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可编程控制器原理及应用 金守峰 第二章 PLC的硬件 可编程控制器的基本结构 一、可编程控制器的物理结构 整体式 模块式 1.1整体式PLC CPU模块，输入输出模块和电源装在一个箱状机壳内。 适用于小型PC，它包括基本单元和扩展单元。 整体式PLC组成框图 1.2模块式PLC 由框架和模块组成，模块插在模块插座上，模块插座焊在框架中的总线连接板上。 模块式PLC组成框图 二、CPU模块与存储器 CPU(通用微处理、单片机、位片机) （1）通用处理器：8086、80286、80386 （2）单片机芯片：8031、8096 （3）位片式微处理器：AMD-2900 从单片机到标准的计算机芯片；采用传统的继电器符号语言（梯形图） 小型PLC为单CPU系统，中、大型PLC则大多为双CPU系统。 二、CPU模块与存储器 存储器（RAM、ROM、EPROM、EEPROM） 存储器主要有两种： 一种是可读/写操作的随机存储器RAM； 另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。 在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 系统程序：系统管理、监控程序、编译（ROM） 用户程序（ EPROM、 RAM ） 二、CPU模块与存储器 1、随机存取存储器(RAM)：可读可写，没有断电保持功能。 2、只读存储器(ROM)：只读，不能写。 3、可擦除可编程序的只读存储器(EPROM)：非易失性。用紫外线照射芯片上的透镜窗口，可以擦除已写入的内容,写入新内容。 4、可电擦除的(EPPROM)：是非易失的，间有ROM的非易失性和RAM的随机存取的优点。价格比较高。 三、I/O模块 输入（Input）电路和输出（Output）电路简称为I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。 模块的外部接线方式 汇点式 分组式 分割式 汇点式 各个I/O电路有一个公共点，共用一个电源。 分组式 I/O分成若干组，每组I/O共用一个电源，各组电源可以不同。 分割式 各个I/O点之间相互隔离，每个I/O可以使用独立电源。 开关量输入模块 采集输入信号、隔离、滤波和电平转换，使之转换成CPU能够接收和处理的信号。 开关量输入模块 PLC的交流输入电路 开关量输出模块 将CPU送出的信号经过隔离、电平转换、放大后驱动接触器等执行元件。输出负载的电源一般外接。 继电器输出 直流、交流负载（隔离、功率放大） 晶体管集电极输出 直流负载 双向可控硅输出 交流负载 开关量输出模块 开关量输出模块 开关量输出模块 I/O模块 PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为PLC输入/ 输出（I/O）点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。 输出电路的分类：由输出开关器件来分 其他部件 电源 可编程控制器使用220V交流电源或24V直流电源。 电源单元的作用是把外部电源（220V的交流电源）转换成内部工作电压。外部连接的电源，通过PLC内部配有的一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源（直流5V、±12V、24V），并为外部输入元件（如接近开关）提供24V直流电源（仅供输入端点使用），而驱动PLC负载的电源由用户提供。 其他部件 编程器 目的：用来输入和编辑用户程序 和监视PLC运行时各种元件 的工作状态。 编程方式：在线/离线编程。 其他部件 对外接口 扩展接口 通信接口 智能 I/O 接口 PLC还可配有盒式磁带机，EPROM写入器，存储器卡等其他外部设备。 FX系列PLC 发展历程 20世纪80年代推出F系列，90年代被F1、F2系列取代，其后FX2N、FX2NC在性能价格比上又有明显提高，FX系列适应面广，最多可扩展到256个I/O点，并有很强的网络通信功能。 FX系列PLC的特点 体积极小的微型PLC 先进美观的外部结构 提供多个子系列供用户选用 灵活多变的系统配置 功能强，使用方便 FX系列PLC的型号 FX1S系列PLC FX1N系列PLC FX1NC系列PLC FX2N系列PLC FX3U系列PLC FX3UC系列PLC 特殊功能模块 模拟量输入输出模块 高速数器模块 运动控制模块 通信模块 * 产品设计材料概论 第二章 PLC的硬件 * COM X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 COM1 Y0