PLC模块组成[参照]pdf

2026-09-13 20:08:16

　　PLC 系统组成及各部分的功能 一．系统组成。 二．各部分的作用。 1． CPU 运算和控制中心 起 “心脏 ”作用。 纵：当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中， 然后 CPU 根据系统所赋予的功能 （系 统程序存储器的解释编译程序） ，把用户程序翻译成 PLC 内部所认可的用户编译程序。 横：输入状态和输入信息从输入接口输进， CPU 将之存入工作数据存储器中或输入映象寄 存器。然后由 CPU 把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数 据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。 组成： CPU 由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。 CPU 通过地址 总线、数据总线与 I/O 接口电路相连接。 2 ．存储器 具有记忆功能的半导体电路。 分为系统程序存储器和用户存储器。 系统程序存储器用以存放系统程序， 包括管理程序， 监控程序以及对用户程序做编译处理的 解释编译程序。由只读存储器、 ROM 组成。厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。 用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器（ RAM ）组成。用 户使用的。断电内容消失。常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为 3~5 年。 3 ．输入 / 输出接口 （1 ）输入接口： 光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。 发光二级管： 在光电耦合器的输入端加上变化的电信号， 发光二极管就产生与输入信号变化 规律相同的光信号。 光电三级管： 在光信号的照射下导通， 导通程度与光信号的强弱有关。 在光电耦合器的线性 工作区内，输出信号与输入信号有线性关系。 输入接口电路工作过程： 当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部 电路输入信号。当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。向内部电路输入信号。也就是 通过输入接口电路把外部的开关信号转化成 PLC 内部所能接受的数字信号。 （2 ）输出接口 PLC 的继电器输出接口电路 工作过程：当内部电路输出数字信号 1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭 合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号 0 ，则没有电流流过，继电器线 圈没有电流， 然后常开触点断开， 断开负载的电流或电压。 也就是通过输出接口电路把内部 的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。 三种类型： 继电器输出：有触点、寿命短、频率低、交直流负载 晶体管输出：无触点、寿命长、直流负载 晶闸管输出：无触点、寿命长、交流负载 4 ．编程器 编程器分为两种，一种是手持编程器，方便。 我们实验室使用的就是手持编程器。 二种是通 过 PLC 的 RS232 口。与计算机相连。然后敲击键盘。通过 NSTP-GR 软件（或 WINDOWS 下软件）向 PLC 内部输入程序。 第二节 PLC 的基本工作原理 一． PLC 采用 “顺序扫描，不断循环 ”的工作方式 1．每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。 2 ．输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态 不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。 3 ．一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。 4 ．元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。 5 ．扫描周期的长短由三条决定。 （1）CPU 执行指令的速度（ 2 ）指令本身占有的时间（ 3 ） 指令条数 6 ．由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入 / 输出滞后的现象，即输入 / 输出响应延 迟。 二． PLC 与继电器控制系统、微机区别 1．PLC 与继电器控制系统区别 前者工作方式是 “串行 ”，后者工作方式是 并行“ ”。 前者用 软件“ ”，后者用 硬件“ ”。 2 ．PLC 与微机区别 前者工作方式是 “循环扫描 ”。后者工作方式是 待命或中断“ ” PLC 编程方式 PLC 最突出的优点采用 “软继电器 ”代替 “硬继电器 ”。用 软件编程逻辑“ ”代替 硬件布线逻辑“ ”。 PLC编程语言有梯形图、布尔助记符语言，等等。尤其前两者为常用。 梯形图语言特点： 1．每个梯形图由多个梯级组成。 2 ．梯形图中左右两边的竖线表示假想的逻辑电源。 当某一梯级的逻辑运算结果为 “1时，有” 假想的电流通过。 3 ．继电器线圈只能出现一次，而它的常开、常闭触点可以出现无数次。 4 ．每一梯级的运算结果，立即被后面的梯级所利用。 5 ．输入继电器受外部信号控制。只出现触点，不出现线圈。 第四节主要技术性能 用户程序存储容量：是衡量可存储用户应用程序多少的指标。通常以字或 K 字为单位。 16 位二进制数为一个字，每 1024 个字为 1K 字。 PLC 以字为单位存储指令和数据。一般的逻 辑操作指令每条占 1 个字。定时 / 计数，移位指令占 2 个字。数据操作指令占 2~4 个字。 每五节 PLC 的分类 按结构分类： 1．整体式：是把 PLC 各组成部分安装在一起或少数几块印刷电路板上，并连同电源一起装 在机壳内形成一个单一的整体， 称之为主机或基本单元、 小型、 超小型 PLC 采用这种结构。 模块式： 是把 PLC 各基本组成做成独立的模块。 中型、大型 PLC 采用这种方式。 便于维修。 可编程逻辑控制器， 它采用一类可 编程 的存储器 ，用于其内部存储程序， 执 行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字 或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。 基本结构 可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的 计算机 ，其硬件结构基本上与微型计 算机相同，基本构成为 : 一、电源 可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、 可靠的电源系统是无法正常工作的， 因此， 可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造 也十分重视。一般交流电压波动在 +10%(+15%) 范围内，可以不采取其它措施而将 PLC 直 接连接到交流电网上去 二、中央处理单元 (CPU) 中央处理单元 (CPU) 是可编程逻辑 控制器 的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统 程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据 ;检查电源、 存储器、 I/O 以及警 戒定时器的状态， 并能诊断用户程序中的语法错误。 当可编程 逻辑 控制器投入运行时， 首先 它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据， 并分别存入 I/O 映象区， 然后从用户程 序存储器中逐条读取用户程序， 经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送 入 I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输 出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双 CPU 构成冗余系统，或采用三 CPU 的表决式系统。这样，即使某个 CPU 出现故障，整个系统 仍能正常运行。 三、存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 四、输入输出接口电路 1.现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器 与现场控制的接口界面的输入通道。 2. 现场输出接口电路由输出数据 寄存器 、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程 逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 五、功能模块 如计数、定位等功能模块。 