PLC的基本结构与工作原理

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1、*1（结构与工作原理）可编程序控制器2021/10/1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1．整体式结构2．组合式结构2PLC的结构与工作原理2021/10/11．整体式结构整体式PLC组成示意图2021/10/12．组合式结构组合式PLC组成示意图*52.1PLC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2.2PLC的工作原理2.2.1、扫描技术2.2.2、PLC

2、的I/O响应时间2.3.PLC的I/O系统*62.1、PLC的基本结构中央处理单元数据存储器输出接口地址总线控制总线数据总线编程接口灯光指示电磁阀门接触器电源输入接口模拟量输入行程开关继电器接点各种开关程序存储器警报器电机内部结构*7*82.1、PLC的基本结构中央处理单元（CPU）用户文件寄存器电源模拟量输入行程开关继电器接点各种开关灯光指示电磁阀门接触器警报器电机系统程序存储器用户程序存储器输入映象区X输出映象区Y输出锁存器输出驱动接口电路输入接口电路通讯模块TC系统软设备A0A1MDVZ上位机、编程器、打印机*

3、92.1.1、中央处理单元(CPU)——PLC的控制中枢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*10(2)当PLC投入运行时——运行状态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

4、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，如此循环运行扫描，直到PLC停止运行。*11开始自诊处理通信处理输入扫描用户程序扫描输出扫描STOPRUNPLC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

5、。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。*12PLC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*132、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：808

6、6、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*142.1.2.存储器RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。1、PLC常用的存储器类型（1）RAM这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。（2）EPROM这是一种可擦除的只读存储器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连续照射下可擦除存

7、储器内容)。（3）EEPROM这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。*152、PLC存储空间的分配PLC存储器系统存储器系统程序存储器用户存储器系统数据存储器系统I/O映象区系统软设备区监控程序管理程序功能子程序系统诊断子程序命令解释程序用户程序存储器文件寄存器模拟量I/O映象区开关量I/O映象区和硬件一起决定PLC的性能相当于操作系统和BIOS开关量输出映象区Yn—n为八进制开关量输入映象区Xn—n为八进制模拟量输出映象区Dn模拟量输入映象区Dn逻辑线圈———Mn数据寄存器—

8、—Dn计数器————Cn变址寄存器——VnZn—n为八进制整数累加器————An计时器———Tn其余n为十进制整数*161）开关量输入映象区(输入继电器)用来存放开关量输入端的状态的存储单元；每个开关量占1位每位又叫一个输入线圈；——输入点注意：用户程序只能使用（读取）其触点，而不能驱动其线圈开关量输入映象区的总位数，就是PLC允许的最大开关量