中职苏教版《可编程控制器及应用》项目1 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理课件

可编程控制器及应用 全国中等职业技术学校机电类通用教材 项目1 初步认识 PLC 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 任务引入 20世纪60年代末，可编程序控制器（Programmable Logic Controller 简称PLC）出现，许多公司推出PLC 产品， 如三菱、 欧姆龙、 西门子、施耐德等，现在PLC 已与CAD/CAM、机器人技术并称为现代制造业三大支柱。 图 1-1-2 电梯及其控制柜 一、PLC 的结构组成 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 PLC 是专为工业现场应用而设计的控制器，由硬件和软件两大系统组成。PLC 硬件系统主要由CPU、输入/ 输出接口电路、存储器、电源等组成。 图 1-1-3 PLC 结构示意图 1、中央处理单元 CPU （Central Processing Unit） 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 中央处理单元又称CPU模块或中央控制器，它是PLC 的“大脑”，由控制器、运算器和寄存器组成。 提示：CPU芯片性能关系到PLC处理控制信号的能力与速度，CPU位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也越快。多数PLC都采用32位CPU。 2、存储器 存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作数据。 PLC 存储空间一般包括三个区域：系统程序存储区、系统RAM 存储区（包括输入/ 输出映像区和系统软设备等）、用户程序存储区。 3、输入 / 输出单元（I/O 模块） 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 （1）输入接口 输入接口用于接收来自现场设备的各种控制信号，常与限位开关、传感器输出等（开关量）连接，输入接口将这些信号转换成CPU 能够识别和处理的信号，并存入输入映像寄存器。 PLC 的输入类型有直流输入、交流输入和交直流输入三种。 图 1-1-4 输入模块电路原理示意图 3、输入 / 输出单元（I/O 模块） 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 （2）输出接口 输出接口用于将PLC 处理后的内部标准输出信号转换成执行机构所需的控制信号，输出接口电路将其由弱电控制信号转换成现场需要的强电信号，以驱动接触器、电磁阀、指示灯、报警喇叭等。 图 1-1-5 输出模块电路原理示意图 4、扩展单元 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 扩展单元是对基本单元的输入、输出接口进行扩展。扩展单元一般需和基本单元配合使用，不能单独使用。 5、电源 PLC一般使用220V的交流电源或 24V的直流电源作为工作电源。在PLC中，为了避免干扰影响运行的稳定，输入接口与输出接口电路的电源应彼此相互独立。 6、通信接口 PLC通信接口主要是为了实现“人-机”或“机-机”之间的对话，PLC通过通信接口可以与打印机、计算机、扫描仪、触摸屏等外部设备相连，也可以与其他PLC相连。 7、其他部件 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 根据需要，有的PLC 还可以配存储器卡、电池卡等。 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 1、PLC 的工作原理 （1）用继电器直接控制的电路 如右侧图中所示， 按下启动按钮 SB1，交流接触器KM 线圈得电吸合， 主触点闭合，电动机得电运行， 同时接触器的常开辅助触点 闭合形成自锁回路。当按下停止按钮SB2时，交流接触器KM 线圈断电，主触点及常开辅助触点断开， 电动机失电停止运行。 二、PLC的工作原理 图 1-1-6 继电器控制系统简图 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 1、PLC 的工作原理 （2）用PLC 控制的电路 二、PLC的工作原理 图 1-1-7 PCL控制系统等效电路图 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 1、PLC 的工作原理 （2）用PLC 控制的电路 PLC 可看成是由普通继电器、定时器、计数器等组合而成的电气控制系统。 当输入到存储单元的逻辑状态为1 时，则表示相应继电器的线圈通电，其常开触点闭合，常闭触点断开；而当输入到存储单元的逻辑状态为0 时，则表示相应继电器的线圈断电，其常开触点断开，常闭触点闭合。 根据PLC 外部接线及内部等效电路，可将PLC 分成输入部分、内部控制电路和输出部分三部分。 二、PLC的工作原理 任务一 分析 PLC 的结构组成与工作原理 2、PLC的工作方式 PLC是采用循环扫描的工作方式执行程序的。PLC 中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符号后又返回第一条，如此重复，不断循环。 PLC 工作时的扫描过程可分为内部处理、通信处理、输入扫描、程序执