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整体式PLC 模块式PLC 第3章 PLC的硬件结构与工作原理 3.1 P LC的分类 3.2 P LC的组成 3.3 P LC的工作原理 PLC一般可从其I/O点数、结构形式和功能三方面进行分类： 3.1 P LC的分类 1、根据PLC的I/O点数分 1）小型PLC I/O点数为256点以下， I/O点数64点的为超小型 2）中型PLC I/O点数为256～2048点 3）大型PLC I/O点数为2048以上的，I/O点数超过8192点的为超大型PLC 这个分类界限不是固定不变的，它随PLC的发展而变化。 1）低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位等基本功能，主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统 2、按功能分 2）中档PLC 具有低档PLC功能外，具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、通信联网等功能。有些还增设中断、PID控制等功能。 3）高档PLC 具有中档机功能外，增加矩阵运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算等。高档PLC机具有更强的通信联网功能。 3、按结构形式分 1）整体式PLC 电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内， 具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。 小型PLC一般采用这种整体式结构，如S7-200 2）模块式PLC 各部分用搭积木的方式组成系统，由框架和模块组成。模块装在框架上。大、中型PLC一般采用模块式结构。如S7-300，S7-400 3）叠装式PLC 还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。 CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是用扁平电缆连接。 1、PLC的基本结构 PLC的组成与微机类似，是一种以微处理器为核心的、用于控制的特殊计算机。PLC主要由：中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、 输出接口、通信接口、电源等组成 编程器 电 源 输入单元 输出单元 CPU 通信接口 扩展接口 存储器 3.2 PLC的组成 ◆CPU的作用 1）接收、存储用户程序或数据 2）检查、校验用户程序，如编程中的语法错误等 3）接收、存储从输入接口得到现场输入信息 4）执行用户程序，将执行结果送输出端口，驱动负载 5）故障诊断 2、CPU模块 1）通用微处理器（如8086、80286等） 2） 单片微处理器（如8031、8096等） 3） 位片式微处理器(如AMD29W等) ◆存储器的作用： 存储器主要用于存放系统程序、用户程序、数据 分为系统程序存储器、用户程序存储器 ◆ 存储器的类型： ① 可读/写操作的随机存储器RAM ② 只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM 主要由CPU与存储器组成，CPU有： ◆系统程序: ◆ 用户程序: 是用户根据控制对象生产工艺及控制要求而编制的应用程序。 3、输入/输出模块 输入（Input）/输出（Output）模块，简称I/O模块，是CPU与工业现场之间连接的通道。是系统的眼、耳、手、脚，是CPU与外部联系的桥梁。 输入模块用来接收和采集输入信号，输入信号有： 1）开关量输入信号 按钮、选择开关、行程开关、接近开关、光电开关 分主令元件，检测元件 2）模拟量输入信号 电位器、热电偶、测速发电机等 输出模块，控制外部对象，驱动执行元件 接触器、电磁阀、调节阀等执行元件。指示灯、数码显示器、报警装置 相当于PC机的操作系统，由厂家设计并已固化在ROM中，用户不能更改。包括系统监控程序、解释程序、程序模块等。 汇点式——所有I/O点共用一个电源，一个公共点 分组式——分成若干组，每组有自己的电源及公共点 分隔式——每个I/O点使用单独的电源 输入/输出模块的外部接线方式： 输入有RC滤波电路，光电耦合器 直流输入 交流输入 ◆ 输入模块的接线 S合上，光电耦合器亮，输入到PLC为“1” S断开，光电耦合器灭，输入到PLC为“0” R1为限流电阻，C、R2为滤波电路，LED为状态发