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( 结构与工作原理 ) h 2023/10/3 1 1 ．整体式结构 2 ．组合式结构 h 2023/10/3 2 PLC的结构与工作原理 可编程序控制器的分类 (一)按I∕O点数容量分类 1 ．小型机 2 ．中型机 3 ．大型机 (二)按结构形式分 2 整体式PLC组成示意图 h 2023/10/3 1 ．整体式结构 3 h 2023/10/11 组合式PLC组成示意图 2 ．组合式结构 4 • 2.1 PLC的基本结构 –2.1.1、中央处理单元(CPU) –2.1.2、存储器 –2.1.3、输入／输出部件 (I／0单元) –2.1.4、电源 –2.1.5、外部设备 • 2.2 PLC的工作原理 –2.2.1、扫描技术 –2.2.2、PLC的I/O响应时间 • 2.3. PLC的I/O系统 h 2023/10/11 5 输 出 接 口 输 入 接 口 编程 接口 地址总线 控制总线 数据总线 2.1、 PLC的基本结构 内部结构 2023/10/11 数据存储器 中央处理单元 接触器 继电器接点 模拟量输入 灯光指示 电磁阀门 各种开关 行程开关 电源 警报器 程序存储器 电机 h 6 h 2023/10/11 7 用户文件寄存器 系统程序存储器 中央处理单元 (CPU) h 输 入 映 象 区 X M D 用户程序存储器 输 出 映 象 V Z A1 T C 系统软设备 A0 2.1、 PLC的基本结构 输 出 锁 存 器 输 出 驱 动 接 口 电 路 接触器 输 入 接 口 电 路 上位机、编程器、打印机 警报器 电磁阀门 灯光指示 行程开关 继电器接点 通讯模块 模拟量输入 各种开关 电源 区Y 2023/10/11 8 . 1 、CPU的工作方式 . (1)当PLC投入运行之前， —— 编程状态 – 自诊处理： —— 检查PLC自身的硬件和用户软件 – 通讯处理： —— 编程或通讯 . 能接收并存储从 编程器键入的用户程序和数据，更新编 程器的显示内容； . PLC经通讯模块与智能模块通讯—— 人机界面单元； . PLC与上位机进行通讯——PC 2.1.1 、中央处理单元(CPU) ——PLC的控制中枢 h 2023/10/11 9 . 首先输入扫描 – 它以扫描的方式接收现场各输入设备的状态和数据，并分别存 入输入映象区， . 其次执行用户程序(用户程序扫描) – 读取指令——从用户程序存储器中逐条读取用户程序， – 指令译码——经过指令译码器译码， – 执行指令——按照指令的规定执行相应的逻辑或算术运算， – 存 结 果—— 将运算的结果存入输出映象区或软设备区内。 – 如此循环逐条读取指令、指令译码、执行指令、存结果，直到 END指令为止，即所有的用户程序执行完毕， . 最后输出扫描 – 将输出映象区的各输出状态或数据传送到相应的输出锁存器， – 再经输出驱动电路驱动现场设备， . 如2023/此10/11循循环运行扫描h，直到PLC停止运行。 (2)当PLC投入运行时——运行状态 10 PLC的工作方式 :是一个不断循环的 顺序扫描工作方式， 每一次扫描所用的时 间称为扫描周期。 CPU从第一条指令开 始，按顺序逐条地执 行用户程序直到用户 程序结束，然后返回 第一条指令开始新的 一轮扫描。PLC就是 这样周而复始地重复 上述循环扫描工作的。 通信处理 输入扫描 STOP RUN 用户程序扫描 h 2023/10/11 输出扫描 自诊处理 开始 11 ØPLC的扫描工作方式 • 包括五个阶断：内部处理、通 信处理、输入扫描、程序执行、 输出处理。 • 扫描周期： PLC完成一次扫描 过程所需的时间。 • 扫描周期的长短与用户程序的 长度和扫描速度有关 h 2023/10/11 12 2 、PLC的CPU发展 . (1)可编程逻辑器件—— 早期的PLC – 早期的PLC中央处理单元没有微处理器，以准计算机 的形式出现； . (2)微处理器—— 中期PLC以后 – 开始使用微处理器 . 通用微处理器： 8086 、80286 、80386 . 单片机芯片： 8031 、8096 . 位片式微处理器： AMD-2900 . (3)专用逻辑处理器——近期的PLC – 软件硬件化 . (4)双CPU构成的冗余系统 . 三CPU构成的表决系统 h 2023/10/11