PLC的基本组成和工作原理课件.ppt

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1、可编程控制器的应用技术郑刚1第2章PLC的基本组成和工作原理§2.1PLC的基本组成§2.2PLC的工作原理§2.3PLC的编程语言2§2.1PLC的基本组成任何一种继电器控制系统均是由三个基本部分组成，即输入部分、逻辑部分、输出部分。其中，输入部分是指各类按钮、行程开关、转换开关；逻辑部分是指由各种继电器及其触点组成的实现一定逻辑功能的控制线路；输出部分是指各种电磁阀、线圈、电动机的各种接触器以及信号指示灯等执行电器。一、继电器控制系统3继电器控制系统是根据各种输入条件去执行逻辑控制功能，而各种

2、逻辑控制线路是根据被控对象实际需要已经设计并由许多继电器等逻辑部件固定接好的。FUX1X2T1Y1电源FUT1K20Y2电源FUY1Y2红灯绿灯4与继电器控制系统类似，PLC也由输入部分、逻辑部分、输出部分组成。PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，PLC是一种工业控制用的专用计算机，是由硬件系统和软件系统两大部分组成。输入部分逻辑部分输出部分5PLC外观6PLC应用于步进电机控制7二、PLC的硬件结构8（一）中央处理单元（CPU）一般由控制器、运算器和寄存器等组成，各电路都集成在一块

3、芯片上。CPU通过地址总线、数据总线和控制总线与存储单元、输入/输出（I/O）接口电路相连接。它是PLC的核心部分，与通用微机的CPU一样其作用在PLC中类似于人体的神精中枢。CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。PLC大多采用8位或16位微处理器，可编程控制器的档次越高，CPU的位数也越多，运算速度也越快，功能指令也越强。9主要功能：1)按PLC系统程序赋予的功能接收并存贮从编程器输入的用户程序和数据；2)用扫描方式接收现场输入装置的状态与数据，并存入输入映像寄存器或

4、数据寄存器；3)诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误；4)在PLC进入运行状态后，从存贮器中逐条读取用户程序，经过命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启、闭有关控制电路。10（二）存储器可编程控制器的存储器可以分为系统程序存储器、用户程序存储器及工作数据存储器等三种。系统程序存储器用来存放由可编程控制器生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能直接更改。它使可编程控制器具有基本的智能。能够完成可编程控制器设计者规定的各项工作。系统程序质量的好坏，很大程度上决

5、定了PLC的性能。1.系统程序存储器111）系统管理程序，它主要控制可编程控制器的运行，使整个可编程控制器按部就班地工作；2）用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将可编程控制器的编程语言变为机器语言指令，再由CPU执行这些指令；3）标准程序模块与系统调用程序，它包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序，如完成输入、输出及特殊运算等的子程序，可编程控制器的具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少决定了可编程控制器性能的强弱。系统程序存储器的内容主要包括三部分：12根据控制要求而编制的应

6、用程序称为用户程序。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务，用规定的可编程控制器编程语言编写的各种用户程序。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同，可以是RAM（有用锂电池进行掉电保护），EPROM或EEPROM存储器，其内容可以由用户任意修改或增删。目前较先进的的可编程控制器采用可随时读写的快闪存储器作为用户程序存储器。快闪存储器不需后备电池，掉电时数据也不会丢失。2.用户程序存储器13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。在工作数据区中开辟

7、有元件映像寄存器和数据表。其中元件映像寄存器用来存储开关量/输出状态以及定时器、计数器、辅助继电器等内部器件的ON/OFF状态。数据表用来存放各种数据，它存储用户程序执行时的某些可变参数值及A/D转换得到的数字量和数学运算的结果等。在可编程控制器断电时能保持数据的存储器区称数据保持区。用户程序存储器和用户存储器容量的大小，关系到用户程序容量的大小和内部器件的多少，是反映PLC性能的重要指标之一。3.工作数据存储器14（三）输入接口电路可编程控制器为不同的接口需求设计了不同的接口单元。1.数字量输入

8、接口开关和传感器接口电路15交/直流输入接口单元电路16交流输入电路17数字量输入接口单元中都有滤波电路及光电耦合隔离电路。滤波有抗干扰的作用，耦合有抗干扰及产生标准信号的作用。2.模拟量输入接口作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合可编程序控制器内部处理的由若干位二进制数字表示的信号。模拟量输入接口接受标准模拟信号，无论是电压信号还是电流信号均可。这里标准信号是指符合国际标准的通用交互用电压电流信号值，如4～20mA的直流电流信号，1～10V的直流电压信号等。工业现场中模