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江门职业技术学院毕业设计

1可编程序控制器的结构与工作原理

1.1PLC的体系结构

PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件结构和微机

是基本一致的。如下图1.1所示：

编程器

输输

出

入中央处理单元

电

（CPU）

电

路

路

电

系统程序存储区用户程序存储区源

图1.1PLC硬件的基本结构

1.2可编程序控制器的基本结构

可编程序控制器简称为PLC（ProgrammableLogicController）主要由CPU模

块、输入模块、输出模块和编程器组成。（如下图1.2所示）

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图1.2

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可编程序控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制

系统相似，甚至与之无异。可编程序控制器主要由CPU（中央处理单元）、存储器（RAM

和EPROM）、输入/输出模块（简称I/O模块）、编程器和电源五大部分组成。

(1)CPU模块

CPU模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器（CPU）和存储器组

成。CPU的作用类似于人类的大脑和心脏。它采用扫描方式工作，每一次扫描要完

成以下工作：

1）输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像寄存器和数

据寄存器。

2）程序执行：逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关电

路，完成数据的存取、传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关寄存器的内容。

3）输出处理：将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。

(2)I/O模块

I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入

模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字

开关、限位开关、接收开关、关电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一

类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入信

号。

可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装

置等执行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报

警装置等。

CPU模块的工作电压一般是5V，而可编程序控制器的输入/输出信号电压一般较

高，如直流24V和交流220V。从外部引入的尖蜂电压和干扰噪声可能损坏CPU模块

中的元器件，或使可编程序控制器不能正常工作，所以CPU模块不能直接与外部输

入/输出装置相连。I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与噪声隔离的作用。

(3)编程器

编程器除了用来输入和编辑程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时梯

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形图中各种编程元件的工作状态。

编程