可编程序控制器的硬件与工作原理ppt课件.ppt

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1、第2章PLC的硬件与工作原理〖重点内容〗1、PLC的工作原理2、开关量I/O模块电路的工作原理、特性3、PLC的I/O响应时间〖授课时数〗7—8课时2.1PLC的物理结构整体式叠装式模块式PLC的物理结构可分下列三种：一、整体式（又称单元式或箱体式）将CPU模块、I/O模块和电源安装在一个箱状机壳内，结构紧凑。小型PLC一般采用整体式结构，如三菱公司的F1系列。二、模块式将PLC的各部分做成模块，供选用。用搭积木的方式组成系统，由框架（基板）和模块组成。选择灵活，维修更换方便，但价格较高，一般大、中

2、型PLC采用此种结构。如欧姆龙公司的C2000α系列吸收了整体式和模块式的优点基本单元、扩展单元、扩展模块等高等宽，但长度不同（如FX系列见书P8图2.2所示）。如三菱公司的FX0N、FX2N系列仅用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的长方体。基本单元：包含CPU模块、I/O模块和电源扩展单元：只包含I/O模块和电源扩展模块：只有I/O模块，电源由基本单元或扩展单元提供三、叠装式2.2CPU模块一、组成：由CPU和存贮器组成。二、功能指挥和协调PLC的程序运行；控制输入/输出操作；监视PLC工作状

3、态。三、微处理器（CPU）小型机一般使用8位微处理器，如8080；大中型采用16-32位微处理器，如80286。通用微处理器价格便宜，通用性强。单片微处理器集成度高、体积小、价格低，如8051等。运算速度快，如AMD2900系列，很适合于以顺序扫描方式工作的PLC使用。通用微处理器单片微处理器位片式微处理器四、存贮器1、系统程序存贮器存放工业控制机的操作系统，不能由用户更改。各厂家的PLC、不同型号PLC的系统程序各不相同。存放用户程序，以字为单位。小型机存贮容量一般为几k，大型机存贮容量高达几百k

4、。另外用户可根据需要进行扩展。2、用户程序存贮器注：根据需要，部分数据表寄存器在停电时用后备电池维持当前值，即具有掉电自保持功能。如FX0N系列：S0---S127等。4、高速暂存存贮器用来存放临时结果和一些统计资料。用来存贮PLC的开关量I/O和定时器、计数器、辅助继电器等内部继电器的ON/OFF状态，占用存贮单元中的一个位（bit）。用来存放各种数据。每一个数据占一个字（16bit），如定时器、计算器的当前值和设定值元件映像表（器）数据表3、数据表寄存器（DataTableMemory）2.3开

5、关量I/O模块开关量I/O模块的信号仅有接通（“1”态）和断开（“0”态）两种状态。电压等级有直流5V、12V、24V、48V和交流110V、220V等（注：FXON-24MR/FX2N-48等开关量输入模块由内部电源24V供电）。输入输出电压很宽。一、I/O模块的外部接线（有三种形式）汇点式分隔式分组式I/O点分为若干组，每组的I/O电路有一个公共点，它们共用一个电源。各组之间是分隔的，可以分别使用不同的电源。有一个公共点，各输入或输出共用一个电源。如FXON-24MR输入点采用此方式。各I/O之

6、间相互隔离，每一I/O都可以单独使用电源。问题探讨：1、FX0N-24MR输出点采作分组式与分隔式的结合3、若分组式或分隔式要共用电源，应如何接线？如图2-1（c）中Y0点和Y2点要共用一个电源，请画出外部接线图。2、接线和电源选择最灵活的是分隔式，其次是分组式。二、输入模块设有RC滤波电路防止输入抖动或外部干扰引起的错误的输入信号。滤波延迟时间的典型值，上升沿：10-20ms，下降沿：20-50ms，输入电流约为10mA。如左图示：0是输入继电器的编号，不需要外接电源（称为无源式输入单元）1、直流

7、输入电路工作原理：当外部输入触点闭合时，指示灯亮，光敏三极管饱和导通，对应的输入映象寄存器的内容为“1”；当外部输入触点断开时，指示灯灭，光敏三极管截止，对应的输入映象寄存器的内容为“0”。在输入采样阶段FXON系列也采用上述电路，电源：直流24V（由内部供电），X0—X7为7mA，X10以上为5mA，滤波时间0-15ms内变动（D8020）。能不能将滤波时间设为“0”？注：2、交流输入电路如图2-3所示，光电耦合器中有两个反并联的发光二极管。三、输出模块接受来自CPU的数字信号，将这些信号转换为驱

8、动信号。包括：隔离、电平转换、放大等电路。输出模块具有隔离和功率放大功能，输出电流的典型值为0.5-2A，负载电源由外部现场提供。根据输出电路所用开关器件的不同可分下列三种：继电器输出电路（R）晶体管输出电路（T）双向可控硅输出电路(S)1、继电器输出电路（R）当对应于J的输出映象寄存器状态为“1”时，输出指示灯亮，J得电吸合，其常开触点闭合，负载得电。当对应于J的输出映象寄存器状态为“0”时，输出指示灯灭，J失电，其常开触点断开，负载失电。1）工作原理与触点并联的R