1.3 PLC 的结构及工作原理

11PLC的基本结构和工作原理延迟符任务一：认识可编程控制器

PLC的基本结构和工作原理可编程控制器的核心是CPU，在CPU的外围配置了相应的接口电路（硬件），在CPU中配置了监控程序（软件）。1、PLC的基本构成3

（1）中央处理单元（CPU）

PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存储用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。1、PLC的基本构成4（2）I/O模块PLC的对外功能，主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。（3）电源模块为PLC各模块的集成电路提供工作电源。还为输入电路提供24V的工作电源。电源按其输入类型有：交流电源220V或110V；直流电源24V。（4）底板或机架电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。1、PLC的基本构成5（5）PLC的外部设备外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有四大类：①编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。②监控设备：直接监视数据或通过画面监视数据。③存储设备：用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失。

④输入/输出设备：用于接收信号或输出信号。（6）PLC的通信联网PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。1）CPU模块CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。PLC的程序分为操作系统和用户程序。RAM（随机存取存储器）的工作速度高、价格便宜、改写方便。断电后储存的信息丢失。ROM（只读存储器）只能读出，不能写入。断电后储存的信息不会丢失。E2PROM（可以电擦除可编程的只读存储器）的数据可以读出和改写，断电后信息不会丢失。写入数据的时间比RAM长。S7-200用E2PROM来存储用户程序和需要长期保存的重要数据。2）编程计算机与编程软件STEP7-Micro/WIN用来生成和编辑用户程序，和监控用户程序的运行。3）电源PLC使用AC220V电源或DC24V电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC24V电源。1.PLC的硬件系统4）I/O模块I/O模块是输入（Input）模块和输出（Output）模块的简称。

输入模块作用：用来采集输入信号，是连接可编程控制器与其它外设之间的桥梁。对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等，把输入信号安全、可靠地传送给CPU。

生产设备的控制信号通过输入模块传送给CPU。常用的输入信号：按钮、位置开关、开关或电位器、传感器、变送器一个输入单元—一个输入继电器—一个输入接点

输出模块用来控制外部的负载和执行器。开关量输出单元用于连接继电器、接触器、电磁阀线圈，是PLC的主要输出口，是连接PLC与控制设备的桥梁。CPU运算的结果通过输出单元模块输出。输出单元模块通过将CPU运算的结果进行隔离和功率放大后来驱动外部执行元件。输出单元类型很多，但是它们的基本原理是相似的。PLC有3种输出方式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。图示为PLC的3种输出电路图。三种输出方式：C)继电器输出：a)晶体管输出：b)晶闸管输出：晶体管输出只能驱动直流负载。反应速度快、寿命长。适用于要求快速开断或动作频繁的场合。如控制步进电机的驱动器，伺服电机驱动器和变频器等，继电器输出电路可以驱动直流负载和交流负载，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，动作速度慢，动作次数有限制。场效应管输出电路只能驱动交流负载。适用于高电压的，动作频率高的负载。三种输出方式：（1）软件分类：系统软件和应用软件（2）应用软件常用的编程语言梯形图、指令表、功能图以及高级语言PLC梯形图中是一种以图形符号及图形符号在图中相互关系表示控制关系的编程语言。由继电器控制电路演变过来。2.PLC的软件系统指令表语言与汇编语言类似

用一系列操作指令组成的语句表将控制流程描绘出来。序号操作码操作数0LDI0.01OQ0.02ANI0.13=Q0.04END2.PLC的软件系统PLC的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的，可以简单地描述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户任务。但个人计算机与PLC的工作方式有所不同，计算机一般采用等待命令的工作方式；而PLC在确定了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描的工作方式。3.可编程控制器的基本原理

3.PLC的工作过程3.PLC的扫描过程

2、PLC的工作原理PLC则采用循环扫描的方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，如：CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环。这种工作方式是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个过程可分为5个阶段：自诊断、通信处理、扫描输入、执行程序、刷新输出，其工作过程示意图如图所示。PLC工作过程示意图1717谢谢延迟符PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/