PLC的基本组成和工作原理.ppt

第三章PLC系统组成和工作原理,,3.1PLC的基本组成,PLC系统组成,基板/机架CPU模块电源模块编程器（手持式、计算机）编程软件联网模块开关量输入模块开关量输出模块,模拟量输入模块模拟量输出模块智能模块输入／输出部件电源DC24V；AC220V,,PLC系统基本组成,PLC,电源,1.中央处理单元（CPU）1从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令2将各种输入信号取入3把运算结果送到输出端4响应外设,（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小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU大型PLC多采用高速位片式微处理器,RAM存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。ROM存放监控程序和用户已调试好的程序。,2.存储器,1.系统程序存储器a.系统管理程序；b.用户指令解释程序；c.标准程序模块与系统调用程序2.用户程序存储器3.工作数据存储器,3.输入、输出接口采用光电隔离，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。,输出接口作用将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。,输出三种形式继电器--低速大功率可控硅--高速大功率晶体管--高速小功率,输入接口作用将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。,（1）输入接口电路采用光电耦合器，防止强电干扰。,,COM,,光电三极管,发光二极管,直流电源,输入端子,PLC,发光二极管,,继电器输出,（2）输出接口电路,以继电器形式为例,PLC,,交流电源或直流电源,4.电源单元,把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其特点是输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性能好。,编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。,5.编程设备,用户可以通过键盘输入和调试程序；另外在运行时，还可以对整个控制过程进行监控。,6.各种接口、高功能模块便于扩展小型机一体机。有接口可扩展。,PowerinaSmallPackage,电源模块,CPU模块,IO模块,底板,中、大型机模块式。可根据需要在主板上随意组合。,3.2PLC的工作原理建立I/O映像区,1.什么是I/O映像区,2.I/O映象区的大小,I/O（输入/输出）映像存储器,与系统控制的规模有关,PLC工作过程,定期检查用户程序存储器、I/O单元的连接、I/O总线是否正常，定期复位监控定时器WDT,PLC之间以及PLC与PC之间；PLC与其他带微处理器的智能装置通信,编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机,以扫描的方式按顺序逐句扫描处理，运算结果存入输出映象区对应位中,扫描的方式输入信号的状态存入输入映象区；结果存入输出映象区，直至传送到外部被控设备。,清除内部继电器区，复位定时器等，并进行自诊断，对电源、PLC内部电路、用户程序的语法进行检查。,数据I/O处理示意图,,,,输入端子,光电隔离电路,输入缓冲器,输入映象存储器,执行用户程序,输出映象存储器,输出锁存器,输出驱动电路,输出端子,受控元件,生产现场输入信号,允许,允许,,,,,,,,,用户程序的循环扫描过程,3.2.2PLC工作方式循环扫描,3.3输入、输出延迟响应,①输入电路滤波时间，它由RC滤波电路的时间常数决定。改变时间常数可调整输入延迟时间。,③PLC循环扫描的工作方式,⑤用户程序中语句的安排,④PLC对输入采样、输出刷新的集中处理方式,②输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。继电器输出方式的滞后时间为10ms左右；双向晶闸管输出方式，在接通负载时滞后时间约为1ms，切断负载时滞后时间小于10ms；晶体管输出方式的滞后时间小于1ms。,CPU读输入,输入输出延迟时间最短响应时间,输入/输出刷新时间,最短响应时间输入延迟时间一个扫描周期输出延迟时间,CPU读输入,输入/输出刷新时间,输入输出延迟时间最长响应时间,最长响应时间输入延迟时间两个扫描时间输出延迟时间,