現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)中的接線(xiàn)老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象。 -PC還采取了以下主要措施來(lái)提高其可靠性。1)硬件措施：對(duì)電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，均采用嚴(yán)格措施進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾； 2)軟件措施監(jiān)控程序定期地監(jiān)測(cè)外界環(huán)境；死循環(huán)報(bào)警；停電時(shí)利用后備電池供電。 “專(zhuān)為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)”3.編程簡(jiǎn)單、使用方便編程簡(jiǎn)單、使用方便 -用微機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，使用的是匯編語(yǔ)言，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。而PC采用面向

13、控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，容易掌握 。4.接線(xiàn)簡(jiǎn)單接線(xiàn)簡(jiǎn)單5.功能強(qiáng)功能強(qiáng) 6.體積小體積小,重量輕重量輕,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化14開(kāi)關(guān)量的邏輯控制-開(kāi)關(guān)量的邏輯控制使PC的最基本控制功能。目前，PC首用的目標(biāo)，就是用于開(kāi)關(guān)量的控制。四、四、PC的應(yīng)用領(lǐng)域？的應(yīng)用領(lǐng)域？模擬量的閉環(huán)控制-PC具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換及算術(shù)運(yùn)算等功能，因此可以實(shí)現(xiàn)模擬量控制。數(shù)字量的智能控制-利用PC能接受和輸出高速脈沖的功能，在配備了相應(yīng)的傳感器（如旋轉(zhuǎn)編碼器）或脈沖伺服裝置（如環(huán)型分配器、功放、步進(jìn)電機(jī)）就能實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的智能控制。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控-利用PC自檢信號(hào)多的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自診斷的式

14、的監(jiān)控，減少系統(tǒng)的故障，提高累計(jì)平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)可減低故障修復(fù)時(shí)間，提高系統(tǒng)的可靠性。通信、聯(lián)網(wǎng)及集散控制-利用PC的強(qiáng)大的通信聯(lián)網(wǎng)功能，把PC分布到控制現(xiàn)場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)各站間的通信，上、下層間的通信，達(dá)到分散控制、集中管理，即構(gòu)成了現(xiàn)在的PCS系統(tǒng)。15PC應(yīng)用的典型例子電梯數(shù)控機(jī)床廠礦控制路口紅綠燈四、四、PC的應(yīng)用領(lǐng)域？的應(yīng)用領(lǐng)域？16第一部分第一部分. 關(guān)于關(guān)于PC的幾的幾個(gè)基本問(wèn)題個(gè)基本問(wèn)題一、一、PC是什么？是什么？二、二、PC何處來(lái)，往哪去？何處來(lái)，往哪去？三、三、PC有何獨(dú)特之處？有何獨(dú)特之處？四、四、PC的應(yīng)用領(lǐng)域？的應(yīng)用領(lǐng)域？ 總結(jié)總結(jié)17第二部分第二部分. PCPC的

15、控制原理的控制原理 n采用繼電器控制采用繼電器控制n采用采用 PC控制控制nPCPC的控制原理的控制原理18控制功能如下：按下啟動(dòng)按鈕SB1，電機(jī)M1開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，過(guò)10秒鐘后，電機(jī)M2開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)；按下停止按鈕SB2，電機(jī)M1、M2同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 19 控制功能如下：按下啟動(dòng)按鈕SB1，電機(jī)M1開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，過(guò)10秒鐘后，電機(jī)M2開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)；按下停止按鈕SB2，電機(jī)M1、M2同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 20等效電路圖等效電路圖21a)當(dāng)按下SB1時(shí)，輸入繼電器00000的線(xiàn)圈通電，00000的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使輸出繼電器01000的線(xiàn)圈得電，01000對(duì)應(yīng)的硬輸出觸點(diǎn)閉合，KM1得電M1開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)01000的一個(gè)常

