PLC的结构及原理

*工业机器人教学资源建设项目可编程序控制器基础知识一、PLC的结构电源模块存储器CPU模块

输出模块

输入模块编程器PLC主要由哪几个部分组成？（一）CPU模块指示灯存储器盒舱DIP开关外设端口RS-232C端口

内装板舱组成运算器：执行算术运算、逻辑运算等控制器：控制整机各部分协调工作作用PLC本身的自检接收输入模块的信息执行监控程序和用户程序输出控制信号响应外部设备的请求CPU模块在PLC中起什么作用？（二）存储器系统程序存储区采用PROM或EPROM芯片存储器，存放监控程序，用户不能访问和修改用户程序存储区用于存放经编程器输入的用户程序，采用RAM、EPROM或EEPROM数据存储区采用RAM，暂存输入、输出数据映像，定时器/计数器预置数和当前值等PLC常用哪几种存储器？分别用来存储什么信息？（三）输入/输出模块PLC有各种形式的输入/输出模块按信号的性质分有：开关量输入/输出模块模拟量输入/输出模块按具体控制信号不同有：温度控制模块高速计数模块位置控制模块……⒈PLC的输入模块开关量信号输入有：直流信号输入交流信号输入模拟量信号输入电流型的直流4～20mA电压型的直流0～10V或1～5V等PLC的输入信号有哪几种？各种信号的输入形式有那些？直流信号输入形式开关S闭合时，24V直流电压加到IN和COM端，通过光电耦合器，信号送入内部电路直流输入电路交流信号输入形式交流输入电路输入单元为何需要设置光电隔离电路？模拟量输入

各种非电模拟量要先经过传感器或变送器转换成直流电流或电压模拟量，然后再输入PLC。PLC的模拟量输入电路一般要求：电流型的直流4～20mA，电压型的直流0～10V或1～5V等模拟量信号输入形式模拟量输入模块原理框图

多路选通

模数转换

光电隔离

内部电路信号放大电压输入电流输入公共端

模拟量输入模块设有电压信号和电流信号输入端。当电流信号输入时，要把输入电压端和输入电流端短接，使电流信号转换为标准的电压信号。输入信号通过运算放大器放大和量程转换，由模数转换变换为数字信号，经光电隔离后送入内部电路⒉PLC的输出模块开关量输出继电器输出晶体管输出晶闸管输出模拟量输出PLC的输出也有开关量和模拟量两种。各种输出形式适用于什么负载？继电器输出形式

继电器输出电路对直流负载或交流负载都适用，负载电流可达2A。但因为有触点，使用寿命不够长，响应速度稍慢。继电器输出电路

晶体管输出电路仅适用于直流负载，无触点，寿命长，响应速度快。但输出电流较小，约0.5A晶体管输出形式晶体管输出电路

晶闸管输出电路仅适用于交流负载，无触点，寿命长，响应速度快。但PLC中的晶闸管输出电流不大，约1A晶闸管输出形式晶闸管输出电路模拟量信号输出

PLC的模拟量信号输出用于控制工业生产过程控制仪表和模拟量的执行装置，如控制比例电磁阀阀门开度以控制流量。PLC的模拟量输出方式可以是直流4～20mA，直流0～10V或1～5V等模拟量输出形式模拟量I/O模块做什么用？模拟量输出模块原理框图

数模转换

光电隔离

内部电路电压输出电流输出VVVI

PLC内部要输出的数字量信号经光电隔离送到数模转换D/A，转换后的模拟量直流电压信号经运放驱动后输出。同时，D/A转换后的模拟量直流电压信号还送到电压/电流转换器变成电流信号输出（四）电源模块将交流电转换成直流电，向PLC内部电路提供直流稳压电源向外部提供直流24V的稳压，用于直流信号输入电路及传感器的供电电源指示灯外部连接端子电源模块

二、PLC的工作原理（一）PLC的基本工作原理

从控制的角度来看，PLC完成一个控制任务需要三个基本阶段即：输入采样部分、程序执行部分和输出刷新部分PLC的各部分是怎样协调工作来完成一个控制任务的？从上面的等效工作电路可见输入采样将外部开关信号采集到PLC内部输入继电器中，参与程序的执行。程序执行根据输入/输出继电器的状态按用户程序的要求进行运算，并将结果存入指定单元。输出刷新将输出继电器的状态传递到外部电器，刷新负载状态。（二）PLC的循环扫描工作过程对PLC内部的CPU、存储器、输入模块、输出模块、总线等进行自诊断对编程器、可编程终端等外部设备请求的处理采集输入信号并存入输入继电器中按照从左到右、从上到下的顺序执行用户程序，并将结果存入输出继电器扫描过程分为哪几个阶段？将输出继电器中要输出的信号送到输出锁存器，经输出电路驱动外接电器PLC按上述5个阶段周期性地循环扫描，每扫描一次，用户程序就执行一次，且I/O数据刷新一