六、通信模块 折叠 编辑本段 工作原理 当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户 程序执行和输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫描周期。 在整个运行期间， 可 编程逻辑控制器的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 一、输入采样阶段 在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并 将它们存入 I/O 映象区中的相应的单元内。 输入采样结束后， 转入用户程序执行和输出刷新 阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化， I/O 映象区中的相应单元的状态和 数据也不会改变。 因此，如果输入是脉冲信号， 则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期， 才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 可编程逻辑控 制器 二、用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 (梯形图 )。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路， 并按先左后右、 先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算， 然后根据 逻辑运算 的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态 ;或者刷新该输出线圈在 I/O 映 象区中对应位的状态 ;或者确定是否要执行该 梯形图 所规定的 特殊功能 指令。 即，在用户程序执行过程中， 只有输入点在 I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化， 而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统 RAM 存储区内的状态和数据都有可能发生变化， 而且排在上面的梯形图， 其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图 起作用 ;相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周 期才能对排在其上面的程序起作用。 在程序执行的过程中如果使用立即 I/O 指令则可以直接存取 I/O 点。即使用 I/O 指令的 话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从 I/O 模块取值，输出过程影像寄存器 会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 三、输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间， CPU 按 照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路， 再经输出电路驱动相应的外设。 这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。 折叠 编辑本段 功能特点 可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。 1.使用方便，编程简单 采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发 周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。 2. 功能强，性能价格比高 一台小型 PLC 内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非 常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。 PLC 可以 通过通信联网，实现分散控制，集中管理。 3. 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 PLC 产品已经标准化、 系列化、 模块化， 配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用， 用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。 PLC 的安装接线也很 方便，一般用接线端子连接外部接线。 PLC 有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电 磁阀和小型交流接触器。 硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。 4. 可靠性高，抗干扰能力强 传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触点接触不良， 容易出现故障。 PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有 关的少量硬件元件， 接线可减少到继电器控制系统的 1/10-1/100 ，因触点接触不良造成的故 障大为减少。 PLC 采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间 达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场， PLC 已被广大用户公认为 最可靠的工业控制设备之一。 5. 系统的设计、安装、调试工作量少 PLC 用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等 器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易 掌握。对于复杂的控制系统， 设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间 要少得多。 PLC 的用户程序可以在实验室模拟调试， 输入信号用小开关来模拟， 通过 PLC 上的发 光二极管可观察输出信号的状态。 完成了系统的安装和接线后， 在现场的统调过程中发现的 问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。 6. 维修工作量小，维修方便 PLC 的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。 PLC 或外部的输入装置和执行机 构发生故障时， 可以根据 PLC 上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因， 用更换模块的方法可以迅速地排除故 [1] 折叠 编辑本段 系统集成 在制造工业中存在大量的开关量为主的开环的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动 作号按照时序动作 ;另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制 ; 以 及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的 -离散量的数 据采集监视。由于这些控制和监视的要求，使 PLC 发展成了取代继电器线路和进行顺序控 制为主的产品。 PLC 厂家在原来 CPU 模板上提逐渐增加了各种通讯接口， 现场总线技术及 以太网技术也同步发展， 使 PLC 的应用范围越来越广泛。 PLC 具有稳定可靠、 价格便宜、 功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因。 PLC 控制器本身的硬件采用积木式结构，有母板，数字 I/O 模板，模拟 I/O 模板，还 有特殊的定位模板， 条形码识别模板等模块， 用户可以根据需要采用在母板上扩展或者利用 总线技术配备远程 I/O 从站的方法来得到想要的 I/O 数量。 PLC 在实现各种数量的 I/O 控制的同时，还具备输出模拟电压和数字脉冲的能力，使 得它可以控制各种能接收这些信号的伺服电机， 步进电机， 变频电机等， 加上触摸屏的人机 界面支持，施耐德的 PLC 可以满足您在过程控制中任何层次上的需求。 折叠 编辑本段 选型规则 在可编程逻辑控制器系统设计时，首先应确

　　2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。

　　3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

　　4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

　　PHP+SQLServer2005+系统DSN配置+ODBC查插删改[整理].pdf

　　phpMyAdmin的详细使用教程,phpMyAdmin创建数据库,创建用户图解教程[汇编].pdf

　　成人幽门螺杆菌引起的胃炎中西医协作诊疗专家共识（2020，北京）.pptx

　　成人原发免疫性血小板减少症诊断与治疗中国指南（2020年版）.pptx

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者