16、開(kāi)觸點(diǎn)閉合并自鎖。 b)時(shí)間繼電器TIM000的線(xiàn)圈通電開(kāi)始延時(shí)，10秒后TIM000的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器01001的線(xiàn)圈得電，01001對(duì)應(yīng)的硬輸出觸點(diǎn)閉合，KM2得電M2開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。 c)當(dāng)按下SB2時(shí)，輸入繼電器00001的線(xiàn)圈通電，00001得常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，01000、TIM000的線(xiàn)圈均斷電，01001的線(xiàn)圈也斷電，01000、01001兩個(gè)硬輸出觸點(diǎn)隨之?dāng)嚅_(kāi)，KM1、KM2斷電，M1、M2停轉(zhuǎn)。22n 總結(jié)第二部分第二部分. PCPC控制的原理控制的原理采用繼電器控制采用繼電器控制采用采用 PC控制控制PCPC的控制原理的控制原理23第三部分第三部分. PC的基本組成與各部分的

17、作用I.PC的基本組成的基本組成 -按結(jié)構(gòu)形式的不同，PC可分為整體式和組合式兩類(lèi) 整體式PC CLICK HERE！組合式PC CLICK HERE！2425 261中央處理單元（CPU） 2存儲(chǔ)器 3. I/O單元 4. 智能單元 5電源 6擴(kuò)展口7. 編程工具 8其它外部設(shè)備27中央處理單元功能：功能：n接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；n診斷電源、PC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤；n用掃描的方式接收輸入信號(hào)，送入PC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來(lái)；n PC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶(hù)程序，進(jìn)行解釋和執(zhí)行，完成用戶(hù)程序中規(guī)定的各種操作；n 將用戶(hù)程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出

18、端。 28中央處理單元現(xiàn)代現(xiàn)代PC使用的使用的CPU主要有以下幾種：主要有以下幾種：n通用微處理器，如8080、6800、Z80A、8086等。通用微處理器的價(jià)格便宜，通用性強(qiáng)。n單片機(jī)，如8051等。單片機(jī)由于集成度高、體積小、價(jià)格低和可擴(kuò)充性好，很適合在小型PC上使用，也廣泛地用于PC的智能I/O模塊。n位片式微處理器，如AMD2900系列等。位片式微處理器是獨(dú)立于微型機(jī)的另一分支。它主要追求運(yùn)算速度快，它以4位為一片。用幾個(gè)位片級(jí)聯(lián)，可以組成任意字長(zhǎng)的微處理器。 29存儲(chǔ)器 n根據(jù)存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下3種:a)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 b)用戶(hù)程序存儲(chǔ)器 c)工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器30

19、I/O單元 n開(kāi)關(guān)量輸入單元 （1）直流輸入單元 (CLICK HERE) （2）交流輸入單元 (CLICK HERE)n開(kāi)關(guān)量輸出單元 （1）晶體管輸出單元(CLICK HERE) （2）雙向晶閘管輸出單元(CLICK HERE) （3）繼電器輸出單元(CLICK HERE)， 313233 34 35 36-智能單元本身是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器，及與外界過(guò)程相連的接口。 智能單元目前已開(kāi)發(fā)的常用的智能單元有：A/D單元、D/A單元、高速計(jì)數(shù)單元、位置控制單元、PID控制單元、溫度控制單元和各種通信單元等。 37編程工具-主要用來(lái)編輯程序、調(diào)試程序和監(jiān)控程序

20、的執(zhí)行，還可以在線(xiàn)測(cè)試PC的內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)。n專(zhuān)用編程器 (1)簡(jiǎn)易編程器 (2)圖形編程器n計(jì)算機(jī)輔助編程 38其它外部設(shè)備（1）人機(jī)接口-又叫操作員接口，用來(lái)實(shí)現(xiàn)操作員和PC之間的對(duì)話(huà)和交互作用。 （2）外存儲(chǔ)器 （3）打印機(jī) （4）EPROM寫(xiě)入器 39第三部分第三部分. PC的基本組成與各部分的作用I.PC的基本組成的基本組成 -按結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為整體式和組合式 II.II.各部分的作用各部分的作用n1中央處理單元 （CPU） n2存儲(chǔ)器 n3. I/O單元 n4. 智能單元 n5電源 n6擴(kuò)展口n7. 編程工具 n8其它外部設(shè)備 總結(jié)總結(jié)40第四部分第四部分

