可编程序控制器的结构及工作原理.ppt

第二章 可编程序控制器的结构及工作原理 第一节 PLC系统的组成及功能 第二节 可编程序控制器的等效电路 第三节 PLC的主要逻辑部件 第四节 PLC的编程语言 第五节 PLC的基本工作原理 第六节 PLC的主要技术指标 第一节 PLC系统的组成及功能 　　PLC是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其实质是一种工业控制用的专用计算机。因此，它的组成与一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。硬件系统和软件系统组成了一个完整的PLC系统，它们相辅相成，缺一不可。没有软件的PLC系统称为裸机系统，不起任何作用，犹如无米之锅。反之，如果没有硬件系统，软件系统也失去了基本的外部条件，程序根本无法运行。 第一节 PLC系统的组成及功能 一、 PLC的硬件系统 　　　PLC的硬件系统由基本单元、I/O扩展单元及外部设备组成。图2-1所示为PLC的硬件系统结构框图。 　　1．微处理器(CPU) 　　与通用计算机一样，CPU是PLC的核心部件，在PLC控制系统中的作用类似于人体的神经中枢，整个PLC的工作过程都是在CPU的统一指挥和协调下进行的。它的主要功能有以下几点: 第一节 PLC系统的组成及功能 　　　1)接收从编程器输入的用户程序和数据，送入存储器存储； 　　　2)用扫描方式接收输入设备的状态信号，并存入相应的数据区(输入映像寄存器)； 　　　3)监测和诊断电源、PLC内部电路工作状态和用户程序编程过程中的语法错误； 　　　4)执行用户程序，完成各种数据的运算、传递和存储等功能； 　　　5)根据数据处理的结果，刷新有关标志位的状态和输出状态寄存器表的内容，以实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。 第一节 PLC系统的组成及功能 　　　PLC常用的CPU有通用微处理器、单片机和位片式微处理器。通用微处理器常用的是8位机和16位机，如8080、8086、M6800、M68000、80286和80386等。单片机常用的有8031、8051、8096和8098等。位片式微处理器常用的有AMD2900、AMD2901、AMD2903等。 　　　小型PLC大多采用8位微处理器或单片机，中型PLC大多采用16位微处理器或单片机，大型PLC大多采用高速位片式微处理器。PLC的档次越高，所用的CPU的位数也越多，运算速度也越快，功能越强。 第一节 PLC系统的组成及功能 　　　2．存储器 　　　PLC配有两种存储器:系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器存放系统程序，用户存储器用来存放用户编制的控制程序。 　　　常用的存储器类型有CMOS RAM、EPROM和EEPROM。 第一节 PLC系统的组成及功能 　　　CMOS RAM是一种可以进行读写操作的随机存储器，存放在其中的用户程序可方便地进行修改，它是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池作为备用电源，一旦失电，即可用锂电池供电，以保持RAM中的内容。锂电池的使用寿命一般为5～10年，若经常带负载可维持2～5年左右。 　　　EPROM、EEPROM都是只读存储器，常用来存放系统程序和需要长久保存的用户程序。EPROM称为可擦除的可编程序只读存储器，在紫外线连续照射2Omin后，就可将EPROM中的内容消除，加高电平(12.5V或24V)，可把程序写入到EPROM中。 第一节 PLC系统的组成及功能 　　　EEPROM称作电可擦除的可编程序只读存储器，除可用紫外线擦除外，还可用电擦除，是近年来广泛使用的一种只读存储器，它不需要专用写入器而只需用编程器就能方便地对所存储的内容实现“在线修改”，所写入的数据内容能在彻底断电的情况下保持不变。 　　　因为系统程序用来管理PLC系统，不能由用户直接存取，所以，PLC产品样本或说明书中所列的存储器类型及其容量，系指用户程序存储器而言。如FP1-C24的存储器容量为2720步，即是指用户程序存储器的容量。 第一节 PLC系统的组成及功能 　　　3．输入/输出(I/O)部件 　　　输入/输出部件也称为输入/输出单元或输入/输出模块，它是CPU与现场I/O设备或其它外部设备之间的连接部件。实际生产过程中产生的输入信号多种多样，信号电平各不相同，而PLC所能处理的信号只能是标准电平，因此必须通过输入模块将这些信号转换成CPU能够接收和处理的标准电平信号。同样，外部执行元件如电磁阀、接触器、继电器等所需的控制信号电平也千差万别，亦必须通过输出模块将CPU输出的标准电平信号转换成这些执行元件所能接收的控制信号。所以，输入/输出模块实际上是CPU与现场输入输出设备之间的连接部件，起着PLC与被控对象间传递输入输出信息的作用。 第一节 PLC系统的组成及功能