LC的硬件组成和结构.ppt

1、第二，可编程控制器的工作原理是：1.基本构成2 .工作原理3 .输入输出机器4 .输入输出模块(点)，1 .基本构成PLC采用典型的计算机构成，主要是CPU、存储器、输入输出、电源及其他外围设备接口等部分，1 .中央处理单元(CPU CPU通过地址总线、数据总线及控制总线与存储单元、输入输出(I0 )接口电路连接。 作用CPU的主要作用是控制系统整体协调动作。 解释并运行用户和系统程序，然后运行用户和系统程序，以执行所有控制、处理、通信和授予的其他功能。 性能指标字长：4.8、16、32、64位运行速度： PC机为亿条指令/秒。 PLC是百万条指令/秒或us/条，分类中常用的CPU采用通用微处

2、理器、单片机和双极位机，采用多个微处理器芯片，分割控制任务的方法，实现多功能处理通用微处理器经常使用英特尔8085、M6800、英特尔8086等。 单片机常用的有803l、8051、8039和8049等。 双极位芯片机中经常使用的是AM2900、ANn901、AM2903等。 PLC的典型型号S7-300CPU的型号： 312/313/314/315/316/318等，具有IFM或c的是集成式CPU S7-200 CPU的型号：221/222/224/ROM的内容由PLC的制造商写系统程序中包含检查程序、翻译程序、监视程序等随机存储器RAM。 RAM是可写入的存储器，一般存储用户程序、逻辑变量

3、、内部程序用的作业单元3。 (4)输入输出部输入接口电路一般由光电耦合电路和微机输入接口电路构成。 输出接口电路由微机输出接口电路和功率放大电路构成。 功率放大电路为了满足工业控制的要求，对微机输出的信号进行放大。 PLC一般采用继电器输出，也有采用晶闸管和晶体管输出的。 (5)其他外围设备的接口可以连接手持编程器、电脑、打印机、磁带录音机以及AD、DA、串行通信模块等。 2 .存储器中经常使用的存储器有ROM、RAM、EPROM、EPPROM、PLC中使用的2种存储器有ROM和RAM .只读存储器ROM中的内容是PLC制造商写入的系统程序，系统程序一般为一般存储用户程序、逻辑变量、内部程序用

4、的作业单元。 3 .输入输出部输入接口电路一般由光电耦合电路和微机输入接口电路构成。 输出接口电路由微机输出接口电路和功率放大电路构成。 功率放大电路为了满足工业控制的要求，对微机输出的信号进行放大。 PLC一般采用继电器输出，也有采用晶闸管和晶体管输出的。 4 .电源单元的电源单元将交流电源转换为PLC的中央处理装置、存储器等电子电路工作所需的直流电源，目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电。 5 .其他外围设备的接口可以连接编程器、电脑、打印机、磁带录音机以及AD、DA、串行通信模块等。 2 .工作原理、通用修正计算机PC的工作方式等待要求，PLC采用循环扫描工作方式，两者的不同是PC以人

5、为对象，PLC以设备为对象。整个工作过程可以分为与自我诊断定、编程箱、计算机、其他PLC设备等的通信、采样的输入、用户程序的执行、刷新5个阶段。 这五个阶段称为一个扫描周期，时间为0.2ms。 (1)每次扫描用户程序时，执行故障自诊断程序。 自诊断的内容为I0份、内存、CPU等，发现异常停止显示错误。 如果自诊断正常，继续向下扫描。 (2)PLC检查是否有与手持编程器、电脑等的通信请求，如果有，则进行与之相应的处理。 (3)PLC的中央处理装置扫描各输入端，将输入端的状态传送到输入状态寄存器。(4)中央处理装置CPU每次调出一条命令来执行，即对每个程序对数据进行逻辑运算。 的双曲馀弦值。 (5

6、)当所有指令的执行完成时，通过输出单元将输出状态寄存器的状态一并转换为被控制设备可容许的电压或者电流信号。 3 .输入输出设备、输入设备为按钮、开关、传感器。 输出设备包括继电器、交流接触器、电磁阀、信号灯、传感器和发射器。图2-2 PLC周边硬件配置图、(1)按钮手动开关包括常开(接点)按钮、常闭(接点)按钮、复式(接点)按钮、寸动按钮。 开关包括行程开关、接近开关、光电开关等行程开关，根据可动部件的位置切换电路。 动作时，挡块与限位开关的车轮或触摸杆碰撞，限位开关的触点on或off。 常用于控制运动零件的运动方向、行程长度或位置。 接近开关为无触点开关。 根据接近开关的工作原理，有电容型、

