2023学年完整公开课版PLC的硬件结构

PLC的硬件结构目录1PLC的结构图23输入、输出模块电源模块PLC的结构PLC结构硬件软件中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出器件（I／O接口）、电源及外部设备（如编程器）系统程序、用户程序系统监控程序PLC的结构图1PLC的结构图CPU由控制器、运算器和寄存器组成，是整个PLC系统的核心。I/O模块是PLC与被控对象（机械设备或生产过程）传递信息的作用存储器是可编程控制器存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。2PLC输入、输出模块输入、输出（I/O)模块作用

作用：I/O模块是控制系统的眼、耳、手、足，是PLC联系外部现场和CPU模块的桥梁。现场信息经输入接口送给CPU，CPU运算结果、作出的判断经输出接口送到有关设备或现场。I/O模块还具有躁声隔离、电平转换和滤波的作用，以提高PLC的抗干扰能力。输入单元是用来接收和采集输入信号，输入信号的状态由输入暂存器反映PLC通过其输出单元去控制各种执行器及外部负载，输出点反映了输出锁存器的状态。

输入／输出模块分为开关量模块、模拟量模块及智能模块。开关量I/0模块1）开关量输入模块：可将现场的开关量信号变成可编程控制器内部处理的标准信号

开关量输入器件按钮选择开关继电器触点按钮开关数字拨码开关行程开关开关量输入模块按可接纳的外部信号电源的类型不同分为直流输入接口单元和交流输入接口单元。开关量I/O模块---开关量输入模块一般单元式PLC中输入接口单元都使用可编程本机的直流电源供电，不再需要外接电源。直流输入接口单元电路

开关量I/O模块---开关量输入模块交/直流输入接口单元电路交流输入电路~开始交/直流输入接口单元电路开关量I/O模块---开关量输出模块2）开关量输出模块：开关量输出模块可以将PLC内部的标准信号转换成现场执行机构所需的开关量信号。开关量输出器件接触器线圈电磁阀报警装置电磁铁指示灯数字显示装置开关量I/O模块---开关量输出模块开关量输出接口电路有三种类型1.继电器输出（电磁隔离）用于交流、直流负载，但接通断开的频率低2.晶体管输出（光电隔离）有较高的接通断开频率，用于直流负载~/-1~/-继电器输出接口电路3.晶闸管输出（光触发型进行电气隔离)开关量I/O模块---开关量输出模块仅适用于交流负载

特别需要指出的是，输出接口本身不带电源，输出电路的负载电源由用户提供，输出电路的负载电流一般不超过2A。使用中，在考虑外驱动电源时，还需考虑输出器件的类型。开关量I/0模块---开关量输出模块接线方式输出各自独立（无公共点）以输出回路为例。独立输入回路只需把图中的Y0变为XO即可。每4～8个输出点构成一组，公用一个公共点以输出回路为例。汇点输入回路只需把图中的Y0变为XO即可。输出公用一个公共点时，同组用同一电压类型和等级，不同组之间可以用不同类型和等级的电压；PLC的输入接口个数和输出接口个数之和称为PLC的点数。模拟量I/0模块模拟量I/0模块输出和输入信号为连续变化的模拟量如反映压力、温度、流量等的电压和电流信号可以是单极性的，也可以是双极性的模块的主要任务：对输入信号进行A/D转换，对输出信号进行D/A转换。模拟量输入模块模拟量输入模块将现场的模拟量标准信号转换成PLC内部处理的的信号。接受标准模拟信号，标准模拟信号可以是电压信号或电流信号。模拟量信号输入后一般经运算放大器放大后进行A/D转换，再经光电耦合后转换为PLC能识别数字量信号。模拟量输出模块

模拟量输出模块将PLC运算处理后的数字量信号转换模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制信号的需求。模拟量输出模块组成由光电隔离、D/A转换和信号驱动等环节组成。模拟量输入输出接口一般安装在专门的模拟量工作单元上。为了适应较复杂的控制需要，PLC还有一些智能控制单元。如PID工作单元、高速计数器工作单元、温度控制单元等。这类单元大多是独立的工作单元。它们和普通输入输出接口的区别在于它们一般带有单独的CPU，有专门的处理能力。在具体的工作中，每个扫描周期智能单元和主机的CPU交换一次信息，共同完成控制任务。从目前的发展来看，不少新型的可编程控制器本身也带有PID功能及高速计数器接口，但它们的功能一般比专用单元的功能要弱。智能输入输出接口3电源模块电源模块

PLC的电源一般为单相交流电源（AC100240V，50/60Hz），也有用直流24V供电的。PLC对电源的稳定性要求不是太高，允许在额定电源电压值的±10%~15%范围波动。小型PLC，电源与CPU合