PLC的结构和工作原理课件.ppt

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1、可编程控制器教程1可编程控制器的结构和工作原理2.1PLC的硬件结构2.2PLC的工作原理2.3PLC的技术性能指标2学习要求掌握PLC的硬件结构组成；掌握PLC的工作原理；了解PLC的性能指标。32.1可编程控制器的硬件结构PLC实施控制的基本点分析：可编程序控制器实施控制的实质：按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现。输入输出变换和物理实现是PLC实施控制的两个基本点。输入输出变换：实质就是信息处理。物理实现：要求PLC的输入应适应工业现场环境，输出应放大到工业控制的水平，方便实际的控制系统使用。4根

2、据对PLC实施控制的基本点的分析，PLC采用了典型的计算机结构：可编程序控制器（ProgrammableLogicController）主要由：中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、专门设计的输入输出（I/O）电路和电源部件组成。5PLC的一般结构可编程控制器主机可编程控制器编程器图2.1可编程控制器及编程器6电源单元编程单元输入接口中央处理单元存储器输入输出数据存储输出接口地址总线控制总线数据总线开关或传感器继电器触点行程开关地址总线控制总线模拟量输入照明电磁装置电动机其他执行装置或接触器图2-2PLC机结

3、构示意图7外存接口其它接口ROM------RAM键盘与显示中央处理器CPU输入接口光合输出接口继电器或晶体管EPROM盒式存储器A/DD/A计算机其它设备内存储器输入接线端子输出接线端子图2-3PLC机逻辑结构示意图81、中央处理器CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出（I/O）接口电路相连。是PLC的大脑，由中央处理器（CPU）和存储器等组成。（中央处理器+存储器）CPU是PLC的运算控制中心，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的工作，其主要功能是：各部分的功能：9

4、●从存储器中读取指令。CPU从地址总线上给出存储地址，从控制总线上给出读命令，从数据总线上得到读出的指令，并存入CPU内的指令寄存器中。●执行指令。对存放在指令寄存器中的指令操作码进行译码，执行指令规定的操作。如读取输入信号，取操作数、进行逻辑运算或算术运算、将结果输出给有关部分。●准备取下一条指令。CPU执行完一条指令后，能根据条件产生下一条指令的地址，以便取出和执行下一条指令，在CPU的控制下，程序的指令即可以顺序执行，也可以分支或跳转。●中断处理。CPU除顺序执行程序外，还能接收输入输出发来的中断请求，并进行中断

5、处理，中断处理完后，再返回原址，继续顺序执行。10现代PLC使用的CPU主要有以下几种通用微处理器，如8080、6800、Z80A、8086等。通用微处理器的价格便宜，通用性强。单片机，如8051等。单片机由于集成度高、体积小、价格低和可扩充性好，很适合在小型PLC上使用，也广泛地用于PLC的智能I/O模块。位片式微处理器，如AMD2900系列等。位片式微处理器是独立于微型机的另一分支。它主要追求运算速度快，它以4位为一片。用几个位片级联，可以组成任意字长的微处理器。112、存储器RAM：随机存储器，可读可写，没有断电

6、保持功能。ROM：只读存储器，只读，不能写。RAM存放用户程序ROM存放系统程序存储器用于存放系统程序、用户程序和运行中的数据。包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。EPROM：可擦除程序的只读存储器，用紫外线照射芯片上的透镜窗口，可以擦除已写入的内容，而写入新的程序。EEPROM：可电擦除的只读存储器，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取的优点。12系统程序存储器——存储系统的系统程序用户程序存储器——存储系统的用户程序工作数据存储器——存储工作数据根据存储器在系统中的作用，可以把它们分为以下3种:1

7、3输入输出接口是PLC与工业控制现场各类信号连接的部分。3、输入输出接口输入接口用来接受生产过程的各种参数（输入信号）。输出接口用来送出可编程控制器运算后得出的控制信息（输出信号），并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。为了适应可编程控制器在工业生产现场的工作，对输入输出接口有二个主要的要求：☆良好的抗干扰能力☆能满足工业现场各类信号的匹配要求14可编程控制器为不同的接口需求设计了不同的接口单元：开关量输入接口其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。开关量输入接口按可接纳的外部信号电源的类型

8、不同，分为直流输入单元和交流输入单元。开关量输出接口按可编程控制器机内使用的器件不同，分为继电器型、晶体管型和可控硅型。开关量输出接口其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。15PLC与外部设备联系的桥梁开关量输入单元直流输入单元交流输入单元开关量输出单元晶体管输出单元晶闸管输出单元继电器输出单元输入/输