第4章-PLC的工作原理及内部结构.ppt

三、PLC I/O处理示意图 第二节 PLC的内部结构 PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件。 三、数字输入单元 三、数字输入单元 四、数字输出单元 四、数字输出单元 四、数字输出单元 第4章PLC的工作原理及内部结构 主讲人：李红利 2014年04月 天津工业大学电气学院 第一节 PLC的工作原理 可编程序控制器是在其硬件的支持下，通过执行反映控制要求的程序来完成其控制任务的。 PLC采用循环扫描工作方式，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。 PLC是以“串行”方式工作的。 一、PLC的扫描工作过程 检查CPU等内部硬件，对监视定时器（WDT）复位以及其它工作 与其它智能装置（如编程器、计算机等）实现通信 按顺序对所有输入端的状态进行采样，并存入相应寄存器 对用户程序扫描执行 ，并将结果存入相应的寄存器 将寄存器中与输出有关状态，转到输出锁存器，输出驱动外部负载 一、PLC的扫描工作过程 ★ 整个过程包括内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段 ★ 整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期 ★ 扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及用户程序长短有关。 ★ 典型值为1～100ms ★ 集中采样： 在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。 ★集中输出： 在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。 ★ 提高了抗干扰能力，增强了系统可靠性，降低了系统的响应速度 PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。 二、PLC扫描工作方式的特点 一、整体式PLC结构示意图 中 央 处 理 单 元 数 据 存 储 器 输 出 接 口 地址总线 控制总线 数据总线 编程 单元 灯光指示 电磁阀门 接触器 电源 输 入 接 口 模拟量输入 行程开关 继电器接点 各种开关 程序存储器 警报器 电机 二、模块式PLC结构示意图 电源单元 CPU 单元 编程器 扩展存储器 输入单元 输出单元 特殊 I / O 单元 通信单元 PLC PC 机 终端设备 现场设备 系统总线 直流开关量输入接口电路 光耦的作用: 电气隔离，抗干扰 电平转换 直流开关量输入接口 交流开关量输入接口 直流电源 发光二极管 光电耦合器 将工业现场的开关量信号转变成CPU能接受的标准逻辑电平 图中，R1为限流电阻，R2和C1构成滤波器，用以除去输入信号中的高频干扰。V1为光电耦合器，由发光二极管和光敏三极管组成，它将输入电路与内部电路(控制电路)隔离，提高输入单元的抗干扰能力。 COM 光电三极管 发光二极管 输入端子 + – 内 部 电 路 3 . 3 k W 1000 PF 470 W PLC X n + 24 V – 输入接口电路采用光电耦合器防止强电干扰 COM 光电三极管 发光二极管 直流电源 输入端子 + – + – 内 部 电 路 3 . 3 k W 1000 PF 470 W 内 部 电 路 3 . 3 k W 1000 PF 470 W PLC X n + 24 V – X n + 24 V – 输出 方式 开关量输出接口：通过该接口实现对外部设备的驱动控制 继电器输出 晶体管输出 晶闸管输出 继电器输出：输出接口由继电器构成。 晶体管输出：输出接口由晶体管构成。 晶闸管输出：输出接口由晶闸管构成。 适于大功率、低速、交、直流负载 适合于小功率、高速、直流负载 适合于大功率、高速、交流负载 继电器输出型接口电路 负载电源由外部提供 继电器输出接口电路 晶体管输出电路 光电耦合 输出点的状态显示 公共端 输出点 晶闸管输出电路 COM LED R2 C → → T FU ～ 内 部 电 路 R1 负载 → → 光电耦合 输出点的状态显示 公共端 输出点 四、数字输出单元 PLC的分类 按I/O点数分 小型PLC：入出总点数?256 中型PLC：入出总点数256~2048 大型PLC：入出总点数2048 按结构类型分 整体式 模块式（积木式） 按功能分 低档机 中档机 高档机 五、PLC的分类 计算机 编程 软件 PLC 专用电缆 计算机 编程 软件 PLC 通 信适配器 RS-232电缆 六、PLC的编程 六、PLC的编程 免费的一体化软件 现在:CCW