模块一任务2PLC组成及工作原理教学资料

1、模块一模块一 可编程控制器概述可编程控制器概述1.1 PLC1.1 PLC的基本认识的基本认识1.2 PLC1.2 PLC的功能和特点的功能和特点1.3 PLC1.3 PLC的结构与工作过的结构与工作过程程硬件系统硬件系统l1.系统程序（或称为系统软件）系统程序（或称为系统软件）l2.用户程序（或称为应用软件）用户程序（或称为应用软件）PLC的组成的组成? PLC的组成及工作原理的组成及工作原理一、一、 可编程序控制器的硬件结构可编程序控制器的硬件结构CPUCPU模块（微处理器模块（微处理器+ +存储器存储器 ） I/OI/O模块模块编程器编程器电源电源接触器接触器电磁阀电磁阀指示灯指示灯电源

2、电源输输入入模模块块输输出出模模块块CPU模块模块可编程序控制器可编程序控制器按钮按钮选择选择开关开关限位限位开关开关编程器编程器1、中央处理器（、中央处理器（CPU）它主要完成以下的功能：它主要完成以下的功能：（1 1）将输入信号送入将输入信号送入PLCPLC中存储起来。中存储起来。 （2 2）按存放的先后顺序）按存放的先后顺序取出用户指令，进取出用户指令，进行编译行编译。 （3 3）完成完成用户指令规定的用户指令规定的各种操作各种操作。（4 4）将）将结果送到输出端结果送到输出端。（5 5）响应响应各种外围设备（如变程器、打印各种外围设备（如变程器、打印机等）的机等）的请求请求。2、存储器

3、、存储器 （1）RAM（即随机存取存储器）：（即随机存取存储器）：可以随时可以随时由由 CPUCPU对它进行读出、写入，主要用来存放各对它进行读出、写入，主要用来存放各种暂存的数据、中间结果及用户正在调试的程种暂存的数据、中间结果及用户正在调试的程序；序；（2）ROM （即只读存储器）：（即只读存储器）：CPUCPU只从中读只从中读取而不能写入，主要存放监控程序及用户已调取而不能写入，主要存放监控程序及用户已调试好的程序，这些程序都事先烧在试好的程序，这些程序都事先烧在ROMROM芯片中，芯片中，开机后便可运行其中程序。开机后便可运行其中程序。注意：注意： PLCPLC产品手册中给出的产品手册

4、中给出的“存储器类型存储器类型”和和“程序容量程序容量”是针对用户程序存储器而言的。是针对用户程序存储器而言的。3、输入输出接口 输入输出接口输入输出接口是是PLC与工业控制现场各类信号连接的部分。与工业控制现场各类信号连接的部分。 输入接口输入接口用来用来接受接受生产过程的各种参数（生产过程的各种参数（输入信号输入信号）。）。 输出接口输出接口用来用来送出送出可编程控制器运算后得出的可编程控制器运算后得出的控制信息控制信息（输出信（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。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

5、口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：有二个主要的要求： 良好的抗干扰能力良好的抗干扰能力 能满足工业现场各类信号的匹配要求能满足工业现场各类信号的匹配要求（1）开关量输入接口电路）开关量输入接口电路接受和采集接受和采集按钮、按钮、选择开关、行程选择开关、行程开关、继电器触开关、继电器触点、接近开关、点、接近开关、光电开关、数字光电开关、数字拨码开关等的开拨码开关等的开关量信号。关量信号。I0.0I0.1L+I0.524VI0.2I0.4接近开关接近开关限位开关按钮继电器接点M1M接近开关接近开关限位开关按钮继电器接点NPN型PNP型PNP型NPN型2MI

