PLC硬件与工作原理.pptVIP

第二章 PLC的硬件与工作原理 2.1 PLC的硬件 2.1.1 PLC的物理结构及分类 按硬件结构 按I/O点数分 1．整体式PLC 又叫一体化PLC，它的CPU模块和I/O模块、电源模块等装在一个箱体内，结构非常紧凑，它的体积小，价格低，主要用于小型或微型PLC。 整体式PLC又分为基本单元和扩展单元两种。 整体式PLC提供多种不同I/O点数的基本单元和扩展单元供用户选用。 扩展单元的使用 基本单元和扩展单元之间用扁平电缆连接。 有的PLC有全输入型和全输出型的扩展单元。选用不同I/O点数的基本单元和扩展单元，可以组成不同I/O点数的PLC控制系统，满足用户不同要求。 2．模块式PLC 由框架和模块用搭积木的方式组成系统，模块插在模块插座上，后者焊在框架的总线连接板上，主要用于大中型PLC和部分小型PLC。 CPU模块、开关量I/O模块、电源模块、模拟量I/O模块和其它特殊的功能模块等在结构上相互独立，用户可根据具体的应用要求，选用合适的模块，安装在固定的机架上或导轨上，构成一个完整的PLC控制系统。 PLC厂家备有不同槽数的框架供用户选用，如果一个框架容纳不下所选用的模块，可以增设一个或数个扩展框架，各框架之间用I/O扩展电缆连接。 不同档次的CPU模块、品种繁多的I/O模块和特殊功能模块，对硬件配置的选择余地较大，维修时更换模块也很方便。 模块式PLC结构实图 按I/O点数分类（一） 超小型PLC I/O点数小于64点，内存容量在256Byt-1KB 小型PLC I/O点数在65-128点，内存容量在1-3.6KB。 小型及超小型PLC在结构上一般是一体化整体式的，主要用于中等容量的开关量控制，具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制、通讯等功能。 中型PLC I/O点数在129-512点，内存容量在3.6-13KB 除具有超小型和小型PLC的功能外，还增加了数据处理能力，适用于小规模的综合控制系统。 按I/O点数分类（二） 大型PLC I/O点数在513-896点，内存在13KB以上 超大型PLC I/O点数在896点以上，内存在13KB以上 大型和超大型PLC除具有中小型PLC的功能外，增加了编程终端的处理能力和通讯能力，适用于多级自动控制和大型分散控制系统。 2.1.2 CPU模块中的CPU和存储器 1.CPU PLC中使用的微处理器主要以下几种： （1）通用微处理器 小型PLC一般使用8位微处理器，如早期的8080、8086、8088等。 大中型PLC则多使用处理速度更快、功能更强的16位或32位微处理器。 通用微处理器通用性强，价格便宜。用微机的通信软件容易构成PLC的通信网络，易于与其它计算机设备进行联网通信。 （2）单片微处理器 即单片机，它将存储器芯片、ROM、RAM、接口电路、时钟电路、甚至A/D、D/A电路集成为一体，在一个很小的芯片上自成为一个小的微处理系统。其特点是集成度高，体积小，价格低，可扩充性好。广泛用于小型PLC和PLC的智能I/O模块。 （3）位片式微处理器 多为双极型电路，一般以4位为一片，数片级联组成任意字长的微处理器，可构成并行处理系统，运算速度快，多用于大中型PLC（如西门子的S5-150型PLC）。 2.存储器: 用于存放系统程序、用户程序及工作数据 按器件类型分类： RAM：随机存储器，存储用户程序和临时数据，易失性，断电信息丢失。存储用户程序时，需后备电池 ROM：只读存储器，非易失性，断电保持，存储系统程序 E2PROM：可电擦除可编程只读存储器，非易失性，断电保持，写入时间比RAM慢，多用来存储用户程序和需长时间保存的重要数据 EPROM：可擦除可编程只读存储器，非易失性，断电保持，需用专用设备写入，比RAM速度慢。信号擦除需用紫外灯照射数小时，使用不方便，趋于淘汰  2.1.3 I／O模块 I/O模块是联系外部现场和CPU模块的桥梁，PLC通过I/O模块与工业生产过程现场相联系 开关量I/O模块的通断状态用发光二极管显示 I/O模块的外部接线方式 汇点式：各I/O电路共用一个公共接地端，各输入点或输出点共用一个电源。该接线方式适用于输入端或输出端供电完全相同的场合。 分组式：将I/O点分为若干组，每组的I/O电路有一个公共点，它们共用一个电源。各组之间是分隔开来的，可以分别使用不同的电源。常用于输出模块多种供电的场合。 分隔式：各I/O点之间相互隔离，每个I/O点都可以使用单独的电源。常见于I/O点数极少的输出模块的多种供电负载的输出接口接线。 PLC I/O模块的外部接线方式 输入模块 PLC输入模块用来接收和采集生产现场的各种输入信号 输入电路中有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起错