LC的硬件组成和结构

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1、第二讲可编程控制器的工作原理一.基本结构二.工作原理三.输入/输出设备四.输入/输出模块（重点）一.基本结构PLC采用了典型的计算机结构，主要是由CPU、存储器、输入输出、电源及其他外围设备接口等部分构成。1.中央处理器(CPU)▪组成中央处理器(CPU)一般由控制电路、运算器和寄存器组成，这些电路一般都集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线和控制总线与存储单元、输入输出(I／0)接口电路相连接。▪作用CPU的主要作用是控制整个系统协调一致地运行。它解释并执行用户及系统程序并通过运行用户及系统程序完成所有控制、处理、通信以及所赋予的其他功能。▪性能指标字长:4.8,16,32,64位运

2、行速度:PC机为亿条指令/秒;PLC为百万条指令/秒或us/条▪分类常用的CPU采用通用微处理器、单片机和双极型位片机,也可以使用若干个微处理器芯片，采用分割控制任务的方法，实现多机处理。通用微处理器常用的有Intel8085，M6800和Intel8086等。单片机常用的有803l，8051，8039和8049等。双极型位片机常用的有AM2900，ANn901和AM2903等。▪PLC典型型号S7-300CPU的型号：312/313/314/315/316/318等若带IFM或C的为集成式CPUS7-200CPU的型号:221/222/224/226三菱的FX系列：FX1s/1n/2n2.存

3、储器在PLC中使用的两种类型存储器为ROM和RAM①只读存储器ROM。ROM中的内容是由PLC的制造厂家写入的系统程序，(PLC去电后再加电，ROM内容不变)。系统程序一般包括检查程序、翻译程序、监控程序等②随机存储器RAM。RAM是可读可写存储器，一般存放用户程序、逻辑变量、供内部程序使用的工作单元3.电源部件电源部件将交流电源转换成供PLC的中央处理器、存储器等电子电路工作所需要的直流电源，目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电。（4）输入、输出部分输入接口电路一般由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。输出接口电路一般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成。功率放大电路是为了适应工业控制

4、的要求，将微电脑输出的信号加以放大。PLC一般采用继电器输出，也有的采用晶闸管或晶体管输出。（5）其他外围设备的接口可配接编程器、计算机、打印机、录音机以及A／D、D／A、串行通信模块等。2.存储器常用的存储器为ROM、RAM、EPROM、EPPROM,在PLC中使用的两种类型存储器为ROM和RAM.▪只读存储器ROMROM中的内容是由PLC的制造厂家写入的系统程序，系统程序一般包括检查程序、翻译程序、监控程序等.▪随机存储器RAMRAM是可读可写存储器，一般存放用户程序、逻辑变量、供内部程序使用的工作单元.3.输入、输出部分输入接口电路一般由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。输出接口电路

5、一般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成。功率放大电路是为了适应工业控制的要求，将微电脑输出的信号加以放大。PLC一般采用继电器输出，也有的采用晶闸管或晶体管输出。4.电源部件电源部件将交流电源转换成供PLC的中央处理器、存储器等电子电路工作所需要的直流电源，目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电。5.其他外围设备的接口可配接编程器、计算机、打印机、录音机以及A／D、D／A、串行通信模块等。二.工作原理通用计算机PC的工作方式是等待请求，PLC则采用循环扫描工作方式,两者的差异在于PC针对的是人，PLC针对的是设备。整个工作过程可分为五个阶段：自诊断，与编程器、计算机或其他PLC设备等通信，

6、输入采样，用户程序执行，输出刷新.这五个工作阶段称为一个扫描周期，时间为0.2ms。(1)每次扫描用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为I／0部分、存储器、CPU等，发现异常停机显示出错。若自诊断正常，继续向下扫描。(2)PLC检查是否有与编程器、计算机等的通信请求，若有则进行相应处理。(3)PLC的中央处理器对各个输入端进行扫描，将输入端的状态送到输入状态寄存器。(4)中央处理器CPU将指令逐条调出并执行，即按程序对数据进行逻辑、算术运算。。(5)当所有的指令执行完毕时，集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号。三.输入/输出设备输入器件有：按

7、钮、开关、传感器。输出设备有：继电器、交流接触器、电磁阀、信号灯、传感器、变送器。图2-2PLC外围硬件配置示意图（1）按钮手动开关，包括常开（触点）按钮、常闭（触点）按钮、复式(触点）按钮、点动按钮。（2）开关包括：行程开关、接近开关、光电开关等行程开关它以根据运动部件的位置来切换电路。工作时由档块和限位开关的轮子或触杆相撞使限位开关的触点接通或断开。常用于控制运动部件的运动方向、行程长短或位置