可编程控制器的基本结构和工作原理.doc

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1、可编程控制器的基本结构和工作原理.2.1可编程控制器的基本结构1．中央处理器n中央处理器是PLC的大脑。起着指挥的作用，其主要功能是：n（1）编程时接受并存储从编程器输入的用户程序和数据，并能进行修改或更新。　　（2）以扫描方式接受现场输入的用户程序和数据，并存入输入状态表（即输入继电器）和数据寄存器所谓输入影像寄存器。　　（3）从存储器中逐条读出用户程序，经解读用户逻辑，完成用户程序中规定的各种任务，更新输出映像寄存器的内容。　　（4）根据输出所存电路的有关内容实现输出控制。　　（5）执行各种诊断程序　　目前，PLC中的C

2、PU主要采用单片机，如Z80A80518039AMD2900等，小型PLC大多数采用8为单片机，中型PLC大多数采用16位甚至32位单片机。2．存储器nPLC内部存储器用来存放PLC的系统程序，用户程序和逻辑变量及数据信息。存储器分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）两大类。ROM的内容杂使用时只能读出不能写入，它的写入需要使用特殊的方法和设备，一旦写入即使掉电也不会消失，称为固化。ROM主要存放监控程序及已调试好的用户程序。RAM的内容可以随时由CPU对它进行读取，写入，任意修改，但掉电后，信息丢失。用户程序是使用

3、者为PLC完成某一具体控制任务编写的应用程序，用户程序在设计和调试过程中要经常进行读写操作，为了便于调试、修改、扩充、完成，用户程序一般使用RAM存储。　　RAM中的内容在掉电后要消失，所以PLC对RAM提供备用锂电池，一般锂电池使用期为3－5年左右。如果调试通过的用户程序要长期使用，可用专用EPROM写入器把程序固化在EPROM芯片中，再把芯片插入PLC的EPROM插座上。3．输入、输出模块n这是PLC与被控设备的连接部件，输入模块通过输入端子接受现场设备的控制信号（包括开关量和模拟量），如控制按钮、限位开关、传感器信号等

4、，并把这些信号转换成被控设备能接收的电压或电流信号，以驱动被控装置（包括开关量和模拟量），如电磁阀、接触器、信号灯等。4．扩展接口n当PLC主机（基本单元）的点数不够用时，可以通过扩展I/O接口连接扩展机（扩展单元），以增加输入和输出点数。5．电源部件n电源部件将外部提供的交流电转换成PLC内部正常工作所需的直流电，它是主机的重要组成部分。6．编程器和其他外设nPLC需要通过编程器输入、检查、修改、完善和调试程序，也需要它在线监控PLC的工作情况，编程器是PLC最主要的外围设备。　　PLC也可以配置其他设备，如打印机、显示器

5、、EPROM写入器和盒式磁带机等。7.2.2可编程控制器的工作原理n与普通微机类似，PLC也是由硬件和软件两大部分组成的。在软件的控制下，PLC才能正常工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。PLC的基本工作过程：n1.输入现场信息：在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点，读入各输入点的状态。　　2.执行程序：顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算。　　3.输出控制信号：根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器（锁存器）向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。PLC扫描过程:n每次扫描开

6、始，先执行一次自诊断程序，对各输入输出点、存储器和CPU等进行诊断，诊断的方法通常是测试出各部分的当前状态，并与正常的标准状态进行比较，若两者一致，说明各部分工作正常，若不一致则认为有故障。此时，PLC立即启动关机程序，保留现行工作状态，并关断所有输出点，然后停机。　　诊断结束后，如没发现故障，PLC将继续往下扫描，检查是否有编程器等的通信请求。如果有则进行相应的处理，比如，接受编程器发来的命令，把要显示的状态数据、出错信息送给编程器显示等。　　处理完通信后，PLC继续往下扫描，输入现场信息，顺序执行用户程序，输出控制信号，

7、完成一个扫描周期。然后又从自诊断开始，进行第二轮扫描。PLC的I/O响应时间n为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。　　为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。　　以上两个主要原因，使得PLC的I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统慢的多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。I/O响应时间:指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。最短I/O响应时间:最长I

8、/O响应时间：CPU接口外部设备（编程器等）输入接口输入状态寄存器输出接口现场执行单元存储器输出状态寄存器现场输入信号主体部分开始与编程器通信自诊断读入现场信号执行用户程序输出结果简述PLC应用及使用中应该注意的问题摘要：介绍可编程控制器在工业控制领域的应用以及PLC在应用过程中，要保证正