21、 PC的工作原理的工作原理nPC的循環(huán)掃描工作過(guò)程的循環(huán)掃描工作過(guò)程nPC的的I/O滯后現(xiàn)象滯后現(xiàn)象nPC對(duì)輸入點(diǎn)計(jì)數(shù)的頻率問(wèn)題對(duì)輸入點(diǎn)計(jì)數(shù)的頻率問(wèn)題前進(jìn)411. PC的循環(huán)掃描工作過(guò)程-例如：歐姆龍公司的小型機(jī)CPM1A 完成的任務(wù)如下 : （1）公共處理(硬件檢查、異常報(bào)警) （2）程序執(zhí)行 （3）掃描周期計(jì)算處理 （4）I/O刷新 （5）外設(shè)端口服務(wù) 42圖1.12a. I/O刷新階段-CPU從輸入電路的輸出端讀出各路狀態(tài)，并將其寫(xiě)入輸入映像寄存器；b.程序執(zhí)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(tài)，并根據(jù)此狀態(tài)執(zhí)行用戶(hù)程序，執(zhí)行結(jié)果再寫(xiě)入元件映像寄存器中；

22、c.緊接著的下一個(gè)I/O刷新階段-將輸出映像寄存器的狀態(tài)寫(xiě)入輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路傳遞到輸出端子，從而控制外接器件動(dòng)作。43nPC內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)監(jiān)視定時(shí)器WDT,其定時(shí)時(shí)間可由用戶(hù)設(shè)置為大于用戶(hù)程序的掃描周期，PC在每個(gè)掃描周期的公共處理階段將監(jiān)視定時(shí)器復(fù)位 。n正常情況下，監(jiān)視定時(shí)器不會(huì)動(dòng)作，如果由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)，那么，掃描周期超過(guò)監(jiān)視定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間時(shí)，監(jiān)視定時(shí)器動(dòng)作，運(yùn)行停止，以示用戶(hù)返回442. PC的I/O滯后現(xiàn)象 （1）輸入濾波器有時(shí)間常數(shù) （2）輸出繼電器有機(jī)械滯后 （3）PC循環(huán)操作時(shí)，進(jìn)行公共處理、I/O刷新和執(zhí)行用戶(hù)程序等產(chǎn)生掃描周期 （4）程序語(yǔ)

23、句的安排，也影響響應(yīng)時(shí)間。 45 -從輸入觸點(diǎn)閉合到輸出觸點(diǎn)閉合有一段延遲時(shí)間，稱(chēng)稱(chēng)為為I/OI/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間(1)最小I/O響應(yīng)時(shí)間 (2)最大I/O響應(yīng)時(shí)間 46輸出ON延時(shí)47輸出ON延時(shí)48返回493.PC對(duì)輸入點(diǎn)計(jì)數(shù)的頻率問(wèn)題PC計(jì)數(shù)有兩種方式: (1) (1)高速計(jì)數(shù)高速計(jì)數(shù) -在高速計(jì)數(shù)方式下，輸入信號(hào)不經(jīng)輸入濾波器直接送到CPU，計(jì)數(shù)不受輸入濾波器時(shí)間常數(shù)、掃描周期的影響，計(jì)數(shù)頻率可以很高。 50在普通計(jì)數(shù)方式下，輸入信號(hào)經(jīng)輸入濾波器后在PC掃描周期的I/O刷新階段被CPU讀入，因此，計(jì)數(shù)頻率受輸入濾波器時(shí)間常數(shù)和掃描周期的限制，不可能很高。 n為了保證CPU能夠可靠地讀

24、入開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)的狀態(tài)，不丟失脈沖數(shù)，輸入濾波后的信號(hào)其有效高電平和低電平持續(xù)時(shí)間不能少于一個(gè)掃描周期，即應(yīng)滿(mǎn)足 T +Ts T -輸入開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)的時(shí)間，-輸入濾波器時(shí)間常數(shù) Ts-PC的掃描周期51f最高最高=1/2T最小最小 =1/（2（+Ts） =1/（210ms）=50Hz公共處理時(shí)間+I/O刷新時(shí)間=2ms =2ms （1 1）程序執(zhí)行時(shí)間=0ms （2）CPM1ACPM1A的掃描周期的掃描周期 Ts = =（1 1）+ +（2 2）=2ms=2ms輸入濾波器時(shí)間常數(shù)輸入濾波器時(shí)間常數(shù)=8ms=8ms（缺省設(shè)置）（缺省設(shè)置）52第四部分第四部分 PC的工作原理的工作原理總結(jié)總結(jié)n

