PLC及其应用第2章 PLC结构及基本工作原理.ppt

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1、目录2.1PLC的结构2.2PLC工作原理2.3PLC的性能指标2.4PLC的配置10/8/2021第2章PLC结构及基本工作原理PLC实质上也是一种计算机，它有着与通用计算机相类似的结构，也是由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口及电源组成的。只不过它比一般的通用计算机具有更强的与工业过程相连的接口和更直接的适应控制要求的编程语言。本章主要介绍PLC的硬件、软件结构、工作过程、性能指标和配置等内容。10/8/20212.1PLC的结构PLC实质上是一种专门为在工业环境下应用自动控制而设计的计算机，它比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的接口

2、，更直接的适用于控制要求的编程语言和更强的抗干扰能力。尽管在外形上，PLC与普通计算机差别较大，但在基本结构上，PLC与微型计算机系统基本相同，也由硬件和软件两大部分组成。10/8/20212.1.1PLC的硬件系统1.中央处理器（CPU）2.存储器3.I/O接口单元4.I/O扩展接口及扩展部件5.外设接口及外设CPU是PLC的核心，由运算器和控制器构成。其主要任务有：（1）接收和保存现场的状态和数据；（2）诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误；（3）执行系统和用户程序，实现各种运算；（4）输出运算结果，驱动现场设备；（5）协调PLC内部各部分

3、工作，控制PLC与外围设备通信等。PLC存储器中配有两种存储系统，系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器主要用来存储PLC内部的各种信息，一般系统程序是PLC生产厂家编写,系统程序存储器一般用PROM或EPROM构成。用户程序存放在用户程序存储器中。用户程序存储器一般分为两个区：程序存储区和数据存储区。I/O接口单元是PLC与现场I/O设备相连接的部件。它的作用是将输入信号转换为CPU能够接收和处理的信号，并将CPU送出的弱电信号转换为外部设备所需的强电信号。（1）开关量输入（DI）接口单元（2）开关量输出（DO）接口单元开关量输出接口单元可分为

4、：继电器输出型用于直流或低频交流负载晶体管输出型用于高速、小功率直流负载晶闸管输出型用于高速、大功率交流负载I/O扩展接口是PLC主机为了扩展I/O点数或类型的部件。当用户所需的I/O点数或类型超过PLC主机的I/O接口单元的点数或类型时，可以通过加接I/O扩展部件来实现。I/O扩展部件通常有简单型和智能型两种。简单型I/O扩展部件自身不带CPU，对外部现场信号的I/O处理完全由主机的CPU管理，依赖与主机的程序扫描过程。外设接口是PLC实现人机对话、机机对话的通道。通过外设接口，PLC主机可与编程器、图形终端、打印机、EPROM写入器等外围设备相连，也

5、可以与其他PLC或上位计算机连接。外设接口一般分为通用接口和专用接口两种。通用接口是指标准通用的接口，如RS232、RS422和RS485等。10/8/2021整体式PLC硬件结构框图直流输入交流输入120V10/8/20212.1.2PLC的软件系统PLC的软件分为系统软件和应用软件两大部分。1.系统软件2.应用软件PLC的系统软件就是PLC的系统监控程序，包括系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序库和编程软件等，也有人称之为PLC的操作系统。它是每台PLC必须包括的部分，是由PLC的制造厂家编制的，用于控制PLC本身的运行。一般来说，系统软件对用户

6、是不透明的。应用软件指用户根据工艺生产过程的控制要求，按照所有PLC规定的编程语言而编写的应用程序。用户程序可采用梯形图语言、指令表语言、功能块语言、顺序功能图语言和高级语言等多种方法来编写，利用编程装置输入到PLC的程序存储器中去。10/8/20211.PLC的输入过程2.PLC的输出过程2.2.1PLC输入与输出过程输入由外部输入电路、PLC输入接线端子和输入继电器组成。外部输入信号经PLC输入接线端子去驱动输入继电器的线圈。每个输入端子与其相同编号的输入继电器有着唯一确定的对应关系。输出部分是由PLC内部的输出继电器的常开接点、输出接线端子和外部驱

7、动电路组成，用来驱动外部负载。PLC内部有许多输出继电器，每个输出继电器为外部输出电路提供了一个实际的常开接点与输出接线端子相连。10/8/2021过程映象字节0字节1字节2:::CPU存储器区字节0字节1字节2:::PIIPIQ用户程序CPU存储器区::LDI2.0=Q4.3::::1110/8/20212.2.2PLC的工作过程PLC的工作过程有两个显著特点：一是周期性顺序扫描，一是集中批处理。周期性顺序扫描是PLC特有的工作方式，在运行过程中，总是处在不断循环的顺序扫描过程中。每次扫描所用的时间称为扫描时间，又称为扫描周期或工作周期。由于PLC的I

8、/O点数较多，采用集中批处理的方法，可以简化操作过程，便于控制，提高系统可靠性。