PLC结构系统配置和IO模块

1、plcplc系统与继电接触器系统的差别系统与继电接触器系统的差别继电接触控制系统继电接触控制系统plcplc控制系统控制系统硬件控制硬件控制软件控制软件控制体积大体积大体积小体积小机械式触点，动作慢机械式触点，动作慢软接点，动作快软接点，动作快功能改变比较麻烦功能改变比较麻烦功能改变极其容易功能改变极其容易设计、施工、调试周期长设计、施工、调试周期长设计、施工、调试周期短设计、施工、调试周期短自检和监控功能强自检和监控功能强适用范围广泛适用范围广泛可靠性高可靠性高plcplc与继电接触控制系统的比较与继电接触控制系统的比较第二讲 可编程控制器系统构成教学要求：教学要求： 1 1、 了解可编程序

2、控制器的物理结构分类了解可编程序控制器的物理结构分类 2 2、 熟悉熟悉plcplc的基本结构和系统配置的基本结构和系统配置 3 3、 掌握存储器及掌握存储器及plcplc的的i/oi/o模块模块一、可编程控制器的组成及其各部分功能硬件软件存储器cpui/o口编程器电源系统程序用户程序一、可编程控制器的组成及其各部分功能中央处理单元（中央处理单元（cpucpu） (1)(1)诊断诊断plcplc电源、内部电路的工作状态及编制电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。程序中的语法错误。 (2)(2)采集现场的状态或数据，并送入采集现场的状态或数据，并送入plcplc的寄存的寄存器中。器中。

3、 (3)(3)逐条读取指令，完成各种运算和操作。逐条读取指令，完成各种运算和操作。(4)(4)将处理结果送至输出端。将处理结果送至输出端。 (5)(5)响应各种外部设备的工作请求。响应各种外部设备的工作请求。存储器存储器 （rom/ramrom/ram） （1 1）系统程序存储器（）系统程序存储器（romrom）：）： 用以用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据，存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据，plcplc出厂出厂前已将其固化在只读存储器前已将其固化在只读存储器romrom或或promprom中，用户不能更改。中，用户不能更改。 （2 2）用户存储器（）用户存储器（ramram

4、）：）： 包括包括用户程序存储区和工作数据存储区。这类存储器一般由用户程序存储区和工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的低功耗的cmos-ramcmos-ram构成，其中的存储内容可读出并更改。掉电会构成，其中的存储内容可读出并更改。掉电会丢失存储的内容，一般用锂电池来保持丢失存储的内容，一般用锂电池来保持。 plcplc产品手册中给出的产品手册中给出的“存储器类型存储器类型”和和“程序容程序容量量”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。可编程控制器输入端口电路可编程控制器输入端口电路 开关量输入接口电路开关量输入接口电路：采用光电耦合电路，将采用光电耦合电路，将限位开关、

5、手动开关、编码器等现场输入设备的限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控控制信号制信号转换成转换成cpucpu所能接受和处理的所能接受和处理的数字信号数字信号。 plcplc的输入接口电路（直流输入型）的输入接口电路（直流输入型）可编程控制器输出接口电路可编程控制器输出接口电路 开关量输出接口电路：采用光电耦合电路，将开关量输出接口电路：采用光电耦合电路，将cpucpu处理过处理过的信号转换成现场需要强电信号输出，以驱动接触器、的信号转换成现场需要强电信号输出，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。电磁阀等外部设备的通断电。 有三种类型：有三种类型： 第一第一: :继电器输出型继电器输出

6、型：为有触点输出方式，用于接通或断：为有触点输出方式，用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。可编程控制器输出接口电路可编程控制器输出接口电路 第二第二: :晶闸管输出型：晶闸管输出型：为无触点输出方式，用为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的于接通或断开开关频率较高的交流交流电源负载电源负载 可编程控制器输出接口电路可编程控制器输出接口电路 第三第三: :晶体管输出型晶体管输出型：为无触点输出方式，用：为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的于接通或断开开关频率较高的直流直流电源负载。电源负载。可编程控制器输出接口电路可编程控

7、制器输出接口电路晶体管输出型与晶闸管输出型的外部电源比较：晶体管输出型与晶闸管输出型的外部电源比较：可编程控制器模拟量接口电路可编程控制器模拟量接口电路u 模拟量输入接口：把现场连续变化的模拟量标准信号模拟量输入接口：把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合转换成适合plcplc内部处理的有若干位二进制数字表示的内部处理的有若干位二进制数字表示的信号标准的模拟量信号：信号标准的模拟量信号： 电流信号：电流信号：4 420ma20ma 电压信号：电压信号：1 110v10v u 模拟量输出接口：将模拟量输出接口：将plcplc运算处理的若干位数字量信号运算处理的若干位数字量信号转换为相应的模拟量

8、信号输出，以满足生产过程现场连转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制的要求信号续控制的要求信号 u 智能输入输出接口：自带智能输入输出接口：自带cpucpu，由专门的处理能力，与，由专门的处理能力，与主主cpucpu配合共同完成控制任务，可减轻主配合共同完成控制任务，可减轻主cpucpu工作负担，工作负担，又可提高系统的工作效率又可提高系统的工作效率电电 源源 可编程控制器的电源包括为可编程控制器各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以及为掉电保护电路供工作单元供电的开关电源以及为掉电保护电路供电的后备电源，后备电源一般为电池。电的后备电源，后备电源一般

