PLC的基本結構與工作原理

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1、*1（結構與工作原理）可編程序控制器2021/10/1可編程序控制器的分類（一）按I∕O點數(shù)容量分類1．小型機2．中型機3．大型機（二）按結構形式分1．整體式結構2．組合式結構2PLC的結構與工作原理2021/10/11．整體式結構整體式PLC組成示意圖2021/10/12．組合式結構組合式PLC組成示意圖*52.1PLC的基本結構2.1.1、中央處理單元(CPU)2.1.2、存儲器2.1.3、輸入／輸出部件（I／0單元）2.1.4、電源2.1.5、外部設備2.2PLC的工作原理2.2.1、掃描技術2.2.2、PLC

2、的I/O響應時間2.3.PLC的I/O系統(tǒng)*62.1、PLC的基本結構中央處理單元數(shù)據(jù)存儲器輸出接口地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線編程接口燈光指示電磁閥門接觸器電源輸入接口模擬量輸入行程開關繼電器接點各種開關程序存儲器警報器電機內(nèi)部結構*7*82.1、PLC的基本結構中央處理單元（CPU）用戶文件寄存器電源模擬量輸入行程開關繼電器接點各種開關燈光指示電磁閥門接觸器警報器電機系統(tǒng)程序存儲器用戶程序存儲器輸入映象區(qū)X輸出映象區(qū)Y輸出鎖存器輸出驅(qū)動接口電路輸入接口電路通訊模塊TC系統(tǒng)軟設備A0A1MDVZ上位機、編程器、打印機*

3、92.1.1、中央處理單元(CPU)——PLC的控制中樞1、CPU的工作方式(1)當PLC投入運行之前，——編程狀態(tài)自診處理：——檢查PLC自身的硬件和用戶軟件通訊處理：——編程或通訊能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，更新編程器的顯示內(nèi)容；PLC經(jīng)通訊模塊與智能模塊通訊——人機界面單元；PLC與上位機進行通訊——PC*10(2)當PLC投入運行時——運行狀態(tài)首先輸入掃描它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入設備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入輸入映象區(qū)，其次執(zhí)行用戶程序（用戶程序掃描）讀取指令——從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶

4、程序，指令譯碼——經(jīng)過指令譯碼器譯碼，執(zhí)行指令——按照指令的規(guī)定執(zhí)行相應的邏輯或算術運算，存結果——將運算的結果存入輸出映象區(qū)或軟設備區(qū)內(nèi)。如此循環(huán)逐條讀取指令、指令譯碼、執(zhí)行指令、存結果，直到END指令為止，即所有的用戶程序執(zhí)行完畢，最后輸出掃描將輸出映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出鎖存器，再經(jīng)輸出驅(qū)動電路驅(qū)動現(xiàn)場設備，如此循環(huán)運行掃描，直到PLC停止運行。*11開始自診處理通信處理輸入掃描用戶程序掃描輸出掃描STOPRUNPLC的工作方式:是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式，每一次掃描所用的時間稱為掃描周期

5、。CPU從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復始地重復上述循環(huán)掃描工作的。*12PLC的掃描工作方式包括五個階斷：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。掃描周期：PLC完成一次掃描過程所需的時間。掃描周期的長短與用戶程序的長度和掃描速度有關*132、PLC的CPU發(fā)展(1)可編程邏輯器件——早期的PLC早期的PLC中央處理單元沒有微處理器，以準計算機的形式出現(xiàn)；(2)微處理器——中期PLC以后開始使用微處理器通用微處理器：808

6、6、80286、80386單片機芯片：8031、8096位片式微處理器：AMD-2900(3)專用邏輯處理器——近期的PLC軟件硬件化(4)雙CPU構成的冗余系統(tǒng)三CPU構成的表決系統(tǒng)*142.1.2.存儲器RAM：存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結果、用戶正調(diào)試的程序。ROM：存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。1、PLC常用的存儲器類型（1）RAM這是一種讀/寫存儲器(隨機存儲器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。（2）EPROM這是一種可擦除的只讀存儲器。在斷電情況下，存儲器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存

7、儲器內(nèi)容)。（3）EEPROM這是一種電可擦除的只讀存儲器。使用編程器就能很容易地對其所存儲的內(nèi)容進行修改。*152、PLC存儲空間的分配PLC存儲器系統(tǒng)存儲器系統(tǒng)程序存儲器用戶存儲器系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器系統(tǒng)I/O映象區(qū)系統(tǒng)軟設備區(qū)監(jiān)控程序管理程序功能子程序系統(tǒng)診斷子程序命令解釋程序用戶程序存儲器文件寄存器模擬量I/O映象區(qū)開關量I/O映象區(qū)和硬件一起決定PLC的性能相當于操作系統(tǒng)和BIOS開關量輸出映象區(qū)Yn—n為八進制開關量輸入映象區(qū)Xn—n為八進制模擬量輸出映象區(qū)Dn模擬量輸入映象區(qū)Dn邏輯線圈———Mn數(shù)據(jù)寄存器—

8、—Dn計數(shù)器————Cn變址寄存器——VnZn—n為八進制整數(shù)累加器————An計時器———Tn其余n為十進制整數(shù)*161）開關量輸入映象區(qū)(輸入繼電器)用來存放開關量輸入端的狀態(tài)的存儲單元；每個開關量占1位每位又叫一個輸入線圈；——輸入點注意：用戶程序只能使用（讀?。┢溆|點，而不能驅(qū)動其線圈開關量輸入映象區(qū)的總位數(shù)，就是PLC允許的最大開關量