25、PC的循環(huán)掃描工作過(guò)程的循環(huán)掃描工作過(guò)程nPC的的I/O滯后現(xiàn)象滯后現(xiàn)象nPC對(duì)輸入點(diǎn)計(jì)數(shù)的頻率問(wèn)題對(duì)輸入點(diǎn)計(jì)數(shù)的頻率問(wèn)題53第五部分第五部分 PC的編程語(yǔ)言的編程語(yǔ)言n梯形圖梯形圖n語(yǔ)句表語(yǔ)句表n邏輯功能圖邏輯功能圖n邏輯方程式或布爾代數(shù)式邏輯方程式或布爾代數(shù)式前進(jìn)541.梯形圖-PC的主要編程語(yǔ)言 nPC梯形圖在形式上類(lèi)似于繼電器控制梯形圖552. 語(yǔ)句表語(yǔ)句表-一種與匯編語(yǔ)言類(lèi)似的一種與匯編語(yǔ)言類(lèi)似的助記符編程表達(dá)式助記符編程表達(dá)式 n語(yǔ)句表使用的助記符 LD 00000 OR 01000nPC的語(yǔ)句：操作碼+操作數(shù)563. 邏輯功能圖邏輯功能圖用“與”、“或”、“非”等邏輯功能來(lái)表達(dá)控

26、制功能，57第五部分第五部分 PC的編程語(yǔ)言的編程語(yǔ)言總結(jié)總結(jié)n梯形圖梯形圖n語(yǔ)句表語(yǔ)句表n邏輯功能圖邏輯功能圖n邏輯方程式或布爾代數(shù)式邏輯方程式或布爾代數(shù)式前進(jìn)58第六部分第六部分PC的性能指標(biāo)與分類(lèi)的性能指標(biāo)與分類(lèi) 1I/O點(diǎn)數(shù) 2用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量 3掃描速度 4指令種類(lèi)及條數(shù) 5內(nèi)部器件的種類(lèi)和數(shù)量 6智能單元 59整體式PC的CPU、存儲(chǔ)器 、I/O單元、電源安裝在同一機(jī)體內(nèi)，構(gòu)成主機(jī)PC組合式（模塊式）PC為總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，其總線(xiàn)做成總線(xiàn)板，上面有若干個(gè)總線(xiàn)槽，每個(gè)總線(xiàn)槽上可安裝一個(gè)PC模塊，不同的模塊實(shí)現(xiàn)不同的功能 60微型機(jī)微型機(jī)-控制點(diǎn)數(shù)僅幾十點(diǎn) 小型機(jī)小型機(jī)-控制點(diǎn)數(shù)100500點(diǎn)左右 中型機(jī)中型機(jī)-控制點(diǎn)數(shù)5001000點(diǎn)左右 大型機(jī)大型機(jī)-控制點(diǎn)數(shù)1000點(diǎn)以上 超大型機(jī)超大型機(jī)-控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)上萬(wàn)、甚至于幾萬(wàn)點(diǎn) 61n德國(guó)西門(mén)子公司：n日本OMRON公司： n美國(guó)ROCKWELL公司： n法國(guó)施耐得公司：nGE-FANAC公司n日本三菱公司 n日本松下電工公司 n日本日立公司n日本東芝公司n日本富士公司 62第六部分第六部分PC的性能指標(biāo)與分類(lèi)的性能指標(biāo)與分類(lèi) 63第六部分第六部分PC的性能指標(biāo)與分類(lèi)的性能指標(biāo)與分類(lèi) 1I/O點(diǎn)數(shù) 2用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量 3掃描速度 4指令種類(lèi)及條數(shù) 5內(nèi)部器件的種類(lèi)和數(shù)量 6智能單元 64整體式PC的CPU、存