可编程控制器的硬件构成及工作原理.ppt

第1章 可编程控制器的硬件 构成及工作原理 1.1 可编程控制器的硬件构成 1.2 可编程控制器的工作原理 1.1 可编程控制器的硬件构成 1.1.1 CPU模块 1.1 可编程控制器的硬件构成 1.1 可编程控制器的硬件构成 1.1.1 CPU模块 接受、存储用户程序； 按扫描工作方式接收来自输入单元的数据和信息，并存入相应的数据存储区； 执行监控程序和用户程序，完成数据和信息的逻辑处理，产生相应的内部控制信号，完成用户指令规定的各种操作； 响应外部设备的请求。 1.1.1 CPU模块 1.1.2 输入输出接口 可编程控制器为不同的接口需求设计了不同的接口单元： 1.1.2 输入输出接口 开关量输出接口，其作用是把PLC的内部信号转换成现场执行机构的各种开关信号。 1.1.2 输入输出接口 ３．模拟量输入接口（A／D模块） 模拟量输入接口把现场连续变化的模拟量信号转换成适合可编程控制器内部处理的二进制数字信号。 1.1.2 输入输出接口 ４．模拟量输出接口（ D／A模块） 模拟量输出接口将PLC运算处理后的数字信号转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制信号的需求。模拟量输出接口一般由光电隔离、D／A转换和信号驱动等环节组成。 1.1.3 电源 可编程控制器的电源包括: * 为可编程控制器各工作单元供电的开关电源 * 为掉电保护电路供电的后备电源，一般为电池 1.1.4 外部设备 可编程控制器一般可配备的外部设备： 　 编程器 盒式磁带机，用以记录程序或信息 打印机，用以打印程序或制表 EPROM写入器，用以将程序写入用户EPROM中 高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或监视有关部分的运行状态 1.2 可编程控制器的工作原理 1.2.1 扫描工作方式 1.2.2 程序执行过程 1.2.3 输入／输出的处理规则 1.2.4 信息刷新方式 1.2.5 输入／输出滞后时间 1.2.1 扫描工作方式 扫描： 1.2.2 程序执行过程 1.2.2 程序执行过程 输入采样阶段： PLC以扫描方式按顺序将所有输入端的输入信号状态（开或关、即ON或OFF、“1”或“0”）读入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采样，或称输入刷新。 接着转入程序执行阶段，在程序执行期间，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新读入。 1.2.2 程序执行过程 程序执行阶段： 程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描； 如果程序用梯形图表示，则总是按先左后右、先上后下的顺序进行扫描； 每扫描到一条指令时，所需要的输入元件状态或其它元件的状态分别由输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出，而将执行结果写入到元件映像寄存器中； 元件映像寄存器中寄存的内容，随程序执行的进程而动态变化。 1.2.2 程序执行过程 输出刷新阶段： 程序执行完后，进入输出刷新阶段。此时，将元件映像寄存器中所有输出继电器的状态转存到输出锁存寄存器，再去驱动用户输出设备（负载），这就是PLC的实际输出。 1.2.1 扫描工作方式 扫描工作方式的特点： 简单直观，简化了程序的设计，并为PLC的可靠运行提供了保证； 1.2.3 输入／输出的处理规则 输入映像寄存器的数据，取决于输入端子在输入采样阶段所刷新的状态； 输出映像寄存器的状态，由程序中输出指令的执行结果决定； 输出锁存寄存器中的数据，由上一个工作周期输出刷新阶段存入到输出锁存电路中的数据来确定； 输出端子的输出状态，由输出锁存寄存器中的数据来确定； 程序执行中所需的输入、输出状态（数据），从输入映像寄存器或输出映像寄存器中读出。 1.2.4 信息刷新方式 信息刷新的方式有多种。一般来说，输入刷新是在输入采样阶段进行，输出刷新是在输出采样阶段进行。 有的PLC其信息刷新的方式则与上述不同，输入刷新除了在输入采样阶段进行外，在程序执行阶段每隔一定时间还要刷新一次。同样，输出刷新除了在输出处理阶段进行外，在程序执行阶段，凡是程序中有输出指令的地方，该指令执行后又立即进行一次输出刷新。这种形式的PLC尤其适合于输入输出要求快速响应的场合。 1.2.5 输入／输出