PLC实训装置中PLC的结构及各部分的作用

PLC的构造及各部分的作用
PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但构造与作业原理则大同小异，通常由主机、写入、输出连连接口、电源、编程器拓展器连连接口和外部设备连连接口等几个主要部分包括。PLC的硬件系统构造如下图所示：
1、主机
主机部分含有概括中央处置整理器（CPU）、系统程序存储器和用户程序及数值存储器。CPU是PLC的核心，它用以运行用户程序、监控写入、输出连连接口状态、作出逻辑判别和实行数值处置整理，即读取写入变量、完成用户指令规定的各种实操，将成果送到输出端，并响应外部设备（如编程器、电脑、打印机等）的请求以及实行各种内部判别等。PLC的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处置整理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改，另一类是用户程序及数值存储器主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数值和中间成果。
2、写入/输出（I/O）连连接口
I/O连连接口是PLC与写入/输出设备连接的部位件。写入连连接口接受写入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号，输出连连接口是将主机经处置整理后的成果经过功放电子线路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示阀、指示灯等）。I/O连连接口一般应用光电耦合电子线路，以减少电磁干扰，从而提升了可靠性。I/O点数即写入/输出端子数是PLC的一项主要技术功能数值参考规格，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。
3、电源
图中电源是指为CPU、存储器、I/O连连接口等内部电子电子线路作业所配备装备的直线DC开关稳压电源，通常也为写入设备提供直线DC电源。
4、编程器
编程器是PLC的一种主要的外部设备，用来手持编程，用户可用以写入、查验、修改、调动测量试验程序或监示PLC的作业情况。除手持编程器外，还可经过适配器和专用电缆线将PLC与电脑联接，并运用专用的工量具系统实行电脑编程和监控。
5、写入/输出拓展单元
I/O拓展连连接口用来将扩充外部写入/输出端子数的拓展单元与基础单元（即主机）连接在一起。
6、外部设备连连接口
此连连接口可将编程器、打印机、条码扫描仪表器具等外部设备与主机相联，以完成相应的实操。
二、PLC的作业原理
PLC是应用"顺序扫描，不断循环"的方法实行作业。即在PLC运行时，CPU按照用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对写入信号的采样和对输出状态的刷新等作业。
PLC的扫描一个周期必经写入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC的写入采样阶段：首先以扫描方法按顺序将全部暂存在写入锁存器中的写入端子的通断状态或写入数值读入，并将其写入各对应的写入状态寄存器中，即刷新写入。随即关闭写入端口，进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处置整理后，其成果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中全部的内容--程序的执行而改变。
输出刷新阶段：当全部指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并经过一定的方法（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备作业。
三、PLC的程序编制
编程元件
PLC是应用系统编制程序来完成控制要求的。编程时要使用到各种编程元件，它们可提供无数个动合和动断触点，编程元件是指写入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用寄存器、数值寄存器及特殊功能继电器等。
PLC内部这些继电器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器十分相似，也有"线圈"与"触点"，但它们不是"硬"继电器，而PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为"1"时，则表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开，--内部的这些继电器称之为"软"继电器。
2、编程语言
所谓程序编制，就是用户按照控制对象的要求，运用PLC厂家提供的程序编制语言，将一个控制要求描述出来的过程。PLC最常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言，而而且两者常常联合使用。
梯开图（语言）
梯形图是一种从继电器接触控制电子线路图演变而来的图形语言。它是借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符文号，按照控制要求联接而成的表示PLC写入和输出之间逻辑关系的图形，直观易懂。
梯形图中常用图形符文号分别表示PLC编程元件的动断和动合接点， 用 ( ) 表示它们的线圈。梯形图中编程元件的种类用图形符文号及标注的字母或数加以区别。
梯形图的设计应注意到以下三点：
1、梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。每一逻辑行（或称梯级）起始于左母线，然后是触点的串、并联接，最后是线圈与右母线相联。
2、梯形图中每个梯级流过的不是物理电流（A）（A），而是"概念电流（A）（A）"，从左流向右，其两端没有电源。这个"概念电流（A）（A）"，只是用来形象地描述用户程序执行中应适用线圈接通的条件。
3、写入继电器用来接收外部写入信号，而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。--梯形图中只出现写入继电器的触点，而不出现其线圈，输出继电器则输出程序执行成果给外部输出设备，当梯形图中的输出继电器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要经过输出连连接口的继电器、晶体管或晶闸管才能完成。输出继电器的触点也可供内部编程使用。
2）指令语句表
指令语句表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言，它类似于计算机数值数值的汇编语言，但比汇编语言易懂易学，若干条指令包括的程序就是指令语句表。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部包括。
ZRX-01 PLC可编程控制器实训装置

