器原理及应用教程》(第2版)-孙振强主编清华大学出版.ppt

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1、第二章可编程控制器的系统构成和工作原理2.1可编程控制器的基本组成2.2可编程控制器的基本工作原理2.3可编程控制器的分类2.4可编程控制器的系统配置清华大学出版社LOGO2.1可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成可以划分为两大部分，即硬件系统和软件系统。2.1.1可编程控制器的硬件系统2.1.2可编程控制器的软件系统清华大学出版社LOGO2.1.1可编程控制器的硬件系统世界各国生产的可编程控制器外观各异，但作为工业控制计算机，其硬件系统都大体相同，主要由中央处理器模块、存储器模块、输入输出模块、编程器和电源等几部分构成。点击观看PLC的硬件系统结构图点击观看PLC

2、的各个组成部分：中央处理器模块存储器模块输入输出模块编程器电源清华大学出版社LOGOPLC的硬件系统结构图清华大学出版社LOGO三菱FX2N系列PLC的外形图工作指示灯输出端子输入端子I/O状态指示灯清华大学出版社LOGO中央处理器模块（CPU）CPU功能接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；诊断电源、PC内部电路的工作状态和编程的语法错误；用扫描的方式接收输入信号，送入PC的数据寄存器保存起来；PC进入运行状态后，根据存放的先后顺序逐条读取用户程序，进行解释和执行，完成用户程序中规定的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。清华大学出版社LOGO中央处理器模块（CPU

3、）可编程控制器通常使用以下几类CPU芯片：通用微处理器单片微处理器位片式微处理器其中小型PLC的CPU多采用单片机或专用CPU，大型PLC的CPU多采用位片式结构，具有高速数据处理能力。清华大学出版社LOGO存储器模块根据存储器在系统中的作用可以把它们分成三类：系统程序存储器:用来控制和完成PLC各种功能的程序用户程序存储器:用户根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的控制程序存储器有以下几种类型：随机存储器RAM；只读存储器ROM；可擦除可编程序的只读存储器EPROM；可电擦除的EPROM（EEPROM或E2PROM）。清华大学出版社LOGO输入输出模块输入输出模块是可编程

4、控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。由于可编程控制器在工业生产现场工作，对输入输出模块有两个主要的要求：一是要有良好的抗干扰能力，二是能满足工业现场各类信号的匹配要求。点击观看常见的I/O单元清华大学出版社LOGO常用的I/O单元开关量输入单元（1）直流输入单元(CLICKHERE)（2）交流输入单元(CLICKHERE)开关量输出单元（1）晶体管输出单元(CLICKHERE)（2）双向晶闸管输出单元(CLICKHERE)（3）继电器输出单元(CLICKHERE)，清华大学出版社LOGO（1）直流输入电路清华大学出版社LOGO（2）交流输入电路清华大学出版社LOGO（1

5、）晶体管输出电路清华大学出版社LOGO（2）双向晶闸管输出电路清华大学出版社LOGO（3）继电器输出电路清华大学出版社LOGO编程器主要用来编辑程序、调试程序和监控程序的执行，还可以在线测试PC的内部状态和参数，与PC进行人机对话。编程器一般有两类：专用编程器和个人计算机。专用编程器:(1)手持编程器：FX-10P-E,FX-20P-E(2)图形编程器个人计算机：安装相关编程软件电源可编程控制器使用220V交流电源或24V直流电源，内部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源（5V直流）。清华大学出版社LOGO2.1.2可编程控制器

6、的软件系统PLC软件系统分为系统程序和用户程序两大类。系统程序含系统的管理程序、用户指令的解释程序，另外还包括一些供系统调用的专用标准程序块等。用户程序是用户为达到某种控制目的，采用PLC厂家提供的编程语言的程序，是一定控制功能的表述。个人计算机程序开发系统的软件：1、编程软件2、文件编制软件3、数据采集和分析软件4、实时操作员软件5、仿真软件6、其他软件清华大学出版社LOGO2.2可编程控制器基本工作原理继电器控制系统：硬逻辑并行运行的方式计算机控制系统：采用等待命令的工作方式，如键盘扫描方式或I/O扫描方式。可编程控制器控制系统：循环扫描工作方式，即系统工作任务管理及应

7、用程序执行都是按循环扫描方式完成的清华大学出版社LOGO2.2可编程控制器基本工作原理开机内部处理通讯服务输入刷新程序执行输出刷新编程控制器有两种基本的工作状态：运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。可编程控制器在开机后，完成内部处理、通信处理、输入刷新、程序执行、输出刷新五个工作阶段，称为一个扫描周期。完成一次扫描后，又重新执行上述过程，可编程控制器这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。清华大学出版社LOGO内部处理阶段PLC接通电源后，在进行循环扫描之前，首先确定自身的完好性，若发现故障，除了故障灯亮