PLC的基本组成及工作原理

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1、第6章PLC的基本组成及工作原理6.1PLC的基本组成6.2PLC的基本工作原理6.3PLC的编程语言6.1PLC的基本组成1)CPU模块微处理器+存储器2)I/O模块输入：开关量、模拟量输出：执行器（接触器、电磁阀、调节器、调速）3)编程器编辑用户程序监视PLC状态4)电源为系统提供电源6.1PLC的基本组成中央处理单元存储器数据存储器输出接口地址总线控制总线数据总线编程单元照明电磁装置执行机构……电源地址总线控制总线输入接口模拟量输入行程开关继电器接点各种开关PLC结构示意图6.1PLC的基本组成1)中央处理单元CPU——PLC的核心与一般计算机一样，CPU是可编程

2、控制器的核心，它按系统程序赋予的功能指挥可编程控制器有条不紊地进行工作，其主要任务有：（1）接收、存储由编程工具输入的用户程序和数据，并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。（2）检查、校验用户程序。（3）接收、调用现场信息。（4）执行用户程序。（5）故障诊断。注意：PLC通常以字而不是以字节为单位存储和处理数据描述PLC性能的几个术语位：二进制的一位，仅有1、0数字：4位二进制数构成一个数字字节：2个数字或8位二进制数构成一个字节字：两个字节构成一个字。6.1PLC的基本组成1)中央处理单元CPU——PLC的核心不同型号可编程控制器的CPU芯片是不同的，有的采用通用C

3、PU芯片，如8031、8051、8086、80826等，也有采用厂家自行设计的专用CPU芯片（如西门子公司的S7-200系列可编程控制器均采用其自行研制的专用芯片），CPU芯片的性能关系到可编程控制器处理控制信号的能力与速度，CPU位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也越快。随着CPU芯片技术的不断发展，可编程控制器所用的CPU芯片也越来越高档。6.1PLC的基本组成2)存储器PLC常用的存储器主要有PROM、EPROM、E2PROM、RAM等几种，多数都直接集成在CPU单元内部。虽然大、中、小型PLC的CPU的最大可寻址存储空间各不相同但是根据PLC的工作原理，其

4、存储空间一般包括以下三个区域：系统程序存储区系统RAM存储区也称工作数据区(包括I／O映象区和系统软设备等)用户程序存储区6.1PLC的基本组成2)存储器_系统程序存储区系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。它包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能够直接存取。它和硬件一起决定了该PLC的各项性能。6.1PLC的基本组成2)存储器_系统RAM存储区也称工作数据存储器，指PLC在工作过程中经常变化、需要经常存取的数据，如：参数测量结果、运算结果、设定值等，这部分数据一般存放在RAM之中。在

5、工作数据区中开辟有元件映像寄存器和数据表，包括I/O映象区以及各类系统软设备存储区软设备(例如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等)存储区。6.1PLC的基本组成2)存储器_系统RAM存储区由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。因此，它需要有一定数量的存储单元(RAM)以供存放I/O的状态和数据，这些存储单元称作I／0映象区。一个开关量I／0占用存储单元中的一个位(bit)，一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字(16个bit)。开关量的I／O映象区模拟量的I/O映象

6、区6.1PLC的基本组成2)存储器_系统RAM存储区该映象区中的存储单元用来存放开关量I/O。每个开关量I/O占用存储单元中的一个位(bit)。连接到PLC开关量输入端的每个开关量输入在I／O映象区中都有一个确定的位与之相对应。在输入采样阶段或扫描该开关量输入的立即刷新指令时，如果该开关量输入端所连接的外设处于“断开”状态，则I/O映象区中相对应的位被置为“0”；如果该输入端所联接的外设处于“闭合”状态，则I/O映象区中相对应的位被置为“1”。6.1PLC的基本组成2)存储器_系统RAM存储区PLC的每个开关量输出在I／O映象区中都有一个确定的位与之相对应。在扫描用户程

7、序时，根据该输出线圈的控制线路的逻辑运算结果确定I/O映象区中与之相对应的位的状态。如果其控制线路的逻辑运算结果将该位置为“0”，则用户程序中地址为该输出线圈的常开触点均“断开”，其常闭触点均“闭合”，在输出刷新阶段或扫描含该输出的立即刷新指令时，该输出端断开，与之相连接的外设不动作；如果其控制线路的逻辑运算结果将该位置为“1”，则用户程序中地址为该输出线圈的常开触点均“闭合”，其常闭触点均“断开”，在输出刷新阶段或扫描含该输出的立即刷新指令时，该输出端闭合，与之相连接的外设动作。6.1PLC的基本组成2)存储器_系统RAM存储区模拟量I