一、基础简介
本PLC可编程控制器实训装置集可编程逻辑控制器、编程系统、拟真实训教学系统、实训模型块、实训实物、电气实训网孔板、电气元件模型块等于一体。在本装置上，可直观地实行PLC的基础指令实训，多个PLC实际应用的模仿及实物控制实训。装置配备装备装备的主机应用应用广泛的日本三菱FX系列（FX1N -40MR内置数字量写入24路数字量 输出16路）可编程控制器，配套SC-09通信编程电缆、三相鼠笼异步电动机，并提供实训所需的+24V/1A、+5V/1A直线DC电源。
本PLC可编程控制器实训装置适合高职院校、职业学校、技校的机电设备装配与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子电器应用与维修等专业和非机电类专业的《可编程控制器技术》、《电气及PLC控制技术》、《PLC及其应用》的实训。也适合技工学校、职业培训学校、职教中心、鉴定站的PLC实操、技能鉴定考核。

二、技术功能
1、写入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz
2、作业环境：温度（℃）（℃）-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃)
3、装置容量（KV）（KV）：＜500VA
4、重 量：＜110Kg
5、外观尺寸：1680mm×750mm×1600mm
6、安全保护：设定有漏电压（V）（V）、漏电流（A）（A）、过载保护装置

三、实训装置的基础配备装备及功能
1、实训控制屏（钢制双层亚光密纹喷塑构造）：挂放实训模型块，内置滑槽，模型块在实训屏上可随意移位。
2、实训桌：钢木构造，桌面为防火烧烧耐磨损损材料制作，设定有存放工量具抽屉、键盘托、显露器搁板。
3、网孔板：设定有知识产权的网孔实训板，构造巧妙，实训时电气元件不需螺丝固定，只需一插一拉即可牢牢固定在网孔板上，省时省力，灵活快捷。
4、控制储物储物柜：
（1）交流ACAC电源控制单元
三相四线380V交流ACAC电源经空气开关后给装置供电，电网电压（V）（V）表监控电网电压（V）（V），设定有带灯保险丝保护，控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制，同时设定有漏电警报指示及警报复位。
提供三相四线380V、一相220V电源各一组，由启停开关控制输出，并设定有保险丝保护。
（2）定时器兼报警记录仪
定时器兼报警记录仪，平时作时钟使用，设定有设定时间、定时报警、切断电源等功能；还可自动记录由于接线或实操错误所造成的漏电警报次数。
（3）直线DC电源、直线DC电压（V）（V）/电流（A）（A）表、逻辑输出及指示等
直线DC电压（V）（V）：0～10V可调输出；直线DC电流（A）（A）：4～20mA；直线DC数字电压（V）（V）表/电流（A）（A）表；电压（V）（V）表测量界限0～200V、写入阻抗为10MΩ、精确度0.5级；电流（A）（A）表测量界限0～200 mA、精确度0.5级；同时设定有逻辑电平输出（点动、自锁）、逻辑电平指示、LED数码管、方向指示器、八音盒、直线DC24V继电器、信号变换座若干。
（4）主机实训集合套件
配备装备三菱FX1N-40 mR主机，含有概括数字量I/O（24路数字量写入16路数字量输出）、RS-422通信口、SC-09通信编程电缆（也可选用其他品牌主机，价格另仪）。

