PLC工作原理和結構

PLC工作原理和結構：
PLC系統組成及各部分的功能

一．系統組成。

二．各部分的作用。

1． CPU運算和控制中心

起“心臟”作用。

縱：當從編程器輸入的程序存入到用戶(hù)程序存儲器中，然后CPU根據系統所賦予的功能（系統程序存儲器的解釋編譯程序），把用戶(hù)程序翻譯成PLC內部所認可的用戶(hù)編譯程序。

橫：輸入和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，CPU將之存入工作數據存儲器中或輸入映象寄存器。然后由CPU把數據和程序有機地結合在一起。把結果存入輸出映象寄存器或工作數據存儲器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅動(dòng)器。

組成：CPU由控制器、運算器和寄存器組成。這些電路集成在一個(gè)芯片上。CPU通過(guò)地址總線(xiàn)、數據總線(xiàn)與I/O接口電路相連接。

2． 存儲器

具有記憶功能的半導體電路。

分為系統程序存儲器和用戶(hù)存儲器。

系統程序存儲器用以存放系統程序，管理程序，監控程序以及對用戶(hù)程序做編譯的解釋編譯程序。由只讀存儲器、ROM組成。廠(chǎng)家使用的，內容不可更改，斷電不消失。

用戶(hù)存儲器：分為用戶(hù)程序存儲區和工作數據存儲區。由隨機存取存儲器（RAM）組成。用戶(hù)使用的。斷電內容消失。常用高效的鋰電池后備電源，壽命為3~5年。

3．輸入/輸出接口

（1）輸入接口：

光電耦合器由兩個(gè)發(fā)光二極度管和光電三極管組成。

發(fā)光二級管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號變化規律的光信號。

光電三級管：在光信號的照射下導通，導通程度與光信號的強弱有關(guān)。在光電耦合器的線(xiàn)性工作區內，輸出信號與輸入信號有線(xiàn)性關(guān)系。

輸入接口電路工作過(guò)程：當開(kāi)關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導通，向內部電路輸入信號。當開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，二極管不發(fā)光，三極管不導通。向內部電路輸入信號。也通過(guò)輸入接口電路把外部的開(kāi)關(guān)信號轉化成PLC內部所能接受的數字信號。

（2）輸出接口

PLC的繼電器輸出接口電路

工作過(guò)程：當內部電路輸出數字信號1，有電流流過(guò)，繼電器線(xiàn)圈有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，提供負載導通的電流和電壓。當內部電路輸出數字信號0，則沒(méi)有電流流過(guò)，繼電器線(xiàn)圈沒(méi)有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷開(kāi)負載的電流或電壓。也通過(guò)輸出接口電路把內部的數字電路化成一種信號使負載動(dòng)作或不動(dòng)作。

三種類(lèi)型：

繼電器輸出：有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負載

晶體管輸出：無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(cháng)、直流負載

晶閘管輸出：無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(cháng)、交流負載

4．編程器

編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實(shí)驗室使用的手持編程器。二種是通過(guò)PLC的RS232口。與計算機相連。然后敲擊鍵盤(pán)。通過(guò)GX-DEVELOPER軟件向PLC內部輸入程序。

第二節 PLC的基本工作原理

一．PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式

1．每次掃描過(guò)程。集中對輸入信號進(jìn)行采樣。集中對輸出信號進(jìn)行刷新。

2．輸入刷新過(guò)程。當輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執行階段時(shí)，輸入端有新，新不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新才被讀入。

3．一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執行，輸出刷新。

4．元件映象寄存器的內容是隨著(zhù)程序的執行變化而變化的。

5．掃描周期的長(cháng)短由三條決定。（1）CPU執行指令的速度（2）指令本身占有的時(shí)間（3）指令條數

6．采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現象，即輸入/輸出響應延遲。

二．PLC與繼電器控制系統、微機區別

1．PLC與繼電器控制系統區別

前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。

前者用“軟件”，后者用“硬件”。

2．PLC與微機區別

前者工作方式是“循環(huán)掃描”。后者工作方式是“待命或中斷”

PLC 編程方式

PLC最突出的優(yōu)點(diǎn)采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線(xiàn)邏輯”。

PLC編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符語(yǔ)言，等等。尤其前兩者為常用。

梯形圖語(yǔ)言特點(diǎn)：

1．每個(gè)梯形圖由多個(gè)梯級組成。

2．梯形圖中左右兩邊的豎線(xiàn)表示假想的邏輯電源。當某一梯級的邏輯運算結果為“1”時(shí)，有假想的電流通過(guò)。

3．繼電器線(xiàn)圈只能出現一次，而它的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)可以出現無(wú)數次。

4．每一梯級的運算結果，立即被的梯級所。

5．輸入繼電器受外部信號控制。只出現觸點(diǎn)，不出現線(xiàn)圈。

第四節 主要技術(shù)性能

用戶(hù)程序存儲容量：是衡量可存儲用戶(hù)應用程序多少的指標。通常以字或K字為單位。16位二進(jìn)制數為一個(gè)字，每1024個(gè)字為1K字。PLC以字為單位存儲指令和數據。的邏輯操作指令每條占1個(gè)字。定時(shí)/計數，移位指令占2個(gè)字。數據操作指令占2~4個(gè)字。

每五節 PLC的分類(lèi)

按結構分類(lèi)：

1． 整體式：是把PLC各組成部分安裝在一起或少數幾塊印刷電路板上，并連同電源一起裝在機殼內形成一個(gè)單一的整體，稱(chēng)之為主機或基本單元、小型、超小型PLC采用這種結構。

模塊式：是把PLC各基本組成做成獨立的模塊。中型、大型PLC采用這種方式。便于維修。