PLC第二章可编程序控制器组成和工作原理.pptVIP

* * 第二章 可编程序控制器的组成和工作原理 教学提示：要正确地应用PLC去完成各种不同的控制任务，必须了解PLC的工作原理和技术构成。PLC产品种类较多，不同型号的PLC在结构上有一定的区别，但它们的基本组成和工作原理却是基本相同的。了解PLC的基本组成和工作原理对后续课程的学习和系统设计很有必要。 教学要求：本章让学生了解PLC的基本结构、各部分的作用和I/O接口电路，熟悉PLC的基本工作原理，了解PLC在程序编制过程中所使用的几种编程语言，对PLC系统有一个基本和全面的认识。 第二章 可编程序控制器的组成和工作原理 2.1 PLC的组成及各部件的作用 2..1.1 PLC的硬件组成 2.1.2 PLC的软件组成 2.2 PLC的输入与输出接口 2.2.1 PLC的开关量输入接口 2.4.1 PLC编程语言的国际标准 2.3 PLC的工作原理 2.4 PLC的编程语言 2.2.2 PLC的开关量输出接口 2.4.2 梯形图的特点 2.1 PLC的组成及各部件的作用 2.1.1 PLC的硬件组成 PLC的硬件系统由主机、输入/输出扩展单元及外部设备组成，如图2.1所示。 PLC主要组成部件及其主要作用如下 ： 1.中央处理器（Central Processing Unit,CPU） CPU由微处理器和控制器组成，它可以实现逻辑运算和数学运算，协调控制系统内部各部分的工作。 控制器的作用是控制整个微处理器的各个部件有条不紊的进行工作，它的基本功能就是从内存中读取指令和执行指令。 PLC常用的CPU有通用微处理器、单片机和位片式微处理器。通用微处理器按其处理数据的位数可分为4位、8位、16位和32位等。PLC大多用8位和16位微处理器。 控制器的主要功能有以下几点： （1）采集由现场输入装置送来的状态或数据，通过输入接口存人输入映像寄存器或数据寄存器中，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)。 （2）按用户程序存储器中存放的先后次序逐条读取指令，完成各种数据的运算、传递和存储等功能，进行编译解释后，按指令规定的任务完成各种运算和操作。 （3）把各种运算结果向外界输出。 （4）监测和诊断电源以及PLC内部电路工作状态和用户程序编程过程中出现的语法错误。 （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，响应各种外部设备（如编程器、打印机、上位计算机、图形监控系统、条码判读器等）的工作请求，以实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。 2．存储器 PLC的存储器主要包括： （1）只读存储器(Read Only Memory，ROM) （2）可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，PROM) （3）可擦除可编程只读存储器((Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM) （4）电可擦除可编程只读存储器((Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, EEPROM) （5）随机存取存储器(Random Access Memory, RAM) 3．输入/输出接口单元 输入／输出接口单元通常也称I／O单元或I／O模块，是PLC与工业过程控制现场之间的连接部件 （1）专用编程器 输入/输出扩展单元是用来扩展PLC的输入、输出点数 4．输入/输出扩展单元 5．编程装置 （2）配有专用编程软件包的通用计算机系统 6．电源 PLC的电源是指把外部供应的交流电源经过整流、滤波、稳压处理后转换成满足PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需要的直流电源电路或电源模块 PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理器 7．通讯接口 8．外部设备接口及特殊模块 外部设备接口是可编程序控制器主机实现人—机对话、机—机对话的通道 （1）系统管理程序 （2）用户指令解释程序 （3）标准模块和系统调用 2.1.2 PLC的软件组成 1. 系统程序 运行管理 存储空间的分配管理 系统自检程序 2. 用户程序 PLC的用户程序是用户利用PLC厂家提供的编程语言，根据工业现场的控制目的来编制的程序 2.2 PLC的输入与输出接口 2.2.1 PLC的开关量输入接口 开关量输入接口的作用是把现场的开关量信号转变成PLC内部可处理的标准信号 直流输入接口 交流输入接口 常用的开关量输入接口按其使用电源不同可以分成三种类型 ： 交/直流输入接口 图2.2是FX1N基本单元直流输入电路的示意图，COM是各输入信号的公共点 图2.2 FX1N输入接口示意图 2.2.2 PLC的开关量输出接口 1