PLC的硬件结构与工作原理课件.pptx

1、2.1 可编程控制器的基本组成 1.控制组件控制组件2.I/O单元及单元及I/O扩展接口扩展接口3.外设接口外设接口4.电源电源5.输入输出接口电路输入输出接口电路6 编程器编程器1.控制组件 可编程控制器主要由可编程控制器主要由CPU、存储器、基本存储器、基本I/O接口接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。电路、外设接口、编程装置、电源等组成。连接文件夹第二章图1.doc CPU单元单元可编程控制器的控制中枢，相当于人的可编程控制器的控制中枢，相当于人的大脑。大脑。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成一般由控制电路、运算器和寄存器组成。存储器存储器由只读存储器由只读存储器ROM、随机

2、存储器随机存储器RAM和和可电擦写的存储器可电擦写的存储器EEPROM三大部分构成，主要用于三大部分构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统程序、用户程序及工作数据。2.I/O单元及I/O扩展接口 I/O单元单元可分为模拟量可分为模拟量I/O单元、数字量单元、数字量I/O单元两大类单元两大类。也可分为基本也可分为基本I/O单元、扩展单元、扩展I/O单元两大类单元两大类。I/O扩展接口扩展接口当基本当基本I/O单元的输入或输出点数不够使用单元的输入或输出点数不够使用时，可通过时，可通过I/O扩展接口来扩充开关量和模拟量模块。扩展接口来扩充开关量和模拟量模块。3.外设接口 外设接口

3、电路外设接口电路用于连接手持编用于连接手持编程器或其它图形编程器、文本显示器，程器或其它图形编程器、文本显示器，并能通过外设接口组成并能通过外设接口组成PLC的控制网络的控制网络。PLC通过通过PC/PPI电缆或使用电缆或使用MPI卡通卡通过过RS-485接口与计算机连接，可以实现接口与计算机连接，可以实现编程、监控、连网等功能。编程、监控、连网等功能。4.电源 电源单元电源单元是是PLC内部的一个专内部的一个专用开关式稳压电源，把用开关式稳压电源，把220V交流电源转交流电源转换成内部工作电压。换成内部工作电压。(如如5伏、伏、12伏、伏、24伏直流电压），并为外部输入元件（伏直流电压），并

4、为外部输入元件（如接近开关）提供如接近开关）提供24V直流电源（仅供输直流电源（仅供输入端点使用），而驱动入端点使用），而驱动PLC负载的电源负载的电源由用户提供。由用户提供。5.输入输出接口电路连接文件夹第二章图11.doc输入接口电路输入接口电路提高抗干扰能力的方法提高抗干扰能力的方法主要有主要有（1）利用光电耦合器提高抗干扰能力）利用光电耦合器提高抗干扰能力（2）利用滤波电路提高抗干扰能力）利用滤波电路提高抗干扰能力 输出接口电路（1）小型继电器输出形式）小型继电器输出形式连接文件夹第二章图12.doc（2）大功率晶体管或场效应管输出形式。大功率晶体管或场效应管输出形式。连接文件夹第二章

5、2.doc（3）双向晶闸管输出形式。双向晶闸管输出形式。连接文件夹第二章图13.doc6 编程器 编程器是编程器是PLC的重要外围设备。利用编程的重要外围设备。利用编程器将用户程序送入器将用户程序送入PLC的存储器，还可以的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视用编程器检查程序，修改程序，监视PLC的工作状态的工作状态。常见的给常见的给PLC编程的装置有手持式编程器编程的装置有手持式编程器和计算机编程方式。和计算机编程方式。2.2 可编程控制器的工作原理 PLC是采用周期性循环执行用户是采用周期性循环执行用户程序的工作方式。在每个周期中读一程序的工作方式。在每个周期中读一次输入端子次输

6、入端子,写一次输出端子，即集中写一次输出端子，即集中采样、集中输出的方式采样、集中输出的方式。(见P11的图2-8)扫描周期主要可分为（1）读输入阶段）读输入阶段 每次扫描周期的开始，每次扫描周期的开始，先读取输入点的当前值，然后写到输入先读取输入点的当前值，然后写到输入映像寄存器。映像寄存器。（2）用户程序执行阶段，）用户程序执行阶段，PLC按照梯形图按照梯形图的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫描描。（3）处理通信请求阶段）处理通信请求阶段。（4）执行）执行CPU自诊断测试阶段。自诊断测试阶段。（5）写输出阶段）写输出阶段。2.3 可编程控制器主要技术指标

7、1.输入输入/输出点数输出点数2.存储容量存储容量3.扫描速度扫描速度4.指令系统指令系统5.通信功能通信功能1.输入/输出点数 可编程控制器的可编程控制器的I/O点数指外部输入点数指外部输入、输出端子数量的总和。它是描述的、输出端子数量的总和。它是描述的PLC大小的一个重要的参数。大小的一个重要的参数。2.存储容量 PLC的存储器由系统程序存储器，用的存储器由系统程序存储器，用户程序存储器和数据存储器三部分组成。户程序存储器和数据存储器三部分组成。PLC存储容量通常指用户程序存储器和数存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供给用户据存储器容量之和，表征系统提供给用户的可

8、用资源，是系统性能的一项重要技术的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。指标。3.扫描速度 可编程控制器完成一次扫描所需的可编程控制器完成一次扫描所需的时间叫做扫描周期时间叫做扫描周期(毫秒级毫秒级)。影响扫描。影响扫描速度的主要因素有用户程序的长度和速度的主要因素有用户程序的长度和PLCPLC产品的类型。产品的类型。PLCPLC中中CPUCPU的类型、机器字的类型、机器字长等直接影响长等直接影响PLCPLC运算精度和运行速度。运算精度和运行速度。4.指令系统 指令系统是指指令系统是指PLC所有指令的总和所有指令的总和。可编程控制器的编程指令越多，软件。可编程控制器的编程指令越多，软件功能就

9、越强，但掌握应用也相对较复杂功能就越强，但掌握应用也相对较复杂。用户应根据实际控制要求选择合适指。用户应根据实际控制要求选择合适指令功能的可编程控制器。令功能的可编程控制器。5.通信功能 通信有通信有PLC之间的通信、之间的通信、PLC与其与其它设备之间的通信。通信主要涉及通信接它设备之间的通信。通信主要涉及通信接口、通信模块、通信协议和通信指令等内口、通信模块、通信协议和通信指令等内容。容。PLC的组网和通信能力也已成为的组网和通信能力也已成为PLC产品水平的重要衡量指标之一。产品水平的重要衡量指标之一。习题 1.可编程控制器的基本组成有哪些？可编程控制器的基本组成有哪些？2.输入接口电路有哪几种形式？输入接口电路有哪几种形式？3.输出接口电路有哪几种形式？输出接口电路有哪几种形式？4.PLC工作过程分哪几个阶段？工作过程分哪几个阶段？