PLC的基本结构和工作原理.doc

湖北三峡职业技术学院机电系第2讲可编程控制器基本结构和工作原理《PLC可编程控制技术》第页共NUMPAGES8页第二讲PLC的基本结构和工作原理教学课题：可编程控制器的基本结构和工作原理教学目的：熟悉PLC的结构组成、内部等效电路；理解掌握PLC的工作方式和工作过程教学重点：PLC可编程序控制器的组成和工作过程教学难点：PLC可编程序控制器的工作过程教学方法：讲授教学时间：2课时教学过程及内容：{导入}要实现PLC的控制需要：输入设备、输出设备、PLC硬件和软件（控制程序）。PLC的基本组成可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的支持，实际上可编程控制器就是一种新型的工业控制计算机。Memorizer(RAM,ROM),itisthememorydevicesofthePLCandusedtostoreprogramsanddata.PLC的硬件结构主机微处理器（CPU）——控制器的核心存储器(RAM、ROM）输入、输出部件（I/O部件）——连接现场设备与CPU之间的接口电路电源部件——为PLC内部电路提供能源整体结构的PLC——四部分装在同一机壳内模块式结构的PLC——各部件独立封装，称为模块，通过机架和总线连接而成I/O的能力可按用户的需要进行扩展和组合（扩展机）另外，还必须有编程器——将用户程序写进规定的存储器内图1PLC硬件结构中央控制处理单元(CPU)可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。通用微处理器有8080、8086、80286、80386等；单片机有8031、8096等；位片式微处理器的AM2900、AM2903等。FX2可编程控制器使用的微处理器是16位的8096单片机。存储器可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。系统存储器：存放系统管理程序，用只读存储器实现。用户存储器：存放用户编制的控制程序，一般用RAM实现或固化到只读存储器中。输入输出接口作用：连接用户输入输出设备和PLC控制器，将各输入信号转换成PLC标准电平供PLC处理，再将处理好的输出信号转换成用户设备所要求的信号驱动外部负载。对输入输出接口的要求：良好的抗干扰能力；对各类输入输出信号（开关量、模拟量、直流量、交流量）的匹配能力。PLC输入输出接口的类型：模拟量输入输出接口、开关量输入输出接口（直流、交流及交直流）。用户应根据输入输出信号的类型选择合适的输入输出接口。开关量输入接口电路各种输入接口均采取了抗干扰措施。如带有光耦合器隔离使PLC与外部输入信号进行隔离；并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。通常有三种类型：直流(12∽24)V输入、交流(100∽120)V输入与交流(200∽240)V输入和交直流(12∽24)V输入。直流输入模块的电源一般由机内24v电源提供，输入信号接通时输入电流一般小于10mA；交流输入模块的电源一般由用户提供。②开关量输出接口电路有三种形式，即继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。开关量输出端的负载电源一般由用户提供，输出电流一般不超过2A。开关量输出端的负载电源一般由用户提供，输出电流一般不超过2A。输出端子的两种接法：隔离式输出各自独立，无公共点：各输出端子各自形成独立回路。汇点式全部输入点（输出点）共用一个公共点。或者将输入点（输出点）分成几组，组内各点共用一个公共点。各组的公共点之间相互隔离。组内的各点必须使用同一电压类型和同一电压等级，各组可使用不同电压类型和等级的负载。电源PLC的供电电源一般是市电，也有用直流24V电源供电的。外围设备：编程器、打印机、演示板等利用编程器可将用户程序输入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序、修改程序；利用编程器还可以监视PLC的工作状态。用户输入输出设备:用户输入器件有控制开关和检测元件，即各种开关、按钮、传感器等；用户输出设备主要有接触器、电磁阀、指示灯等。PLC的软件结构在可编程控制器中，PLC的软件分为两大部分：系统监控程序：用于控制可编程控制器本身的运行。主要由管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块，系统调用。用户程序：它是由可编程控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行。PLC的内部等效电路以两台电机的启动为例：PLC的输入端：用户输入设备-------输入端子（I接口）PLC的输出端：PLC内部--------输出端子（O接口）--------用户输出设备内部控制（梯形图）可视为由继电器、接触器等组成的等效电路输入COM端是机内电源24V的负极端，输出COM端接用户负载电源。工作原理（一）基本工作模式：PLC有运行模式和停止模式。运行模式：分为内部处理、通信操作