2021_PLC的工作原理及内部结构

1、第一节 PLC的工作原理,可编程序控制器是在其硬件的支持下，通过执行反映控制要求的程序来完成其控制任务的。 PLC采用循环扫描工作方式，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。 PLC是以“串行”方式工作的。,PLC的扫描工作过程,检查CPU等内部硬件，对监视定时器（WDT）复位以及其它工作,与其它智能装置（如编程器、计算机等）实现通信,按顺序对所有输入端的状态进行采样，并存入相应寄存器,对用户程序扫描执行 ，并将结果存入相应的寄存器,将寄存器中与输出有关状态，转到输出锁存器，输出驱动外部负载,PLC的扫描工作过程, 整个过程包括内部处理、通信服务、

2、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段, 整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期, 扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及用户程序长短有关。, 典型值为1100ms,PLC扫描工作方式的特点, 集中采样： 在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。,集中输出： 在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。, 提高了抗干扰能力，增强了

3、系统可靠性，降低了系统的响应速度 PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性,PLC I/O处理示意图,第二节 PLC的内部结构,PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件,模块式PLC结构示意图,数字输入单元,图中，R1为限流电阻，R2和C1构成滤波器，用以除去输入信号中的高频干扰。V1为光电耦合器，由发光二极管和光敏三极管组成，它将输入电路与内部电路(控制电路)隔离，提高输入单元的抗干扰能力。,输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。,COM,光电三极管,发光二极管,直流电源,输入端子,PLC

4、,输出 方式,开关量输出接口：通过该接口实现对外部设备的驱动控制,继电器输出,晶体管输出,晶闸管输出,继电器输出：输出接口由继电器构成。,晶体管输出：输出接口由晶体管构成。,晶闸管输出：输出接口由晶闸管构成。,适于大功率、低速、交、直流负载,适合于小功率、高速、直流负载,适合于大功率、高速、交流负载,(图),负载电源由外部提供,继电器输出接口电路,开关量输出接线方式,PLC编程器及作用,PLC的分类 按I/O点数分 小型PLC：入出总点数256 中型PLC：入出总点数2562048 大型PLC：入出总点数2048 按结构类型分 整体式 模块式（积木式） 按功能分 低档机 中档机 高档机,PLC分类,第二节PLC的软件和用户环境,一、 PLC的软件结构,软件结构,监控程序,用户程序,1. 监控程序,监控程序是可编程控制器产品必须包括的部分，由生产厂家提供。其功能如下：,1）系统管理 运行管理：何时输入、何时输出、何时运算、何时自检、何时通讯等进行时间上的分配管理。 程序空间的管理：生成用户环境。 系统自检程序：系统出错检验、用户程序语法检验、句法检验等。,2）用户指令解释程序 编辑程序和解释程序。,3）标准程序和系统调用,2. 用户程序,用户在PLC提供的编程环境下编制的完成控制功能的程序。,1. 用户数据结构,1）位数据 这是一