第一节 基本组成

第一节PLC的基本组成PLC的基本组成PLC是适用于工业控制的专用计算机，与一般计算机系统基本相同，由硬件系统和软件系统组成。一、硬件（一）、PLC的组成框图1、CPU：由微处理器（8位或16位）、单片机（MCS-51，MCS-96）或位片式计算机（AM2900，AM2901，AM2903）组成。小型PLC均采用单CPU系统，大、中型PLC常采用双CPU或多CPU系统。双CPU系统，是在CPU模板上装两个CPU芯片，一个为字处理器，另一个为位处理器。字处理器是主处理器，执行所有的编程器接口的功能，监视内部定时器（WDT）及扫描时间，完成字节指令的处理，并对系统总路线和微处理器进行控制。位处理器是从处理器，主要完成对位指令的处理，减轻主处理器的负担，提高位指令的处理速度，将面向控制过程的编程语言换成机器语言。PLC的基本组成PLC的基本组成2、存储器：配有两种存储系统：用于存放系统程序的系统程序存储器和存放用户程序的用户程序存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统，能完成PLC设计者规定的工作；可由生产厂家设计并固化在ROM内，用户不能直接读取。用户程序由用户设计，决定了PLC的输入信号与输出信号之间的关系。一般以字（1个字由16位二进制数组成）单位。小型用户程序存储器容量在1K字（1K=1024=210）左右，大型PLC的用户程序存储器容量可达数百K字，数M字常用几种存储器：（1）随机存取存储器（RAM）（2）只读存储器（ROM）（3）可擦除可编程序的只读存储器（EPROM）（4）可电擦除的EPROM（或EEPROM）PLC的基本组成3、编程器：用于用户程序的输入、编辑、调试和监视，可通过键盘去调用和显示PLC的一些内部继电器状态和系统参数；编程器一般由PLC生产厂家提供，只能用于某一生产厂家的某些PLC产品，分：简易编程器和智能编程器。简易编程器：由简易键盘、发光二极管阵列或液晶显示器（LCD）组成。体积小，价格便宜，可直接插在PLC编程器插座上，或用电缆与PLC相连。有三种工作方式：RUN、MONITOR、PROMMGRE。智能编程器：又称图形编程器，由微处理器、键盘、显示器及总线接口组成，可直接生成和编辑梯形图程序。可分：LCD显示和CRT显示两种。PLC的基本组成用PC作编程器：是以PC机为基础的编程系统。由生产厂家向用户提供的个人计算机的PLC程序开发系统的编程软件，包括：编程软件：最基本的软件，允许用户生成、编辑、存储和打印程序。文件编制软件：与程序生成软件一起，可对梯形图中触点和线圈加上文字注释，指示其在程序中的作用，能在梯形图中附加注释，解释程序功能，使程序易于阅读和理解。数据采集和分析软件：个人计算机可从PLC控制系统中采集数据，并可用各种方法分析这些数据。结果用条形统计图或扇形统计图的形式显示在CRT上；这种分析处理过程，几乎是实时的。实时操作员接口软件：对个人计算机提供实时操作的人机接口装置，使个人计算机作为系统的监控装置，通过CRT告诉操作员系统状况和可能发生的各种报警信息。仿真软件：可对现有系统有效地检测、分析和调试，允许系统设计者建立实际系统之前，反复对系统仿真，发现问题，及时修改，可缩短系统设计、安装和调试的周期。PLC的基本组成4、电源：PLC的外部工作电源一般为单相85~260V50/60HZAC电源，也有采用24~26VDC电源的。使用单相交流电源的PLC，还能同时提供24V直流电源，供直流输入使用。PLC对其外部工作电源的稳定度要求不高，一般允许±15%左右。PLC输出端子上接的负载所需负载工作电源，须由用户提供。PLC的内部电源系统有三类（1）供PLC中的TTL芯片和集成运放用的基本电源（±5V和±15V）；（2）供输出接口使用的高压大电流的功率电源；（3）锂电池及其充电电源。不同类电源具有不同地线（考虑到系统可靠性及光电隔离）。PLC的基本组成5、I/O模块及接口：分为：开关量I/O模块及接口，模拟量I/O模块及接口；智能I/O接口；扩展接口，通信接口（1）开关量I/O模块：仅有接通和断开两种状态，电压等级：DC5V，12V，24V，48V和AC110V，220V；电压允许范围很宽。各I/O点的通/断状态用发光二极管或其他元件显示在面板上。开关量模块每块可能有4，8，16，32，64点。模块的外部接线方式：汇点式，分组式和分隔式三种(p8)。

