PLC硬件結(jié)構(gòu)與工作原理.pdf

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1、第2章PLC硬件結(jié)構(gòu)與工作原理2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)PLC的物理結(jié)構(gòu)、CPU模塊的存儲器、I/O模塊2.2PLC的工作原理邏輯運算、工作模式、工作原理2.3S7-200系列PLC簡介、CPU模塊、擴展模塊（數(shù)字量、模擬量）2.4PLC的安裝模塊的安裝、地址分配、外部接線、電源的選擇2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.1PLC的物理結(jié)構(gòu)1.整體式PLC:將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點。整體式PLC由不同I/O點數(shù)的基本單元（又稱主機）和擴展單元組成?；?/p>

2、單元內(nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒有CPU?；締卧蛿U展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。(如S7-200)整體式結(jié)構(gòu)---S7-2002.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.1PLC的物理結(jié)構(gòu)?2.模塊式PLC:將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在

3、CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。(S7-300/400)模塊式PLC—S7-300模塊式PLC—S7-400模塊式PLC—S7-4002.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.2CPU模塊中的存儲器個人計算機CPU用戶程序CPU組態(tài)系統(tǒng)用戶程序V存儲器存儲器卡CPU組態(tài)M存儲器V存儲器定時器和計M數(shù)器當前值存儲器EPROM

4、RAM2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.2CPU模塊中的存儲器存儲容量246?存儲器及使用上裝和下裝用戶程序定義存儲器保持范圍用程序永久保存數(shù)據(jù)存儲器卡的使用2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.2CPU模塊中的存儲器?存儲安全:1）主機CPU模塊內(nèi)部配備的EEPROM，上裝程序時，可自動裝入并永久保存用戶程序、數(shù)據(jù)和CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)。2）用戶可以用程序?qū)⒋鎯υ赗AM中數(shù)據(jù)備份到EEPROM存儲器。3）主機CPU提供一個超級電容器，可使RAM中的程序和數(shù)據(jù)在斷電后保持幾天之久。4）CPU提供一個可選的電池卡，可在斷

5、電后超級電容器中的電量完全耗盡時，繼續(xù)為內(nèi)部RAM存儲器供電，以延長數(shù)據(jù)所存的時間。5）可選的存儲器卡可使用戶像使用計算機磁盤一樣來方便地備份和裝載程序和數(shù)據(jù)。2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.3I/O模塊?輸入／輸出模塊是PLC與外部設(shè)備相互聯(lián)系的窗口。輸入模塊接收現(xiàn)場設(shè)備向PLC提供的信號。I／O模塊有開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量I/O模塊。2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.3I/O模塊?1、輸入模塊：按照輸入端電源類型的不同，開關(guān)量輸入單元可分為直流輸入單元和交流輸入單元。直流輸入電路2.1PL

6、C的硬件結(jié)構(gòu)2.1.3I/O模塊交流輸入電路?輸入電壓有11OVAC和220VAC兩種。?適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.3I/O模塊?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。2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.3I/O模塊?2.輸出模塊通常情況下,S7-200PLC的負載包括：接觸器、中間繼電器、信號指示燈、可控硅等。開關(guān)量輸出模塊的負載，有的需要通過直流信號來控制，有的需要通過交流來驅(qū)動，在使用時應(yīng)根據(jù)

7、負載的性質(zhì)來合理選擇輸出模塊。S7-200PLC開關(guān)量輸出模塊或電路按輸出方式可分為晶體管輸出型、繼電器輸出型、可控硅輸出型三種。2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.3I/O模塊（輸出模塊）繼電器輸出形式：K負載內(nèi)部LED電路RCOM當內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，使繼電器K的線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點閉合，則負載得電，同時點亮LED，表示該路輸出點有輸出。當內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時，使繼電器K的線圈無電流，觸點斷開，則負載斷電，同時LED熄滅，表示該路輸出點無輸出。?從繼電器線圈得電（或斷電）到輸出觸點ON（或OFF

8、）的響應(yīng)時間為10ms左右，常用于開關(guān)頻率不高、響應(yīng)時間要求不高的交、直流負載的控制。2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.1.3I/O模塊（輸出模塊）?大功率晶體管或場效應(yīng)管輸出形式：+5v主要適用于直流流負T1載的驅(qū)動（電磁閥）內(nèi)負載部電VTR2路VDLEDR3R1FUCOM當內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，光電耦合器T1導(dǎo)通，使大功率晶體管VT飽和導(dǎo)通，則負載得電，同時點亮LED，表示該路輸出點有輸出。當內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時，光電耦合器T1斷開，大功率晶體