《PLC的工作原理》PPT课件.ppt

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1、第2章PLC工作原理2.1PLC的组成2.1.1PLC的基本结构CPU模块I/O模块编程器电源接口第2章PLC工作原理2.1.2PLC的CPU模块1、中央处理单元CPUCPU是PLC的核心部件，由运算器和控制器组成。主要用于：接收并存储从编程器输入的用户程序；检查编程过程是否出错；进行系统诊断；解释并执行用户程序；完成通信及外设的某些功能。2、存储器存储器有三种。系统程序存储器。用于存放系统程序，这些程序在PLC出厂前就已经固化到只读存储器ROM中。第一部分为系统管理程序；第二部分为用户指令解释程序；第三部分

2、为标准程序模块与系统调用程序。用户程序存储器。用于存储PLC用户的应用程序，在调试阶段，用户程序存放在读写存储器RAM中，可由备用电池（一般为锂电池）保存2～3年。工作数据存储器。工作数据存储器用来存储工作数据，即用户程序中使用的ON/OFF状态、数值数据等。2.1PLC的组成2.1.3PLC的I/O模块输入/输出接口是PLC与外界连接的接口。输入接口用来接收和采集两种类型的输入信号，一类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等的开关量输入信号。另一类是由电位器、测速发电机

3、和各种变送器等来的模拟量输入信号。输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀（模拟量）、调速装置（模拟量）等。2.1PLC的组成输入模块图1直流输入接口单元电路2.1PLC的组成输入模块图2交/直流输入接口单元电路图3交流输入电路2.1PLC的组成输出模块图4数字（开关）量输出电路2.1PLC的组成2.1.4编程器编程器是PLC最重要的外围设备，是PLC不可缺少的部分。编程器的作用是输入和编辑用户程序、调试程序和监控程序的执行过程。编程器一般有两种类型：简易编程器和图形编程器。简

4、易编程器体积小，便宜，使用方便，适合小型PLC，缺点是需联机编程；图形编程器是指带有显示屏的编程器，有液晶显示（LCD）和阴极射线式（CRT）两种，可用指令语句编程，也可用梯形图编程，可联机编程也可脱机编程，操作方便，功能强大，还可与打印机、绘图仪等设备相连，但价格较高，适用于大型PLC。随着PLC联网功能增强，出现了第三种编程方式，即计算机辅助编程。由于计算机的参与，用PLC编程软件编程的工作效率和编程量远非前两种编程器可比，因此，越来越多的用户更愿意采用这种编程方式。2.1PLC的组成2.1.5PLC的电

5、源模块PLC内部配有开关式稳压电源的电源模块，用来将外部供电电源转变成供PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需要的直流电源。另外，为防止在外部电源发生故障的情况下，PLC内部程序和数据等重要信息的丢失，PLC还带有锂电池作为后备电源。2.1.6PLC的I/O模块的外部接线方式外部接线方式有汇点式、分组式和分隔式三种。2.1PLC的组成2.1.6PLC的分类1.按硬件结构三菱PC基本单元外形根据硬件结构的不同，可以将PLC分为整体型、模块式和叠装式。整体式将CPU模块、IO模块及电源装于一个机箱内

6、，结构非常紧凑。体积小，价格低，小型PLC一般采用整体式结构。模块式PLC用搭积木的方式组成系统，大、中型PLC和部分小型PLC采用模块式结构。叠装式吸取了整体式和模块式的优点，它的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和深度相同，但宽度不同，它们之间通过扁平电缆连接，使用特别方便。2.1PLC的组成2.1.6PLC的分类2.按I/O点数分小型PLC：入出总点子数256中型PLC：入出总点子数256~2048大型PLC：入出总点子数>20483.按功能分低档机中档机高档机三菱PLC外形图Q系列PLCFX2N系列

7、PLCFX1N系列PLCFX1S系列PLC2.2PLC的工作原理2.2.1PLC的工作原理PLC有两种工作状态，即运行（RUN）状态和停止（STOP）状态。在运行状态，PLC通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直到PLC停机或切换到STOP工作状态。除了执行用户程序外，每次循环过程中，PLC不还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段，如右图所示。PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫

8、描工作方式。开始自诊断与编程器通信读入现场信号执行用户程序输出结果STOPRUN2.2PLC的工作原理2.2.2扫描周期在工作状态下，执行一次上图所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期。其典型值为1-100ms。2.2PLC的工作原理1.输入采样阶段。PLC首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入内存中各对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段，此时输入影响寄存器与外界