《PLC与变频器控制》课件 2.PLC的结构原理

任务二PLC的结构原理项目一PLC基础目录一PLC的系统组成二PLC的工作原理学习目标能力目标能简单分析PLC的工作原理及程序的执行过程。知识目标掌握PLC的结构组成与工作原理。一PLC的系统组成（一）PLC系统结构PLC系统组成硬件系统软件系统思考：硬件系统组成？功能？软件系统组成？功能？一PLC的系统组成（一）PLC系统结构一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用1.CPU（中央处理器）组成：控制电路、运算器、寄存器常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）位片式微处理器(如AMD2900等)。二PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用1.CPU（中央处理器）一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用

2.存储器系统程序存储器：存放系统程序，用户不能修改，分为只读存储器ROM、可擦可编程只读存储器（EPROM可用紫外线擦除改写、EPPROM可用电擦除）用户程序存储器：RAM（随机存储器），掉电后内容会丢失，用Li电池作为后备电源。一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用3.输入输出单元（1）功能：是PLC与工业生产现场之间的连接部件，具有光电隔离、滤波、抗干扰的功能；具有状态指示（2）组成：与被控设备相连的接口电路（输入输出接口电路），输入和输出的映像寄存器（3）类型：数字量I/0、模拟量I/0（4）数字量输入接口（按使用电源不同）直流输入、交通输入、交直流输入（5）数字量输出接口继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用思考：输入元件/设备有？输出元件/设备有？输入接口电路的作用？输出接口电路的作用？一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用输入接口电路作用：接受来自用户设备的各种控制信号，采用光电耦合电路将按钮、行程开关或传感器等产生的信号转换成中央处理器能够识别和处理的数字信号，并存到输入映像寄存器。直流输入接口电路常用输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流（12V〜24V）输入接口、交流（100V〜120V、200V〜240V）输入接口和交/直流（12V〜24V）输入接口一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用输出接口电路作用：采用光电耦合电路，将CPU处理的信号转换成现场需要的强电信号，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。PLC的输出电路一般有3种类型：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用

4.电源PLC的电源是指将外部输入的交流电处理后转换成满足PLC的CPU、存储器、输入/输出接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块。外部电源（用户电源）：驱动负载、传递信号内部电源（工作电源：也可作为现场输入电源信号后备电源：Li电池一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用

5.编程装置分类：简易编程器、智能编程器、计算机编程软件工作方式：脱机、联机功能：编辑、编程、监视、检查、命令等。

6.其他接口通信接口：PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其他PLC、计算机等设备实现通信。扩展接口：若主机单元的I/O点数不能满足需要时，可通过此接口用扁平电缆线将I/O扩展单元与主机相连，以增加I/O点数。一PLC的系统组成（二）各硬件组成的作用I/O扩展模块一PLC的系统组成（三）软件系统软件系统系统程序：来自厂家，主要存储在ROM中，其内容不能修改，管理PLC的各种资源、控制硬件的正常工作，协调各硬件组成间的关系，以充分发挥PLC的使用效率，方便广大用户的直接使用。用户程序：是PLC的使用者利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。存储于RAM存储器中，其内容可以读写，掉电后会丢失，用LI电池作为后备电源。二PLC的工作原理（一）PLC的工作方式循环扫描工作方式：逐条顺序执行，直到程序结束，然后再从头开始扫描，周而复始。二PLC的工作原理（二）PLC循环扫描过程示意图思考：各扫描过程的功能？（三）PLC的工作模式STOP（停止模式）：只完成内部处理、通信服务2个工作过程。RUN（运行模式）：循环完成5个工作过程。内部处理：PLC自诊断自身硬件是否正常，复位监控定时器。通信服务：PLC与其他的智能装置进行通信，如响应编程器输入的命令，更新编程器的显示内容等。二PLC的工作原理（四）PLC工作的中心内容（PLC程序执行的过程）思考：输入采样、程序执行、输出刷新的作用？二PLC的工作原理输入采样：输入采样也叫输入处理，在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态（即ON/OFF）进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器（输入暂存器）被刷新。程序执行：在程序执行阶段，PLC程序按先上后下，先左后右的顺序，对梯形图程序进行逐句扫描。将运算结果存入有关映像寄存器中。输出刷新：当所有程序执行完毕后，进入输出处理阶段。在这一阶段里，PLC将输出映象寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。二PLC的工作原理思考：在输入采样阶段结束后，若输入状态发生改变，输入映像寄存器的内容会不会被刷新？元件映像寄存器所存内容是否会随程序执行而被刷新？扫描周期：执行一次扫描过程所需要的时间成为扫描时间。（影响扫描速度）二PLC的工作原理I/0滞后时间：当PLC的输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间，这种现象称为PLC输入／输出响应滞后。组成：滤波时间、输出模块的滞后时间和扫描工作方式产生的滞