汇点式：各I/O电路有一个公共点，各输入点或各输出点共用一个电源。

分组式：I/O点分成若干组，每组的I/O电路有一个公共点，共用一个电源，各组之间是分隔开的，可分别使用不同的电源。

分隔式：各I/O点之间相互隔离，每一个I/O点都可以使用单独的电源。

PLC的基本组成输入模块：

输入电路分：直流输入方式图1-2(a)、交流输入方式(b)和交直流输入方式三种类型。外部输入元件可以是无源触点或有源传感器。

输入电路包括光电隔离和RC滤波，用于消除输入触点抖动和外部噪声。

LED为相应输入端在面板上指示灯，用于表示外部输入的ON/OFF状态，输入信号接通时，输入电流一般小于10mA，响应滞后时间一般小于20ms；COMXOX7内部电路图1-2(a)直流输入方式XOX7内部电路图1-魄2（b)交流奏输入指方式PL芹C的基啄本组济成输出流模块撞：

输出脚电路尺有：继电全器输牌出（R）、晶体挠管输碰出（T）、晶闸定管输宾出（S）三种耗类型蛛。

继电锤器输众出电路辞：（1）利用涂继电库器线雕圈和旦触点武间的乘电气腿隔离换，将元内部惭电路摧与外版部电喷路进健行隔呆离，继内电器阴同时暮起隔捎离和椅功率监放大夸作用略。线并圈电膀流仅忽有几献十毫椅安，楚（2）CP题U控制辛继电歼器线搂圈通夫电或秧失电棉，接它点相笋应闭砖合或艘断开释，每玻路只抬给用待户提评供一尚对常移开触意点，浮控制另外部韵负载斗电路产的通蓄断。午（3）与采触点糊并联常的RC串联董电路沃和压擦敏电嗓阻用跑来消书除触趴点断路开时师产生桶的电榜弧。萌（4）适某合于交流猾负载或直流趋负载的场释合。PL午C的基灯本组冷成

晶体廉管输茶出电路（1）通过嫌晶体漆管截驰止或声饱和煤控制娱外部挽负载车电路，（2）采致用光电脾耦合进行肥电气躬隔离赶，（3）电桐路延要迟时胃间很增小（咱＜1m吴s）（3）适合午于直流晚负载的场疼合PL励C的基辨本组剑成

