PLC硬件结构和工作基本原理

1、PLC硬件结构和工作基本原理2.1 可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成 1. 控制组件控制组件2. I/OI/O扩展接口扩展接口3. 外设接口外设接口4. 电源电源5. 输入输出接口电路输入输出接口电路6 编程器编程器1. 控制组件控制组件 可编程控制器主要由可编程控制器主要由CPU、存储器、基本存储器、基本I/O接口电接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。路、外设接口、编程装置、电源等组成。连接文件夹第二章图1.doclCPU单元单元可编程控制器的控制中枢，相当于人的大可编程控制器的控制中枢，相当于人的大脑。脑。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成一般由控制电路、运算器和寄

2、存器组成 。l存储器存储器由只读存储器由只读存储器ROM、随机存储器随机存储器RAM和可和可电擦写的存储器电擦写的存储器EEPROM三大部分构成，主要用于存放三大部分构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。系统程序、用户程序及工作数据。2. I/O单元及单元及I/O扩展接口扩展接口 lI/O单元单元可分为模拟量可分为模拟量I/O单元、数字量单元、数字量I/O单元两大类。单元两大类。 也可分为基本也可分为基本I/O单元、扩展单元、扩展I/O单元两大类单元两大类 。lI/O扩展接口扩展接口当基本当基本I/O单元的输入或输出点数不够使用单元的输入或输出点数不够使用时，可通过时，可通过I/O扩

3、展接口来扩充开关量和模拟量模块。扩展接口来扩充开关量和模拟量模块。3. 外设接口外设接口 外设接口电路外设接口电路用于连接手持编程器或用于连接手持编程器或其它图形编程器、文本显示器，并能通过外设其它图形编程器、文本显示器，并能通过外设接口组成接口组成PLC的控制网络。的控制网络。PLC通过通过PC/PPI电电缆或使用缆或使用MPI卡通过卡通过RS-485接口与计算机连接，接口与计算机连接，可以实现编程、监控、连网等功能。可以实现编程、监控、连网等功能。 4. 电源电源 电源单元电源单元是是PLC内部的一个专用开关内部的一个专用开关式稳压电源，把式稳压电源，把220V交流电源转换成内部工作交流电

4、源转换成内部工作电压。电压。( (如如5伏、伏、12伏、伏、24伏直流电压），并伏直流电压），并为外部输入元件（如接近开关）提供为外部输入元件（如接近开关）提供24V直流电直流电源（仅供输入端点使用），而驱动源（仅供输入端点使用），而驱动PLC负载的负载的电源由用户提供。电源由用户提供。 5. 输入输出接口电路输入输出接口电路连接文件夹第二章图11.doc输入接口电路输入接口电路提高抗干扰能力的方法主要有提高抗干扰能力的方法主要有 （1）利用光电耦合器提高抗干扰能力）利用光电耦合器提高抗干扰能力 （2）利用滤波电路提高抗干扰能力）利用滤波电路提高抗干扰能力 输出接口电路输出接口电路（1）小型继

5、电器输出形式）小型继电器输出形式连接文件夹第二章图12.doc （2）大功率晶体管或场效应管输出形式。大功率晶体管或场效应管输出形式。连接文件夹第二章2.doc（3）双向晶闸管输出形式。双向晶闸管输出形式。连接文件夹第二章图13.doc6 编程器编程器 l编程器是编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用的重要外围设备。利用编程器将用户程序送入户程序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视程序，修改程序，监视PLC的工作状态的工作状态。l常见的给常见的给PLC编程的装置有手持式编程器和计算编程的装置有手持式编程器和计算机编程方式。机编程方式。 2

6、.2 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理 PLC是采用周期性循环执行用户程序是采用周期性循环执行用户程序的工作方式。在每个周期中读一次输入端的工作方式。在每个周期中读一次输入端子子, ,写一次输出端子，即集中采样、集中输写一次输出端子，即集中采样、集中输出的方式出的方式。(见P11的图2-8)扫描周期主要可分为扫描周期主要可分为（1）读输入阶段）读输入阶段 每次扫描周期的开始，先读取每次扫描周期的开始，先读取输入点的当前值，然后写到输入映像寄存器。输入点的当前值，然后写到输入映像寄存器。 （2）用户程序执行阶段，）用户程序执行阶段，PLC按照梯形图的顺序，按照梯形图的顺序，自左而右，

7、自上而下的逐行扫描自左而右，自上而下的逐行扫描。（3）处理通信请求阶段）处理通信请求阶段 。（4）执行）执行CPU自诊断测试阶段。自诊断测试阶段。 （5）写输出阶段）写输出阶段。2.3 可编程控制器主要技术指标可编程控制器主要技术指标 输入输入/输出点数输出点数存储容量存储容量扫描速度扫描速度指令系统指令系统通信功能通信功能1. 输入输入/输出点数输出点数 可编程控制器的可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出点数指外部输入、输出端子数量的总和。它是描述的端子数量的总和。它是描述的PLC大小的一个重大小的一个重要的参数。要的参数。2. 存储容量存储容量 PLC的存储器由系统程序存储器，用户程序

8、的存储器由系统程序存储器，用户程序存储器和数据存储器三部分组成。存储器和数据存储器三部分组成。PLC存储容量存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，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用资源，是系统性能的表征系统提供给用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。一项重要技术指标。 3. 3. 扫描速度扫描速度 可编程控制器完成一次扫描所需的时间叫可编程控制器完成一次扫描所需的时间叫做扫描周期做扫描周期( (毫秒级毫秒级) )。影响扫描速度的主要因。影响扫描速度的主要因素有用户程序的长度和素有用户程序的长度和PLCPLC产品的类型。产品的类型。PLCPLC

9、中中CPUCPU的类型、机器字长等直接影响的类型、机器字长等直接影响PLCPLC运算精度运算精度和运行速度。和运行速度。 4. 指令系统指令系统 指令系统是指指令系统是指PLC所有指令的总和。可编所有指令的总和。可编程控制器的编程指令越多，软件功能就越强，程控制器的编程指令越多，软件功能就越强，但掌握应用也相对较复杂。用户应根据实际控但掌握应用也相对较复杂。用户应根据实际控制要求选择合适指令功能的可编程控制器。制要求选择合适指令功能的可编程控制器。5. 通信功能通信功能 通信有通信有PLC之间的通信、之间的通信、PLC与其它设备与其它设备之间的通信。通信主要涉及通信接口、通信模之间的通信。通信主要涉及通信接口、通信模块、通信协议和通信指令等内容。块、通信协议和通信指令等内容。PLC的组网的组网和通信能力也已成为和通信能力也已成为PLC产品水平的重