PLC的基本原理.pptx
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1、第 2章 PLC的基本原理2.1 PLC的组成及其各部分的功能的组成及其各部分的功能2.1.1 PLC的基本组成的基本组成图图2.1.1 PLC的基本组成的基本组成第 2章 PLC的基本原理图2.1.2 PLC的单总线结构框图第 2章 PLC的基本原理2.1.2 PLC各组成部分的功能各组成部分的功能 1输入部件输入部件 输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件,是现场信号进入PLC的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的信号。主令元件是指由用户在控制键盘(或控制台)上操作的一切功能键,如开机、关机、调试或紧急停车等按键。主令元件给出的信号称为主令信号。检测元件的功能是检测一些物
2、理量(如行程距离、速度、位置、压力、流量、液位、温度、电压、电流等)在设备工作进程中的状态,并通过输入部件送入PLC以控制工作程序的转换等。常见的检测元件有行程开关、限位开关、光电检测开关、继电器触点及其他各类传感器等。第 2章 PLC的基本原理 输入方式有两种,一种是数字量输入(也称为开关量或接点输入),另一种是模拟量输入(也称为电平输入)。后者要经过模拟/数字变换部件才能进入PLC。输入部件均带有光电耦合电路,其目的是把PLC与外部电路隔离开来,以提高PLC的抗干扰能力。为了与现场信号连接,输入部件上设有输入接线端子排。为了滤除信号的噪声和便于PLC内部对信号的处理,输入部件内部还有滤波、
3、电平转换、信号锁存电路。各PLC生产厂家都提供了多种形式的I/O部件或模块,供用户选用。第 2章 PLC的基本原理 2输出部件输出部件 输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件,其功能是控制现场设备进行工作(如电机的启、停、正/反转,阀门的开、关,设备的转动、移动、升降等)。对于PLC,希望它能直接驱动执行元件,如电磁阀、微电机、接触器、灯和音响等,因此,输出部件中的输出级常是一些大功率器件,如机械触点式继电器、无触点交流开关(如双向可控硅)及直流开关(如晶体三极管)等。与输入部件类似,输出部件上也有输出状态锁存、显示、电平转换和输出接线端子排。输出部件或模块也有多种类型供选用。第 2章 P
4、LC的基本原理 3中央处理器中央处理器(CPU)与一般的计算机控制系统一样,CPU是整个系统的核心,它按PLC中系统程序赋予的功能,指挥PLC有条不紊地进行工作。其主要任务有:控制从编程器键入的用户程序和数据的接收与存储;用扫描的方式通过I/O部件接收现场的状态或数据,并存入输入状态表或数据存储器中;诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等;PLC进入运行状态后,从存储器逐条读取用户指令,经过命令解释后按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等;根据运算结果,更新有关标志位的状态和输出寄存器表的内容,再经由输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。第 2章 PLC的基本
5、原理 目前,小型PLC为单CPU系统,而中型及大型PLC则为双CPU甚至多CPU系统。PLC所采用的微处理器有三种:(1)通用微处理器。小型PLC一般使用8位微处理器如8080/8085、6800和Z80等,大中型PLC除使用位片式微处理器外,大都使用16位或32位微处理器。当前不少PLC的CPU已升级到INTEL公司的微处理器产品,有些已采用奔腾(PENTIUM)处理器,如西门子公司的S7-400。采用通用微处理器的优点是:价格便宜,通用性强,还可借用微机成熟的实时操作系统和丰富的软硬件资源。第 2章 PLC的基本原理 (2)单片微处理器(即单片机)。它具有集成度高、体积小、价格低及可扩展性
6、好等优点。如INTEL公司的8位MCS-51系列运行速度快,可靠性高,体积小,很适合于小型PLC;16位96系列速度更快,功能更强,适合于大中型PLC使用。(3)位片式微处理器。它是独立于微型机的一个分支,多为双极型电路,4位为一片,几个位片级联可组成任意字长的微处理器,代表产品有AMD2900系列。PLC中位片式微处理器的主要作用有两个,一是直接处理一些位指令,从而提高了位指令的处理速度,减少了位指令对字处理器的压力;二是将PLC的面向工程技术人员的语言(梯形图、控制系统流程图等)转换成机器语言。模块式PLC把CPU作为一种模块,备有不同型号供用户选择。第 2章 PLC的基本原理 4.存储器
7、及存储器扩展存储器及存储器扩展 PLC中存储器的功能与普通微机系统中的存储器功能相似,用来存储系统程序和用户的程序与数据。目前主要采用的系统程序存储器是指用来存放系统管理、用户指令解释及标准程序模块、系统调用等程序的存储器,常用EPROM构成。用户存储器用来存储用户编制的梯形图程序或用户数据。存储用户程序的叫用户程序存储器,常用EPROM或EEPROM构成。存储用户数据的叫用户数据存储器,常用RAM构成,为防止掉电时信息的丢失,有后备电池作保护。第 2章 PLC的基本原理 由于PLC系统程序关系到PLC的性能,不能由用户直接存取,因而,PLC产品样本或使用手册中所列存储器形式及其容量一般都是指
8、用户存储器而言。PLC中已提供一定容量的存储器供用户使用,但对有些用户,可能还不够用,因此大部分PLC都提供了存储器扩展(EM)功能,用户可以将新增的存储器扩展模板直接插入CPU 模板中,也有的是插入中央基板中。第 2章 PLC的基本原理 5.通信接口通信接口 为了实现人-机或机-机之间的对话,PLC中配有多种通信接口。通过这些通信接口,PLC可以与监视器、打印机、其他PLC或计算机相连。当PLC与打印机相连时,可将过程信息、系统参数等输出打印;当与监视器(CRT)相连时,可将过程图像显示出来;当与其他PLC相连时,可以组成多机系统或连成网络,实现更大规模的控制;当与计算机相连时,可以组成多级
9、控制系统,实现控制与管理相结合的综合系统。第 2章 PLC的基本原理 6.智能智能I/O接口接口 为了满足更加复杂控制功能的需要,PLC配有多种智能I/O接口。例如满足位置调节需要的位置闭环控制模板,对高速脉冲进行计数和处理的高速计数模板等等。这类智能模板都有其自身的处理器系统。7.I/O扩展接口扩展接口 当一个PLC中心单元的I/O点数不够用时,就要对系统进行扩展。扩展接口就是用于连接中心基本单元与扩展单元的。8.功能开关与指示灯功能开关与指示灯 功能开关是用来控制PLC工作状态的,如编程、监视、运行开关等。指示灯有PLC工作状况指示灯、电源指示灯,电压过低指示灯等。第 2章 PLC的基本原
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