晶闸样管输存出电路（1）是潜双向股可控光硅输续出电编路，耽用光料电可区控硅贺实现章隔离足，（2）并提联在圈双向尿可控惜硅两裳端的RC吸收叔电路篮和压勾敏电肾阻，慎用来判抑制晃可控助硅的丝式关断裤过电辰压和肉外部征浪涌梁电压问。（3）双铸向可贪控硅稻由关术断变欧为导水通延比迟时镜间小窗于1m赖s，由导挤通变辅为关炉断延便迟时底间小反于10犬ms。（4）适商用于交流爷负载的场至合。PL简C的基衔本组壶成（2）模拟添量I/读O模板：小型PL槐C一般劈燕没有哭模拟营量I/柏O模板隐，或以只有无通道折数有律限的8位A/想D，D/谋A模板萍；大庙、中不型PL比C可配闹置成仙百上苍千的变模拟凭量通近道，A/赤D，D/敲A一般悔是10位或12位的。模拟沫输入绪或输鞠出信号可以监是：电压亏或电答流；可秀以是单极军性的：千如0~感5V，0~绿10毙V，1~超5V，4~忽20mA，也可彻是双极佣性的：继如±5赶0m宝V，±5液V，±1呀0V，±2勾0m板A。一个桂模拟懂量I/龄O接口旦模板惹的通道血数，可窝能有2，4，8，16个。拉有些干模板松既有渠输入会通道尼，也怨有输际出通裳道。光电隔离措施蛛：隔撒离放篇大器剂，光主电耦码合器集。PL劲C的基寒本组戒成模拟极量输霸入接超口模福板：把亡现场涨被测五的模祸拟量磁信号疲转变防为PL油C可处岸理的兼数字漂量信那号。PL炕C的基谷本组湾成模拟摩量输惹出接极口模板屯：将CP村U模板羡送来侄的数昂字量贸转换伞成模扯拟量认，用猾以驱辨动执写行机舱构，音实现厦对生膨产过耳程或宰装置氧的闭侄环控且制。PL然C的基凭本组宿成（3）智能I/椒O接口辽：有独眠立的殿微处侧理器泻和控斥制软棒件，测可以渔独立桶地工逗作，常见料有：位置哀闭环货控制接口堪模块予，快速PI手D调节清器闭害环控彩制接口乌模块掌，高速祥计数挽器接口置模块由，（4）扩展登接口：有两右个含僵义：单纯严的I/锦O扩展械接口同，用贞于扩锹展I/诵O点数梳，通线过I/弯O扩展炊接口渐将主冠机与I/横O扩展织单元役连接勿起来传。CP次U模板狸的扩惹充，埋实现界扩充CP困U模板似与原窗系统CP展U模板拥，及赴扩充CP萌U模板次间的捡相互倍控制硬和信售息交架换。（5）通信站接口：专用辱于数集据通与信的秆一种生智能蛛模板野，主揉要用犬于人来机或戒机机茶对话隆。通过协通信现接口唐可与碧打印寒机、车监视逮器相着连，军也可骄与其溪他的PL爱C或上工位计理算机倡相连拣，构架成多蝴机局色部网舒络系泛统或藏多级架分布岛式控害制系肆统，欧或实肾现管节理与惨控制披结合剩的综怜合系逼统。通信扒接口颜有：坝串行腊接口微和并翼行接忙口两更种，凶在专跑用系区统软灯件控累制下颗，遵供循国妙际上护规范义的通因信协敌议来扮工作聚。用户府根据饶不同网的设蛋备要咬求选挺择相亭应的镜通信脏方式稿并配妇置合劣适的胶通信鱼接口逐。PL塘C的基盲本组滤成6、PL辫C的外枝部设限备：（1）人吵机接福口装巴置：卡用于伟实现步操作沫员与PL苦C控制涨系统送的对轮话和色相互加作用摇。小型PL捧C：安装附在控倾制台跨上的胜按钮疏、转蹄换开蠢关、阴拔码醉开关猴、指厉示灯睡、LE救D数字哑显示亲器和忘声光仍报警军器等删元件休组成填。大中扣型PL跌C：常用夸带有带智能拣型的清人机秋接口妨，可久长期凶安装占在操核作台恢和控词制柜边面板删上，塘可放丙在主机控室滤里，股用彩堡色或氏单色CR蹄T显示话器，羞有自叠已的劫微处众理器苏和存修储器训，通搅过通圈信接再口与PL渣C相连差，接杜收和猾显示挨外部求信息派，与朗操作热员交越换信妹息。（2）外啊存储骆器：结盒式望磁带蜘机的磁带或磁羽盘驱盖动器亏的磁盘农，用漏于备生份或级离线屿编程绢。（3）打逝印机搁：打属印程称序，喂实时变事件泉硬记幸录，盛各种城生产匪报表谨。（4）EP成RO颜M写入读器：昨将用升户程紧序写华入到EP缘瑞RO筒M中。二、玻软件像计太算机昏一样烧，仅瘦有硬捷件PL踏C是不庸能工文作的成。PL安C的软磁件也位分为宜监控比程序与和用情户程项序两残大部返分。监控穷程序萍是由PL拼C厂家监编制喘的，签用于箱控制PL灭C本身脊的运愈行。吊监控鞭程序岔包含编系统未管理悠程序撞、用昼户指波令解连释程拒序、剪标准唇程序础模块使和系计统调昆用三塞大部如分。用户敲程序南是PL腾C的使定用者门编制锦的，腐用于界实现岩对具倡体生真产过弦程的张控制什。用丙户程极序可纽奉以是傻梯形闯图、覆指令剃表、机步进共功能透图、块高级只语言皂等。PL欺C的编净程语道言吸真取了竿广大峰电气贺工程牢技术题人员布最为商熟悉勤的继炸电器稿线路寄图的愉特点唱，形庆成了江其特娇有的熔编程迷语言——梯形匪图。钩自从PL求C问世渡以来课，使占用最刮普遍附的编渗程语阁言是甜梯形蚊图和腐语句抗表。犹尽管怠生产盗厂家托不同丑，使赵用的岛编程移语言笑也不泉完全时相同鸦，但日梯形遮图的津形式总与编羊程方蓄法大秀同小杂异。1）梯合形图检编程梯形司图是甘在原蛮电器僻控制版系统紧中常徐用的谣继电脸器、山接触软器梯秃形图稠的基独础上佣演变距而来金的。称图1-踏3所示短为继伸电器茫梯形锐图和PL具C梯形哥图。S1K1S2S3K1K2图１孟－３慰两种欣梯形龄图Y1Y2X3x1Y1X2从图渔可以陆看出爱两种制梯形角图的捎基本掉表示宴思想园是一勿致的雹，但扯具体捉表达炒方法笨有所的区别饱。继保电器箱线路庆采用辆硬件齐逻辑乱并行远运行闯方式摊。而PL详C梯形盼图使宫用的啊是：宾“软焦”继懂电器塔，是嘉由软野件实编现的隐。PL安C梯形大图的丽编程雀语言屿有一命定的茎格式截：（1）每街个梯期形图孙网络各由多源个梯坝级组不成，眨每个督输出躬元素涂构成脊一个撇梯级吩，每线个梯戏级可繁由多及个支舌路组馆成，称每个覆支路冷可容低纳多窗个编随程元壶素，劝最右析边的榨必须晴是输剂出元剪素。（2）梯趴形图中两侧民的竖去线类母似电瓣气控蒜制图赔的电拉源线苹，称剧为母啊线，舟每一岛行从末左到其右，哑左侧帐安排福输入潮接点裁，尽握量把庆输入恢多的膝并联暴接点拍支路颤靠近唯左母禁线。（3）输梢入接员点不宜论是扛按钮该、行心程开谢关还帮是继讲电器吓触点酒，在牧图形址符号湾上只不用常坐开和培常闭题，而隆不计师其物促理属谣性。级输出壁线圈毛用