可编程序控制器的硬件与工作原理

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1、第一章：可编程控制器的组成与工作原理娄底职院4.1可编程控制器的构成图.1PLC的结构PLC由CPU、存储器、输入/输出接口、内部电源和编程设备几部分构成7/25/20212娄底职院4.1.1CPU模块接受、存储用户程序；按扫描工作方式接收来自输入单元的数据和信息，并存入相应的数据存储区；执行监控程序和用户程序，完成数据和信息的逻辑处理，产生相应的内部控制信号，完成用户指令规定的各种操作；响应外部设备的请求。CPU是PLC的运算控制中心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分的工作，其具

2、体作用是：CPU模块（中央处理器+存储器）7/25/20213娄底职院RAM：随机存储器，可读可写，没有断电保持功能。ROM：只读存储器，只读，不能写。RAM存放用户程序ROM存放系统程序存储器用于存放系统程序、用户程序和运行中的数据。包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。EPROM：可擦除程序的只读存储器，用紫外线照射芯片上的透镜窗口，可以擦除已写入的内容，而写入新的程序。EEPROM：可电擦除的只读存储器，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取的优点。7/25/20214娄底职院输入输出接口是P

3、LC与工业控制现场各类信号连接的部分。4.1.2输入输出接口输入接口用来接受生产过程的各种参数（输入信号）。输出接口用来送出可编程控制器运算后得出的控制信息（输出信号），并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。为了适应可编程控制器在工业生产现场的工作，对输入输出接口有二个主要的要求：良好的抗干扰能力能满足工业现场各类信号的匹配要求7/25/20215娄底职院可编程控制器为不同的接口需求设计了不同的接口单元：开关量输入接口其作用是把现场的开关量信号变成可编程控制器内部处理的标准信号。开关量输入接口按可接纳的外部

4、信号电源的类型不同，分为直流输入单元和交流输入单元。开关量输出接口按可编程控制器机内使用的器件不同，分为继电器型、晶体管型和可控硅型。开关量输出接口其作用是把可编程内部的标准信号转换成现场执行机构所需的开关量信号。7/25/20216娄底职院1．开关量输入接口图1.3直流开关量输入单元4.1.2输入输出接口7/25/20217娄底职院1．开关量输入接口图1.3交流开关量输入单元1.1.2输入输出接口7/25/20218娄底职院4.1.3电源可编程控制器的电源包括:*为可编程控制器各工作单元供电的开关电源*为掉电保

5、护电路供电的后备电源，一般为电池7/25/20219娄底职院4.1.4外部设备可编程控制器一般可配备的外部设备：编程器盒式磁带机，用以记录程序或信息打印机，用以打印程序或制表EPROM写入器，用以将程序写入用户EPROM中高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或监视有关部分的运行状态编程器7/25/202110娄底职院4.2.1输入接口电路一、直流输入接口电路说明把外部开关量的状态转换为PLC内部“1”、“0”状态的过程。图中只画出一个点的内部接口，外部电源是直流24V电源。7/25/202111娄底职院4.2

6、.1输入接口电路的工作过程与原理工作作用：外部电路中的一个按钮或开关闭合时，二极管都要导通发光使光耦合元件的输出端的晶体光敏三极管导通，就把该外部开关闭合的信号传递到内部电路，使输入状态寄存器对应位存“1”。当外部电路中按钮或开关断开时，接口电路不通，发光二极管不发光，则把该外部开关断开的信号也传递到内部电路，使输入状态寄存器对应位存“0”。7/25/202112娄底职院4.2.1输入接口电路二、交流输入接口电路其外部电源是交流电源，电压为交流110V或220V（50或60Hz）。交流输入接口电路在外部输入开关器

7、件需接交流电源时使用。工作：同样的，当外部电路中的按钮或开关闭合时，交流电压加在输入端与公共端之间，使光耦元件工作，开关闭合的信号送到PLC内部，使输入状态暂存器对应位存“1”。三、直接输入接口电路有的PLC已经把24V电源事先串接在PLC的内部接口电路线上，在外部看不见电源，外部接线时只需要把开关或按钮直接接在输入点和COM端上就可以了，这叫做直接输入。7/25/202113娄底职院4.3.1plc工作方式（循环扫描）扫描：从0000号存贮地址开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存贮地址号递增的方向顺序逐条扫描

8、用户程序直到程序结束。完成一次扫描程序后，再从头开始扫描，并周而复始地重复。一个循环扫描过程时间称为扫描周期。扫描过程分为三个阶段进行：即输入采样（输入处理）阶段，程序执行（程序处理）阶段，输出刷新（输出处理）阶段。输入采样程序执行输出刷新7/25/202114娄底职院PLC的工作过程示意图7/25/202115娄底职院输入采样程序执行输出处理一个扫描周期●●●Y0Y1Y