7、霍尔效应型、感应桥型、高频振荡型、磁铁型等多种，接近开关工作稳定可靠性高、寿命长、重复定位精度高、工作快、工作频率高。 透射型是使投光器(光源)和受光器相对，来自投光器的红外线直接照射到受光器上，如果在生产线上物体通过，则隔断红外线光源，受光器无法接收红外线，发出信号。 反射型根据红外光的反射方式分为反射镜反射(简称为反射型)和被测量物反射(简称为散射型)。 反射型与透射型相比，反射型单侧安装，安装和调整简单，也可以用于半透明物体的检测。 散射型安装最简单。 (3)温度传感器常用的温度传感器可以分为接触式和非接触式两种。 接触式传感器使被测定对象与温度校正的感温元件良好地接触，通过传导或对流到

8、达热动平衡，在感温元件感觉到的温度下直接测定物体的温度和物体内部的温度分布，例如玻璃体温度校正、热阻、热电偶等。 非接触式传感器不与被测对象接触，利用物体的热辐射原理及电磁性质实现测温，其主要特征是测量运动体、小目标及热容量小、温度变化快的对象的表面温度、温度场的温度分布，如红外线温度校正等。 继电器和接触器(可控制电机)继电器是利用各种物理量变化将电量或非电量信号变换为开闭量信号的控制元件。 接触器配有灭弧装置。 (5)电磁阀(能控制液压缸)电磁阀是用电磁铁推进阀门开关动作的电动执行机构，主要优点是体积小，动作可靠，维护方便，价格便宜。 一般用于口径100mm以下的二位控制，特别是用于气路和

9、液路的开、关、切换等。 工业上常用的电磁阀有二通、三通、四通、低压和高压电磁阀等.四.输入输出模块PLC是工业控制计算机系统，其控制对象是工业生产过程，与工业生产过程的联系是通过输入输出(IO )模块来实现的。 根据载波信号的距离分为本地I/O和远程I/O。信号类型分为开关量输入(D1)模块、开关量输出(DO )模块、模拟输入(AI )模块、模拟输出(A0)模块、防爆输入输出(EX )模块、特殊I/O模块等1 .开关量输入(DI )模块是巡回检查被控制变量的超限状态及全现场状态，包括各种限位(限位值)开关、继电器或电磁阀状态反馈、按钮状态等。 2 .开关量输入(DO )模块直流输出模块交流输出

10、模块继电器输出模块；3 .模拟输入(AI )模块温度、压力、液位、流量的主要环节是信号处理多模拟处理器例如在AD7501、7502等数据放大器中，要求高输入阻抗、低漂移电流、高模拟抑制比采样保持器和数字触摸转换器，4 .模拟输出(A0)模块通过AO模块将PLC的数字信号转换为电压电流信号完成伺服的主要环节是：数据缓冲光电隔离D/A转换多路模拟转换开关，5 .防爆输入输出(EX )模块EX模块可作为化工厂自动化系统的相关器件，它们可用于校正器和控制应用。 应用领域包括化学化工、煤气工业、海上作业技术、运输(油轮、油罐车等)、汽车工业(涂装工厂等)、电站发电和配电等特殊机械工程(印刷机械、工业清洗

11、机等)。 6 .特殊I/O模块为了增强PLC的功能，扩大PLC的应用范围，PLC制造商开发了包括带微处理器的智能I/O模块在内的多种特殊用途IO模块。 (1)高速修正数模块的通常计数器的最高工作频率受到PLc扫描时间的限制，只有数数百Hz。 在工业控制中，PLC可能要求快速计数功能，计数脉冲可能由旋转编码器、数字代码盘、机械开关或电子开关产生。 快速计数模块可以计数数十kHz或MHz级别的脉冲，而与扫描过程无关。 (2)快速响应模块的输出来自直接输入，与扫描过程无关。 (3)运动控制模块附带微处理器，能够控制位移、速度、加速度，能够进行单轴或多轴控制，广泛应用于机床、装配机械等。 例如s7-300的FM351. (4) PID控制模块应用比例微分积分控制方案来继续该过程，