第3章-PLC的结构与工作原理-梅丽凤.pptVIP

第3章PLC的结构和工作原理 主要内容 PLC的分类 PLC基本结构 PLC主要性能指标 PLC的工作原理 PLC的编程语言 3.1 PLC的分类 3.1.1 按I/O点数容量分类 小型机 中型机 大型机 ≤256 256~ 2048 ≥ 2048 1~16KW 16~50KW 50KW以上 分类 I/O 点数 1K字处理速度 存储器 机型 0.5~10ms 0.1~3ms 0.1~2.5ms 西门子S7-200 西门子S7-300 西门子S7-400 注：这个分类界限不是固定不变的，它随PLC的发展而变化。 3.1 PLC的分类 3.1.2 按结构形式分类 1. 整体式 PLC 将电源、CPU、I/O 电路、存储器都集中装在个标准机壳内，构成一个整体。 一般小型 PLC 采用这种结构。 2. 组合式（模块式） PLC 将 PLC 各部分按功能分成若干个单独的模块，将这些模块插在框架或基板上。 如 CPU 模块、I/O 模块、电源模块、功能模块、PID控制模块等。 一般大、中型 PLC 采用模块式结构。 3.2 PLC基本结构 3.2.1 PLC基本结构 外部设备 现场用户输出设备 中央处理器（CPU）单元 运算器 控制器 输 出 单 元 输 入 单 元 系 统 存 储 器 用 户 存 储 器 I/O 扩 展 接 口 通 讯 及 编 程 接 口 编程设备 计算机 打印机等 传感器 按钮、开关 现场信号 电磁阀 中间继电器 执行器 现场用户输入设备 扩展设备 扩展单元 通讯模块 功能模块 电源变换器 ～110V/220V市电 PLC基本单元 PLC系统结构示意图 存储器单元 1. 中央处理单元（CPU） 3.2.1 PLC基本结构 CPU是PLC的核心部件，控制所有其他部件的操作。 CPU的主要功能： （1）接收、存储由编程工具输入的用户程序和数据； （2）检查、校验用户程序； （3）执行用户程序和故障诊断； （4）响应各种外部设备的请求。 2. 存储器（RAM、ROM） 3.2.1 PLC基本结构 存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。 1)随机存储器(RAM)　内容可随意读／写。断电后,存储内容消失。2)可擦可编程只读存储器(EPROM、EEPROM)　失电后，写入的信息不丢失，但要改写信息时，必须先用紫外线擦除原信息，才能重新改写。 (1)系统存储器 存放系统程序，固化在 只读存储器(ROM)，用于系统管理、监控、指令解释等。 ROM中的内容由PLC制造厂家写入，并永久驻留，PLC掉电后，ROM中内容不会丢失，用户只能读取，不能改写。 (2)用户存储器 存放用户编制的控制程序。有两种存储器： 3.输入/输出单元（I/O） 3.2.1 PLC基本结构 PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件；采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。 输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，通过滤波、整形、变换形成PLC控制器可接受的电平信号(数字信号)，输入电路应与控制器隔离。 输出接口作用：将PLC控制器向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的电信号，以便控制电磁阀、接触器、指示灯等电器通断电；输出电路应与控制器隔离。 3.2.1 PLC基本结构 （1）开关量输入接口电路（采用光电耦合器，防止强电干扰。） 开关量输入单元可分为直流输入单元和交流输入单元。 直流输入单元结构图 光耦合器 发光二极管 光电三极管 3.2.1 PLC基本结构 交流输入单元结构图 3.2.1 PLC基本结构 （2）开关量输出单元（采用光电耦合器，防止强电干扰。） 按照输出电路所用开关器件不同，PLC的开关量输出单元可分为： 晶体管输出单元－ 驱动频繁直流小功率负载 晶闸管输出单元－ 驱动频繁动作交、直流较大功率负载 继电器输出单元－ 驱动非频繁动作交、直流大功率负载 3.2.1 PLC基本结构 图3-4 晶体管输出单元结构图 图3-5 晶闸管输出单元结构图 3.2.1 PLC基本结构 图3-6 继电器输出单元结构图 4. 电源 220V的交流电源。5V、24V开关式稳压电源，为CPU板、I/O板及扩展单元提供直流电源供电,为外部输入元件提供24V直流电源输出。 3.2.2 PLC控制系统的组成 PLC控制系统一般由主机、扩展模块、特殊功能模块及控制对象组成. 1.扩展模块 I/O模块 2.通信接口 自由口通信