9、为电池。 把交流电转换成直流电源的装置，向把交流电转换成直流电源的装置，向plcplc提提供所需要的直流电源。供所需要的直流电源。外部设备外部设备v编程器编程器 用于对用户程序进行输入用于对用户程序进行输入 、检查、调试和修改，并、检查、调试和修改，并用来监视用来监视plcplc的工作状态。的工作状态。专用编程器专用编程器通用编程系统：通用编程系统：pcpc上配专用编程软件包上配专用编程软件包简易编程器简易编程器智能编程器智能编程器 外部设备外部设备v其他外部设备其他外部设备l与与打印机打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印。连接，可将过程信息、系统参数等输出打印。l与与监视器监视器连接

10、，可将控制过程图像显示出来。连接，可将控制过程图像显示出来。l与与 p l c 连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规模控制。模控制。l与与计算机计算机连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理相结合。相结合。l与与人机界面人机界面（触摸屏）连接。（触摸屏）连接。l与与智能接口模块智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机连接。智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的系统，它有自己的cpu、系统程序、存储器以及与系统程序、存储器以及与plc系统总线相连的接口系统总线相连的接口 ，plc的智能接口模块种类很多

11、，的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。断控制模块等。 l 整体式整体式l 模块式模块式l 叠装式叠装式整整体体式式模模块块式式叠叠装装式式二、可编程控制器分类二、可编程控制器分类按硬件结构分按硬件结构分v整体式（单元式）整体式（单元式）把把cpucpu、ramram、romrom、i io o接口及与编程器或接口及与编程器或epromeprom写入器写入器相连的接口、输入输出端子、电源、指示灯等都装配在相连的接口、输入输出端子、电源、指示灯等都装配在一起的整体装置。称为一起的整体装置。称为基本单元

12、基本单元。有时有时plcplc基本单元的输入和输出端不能满足需要，希望基本单元的输入和输出端不能满足需要，希望一种能扩展一些一种能扩展一些i/oi/o接口而不含接口而不含cpucpu和电源的装置，这种和电源的装置，这种装置叫做装置叫做扩展单元扩展单元。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。小型小型plcplc一般采用这种整体式结构。一般采用这种整体式结构。v模块式结构模块式结构将将plcplc各组成部分分别作成若干个单独的模块，如各组成部分分别作成若干个单独的模块，如cpucpu模块、模块、i/oi/o模块、电源模块（有的含在模块、电源模块（有的含

13、在cpucpu模块模块中）以及各种功能模块。中）以及各种功能模块。模块式由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或模块式由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式基板的插座上。这种模块式plcplc的特点是配置灵活，可的特点是配置灵活，可根据需要选配不同模块组成一个系统，而且装配方便，根据需要选配不同模块组成一个系统，而且装配方便，便于扩展和维修。便于扩展和维修。大、中型大、中型plcplc一般采用模块式结构。一般采用模块式结构。v叠装式结构叠装式结构将整体式和模块式的特点结合起来。将整体式和模块式的特点结合起来。叠装式叠装式plcplc其其cpucpu、电源、电源、i

14、/oi/o接口等也是各自独立接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。模块可以一层层地叠装。s7200 二、可编程控制器分类二、可编程控制器分类按按i/o点数分类点数分类1） i/o点数为256点以下点以下的为小型plc （其中i/o点数小于64点的为超小型或微型plc）2） i/o点数为256点以上、点以上、2048点以下点以下的为中型plc3） i/o点数为2048以上以上的为大型plc （其中i/o点数超过8192点的为超大型plc）这个分类界限不是固定不变的，它随这个分类界限不是固定不变的，它随plcpl

15、c的发展而变化。的发展而变化。 三、可编程控制器的系统配置三、可编程控制器的系统配置fx2nfx2n系列可编程控制器型号格式如下：系列可编程控制器型号格式如下： fxfx2n2n - - 系列名i/o总点数单元功能特殊品种区别输出类型r：继电器输出t：晶体管输出s：晶闸管输出m：基本单元e：输入输出混合扩展单元与扩展模块ex：输入专用扩展模块ey：输出专用扩展模块fx2n48mrd含义？ 三、可编程控制器的系统配置三、可编程控制器的系统配置 fx2n是是fx系列中功能最强、速度最高的微型可编程控系列中功能最强、速度最高的微型可编程控制器。它的基本指令执行时间高达制器。它的基本指令执行时间高达0

16、.08s，远远超过了很多，远远超过了很多大型可编程控制器。用户存储器容量可扩展到大型可编程控制器。用户存储器容量可扩展到16k步，最大步，最大可以扩展到可以扩展到256个个i/o点，有点，有5种模拟量输入种模拟量输入/输出模块、高速输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、计数器模块、脉冲输出模块、4种位置控制模块、多种种位置控制模块、多种rs-232c/rs-422/rs-485串行通信模块或功能扩展板，以及模串行通信模块或功能扩展板，以及模拟定时器功能扩展板，使用特殊功能模块和功能扩展板，可拟定时器功能扩展板，使用特殊功能模块和功能扩展板，可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能 。 三、可编程控制器的系统配置三、可编程控制器的系统配置可编程控制器的技术性能指标可编程控制器的技术性能指标1.输入/输出点数输入/输出点数指的是外部输入、输出端子数量的总和，又称为主机的开关量输入/输出点数，它是描述可编程控制器大小的一个重要参数。2.存储容量可编程控制器存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供给用户的可