5、实训模型块集合套件

序号	编号	控制对象实训模型块	实训教学目标
1	ZR1	抢答器/音乐喷泉	经过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制，掌控把握条件判别控制指令的编写方法；经过对音乐喷泉控制系统中"水流"及音乐的循环控制，掌控把握循环指令的编写方法。
2	ZR2	装配流水线/十字路口交通灯	经过对"生产流水线"顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制，掌控把握顺序控制指令的编写方法。
3	ZR3	水塔水位/天塔之光	经过对"水塔水位"和"储水池水位"改变过程的判别，理解简便逻辑控制指令的编写方法。经过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌控把握移位寄存器指令的编写方法。
4	ZR4	自动送料装车/四节传送带	经过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制，掌控把握较复杂逻辑控制指令的编写方法。
5	ZR5	多种液体混合装置	经过对"液体混合装置"中不一样液体比例及液体混合时搅拌时间的控制，掌控把握条件判别指令及各种不一样类型的定时器指令的编写方法。
6	ZR6	自动售货机	经过对用户投币数目的识别和自动售货机中各种"货物"的进出控制，掌控把握各种计数器指令及对比输出指令的编写方法。
7	ZR7	自控轧钢机/邮件分拣机	经过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（"钢锭"邮件"）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如"电动机"）启停时序的控制，掌控把握数值运算指令及中断指令的编写方法。
8	ZR8	机械手控制/自控成型机	经过对机械手停留"位置"及自控成型机各方向"液缸位置"的控制，掌控把握一个完整工业应用系统中的较简便逻辑控制程序的编写能力。
9	ZR9	加工中心	经过对加工中心中各方向"电动机"运行方向及"刀库"进出刀、换刀过程的控制，掌控把握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。
10	ZR10	四层电梯	经过对一个完整的四层电梯模型的综合控制，初步掌控把握PLC控制系统的解析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调动测量试验等作业过程的综合知识。
11	ZR11	步进电动机/直线动作：（实物）步进电动机系统由驱动电子线路、步进电动机、刻度盘、指针等包括； 直线动作系统由电动机、同步带、光电传感器、导轨、位移块等包括。	经过运用PLC对步进电动机及直线动作实物模型块的控制，初步理解步进电动机方向、拍数的控制及直线动作检验测量试验、定位控制。
12	ZR1	经经典型电动机控制实操单元：交流ACAC接触器3只；时间继电器1只，3个按钮，3只交流ACAC指示灯，热继电器2只，元件装配与网孔板配套的底座。	掌控把握一般强电系统的装配和调动测量试验作业过程知识，完成PLC方法的电动机经经典型运行控制；掌控把握装配和调动测量试验PLC电气控制系统的有关知识。
13	ZR2	网孔板	学会电气控制系统中各元件的布置规划、装配、调动测量试验过程知识。

6.三相鼠笼异步电动机，交流ACAC380V/△ 1台
　7.PLC拟真实训系统主要功能和特别点
　（1）经过FLASH虚拟环境就地就地实时显露PLC的运行状态
　（2）可以完成PLC虚拟接线，并对接线实行错误查验
　（3）PLC编程实训、PLC程序语言编写测量试验等功能
　（4）完成PLC运行模仿，对错误程序实行查验
四、实训内容
（一）PLC基础技能实训
　1.PLC认知实训（软硬件构造、系统包括、基础指令练习、接线、编程下载等）
　2.经经典型电动机控制实操实训（点动、自锁、正反转、星三角换接启动等）
　3.PLC拟真实训
（二）PLC模仿控制应用实训
　4.数码显露控制（实物）
　5.抢答器控制（优先级、数值运算，设定有声效功能）
　6.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）
　7.音乐喷泉控制（设定有声效功能）
　8.十字路口交通灯控制
　9.水塔水位控制（自动/手动，自诊断）
　10.自动送料装车系统控制
　11.四节传送带控制
　12.装配流水线控制
　13.多种液体混合装置控制
　14.自控成型机控制
　15.自控轧钢机控制
　16.邮件分拣机控制
　17.自动售货机控制
　18.机械手控制
　19.四层电梯控制（实物）
　20.加工中心控制（实物）
（三）PLC实物控制实训
　21.直线动作位置检验测量试验、定位控制（实物）
　22.步进电动机动作控制（实物）
配 置 清 单

名称	型号	数量	单位	备注
PLC主机	三菱FX1N-40 mR	1	台
通讯电缆	PC-PPI	1	条
实训模型块	抢答器/音乐喷泉	1	块
	装配流水线/十字路口交通灯	1	块
	水塔水位/天塔之光	1	块
	自动送料装车/四节传送带	1	块
	多种液体混合装置	1	块
	自动售货机	1	块
	自控轧钢机/邮件分拣机	1	块
	机械手控制/自控成型机	1	块
	加工中心	1	块
	四层电梯	1	块
	步进电动机/直线动作	1	块
	电动机控制实操单元	1	块
	网孔板（350*550）	1	块	设定有知识产权
电动机	交流ACAC380V三相鼠笼式异步电动机	1	台
系统	演示板原程序及三菱编程系统	1	套
	组态系统MCGS	1	套
	PLC拟真系统	1	套
实训台	学员桌及控制屏	1	套
说明书	实训指导	1	册
连接线	实训连接线50CM自锁线	50	条
	15CM自锁线	10	条
	系统排线	1	条
	Ф4电动机安全叠加连线	30	条