第3章PLC系统组成与工作原理解答.ppt

3.1 PLC 系统的组成 3.2 PLC 的工作原理 本章小结 3.1 PLC 系统的组成 3.1.1 PLC的硬件系统 3.1.2 PLC的软件系统 3.1.1 PLC的硬件系统 PLC的基本单元主要由微处理器(CPU)、存储器、输入和输出模块、电源模块、I/O扩展接口、外设I/O接口以及编程器等部分组成。 图3-1:一般小型PLC的硬件系统简化框图。 1．处理器（CPU） CPU是整个PLC控制的核心，它指挥、协调整个PLC的工作。它主要由控制器、运算器、寄存器等组成，其中控制器控制CPU的工作，由它读取指令、解释指令及执行指令；运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作；寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 PLC中常用的CPU有通用微处理器(如Z80、8086）、单片机（如8031、8051）和位片式微处理器（如AMD2901、AMD2903）。 2．存储器 存储器是PLC记忆或暂存数据的部件，一般由存储体、地址译码电路、读写控制电路和数据寄存器组成，用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量及其它一些信息。PLC的存储器分为系统存储器和用户程序存储器。 系统存储器用来存放系统程序。系统程序由PLC生产厂家编写并固化在ROM内，它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各种工作。 用户程序存储器存放用户编制的控制程序。 常用的存储器类型：CMOS RAM、ROM、PROM、EPROM EEPROM。 3. 输入/输出（I/O）模块 I/O模块是CPU与现场用户输入、输出设备之间联系的桥梁。 PLC的输入模块用以接收和采集外部设备各类输入信号（如按钮、各种开关、继电器触点等送来的开关量；或电位器、测速发电机、传感器等送来的模拟量），并将其转换成CPU能接受和处理的数据。 PLC的输出模块则是将CPU输出的控制信息转换成外部设备所需要的控制信号去驱动控制元件(如接触器、指示灯、电磁阀、调节阀、调速装置等)。 PLC提供多种用途和功能的I/O模块。 为了提高PLC的抗干扰能力,一般的I/O模块都有光电隔离装置。 4. 电源模块 电源是整机的能源供给中心。PLC系统的电源分内部电源和外部电源。 内部电源：PLC内部配有开关式稳压电源模块，用来将220V交流电源转换成PLC内部各模块所需的直流稳压电源。小型PLC的内部电源往往和CPU单元合为一体，大中型PLC都有专用的电源模块。 外部电源又叫用户电源，用于传送现场信号或驱动现场负载，通常由用户另备。 5. 编程器 编程器是对用户程序进行编辑、输入、调试，通过其键盘去调用和显示PLC内部的一些状态和系统参数实现监控功能的设备。它是PLC最重要的外围设备，是PLC不可缺少的一部分。 目前，许多PLC都用微型计算机作为编程工具，只要配上相应的硬件接口和软件包，就可以使用梯形图、语句表等多种编程语言进行编程。 6．TD 200文本显示器 TD200（Text Display 200）文本显示器是专用于S7-200系列PLC的文本显示和操作界面。TD200支持中文操作和文本显示。 TD200的主要功能有：显示信息；在控制系统中可设定和修正参数；可以提供8个由用户自定义的功能键；提供密码保护功能；可用STEP 7-Micro/WIN 软件进行编程，在S7-200系列的CPU中保留了一个专用区域用于与TD200交换数据，TD200直接通过这些数据区访问CPU的必要功能。 7. 外部设备I/O接口 PLC的外部设备还有: EPROM写入器（用于将用户程序写入到EPROM中）、打印机、外存储器（磁带或磁盘）等。外部设备I/O接口的作用就是将这些外设与CPU相连。某些PLC可以通过通信接口与其它PLC或上位计算机连接，以实现通信网络功能。