6、0.0I0.1L+I0.524VI0.2I0.4M1M2M （2）开关量输出接口电路）开关量输出接口电路 采用光电耦合电路，将采用光电耦合电路，将CPUCPU处理过的处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出，信号转换成现场需要的强电信号输出，以以驱动接触器、电磁阀等外部设备的驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电通断电。将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接电磁阀、触器线圈等电器通断电。 PLC输出接口电路可以分为3种负载种类交直通用直流负载交流负载电流大小 2A0.5mA0.2mA响应时间10mS0.2mS以下1mS以下（2）输出接口电路）输出接口电路PLC的开关量继

7、电器输出接口电路的开关量继电器输出接口电路光电耦合器Q0.01L输出锁存器+24V信号灯Q0.1220VQ0.0输出电路Q0.1输出电路 (同上)4、电源单元、电源单元 PLC的电源的电源 是指将外部输入的交流电处理后转换成满是指将外部输入的交流电处理后转换成满足足PLCPLC的的CPUCPU、存储器、输人输出接口等内部电、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块。路工作需要的直流电源电路或电源模块。PLCPLC的直流电源采用直流开关稳压电源，不仅可的直流电源采用直流开关稳压电源，不仅可提供多路独立的电压提供多路独立的电压供内部电路使用供内部电路使用，而且还，而且还可可为

8、输入设备（传感器）提供标准电源为输入设备（传感器）提供标准电源。 5、编程器、编程器（1）专用的手持式）专用的手持式（2）电脑）电脑+编程软件编程软件作用：作用：编程编程 调试调试 监控监控 继电器控制系统：继电器控制系统：硬件逻辑并行运行硬件逻辑并行运行 计算机控制系统：计算机控制系统：等待命令等待命令 可编程控制器控制系统：可编程控制器控制系统： 循环扫描循环扫描工作方式比较工作方式比较P28P28PLC有两种基本的工作模式：有两种基本的工作模式： 运行（运行（RUN）模式）模式停止（停止（STOP）模式）模式电电源源O ON N内内部部处处理理输输入入处处理理（输输入入传传送送、远远程程

9、I I/ /O O）通通信信服服务务（外外设设、C CP PU U、总总线线服服务务）更更新新时时钟钟、特特殊殊寄寄存存器器执执行行程程序序处处理理程程序序执执行行自自诊诊断断存存放放自自诊诊断断错错误误结结果果C CP PU U强强制制为为S ST TO OP PPLCPLC的工作过程的工作过程PLC扫描过程a)RUN模式模式 b)STOP模式模式PLCPLC的扫描过程的扫描过程为了区别常规控制电路和PLC控制电路(通常叫梯形图)，PLC一般用专用图形符号来表示，如表3-1所示，其中可编程序控制器的继电器线圈可有多种画法。可编程序控制器图形符号可编程序控制器图形符号常规电器和可编程序控制器的

10、图形符号对照常规电器和可编程序控制器的图形符号对照 S7-200CN CPU型型PLC外观外观图3-1 S7-200CN CPU224XP模块的外形（1 1）STOPSTOP模式：模式：CPUCPU处于停机方式，不执处于停机方式，不执行用户程序，但可以向行用户程序，但可以向CPUCPU装载程序配置装载程序配置CPUCPU参数。参数。 （2 2）RUNRUN模式：模式： 运行方式，运行方式，CPUCPU执行用户执行用户程序。程序。（3 3）TERMTERM（终端）模式：由编程设备决定（终端）模式：由编程设备决定工作方式。工作方式。返回本章S7-200 CPUS7-200 CPU有有RUNRUN模式和模式和STOPSTOP模式模式SFSF、RUNRUN、STOP 3STOP 3个指示灯个指示灯分别用于显示分别用于显示CPUCPU的工作状态：的工作状态：lSFSF红色指示灯亮表示系统故障，红色指示灯亮表示系统故障，PLCPLC停止运行停止运行lRUNRUN绿色指示灯亮表示绿色指示灯亮表示CPUCPU处于运处于运行状态行状态lSTOPSTOP黄色指示灯表示黄色指示灯表示CPUCPU处于停机处于停机状态状态三、三、PLC的主