plc课件第2章.ppt

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1、第2章PLC的组成和工作原理2.1可编程控制器的基本组成2.1.1可编程控制器的系统结构PLC的实质就是工业控制计算机，属于过程控制计算机的一个分支。可编程控制器的主机由中央微处理器(CPU)、存储器(RAM、EPROM、E2PROM)、输入/输出(INPUT/OUTPUT)模块、外设I/O接口、I/O通道接口、编程器及电源部分等组成。对于整体式PLC主要部件都在同一机壳内，对于PLC为模块式的机型，各功能单元可独立封装，构成模块，各模块通过框架或连接电缆组合在一起。编程器是可编程控制器的外围设备。PLC硬件构成PLC系

2、统结构总线可分为：电源总线控制总线地址总线数据总线PLC内各部分或模块间均通过总线进行信息交换常用的外部设备：PLC也可以通过通信接口或通信模块实现PLC与PLC之间、PLC与上位机之间的数据通信，构成PLC工业控制局域网或集散型控制系统。编程器盒式磁带机打印机EPROM写入器等2.1.2可编程控制器各部分的功能CPU由控制器和运算器组成主要任务：(1)诊断功能：诊断PLC电源、内部工作电路的工作状态和所存储的用户程序中的语法错误。(2)接收并存储用户程序。(3)以扫描方式接收现场输入装置输入的状态或数据，并存入相应的数

3、据存储区。(4)执行监控程序和用户程序，完成数据和信息的逻辑运算，产生相应的控制信号，完成用户指令规定的各种操作。(5)响应各种外部设备(如编程器、上位机、打印机等)的工作请求1．CPU(中央微处理器)可编程控制器采用的CPU单片机芯片位片式微处理器通用微处理器小型PLC大多采用8位微处理器或单片机作为CPU中型PLC大多采用16位微处理器或单片机作为CPU大型PLC大多采用位片式微处理器有些大中型PLC采用了冗余技术，即采用双CPU或三CPU工作方式，进一步提高了系统的可靠性。采用冗余技术的PLC平均无故障工作时间可达

4、几十万小时以上2．存储器PLC的存储器系统程序存储器用户程序存储器（包括用户程序存储区和用户数据存储区）系统程序存储器通常采用ROM或EPROM芯片存储器(2)用户程序存储区主要存放用户已编制好的程序或正在调试的应用程序(3)用户数据存储区通常采用RAM存储器3．输入/输出接口输入接口电路与输入控制设备的连接示意图PLC的继电器输出接口PLC的晶闸管输出接口PLC的晶体管输出接口4．编程器编程器是PLC的重要外围设备，使用编程器将用户编写的程序存入用户程序存储区，实现人与PLC的对话(1)编程器的类型简易编程器图形编程器

5、计算机编程器(2)简易编程器简介液晶显示屏(16字符X4行带后照明)功能键专用键指令键元件符号键数字键连接用接插件其他键清除键辅助键空格键步序键光标键执行键5．电源可编程控制器内部有一稳压电源，用来把供电电源转换成满足PLC的各内部电路(如CPU、存储、I/O接口等)工作所需要的直流电源。FX2系统PLC采用开关电源，除向PLC内部电路供电外，还可向外提供DC24V稳压电源用于对外部供电6．扩展接口若PLC主机板(又称基本单元)的I/O点数不能满足输入/输出设备的需要时，可用扩展电缆将I/O扩展单元与基本单元相连，达到灵

6、活配置，增加I/O点数的目的2.2可编程控制器的工作原理PLC在工业中使用对逻辑运算稳定性要求相应较高，一般不采用微型计算机等待命令和中断工作方式，而采用循环扫描的工作方式，即PLC工作时对用户程序反复循环扫描，逐条地解释用户程序，并加以处理2.2.1可编程控制器的工作方式2.2.2可编程控制器的工作过程PLC投入运行后，要完成以下操作：以故障诊断和处理为主的公共操作联系现场信号输入/输出状态刷新执行用户程序服务于外设命令的操作PLC中的CPU采用分时方式去执行这些操作。按顺序每一时刻执行一个操作数据输入/输出状态刷新示

7、意图2.2.3扫描过程的简单实例输入/输出响应滞后示意图(a)(b)2.2.4PLC与其他工业控制系统的比较1．PLC与继电器控制系统的比较比较项目继电器控制PLC控制控制功能的实现用许多继电器，采用接线的方式来完成控制功能各种控制功能是通过编制的程序来实现对生产工艺变更的适应性适应性差。需要重新设计，更换继电器和重新接线适应性强。只需对程序进行修改控制速度低。靠机械动作实现极快。靠微处理器进行处理计数及其他特殊功能一般没有有安装，施工连线多，施工繁琐安装容易，施工方便可靠性差，触点多，故障多对元器件采取了筛选和老化处理

8、等措施，可靠性高寿命短长可扩展性困难容易维护工作量大，故障不易查找有自诊断能力，维护工作量小3．PLC与集散型控制系统的比较可编程控制器与集散型控制系统DCS(DistributionControlSystem)都是应用于工业现场的自动控制设备，都可完成工业生产中的控制任务。两者的区别：发展基础不同发展方向不同由微型