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1、可编程控制器应用技术第二章可编程控制器的构成及工作原理目录可编程控制器的硬件组成可编程控制器按硬件结构及应用规模分类可编程控制器的软件可编程控制器的工作原理可编程控制器的主要性能指标常用PLC简介1内容提要2和普通计算机一样,可编程控制器由硬件及软件构成。硬件方面,可编程控制器和普通计算机的主要差别在于PLC的输入输出口是为方便与工业控制系统接口专门设计的。软件方面和普通计算机的主要差别为PLC的应用软件是由使用者编制,用梯形图或指令表表达的专用软件。可编程控制器工作时采用应用软件的逐行扫描执行方式,这和普通计算机等待命令工作方式也有所不同。从时序上来说,可编程控制器指令的串行工作方式和继电接
2、触器逻辑判断的并行工作方式也是不同的。第一节可编程控制器的硬件组成图2-1单元式PLC结构框图中央处理器(CPU)存储器(RAM、ROM)输入输出器件(I/O接口)电源及编程设备。3第一节可编程控制器的硬件组成一、中央处理器中央处理器是可编程控制器的核心,它在系统程序的控制下,完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。可编程控制器中采用的CPU的三大类通用微处理器,如80286、80386等单片机芯片,如8031、8096等位处理器,如AMD2900、AMD2903等4第一节可编程控制器的硬件组成二、存储器存储器是可编程控制器存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。分类按照存储类型
3、分类只读存储器(ROM)随机读写存储器(RAM)存储器区域按用途不同分类程序区数据区5第一节可编程控制器的硬件组成三、输入输出接口输入输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。输入口用来接收生产过程的各种参数。输出口用来送出可编程控制器运算后得出的控制信息,并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。对输入输出接口有两个主要的要求：一是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。6第一节可编程控制器的硬件组成1.开关量输入接口作用是把现场的开关量信号变成可编程控制器内部处理的标准信号。按可接纳的外信号电源的类型不同分类：直流输入单元交流输入单元交/直流输入单元7第一
4、节可编程控制器的硬件组成图2-3交流/直流输入电路图2-4交流输入电路图2-2直流输入电路8第一节可编程控制器的硬件组成2.开关量输出接口作用是把可编程内部的标准信号转换成现场执行机构所需的开关量信号。按可编程机内使用的器件分类：继电器型晶体管型可控硅型9第一节可编程控制器的硬件组成图2-5开关量输出电路10第一节可编程控制器的硬件组成输出接口本身都不带电源,而且在考虑外驱动电源时,还需虑及输出器件的类型。继电器式的输出接口可用于交流及直流两种电源,但接通断开的频率低;晶体管式的输出接口有较高的接通断开频率,但只适用于直流驱动的场合;可控硅型的输出接口仅适用于交流驱动场合。注意11第一节可编程
5、控制器的硬件组成3.模拟量输入接口作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合可编程序控制器内部处理的由若干位二进制数字表示的信号。现场装置现场装置滤波电平转换滤波电平转换多路转换开关A/D锁存器光电隔离总线逻辑数据总线图2-6模拟量输入电路框图12第一节可编程控制器的硬件组成4.模拟量输出接口作用是将可编程控制器运算处理后的数字量信号转换为模拟量输出,以满足生产过程现场连续控制信号的需求。图2-7模拟量输出原理框图13第一节可编程控制器的硬件组成5.智能输入输出接口功能模块——智能控制单元，如PID工作单元、高速计数器工作单元、温度控制单元等智能输入输出接口和普通输入输出接口的区别——在于
6、具有单独的CPU,有专门的处理能力。14第一节可编程控制器的硬件组成四、电源分类可编程控制器各工作单元供电的开关电源为掉电保护电路供电的后备电源15第一节可编程控制器的硬件组成五、外部设备1.编程器专用的编程器个人计算机分类功能编程一定的调试及监视功能按照功能强弱,手持式编程器又可分为简易型及智能型。16图2-8FX-20P型手持式编程器第一节可编程控制器的硬件组成17第一节可编程控制器的硬件组成2.其他外部设备PLC还可以配设盒式磁带机、打印机、EPROM写入器、高分辨率大屏幕彩色图形监控系统等其他一些外部设备。18第二节可编程控制器按硬件结构及应用规模分类一、按硬件的结构类型分类1.单元式
7、结构把CPU、RAM、ROM、输入输出端子及其他I/O接口、电源、指示灯甚至编程器等都装配在一起的整体装置,一个箱体就是一个完整的PLC。特点结构紧凑,体积小、成本低、安装方便。缺点输入输出接口数是固定的,不一定适合具体的控制现场的需要。19第二节可编程控制器按硬件结构及应用规模分类20第二节可编程控制器按硬件结构及应用规模分类2.模块式结构特点把PLC的每个工作单元都制成独立的模块,机器上有一块
