《结构和工作原》ppt课件

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1、第2章可编程序控制器的结构和工作原理2.1可编程序控制器的组成与基本结构2.2可编程序控制器的工作过程与工作原理2.3可编程序控制器的编程语言和程序结构2.1可编程序控制器的组成与基本结构PLC是一种工业控制用的专用计算机，它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件由中央处理单元、存储器、输入输出接口电路等组成。2.1.1可编程序控制器的硬件系统图2.1PLC结构示意图1、基本结构微处理器单元(CPU)实现逻辑运算，协调控制系统内部各部分的工作。它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行的。

2、PLC常用的微处理器主要有通用微处理器、单片机或双极型位片式微处理器。PLC大多用8位和16位微处理器。(2)存储器存储器是PLC存放系统程序、用户程序和运行数据的单元。有系统程序存储器和用户存储器两种。(3)输入/输出模块单元输入（Input）电路和输出（Output）电路简称为I/O模块，它们是联系外部现场和CPU模块的桥梁。一般均配有电子变换、光耦合器和阻容滤波等电路，以实现外部现场的各种信号与系统内部统一信号的匹配和信号的正确传递，PLC正是通过了这种接口实现了信号电平的转换。常用的各种类型输入/输出模块单元①开关量输入

3、单元：按照输入端的电源类型不同，分为直流输入单元和交流输入单元，分别如图2.2和图2.3所示。图2.2直流开关量输入单元②开关量输出单元：按照现场执行机构使用的电源类型的不同，开关量输出单元可分为直流输出单元(晶体管输出方式或继电器触点输出方式)交流输出单元(晶闸管输出方式或继电器触点输出方式)。c）双向晶闸管输出③模拟量输入单元：模拟量输入单元一般由滤波、A/D转换器、光耦合器隔离等部分组成。④模拟量输出单元：一般由光耦合器隔离、D/A转换器和信号转换等部分组成。⑤智能输入/输出单元：是一个独立的自治系统，它具有与PLC主机相

4、似的硬件系统，也是由中央处理单元、存储器、输入/输出单元和外部设备接口单元等部分，通过内部系统总线连接组成的。PID调节智能单元也是一种智能单元，它能独立完成工业生产过程控制中一个或几个闭环控制回路的PID调节。(4)I/O扩展接口。I/O扩展接口是PLC主机为了扩展输入/输出点数和类型的部件。I/O扩展接口有并行接口、串行接口等多种形式。(5)外设I/O接口。通过它，PLC可以和编程器、彩色图形显示器、打印机等外部设备相连，也可以与其他PLC或上位计算机连接。外设I/O接口一般是RS232C或RS422A串行通信接口。(6)电

5、源。把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源，有的电源单元还向外提供直流电源，给与开关量输入单元连接的现场电源开关使用。PLC供电电源是一般市电，也有用直流24V供电的。2.输入/输出扩展环节输入/输出扩展环节与主机的输入/输出扩展接口相连，有两种类型：简单型:通常通过并行接口与主机通信。智能型:环节本身带有中央处理单元，它对生产过程现场信号的输入/输出处理由本身所带的中央处理单元管理，通常采用串行通信接口与主机通信，多用于大中型PLC的输入/输出扩展。3.外部设备编程器。简易编程器：只能输入和编辑指令表；专用图形编程器：

6、方便、专用、价高；计算机编程：图形编程、监控、打印、分析和仿真。PC机作为可编程控制器的上位机构成一种通用编程系统。软件：MEDOC(DOS平台)GXDEVELOPER（WINDOWS平台）(2)彩色图形显示器。(3)打印机。PLC还可以配置其他外部设备，例如，配置存储器卡、盒式磁带机或磁盘驱动器，用于存储用户的应用程序和数据；配置EPROM写入器，用于将程序写入到EPROM中。2.1.2可编程序控制器的软件系统PLC的软件系统由系统程序(又称监控程序)和用户程序(又称应用软件)两大部分组成。1.系统程序固化在PROM或EPRO

7、M中系统程序包括系统管理程序、用户指令解释程序和供系统调用的标准程序模块等。2.用户程序存放在RAM或EPROM中2.2可编程序控制器的工作过程与工作原理2.2.1可编程序控制器的工作过程PLC上电后，就在系统程序的监控下，周而复始地按固定顺序对系统内部的各种任务进行查询、判断和执行，这个过程实质上是一个不断循环的顺序扫描过程（称为循环扫描工作方式）。一个循环扫描过程称为扫描周期。PLC的工作过程如图2.7所示。注意几点：(1)运行监控任务。为了保证系统可靠工作，PLC内部设置了系统监视定时器WDT，由它来监视扫描周期是否超时。

8、(2)与编程器交换信息任务。作为编制、调试用户程序的外部设备，编程器在PLC的外部设备中占有非常重要的地位，所以在主机的扫描周期中，把与编程器交换信息的任务单独列出。(3)与数字处理器(DPU)交换信息任务。一般大中型PLC多为双处理器系统，数字处理器（DPU）