PLC的硬件結(jié)構(gòu)與工作原理.ppt

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1、第2章PLC的硬件結(jié)構(gòu)與工作原理本章要點(diǎn)可編程控制器的基本組成及各部分的作用可編程控制器的工作原理可編程控制器的技術(shù)指標(biāo)2.1可編程控制器的基本組成1.控制組件2.I/O單元及I/O擴(kuò)展接口3.外設(shè)接口4.電源5.輸入輸出接口電路6編程器1.控制組件可編程控制器主要由CPU、存儲(chǔ)器、基本I/O接口電路、外設(shè)接口、編程裝置、電源等組成。連接文件夾第二章圖1.docCPU單元——可編程控制器的控制中樞，相當(dāng)于人的大腦。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。存儲(chǔ)器——由只讀存儲(chǔ)器ROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和可電擦寫(xiě)的存儲(chǔ)器EEPROM三大部分

2、構(gòu)成，主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序及工作數(shù)據(jù)。2.I/O單元及I/O擴(kuò)展接口I/O單元——可分為模擬量I/O單元、數(shù)字量I/O單元兩大類(lèi)。也可分為基本I/O單元、擴(kuò)展I/O單元兩大類(lèi)。I/O擴(kuò)展接口——當(dāng)基本I/O單元的輸入或輸出點(diǎn)數(shù)不夠使用時(shí)，可通過(guò)I/O擴(kuò)展接口來(lái)擴(kuò)充開(kāi)關(guān)量和模擬量模塊。3.外設(shè)接口外設(shè)接口電路——用于連接手持編程器或其它圖形編程器、文本顯示器，并能通過(guò)外設(shè)接口組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。PLC通過(guò)PC/PPI電纜或使用MPI卡通過(guò)RS-485接口與計(jì)算機(jī)連接，可以實(shí)現(xiàn)編程、監(jiān)控、連網(wǎng)等功能。4.電源電源單元——是PLC內(nèi)部

3、的一個(gè)專(zhuān)用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，把220V交流電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。(如5伏、±12伏、24伏直流電壓），并為外部輸入元件（如接近開(kāi)關(guān)）提供24V直流電源（僅供輸入端點(diǎn)使用），而驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的電源由用戶(hù)提供。5.輸入輸出接口電路連接文件夾第二章圖11.doc輸入接口電路——提高抗干擾能力的方法主要有（1）利用光電耦合器提高抗干擾能力（2）利用濾波電路提高抗干擾能力輸出接口電路（1）小型繼電器輸出形式連接文件夾第二章圖12.doc（2）大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管輸出形式。連接文件夾第二章2.doc（3）雙向晶閘管輸出形式。連接文件夾第二章圖

4、13.doc6編程器編程器是PLC的重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶(hù)程序送入PLC的存儲(chǔ)器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。常見(jiàn)的給PLC編程的裝置有手持式編程器和計(jì)算機(jī)編程方式。2.2可編程控制器的工作原理PLC是采用周期性循環(huán)執(zhí)行用戶(hù)程序的工作方式。在每個(gè)周期中讀一次輸入端子,寫(xiě)一次輸出端子，即集中采樣、集中輸出的方式。(見(jiàn)P11的圖2-8)掃描周期主要可分為（1）讀輸入階段每次掃描周期的開(kāi)始，先讀取輸入點(diǎn)的當(dāng)前值，然后寫(xiě)到輸入映像寄存器。（2）用戶(hù)程序執(zhí)行階段，PLC按照梯形圖的順序，自左而右，自上而下的逐行掃描

5、。（3）處理通信請(qǐng)求階段。（4）執(zhí)行CPU自診斷測(cè)試階段。（5）寫(xiě)輸出階段。2.3可編程控制器主要技術(shù)指標(biāo)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)容量掃描速度指令系統(tǒng)通信功能1.輸入/輸出點(diǎn)數(shù)可編程控制器的I/O點(diǎn)數(shù)指外部輸入、輸出端子數(shù)量的總和。它是描述的PLC大小的一個(gè)重要的參數(shù)。2.存儲(chǔ)容量PLC的存儲(chǔ)器由系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器三部分組成。PLC存儲(chǔ)容量通常指用戶(hù)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量之和，表征系統(tǒng)提供給用戶(hù)的可用資源，是系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。3.掃描速度可編程控制器完成一次掃描所需的時(shí)間叫做掃描周期(毫秒級(jí))。影響掃描速度的

6、主要因素有用戶(hù)程序的長(zhǎng)度和PLC產(chǎn)品的類(lèi)型。PLC中CPU的類(lèi)型、機(jī)器字長(zhǎng)等直接影響PLC運(yùn)算精度和運(yùn)行速度。4.指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指PLC所有指令的總和?？删幊炭刂破鞯木幊讨噶钤蕉?，軟件功能就越強(qiáng)，但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜。用戶(hù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際控制要求選擇合適指令功能的可編程控制器。5.通信功能通信有PLC之間的通信、PLC與其它設(shè)備之間的通信。通信主要涉及通信接口、通信模塊、通信協(xié)議和通信指令等內(nèi)容。PLC的組網(wǎng)和通信能力也已成為PLC產(chǎn)品水平的重要衡量指標(biāo)之一。習(xí)題1.可編程控制器的基本組成有哪些？2.輸入接口電路有哪幾種形式？3.輸出接口電

7、路有哪幾種形式？4.PLC工作過(guò)程分哪幾個(gè)階段？