可编程控制器的基本结构及工作原理 PPT.pptVIP

3.1可编程控制器的概述PLC在现场总线控制系统中的位置在现场总线控制系统FCS（FieldbusControlSystem）中，增加了相关通信协议接口的PLC，即可以作为主站成为FCS的主控制器，也可以作为智能化的从站实现分散式的控制，一些软PLC配合通信板卡也可以作为FCS的主站。可编程控制器的基本结构和工作原理*3.2可编程控制器的硬件构成PLC在组成上与一般的微机系统基本相同，由中央处理器CPU、存储器（ROM/RAM）、输入/输出（I/O）接口、电源、各种接口、其他部件组成。可编程控制器的基本结构和工作原理*整体式PLC组成示意图模块式PLC组成示意图3.2可编程控制器的硬件构成可编程控制器的基本结构和工作原理*1.中央处理器CPU是PLC的核心，其功能是指挥PLC有条不紊地进行工作，其主要任务如下。接收、存储用户程序和数据，并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。检查、校验用户程序。对输入的用户程序进行检查，发现语法错误立即报警，并停止输入；在程序运行过程中若发现错误，则立即报警或停止程序的执行。接收、调用现场信息。将接收到现场输入的数据保存起来，在需要数据的时候将其调出、并送到需要该数据的地方。执行用户程序。PLC进入运行状态后，CPU从存储器逐条读取用户指令，解释并按指令规定的任务进行数据传递、逻辑或算数运算，根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容，再经输出部件实现输出。故障诊断。诊断电源、PLC内部电路的故障，根据故障或错误的类型，进行报警显示。不同的PLC的CPU芯片是不同的，有的采用通用CPU芯片如8031、8051、8086、80826等，也有的采用厂家自行设计的专用CPU芯片，如西门子公司的S7-200系列的PLC均采用自行研制的专用芯片，CPU芯片的性能关系到PLC处理控制信号的能力和速度。3.2可编程控制器的硬件构成可编程控制器的基本结构和工作原理*2.存储器PLC存储器可分为系统程序存储器、用户程序存储器、工作数据存储器3种。系统程序存储器它用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能直接系统程序的质量好坏，很大程度上决定了PLC的基本性能，其内容主要包括三个部分。3.2可编程控制器的硬件构成可编程控制器的基本结构和工作原理*其一是系统管理程序，它主要控制PLC的运行，使整个PLC按部就班地工作；其二是为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将PLC的编程语言变为机器语言指令,再由CPU执行这些指令；其三为标准程序模块与系统调用程序，它包含许多不同功能的子程序及其调用管理程序，如完成输入、输出及特殊运算等子程序，PLC的具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少决定了PLC性能的强弱。3.2可编程控制器的硬件构成可编程控制器的基本结构和工作原理*用户程序存储器根据控制要求而编制的应用程序称为用户程序。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务，用规定的PLC语言编程语言的各种用户程序。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同，可以是RAM（有锂电池进行掉电保护）、EPROM或EEPROM存储器，其内容可以有用户任意修改或增删。目前较先进的PLC采用可随时读写的快闪存储器作为用户程序存储器。快闪存储器不需后备电池，掉电时数据也不会丢失。3.2可编程控制器的硬件构成工作数据存储器工作数据存储器用来存储工作数据，即用户程序中使用的ON/OFF状态、数值数据等。在工作数据区中开辟有元件映像寄存器和数据表。其中元件映像寄存器用来存储开关量输入/输出状态以及定时器、计数器、辅助继电器等内部部件的ON/OFF状态。数据表用来存放各种数据，它存储用户程序执行时的某些可变参数值及A/D转换得到的数字量和数学运算的结果等。在PLC断电时能保持数据的存储器区称为数据保持区。如表格所示为PLC基本的内部装置，它们被分配在工作数据存储器中。可编程控制器的基本结构和工作原理*3.2可编程控制器的硬件构成3.输入/输出接口输入/输出接口是PLC与外界连接的接口，输入/输出点的作用是将输入/输出设备与PLC进行连接，使PLC与现场设备构成控制系统，以便从现场通过输入设备（元件）得到信息（输入），