PLC的硬件结构与工作原理.ppt

第2章　PLC的硬件结构与工作原理 2.1　PLC的硬件结构 2.2 PLC的工作原理 2.3 S7-200系列PLC 2.4 PLC的安装 本章重点 熟练掌握PLC的工作模式；扫描工作方式。熟悉PLC的硬件结构、PLC的安装。 难点:PLC扫描工作方式的理解 作业 Ｐ２５： 1、２、３、６ ２.１.１ PLC的物理结构 根据硬件结构的不同，可以将ＰＬＣ分为整体式、模块式和混合式。 整体式ＰＬＣ：又称单元式或箱体式。 特点：体积小、价格低 小型ＰＬＣ一般采用整体式结构。 Ｓ７－２００ＰＬＣ的ＣＰＵ模块外形图如图２－１所示。 ２．模块式ＰＬＣ 特点：用户对硬件配置的选择余地较大、维修时更换模块方便 大、中型ＰＬＣ一般采用模块式结构 Ｓ７－４００模块式ＰＬＣ外形图如图２－２所示 ２.１.２ CPU模块及其存储器  １）　CPU芯片 作用： 在可编程序控制器控制系统中，CPU模块相当于人的大脑，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出。 ２）　存储器： 作用：存放系统程序，用户程序和数据。 系统程序：决定PLC的基本智能，由厂家设计，并存入ROM、EEPROM。用户不能修改。 用户程序：根据要求，用PLC的编程语言，编制的程序，用户用编程器写入RAM或EEPROM。 类型  (1)随机存取存储器(RAM) 用户可以用编程装置读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，它是易失性的存储器，它的电源中断后，储存的信息将会丢失。 (2)只读存储器(ROM) ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM一般用来存放可编程序控制器的系统程序。 3、编程装置 作用： 编程装置用来生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改。 1）手持式编程器：不能直接输人和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。 2）编程软件编程：在屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。 2.1.3 I/O模块 各I/O点的通断状态用发光二极管（LED）显示，外部接线一般接在模块面板的接线端子上。某些模块使用可以拆卸的插座型端子板，不需断开端子板上的外部接线，就可以迅速地更换模块。 1)输入模块 通常PLC的输入类型可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源可由外部供给，有的也可由PLC内部提供。图2.4为一种型号PLC的直流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。描述了一个输入点的接口电路。其输入电路的一次电路与二次电路用光耦合器相连，当开关闭合时，输入电路接通，光耦合器中的发光管使三极管导通，信号进入内部电路，此输入点对应的位由0变为1。即输入映像寄存器的对应位由0变为1。 2.2 可编程序控制器的工作原理 用触点和线圈实现逻辑运算 PLC的工作模式 PLC的工作原理 2.2.1 用触点和线圈实现逻辑运算　 “与”、“或”、“非”逻辑运算的输入/输出关系用梯形图实现如图2-８所示（P9”图２－６“）： 其中，I0.0、I0.1等为输入过程映像寄存器；Q0.0、Q0.1 等为输出映像寄存器。 2.2.2 PLC的工作模式 1、工作模式 PLC有两种工作模式，即RUN（运行）模式与STOP（停止）模式。 在RUN模式，通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。在CPU模块的面板上用“RUN”LED显示当前的工作模式。 3、用STEP 7-Micro/WIN32编程软件改变工作模式 用编程软件控制CPU的工作模式必须满足下面两个条件： （1）在编程软件与PLC之间起通信连接。 （2）将PLC的模式开关放置在RUN模式或TERM模式。 在编程软件中单击工具条上的运行按钮，或执行菜单命令“PLC” 下的“运行”，可以进入RUN模式。单击停止按钮，或执行“PLC” 下的“停止”，可以进入STOP模式。 4、在程序中改变工作模式 在程序中插入STOP指令，可以使CPU由RUN模式进入STOP模式。 2.2.3 PLC的工作原理 PLC采用循环扫描工作方式，当PLC方式开关置于RUN（运行）时， RUN状态工作过程一般包括五个阶段：读取输入、执行用户程序、处理通信请求、自诊断检查、改写输出，其工作过程如图2.9所示。当方式开关置于STOP（停止）时，工作过程不执行用户程序。 3、通信处理 在通信请求处理阶段，CPU处理从通信接口和智能模块接收到的信息，例如读取智能模块的信息并