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1、第二章 PLC的结构和工作原理,2.2.1 PLC的结构 2.2.2 PLC的工作原理 2.2.3 PLC的编程语言 2.2.4 FP0的系统资源,2.2.1 PLC的结构,PLC专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构，主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。 图2-1 PLC的组成 图2.1-1为一典型PLC结构简图。,图2-1 PLC的组成,图2.1-1 典型PLC结构简图,PLC结构分类介绍-1,1. 中央处理单元 中央处理单元（CPU）一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。 CPU的主要功能： 1）从存储器中读取指令 2）执行指令 3）
2、顺序取指令 4）处理中断,PLC结构分类介绍-2,2. 存储器 1）系统程序存储器 (ROM) 2）用户程序存储器 (RAM或EEPROM),PLC结构分类介绍-3,3. 输入输出单元 （1）输入接口电路 （2）输出接口电路,PLC输入接口电路-1,通常PLC的输入类型可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源可由外部供给，有的也可由PLC内部提供。 图2.2为一种型号PLC的直流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。 图2.3为一种型号PLC的交流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。,图2-2 PLC的直流输入接口电路,关于图2-2的说明,描述了一个输入点的接口电路。其输入电路的一次电路
3、与二次电路用光耦合器相连，当行程开关闭合时，输入电路和一次电路接通，上面的发光管用于对外显示，同时光耦合器中的发光管使三极管导通，信号进入内部电路，此输入点对应的位由0变为1。即输入映像寄存器的对应位由0变为1。,图2-3 PLC的交流输入接口电路,关于图2-2,图2.2描述了一个输入点的接口电路。 其输入电路的一次电路与二次电路用光耦合器相连，当行程开关闭合时，输入电路和一次电路接通。 上面的发光管用于对外显示，同时光耦合器中的发光管使三极管导通，信号进入内部电路，此输入点对应的位由0变为1。即输入映像寄存器的对应位由0变为1。,PLC的输入方式,PLC的输出方式,PLC的电源模块,PLC一
4、般都配有开关式稳压电源，用于给PLC的内部电路和各模块的集成电路提供工作电源。有些机型还向外提供24V的直流电源，用于给外部输入信号或传感器供电，避免了由于电源污染或电源不合格而引起的故障，同时也减少了外部连线，方便了用户。,2.2.2 PLC的工作原理,PLC在本质上是一台微型计算机，其工作原理与普通计算机类似，具有微机的许多特点，但其工作方式却与微机有较大的不同，具有一定的特殊性。 计算机一般采用等待输入、响应处理的工作方式，没有输入时就一直等待输入，如有键盘操作或鼠标等I/O信号的触发，则由计算机的操作系统进行处理，转入相应的程序。一旦该程序执行结束，又进入等待输入的状态。 PLC对I/
5、O操作、数据处理等则采用循环扫描的工作方式,1. 循环扫描 PLC采用循环扫描工作方式，这个工作过程一般包括五个阶段：内部处理、与编程器等的通信处理、输入扫描、用户程序执行、输出处理， 其程序执行原理如图2.4所示。,图2-4 PLC程序执行原理图,PLC执行的五个阶段，称为一个扫描周期，PLC完成一个周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。,图2-5 PLC的工作流程图,上电初始化,系统自诊断,通信处理,输入扫描,程序运行,输出刷新,第一个扫描周期,第二个扫描周期,PLC执行程序的过程,输入扫描 程序运行 输出刷新,图 2-6 PLC的工作状态,图2-4中当PLC方式开关置于RUN（
6、运行）时，执行所有阶段；当方式开关置于STOP（停止）时，不执行后3个阶段，此时可进行通信处理，如对PLC联机或离线编程。,PLC的工作原理（续）,2. 与计算机的异同 相同点： （1）基本结构相同 （2）程序执行原理相同 不同点： 两者的不同点主要体现在工作方式上。,PLC的工作原理（续）,3. 与继电接触器的异同 相同点： 图形结构和逻辑关系相同。 不同点： （1）实现原理不同 （2）工作方式不同,关于循环扫描的举例2,继点接触线路的工作原理： X0闭合，Y0将不会闭合。 梯形图的工作原理： X0闭合，Y0将周期性闪动。 X0 Y0 Y0,0.5S,0.5S,并行/串行,2.2.3 PLC
7、的编程语言,1. 梯形图 2. 语句表 3. 逻辑符号图 4. 高级语言,梯形图编程,用一些特殊的连接符号表示继电接触线路的一些电气元件符号。,梯形图举例,该项功能需要使用PC机直接进行编程！,语句表,用步序号+指令代码+器件名称+器件号的方式表示。 格式： 02 ST/ X 0,该编程方式使用于使用简易编程器进行编程。,语句表举例,逻辑符号图,使用常用的表示转折，选择等的流程图进行的编程。,Y,N,2.2.4 FP0的系统资源,PLC的一个重要特点就是给用户提供了丰富的软件和硬件资源，其中硬件资源是整个系统的基础，软件资源则主要是指令系统。 PLC的指令系统分基本指令和高级指令. FP0结构小巧，其外形尺寸高90mm，长60mm，一个控制单元宽为25mm，I/O扩展到128点时的宽度只有105mm，特别适合作为小型设备的控制器。,FP0控制单元的产品规格,THANK YOU ！,
