1.3 PLC 的結(jié)構(gòu)及工作原理

11PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理延遲符任務(wù)一：認識可編程控制器

PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理可編程控制器的核心是CPU，在CPU的外圍配置了相應(yīng)的接口電路（硬件），在CPU中配置了監(jiān)控程序（軟件）。1、PLC的基本構(gòu)成3

（1）中央處理單元（CPU）

PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。1、PLC的基本構(gòu)成4（2）I/O模塊PLC的對外功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。（3）電源模塊為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。還為輸入電路提供24V的工作電源。電源按其輸入類型有：交流電源220V或110V；直流電源24V。（4）底板或機架電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。1、PLC的基本構(gòu)成5（5）PLC的外部設(shè)備外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類：①編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。②監(jiān)控設(shè)備：直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。③存儲設(shè)備：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失。

④輸入/輸出設(shè)備：用于接收信號或輸出信號。（6）PLC的通信聯(lián)網(wǎng)PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。1）CPU模塊CPU模塊主要由CPU芯片和存儲器組成。PLC的程序分為操作系統(tǒng)和用戶程序。RAM（隨機存取存儲器）的工作速度高、價格便宜、改寫方便。斷電后儲存的信息丟失。ROM（只讀存儲器）只能讀出，不能寫入。斷電后儲存的信息不會丟失。E2PROM（可以電擦除可編程的只讀存儲器）的數(shù)據(jù)可以讀出和改寫，斷電后信息不會丟失。寫入數(shù)據(jù)的時間比RAM長。S7-200用E2PROM來存儲用戶程序和需要長期保存的重要數(shù)據(jù)。2）編程計算機與編程軟件STEP7-Micro/WIN用來生成和編輯用戶程序，和監(jiān)控用戶程序的運行。3）電源PLC使用AC220V電源或DC24V電源。小型PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器提供DC24V電源。1.PLC的硬件系統(tǒng)4）I/O模塊I/O模塊是輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊的簡稱。

輸入模塊作用：用來采集輸入信號，是連接可編程控制器與其它外設(shè)之間的橋梁。對輸入信號進行濾波、隔離、電平轉(zhuǎn)換等，把輸入信號安全、可靠地傳送給CPU。

生產(chǎn)設(shè)備的控制信號通過輸入模塊傳送給CPU。常用的輸入信號：按鈕、位置開關(guān)、開關(guān)或電位器、傳感器、變送器一個輸入單元—一個輸入繼電器—一個輸入接點

輸出模塊用來控制外部的負載和執(zhí)行器。開關(guān)量輸出單元用于連接繼電器、接觸器、電磁閥線圈，是PLC的主要輸出口，是連接PLC與控制設(shè)備的橋梁。CPU運算的結(jié)果通過輸出單元模塊輸出。輸出單元模塊通過將CPU運算的結(jié)果進行隔離和功率放大后來驅(qū)動外部執(zhí)行元件。輸出單元類型很多，但是它們的基本原理是相似的。PLC有3種輸出方式：繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。圖示為PLC的3種輸出電路圖。三種輸出方式：C)繼電器輸出：a)晶體管輸出：b)晶閘管輸出：晶體管輸出只能驅(qū)動直流負載。反應(yīng)速度快、壽命長。適用于要求快速開斷或動作頻繁的場合。如控制步進電機的驅(qū)動器，伺服電機驅(qū)動器和變頻器等，繼電器輸出電路可以驅(qū)動直流負載和交流負載，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，動作速度慢，動作次數(shù)有限制。場效應(yīng)管輸出電路只能驅(qū)動交流負載。適用于高電壓的，動作頻率高的負載。三種輸出方式：（1）軟件分類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件（2）應(yīng)用軟件常用的編程語言梯形圖、指令表、功能圖以及高級語言PLC梯形圖中是一種以圖形符號及圖形符號在圖中相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語言。由繼電器控制電路演變過來。2.PLC的軟件系統(tǒng)指令表語言與匯編語言類似

用一系列操作指令組成的語句表將控制流程描繪出來。序號操作碼操作數(shù)0LDI0.01OQ0.02ANI0.13=Q0.04END2.PLC的軟件系統(tǒng)PLC的工作原理與計算機的工作原理基本上是一致的，可以簡單地描述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。但個人計算機與PLC的工作方式有所不同，計算機一般采用等待命令的工作方式；而PLC在確定了工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描的工作方式。3.可編程控制器的基本原理

3.PLC的工作過程3.PLC的掃描過程

2、PLC的工作原理PLC則采用循環(huán)掃描的方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，如：CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài)，按用戶程序進行運算處理，然后順序向輸出點發(fā)出相應(yīng)的控制信號。整個過程可分為5個階段：自診斷、通信處理、掃描輸入、執(zhí)行程序、刷新輸出，其工作過程示意圖如圖所示。PLC工作過程示意圖1717謝謝延遲符PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/