PLC硬件結(jié)構(gòu)和工作基本原理

1、PLC硬件結(jié)構(gòu)和工作基本原理2.1 可編程控制器的基本組成可編程控制器的基本組成 1. 控制組件控制組件2. I/OI/O擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口3. 外設(shè)接口外設(shè)接口4. 電源電源5. 輸入輸出接口電路輸入輸出接口電路6 編程器編程器1. 控制組件控制組件 可編程控制器主要由可編程控制器主要由CPU、存儲(chǔ)器、基本存儲(chǔ)器、基本I/O接口電接口電路、外設(shè)接口、編程裝置、電源等組成。路、外設(shè)接口、編程裝置、電源等組成。連接文件夾第二章圖1.doclCPU單元單元可編程控制器的控制中樞，相當(dāng)于人的大可編程控制器的控制中樞，相當(dāng)于人的大腦。腦。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成一般由控制電路、運(yùn)算器和寄

2、存器組成 。l存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器由只讀存儲(chǔ)器由只讀存儲(chǔ)器ROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和可和可電擦寫的存儲(chǔ)器電擦寫的存儲(chǔ)器EEPROM三大部分構(gòu)成，主要用于存放三大部分構(gòu)成，主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。2. I/O單元及單元及I/O擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口 lI/O單元單元可分為模擬量可分為模擬量I/O單元、數(shù)字量單元、數(shù)字量I/O單元兩大類。單元兩大類。 也可分為基本也可分為基本I/O單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展I/O單元兩大類單元兩大類 。lI/O擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口當(dāng)基本當(dāng)基本I/O單元的輸入或輸出點(diǎn)數(shù)不夠使用單元的輸入或輸出點(diǎn)數(shù)不夠使用時(shí)，可通過(guò)時(shí)，可通過(guò)I/O擴(kuò)

3、展接口來(lái)擴(kuò)充開關(guān)量和模擬量模塊。擴(kuò)展接口來(lái)擴(kuò)充開關(guān)量和模擬量模塊。3. 外設(shè)接口外設(shè)接口 外設(shè)接口電路外設(shè)接口電路用于連接手持編程器或用于連接手持編程器或其它圖形編程器、文本顯示器，并能通過(guò)外設(shè)其它圖形編程器、文本顯示器，并能通過(guò)外設(shè)接口組成接口組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。的控制網(wǎng)絡(luò)。PLC通過(guò)通過(guò)PC/PPI電電纜或使用纜或使用MPI卡通過(guò)卡通過(guò)RS-485接口與計(jì)算機(jī)連接，接口與計(jì)算機(jī)連接，可以實(shí)現(xiàn)編程、監(jiān)控、連網(wǎng)等功能。可以實(shí)現(xiàn)編程、監(jiān)控、連網(wǎng)等功能。 4. 電源電源 電源單元電源單元是是PLC內(nèi)部的一個(gè)專用開關(guān)內(nèi)部的一個(gè)專用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，把式穩(wěn)壓電源，把220V交流電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作交流電

4、源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。電壓。( (如如5伏、伏、12伏、伏、24伏直流電壓），并伏直流電壓），并為外部輸入元件（如接近開關(guān)）提供為外部輸入元件（如接近開關(guān)）提供24V直流電直流電源（僅供輸入端點(diǎn)使用），而驅(qū)動(dòng)源（僅供輸入端點(diǎn)使用），而驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的負(fù)載的電源由用戶提供。電源由用戶提供。 5. 輸入輸出接口電路輸入輸出接口電路連接文件夾第二章圖11.doc輸入接口電路輸入接口電路提高抗干擾能力的方法主要有提高抗干擾能力的方法主要有 （1）利用光電耦合器提高抗干擾能力）利用光電耦合器提高抗干擾能力 （2）利用濾波電路提高抗干擾能力）利用濾波電路提高抗干擾能力 輸出接口電路輸出接口電路（1）小型繼

5、電器輸出形式）小型繼電器輸出形式連接文件夾第二章圖12.doc （2）大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管輸出形式。大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管輸出形式。連接文件夾第二章2.doc（3）雙向晶閘管輸出形式。雙向晶閘管輸出形式。連接文件夾第二章圖13.doc6 編程器編程器 l編程器是編程器是PLC的重要外圍設(shè)備。利用編程器將用的重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入戶程序送入PLC的存儲(chǔ)器，還可以用編程器檢查的存儲(chǔ)器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視程序，修改程序，監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)的工作狀態(tài)。l常見(jiàn)的給常見(jiàn)的給PLC編程的裝置有手持式編程器和計(jì)算編程的裝置有手持式編程器和計(jì)算機(jī)編程方式。機(jī)編程方式。 2

