PLC基本组成和工作原理.doc

PLC基本组成和工作原理 第一节 PLC的基本组成一、PLC的系统结构二、PLC各部分的功能1、CPU（中央微处理器）CPU由控制器和运算器组成，它是PLC的运算和控制中枢，起着主导核心作用。CPU的主要任务是：诊断电源、 PLC内部工作状态及编程的语法错误。接收并存储用户程序和数据。接收输入信号，送入数据寄存器并保存。执行监控程序和用户程序，完成数据和信息的逻辑运算，产生相应的控制信号，完成用户指令规定的各种操作。响应各种外部设备(如编程器、上位机、打印机等)的工作请求。2、存储器可分为系统程序存储器和用户程序存储器，用户程序存储器又包括用户程序存储区和用户数据存储区。系统程序存储器：用于存放PLC生产厂商永久存储的程序和指令，称为监控程序。监控程序与PLC硬件组成和专用部件物性有关，用户不能访问和修改该存储器的内容。用户程序存储区：主要存放用户已编制好的程序或正在调试的应用程序。用户可擦除重新编程。用户数据存储区：用于PLC工作过程中经常变化，需要随机存储存取的一些数据。3、输入、输出接口输入接口接收和采集两种类型的输入信号，一类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触头、接近开关、光电开关、数字拨码开关传送来的开关量输入信号。一类是由电位器、测速发电机和各种变送器等传送来的模拟量输入信号。输出接口连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀（模拟量）、调速装置。输入、输出接口有数字量（开关量）输入、输出和模拟量输入、输出两种形式。数字量输入、输出接口的作用是将外部控制现场的数字信号与PLC内部信号的电平相互转换。模拟量输入、输出接口的作用是将外部控制现场的模拟信号与PLC内部的数字信号相互转换。输入、输出接口一般具有光电隔离和滤波，其作用是把PLC与外部电路隔离开，以提高PLC的抗干扰能力。PLC的开关量输入接口按使用的电源不同有三个类型：直流1224V输入接口；交流100120V或200240V输入接口；交直流1224V输入接口。输入电路的电源可由外部供给，有的也可由PLC内部提供。PLC的输出接口类型有三种，继电器输出接口电路、晶体管输出接口电路和晶闸管输出接口电路。继电器输出接口为有触点输出方式，适用于接通或断开开关频率较低的交流或直流负载回路，其带载能力较强，但寿命较短。晶体管输出接口和晶闸管输出接口为无触点输出方式，信号响应迅速、寿命长，可用于接通或断开开关频率较高的负载回路，晶体管常用于直流电源负载控制回路，晶闸管常用于交流电源负载控制回路。4、编程器作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。有简易编程器、图形编程器和计算机编程器。简易编程器(又称手持编程器)，优点是：价格便宜、携带方便。缺点是：只能联机编程，且一般只能用助记符指令编程。多用于小型PLC。图形编程器可以是联机编程，也可以是脱机编程；可以是梯形图编程也可以是用助记符编程。可以与打印机、绘图仪等设备相连，并具有较强的监控功能，但其价格较高，通常用于大、中型PLC系统的编程。通用计算机编程，采用通用计算机，通过PLC的RS232串行外设通讯口(或RS422接口配以适配器)与计算机相连，利用PLC厂家提供的专用编程软件，使用户可以直接在计算机上采用梯形图或助记符指令编程，并有较强的监控能力。5、 电源PLC一般使用220V单相交流电源，电源部件将交流电转换成中央处理器、存储器等电路工作所需的直流电，保证PLC正常工作。整体机PLC内部有一个开关稳压电源，此电源一方面可为CPU、I/O单元及扩展单元提供直流5V工作电源，另一方面可为外部输入元件提供直流24V电源。对于整体机结构的PLC，电源通常封装在机箱内部；对于组合式PLC，有的采用单独电源模块，有的将电源与CPU封装到一个模块中。6、扩展接口扩展接口用于将扩展单元与基本单元相连，使PLC的配置更加灵活，以满足不同控制系统的需求。若PLC主机板（又称基本单元）的I/O点数不能满足输入输出设备的需要时，可用扩展电缆将I/O扩展单元与基本单元相连，达到灵活配置，增加I/O点数的目的。第二节 PLC的工作原理一、PLC的工作方式由于PLC在工业中使用对逻辑运算稳定性要求相对比较高，所以PLC一般不采用微型计算机的等待命令和中断工作方式，而采用循环扫描的工作方式，即PLC工作时对用户程序反复循环扫描，逐条解释用户程序，并加以处理