6、.2 可編程控制器的工作原理可編程控制器的工作原理 PLC是采用周期性循環(huán)執(zhí)行用戶程序是采用周期性循環(huán)執(zhí)行用戶程序的工作方式。在每個(gè)周期中讀一次輸入端的工作方式。在每個(gè)周期中讀一次輸入端子子, ,寫一次輸出端子，即集中采樣、集中輸寫一次輸出端子，即集中采樣、集中輸出的方式出的方式。(見(jiàn)P11的圖2-8)掃描周期主要可分為掃描周期主要可分為（1）讀輸入階段）讀輸入階段 每次掃描周期的開始，先讀取每次掃描周期的開始，先讀取輸入點(diǎn)的當(dāng)前值，然后寫到輸入映像寄存器。輸入點(diǎn)的當(dāng)前值，然后寫到輸入映像寄存器。 （2）用戶程序執(zhí)行階段，）用戶程序執(zhí)行階段，PLC按照梯形圖的順序，按照梯形圖的順序，自左而右，

7、自上而下的逐行掃描自左而右，自上而下的逐行掃描。（3）處理通信請(qǐng)求階段）處理通信請(qǐng)求階段 。（4）執(zhí)行）執(zhí)行CPU自診斷測(cè)試階段。自診斷測(cè)試階段。 （5）寫輸出階段）寫輸出階段。2.3 可編程控制器主要技術(shù)指標(biāo)可編程控制器主要技術(shù)指標(biāo) 輸入輸入/輸出點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量掃描速度掃描速度指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)通信功能通信功能1. 輸入輸入/輸出點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù) 可編程控制器的可編程控制器的I/O點(diǎn)數(shù)指外部輸入、輸出點(diǎn)數(shù)指外部輸入、輸出端子數(shù)量的總和。它是描述的端子數(shù)量的總和。它是描述的PLC大小的一個(gè)重大小的一個(gè)重要的參數(shù)。要的參數(shù)。2. 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 PLC的存儲(chǔ)器由系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，用戶程序

8、的存儲(chǔ)器由系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器三部分組成。存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器三部分組成。PLC存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量通常指用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量之和，通常指用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量之和，表征系統(tǒng)提供給用戶的可用資源，是系統(tǒng)性能的表征系統(tǒng)提供給用戶的可用資源，是系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。 3. 3. 掃描速度掃描速度 可編程控制器完成一次掃描所需的時(shí)間叫可編程控制器完成一次掃描所需的時(shí)間叫做掃描周期做掃描周期( (毫秒級(jí)毫秒級(jí)) )。影響掃描速度的主要因。影響掃描速度的主要因素有用戶程序的長(zhǎng)度和素有用戶程序的長(zhǎng)度和PLCPLC產(chǎn)品的類型。產(chǎn)品的類型。PLCPLC

9、中中CPUCPU的類型、機(jī)器字長(zhǎng)等直接影響的類型、機(jī)器字長(zhǎng)等直接影響PLCPLC運(yùn)算精度運(yùn)算精度和運(yùn)行速度。和運(yùn)行速度。 4. 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)是指指令系統(tǒng)是指PLC所有指令的總和?？删幩兄噶畹目偤汀？删幊炭刂破鞯木幊讨噶钤蕉啵浖δ芫驮綇?qiáng)，程控制器的編程指令越多，軟件功能就越強(qiáng)，但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際控但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際控制要求選擇合適指令功能的可編程控制器。制要求選擇合適指令功能的可編程控制器。5. 通信功能通信功能 通信有通信有PLC之間的通信、之間的通信、PLC與其它設(shè)備與其它設(shè)備之間的通信。通信主要涉及通信接口、通信模之間的通信。通信主要涉及通信接口、通信模塊、通信協(xié)議和通信指令等內(nèi)容。塊、通信協(xié)議和通信指令等內(nèi)容。PLC的組網(wǎng)的組網(wǎng)和通信能力也已成為和通信能力也已成為PLC產(chǎn)品水平的重