PLC硬件组成
中级电工证复习资料(PLC部分)
例4：
5、ANB指令： ANB（电路块与）功能是并联电路块之间的串联连接；程序步为1。 ①、二个或二个以上触点并联连接的电路称并联电路块。 ②、将并联电路块与前面串联连接用ANB指令。 ③、并联电路块起点时要用LD或LDI指令。 ④、在用ANB指令将并联电路与前面电路串联前应先完成并联电路块。 ⑤、ANB指令是独立指令，它不带器件号。 ⑥、如有多个并联电路块顺次以ANB指令与前面连接，ANB的使用次数不受限制。但如将ANB 集中起来使用，这种串联个数不超过8个。 例5：
24、PLC 指令系统及编程方法（二）
（一）、编程器的简易使用
1、键盘说明；
①、功能键：（11个） 1）、RD/WR：目前进行功能为RD读出或WR写入程序。 2）、INS/DEL：目前进行功能为INS插入或DEL删除程序。 3）、MNT/TEST：目前进行功能为MNT监控或TEST测试程序。
功能键按一次时选择键左上方功能，再按一次选择键右下方功能。 ②、其它键OTHER：在任何状态下按该键，将显示方式项目单选择画面。（7种） 1）离线编程；2）在线编程；3）数据传递; 4）参数；5）X、Y、M地址修改；6）蜂鸣器音 量；7）封锁清除。 ③、清除键CLEAR：取消按GO（即确认前）的输入，清除错误信息，恢复到原来画面 ④、帮助键HELP：对某特殊指令的编程代码不清时，可按FNC＋HELP（出9种菜单）＋数字。 （000CJ、001CALL、002SRET、003IRET、004EI、005DI、006FEND、007WDT、008FOR、 009NEXT） ○5 空格键SP：在输入指定元件号、指定常数之间，要用空格键。 例16：LD X0 GO； OUT T0 SP；K50 GO。
原理图：图A）
梯形图：图B）
PLC控制系统的硬件设计
PLC控制系统的硬件设计简介PLC（可编程逻辑控制器）作为一种数字化电子器件，已经被广泛应用于现代工业中的自动化控制领域，其核心部分是软件和硬件两部分。
其中，硬件是PLC 控制系统必不可少的组成部分，也是实现控制的重要基础。
本文将着重介绍PLC 控制系统的硬件设计。
PLC控制系统的硬件组成PLC控制系统的硬件部分主要由以下几个组成部分构成：1.CPU模块：负责整个PLC控制系统的运算和处理任务。
2.I/O模块：负责处理控制信号的输入输出，包括数字信号、模拟量信号等。
3.电源模块：提供PLC控制系统的电源，保证其正常工作。
4.通信模块：可选组件，用于实现PLC与其他设备之间的通信。
5.编程设备：用于对PLC控制系统进行编程和配置。
PLC控制系统的硬件设计步骤PLC控制系统的硬件设计是一个复杂的过程，通常需要经过以下几个步骤：1. 定义输入输出信号PLC控制系统的输入输出信号是根据实际控制需求而确定的，其中输入信号包括红外、限位、开关等，输出信号包括电机、执行器等。
2. 设计I/O模块根据输入输出信号的种类和数量设计对应的I/O模块，其中数字信号通常采用普通输入输出模块，模拟量信号需要采用高精度的AD/DA模块。
3. 选择CPU模块根据控制系统的实际需求选择合适的CPU模块，其中包括处理器类型、存储器大小、通信协议等。
4. 电源模块的选择和设计选择合适的电源模块，同时根据整个PLC控制系统的功耗和电压需求进行电源电路的设计。
5. 通信模块的选用和配置如果需要与其他设备进行通信，则需要选择配置合适的通信模块，并进行相应的参数配置。
PLC控制系统的常见问题及解决方法在PLC控制系统的硬件设计过程中，常常会遇到以下问题：1.组件选型不当或参数设置不正确导致系统不能正常工作。
2.电源电路设计不合理导致系统不稳定或者噪声干扰。
3.通信模块的使用和配置不正确导致无法与其他设备正常通信。
这些问题需要通过分析原因并采取相应的措施进行解决。
PLC的硬件基础知识
第1章PLC的硬件详细介绍目前市场上主要有德国西门子(SIEMENS);日本三菱(MITSUBISHI)、欧姆龙（OMRON）、富士电机（FUJI）、松下电工；法国施耐德（SCHNEIDER、MODICON）,韩国三星（SAMSUNG）、ABB、GE、日立等公司生产的PLC，虽然厂商不一样，但其PLC的原理基本一致。
1.1 PLC硬件结构和电路PLC主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源、I/O扩展接口、外设接口以及外围编程设备等几大部分组成。
其硬件结构图如图1.1所示。
页脚内容0图1.1.1 PLC硬件结构图1.1.1 中央处理器（CPU）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通过地址总线、数据总线、控制总线与存储器、输入输出接口电路连接。
CPU常用的微处理器通常有通用型微处理器（Intel公司的8086、80186、奔腾等系列芯片）、单片机（Intel公司的MCS-96系列单片机等）和位片式微处理器（AMD2900系列微处理器）等三类。
小型PLC多采用单片机或专用CPU，中型PLC大多采用16/32位微处理器或单片机，大型和超大型PLC大多采用高速位片式处理器，具有高速处理能力。
CPU的主要功能：1) 从存储器中读取指令页脚内容12) 执行指令3) 顺序取指令4) 处理中断、数据传送、逻辑运算、算术运算等1.1.2 存储器（RAM、ROM）PLC的存储器（内部存储器）包括系统存储器和用户存储器。
系统存储器用来存放由PLC厂家编写的系统程序（机械源代码、BIOS程序等），系统存储器一般是ROM存储器，用户一般不能更改。
用户存储器包括用户程序存储区和数据存储区两部分，用户存储器一般是ROM、EPROM或EEPROM存储器。
用户程序存储区用来存放用户用编程软件编写的程序，用户根据具体的情况可以更改；数据存储区用来存放用户程序中所使用器件的ON/OFF状态、数值和数据等中间运算结果。
PLC由哪几个主要部分组成？各部分的作用是什么？
第九章9.1 PLC由哪几个主要部分组成？各部分的作用是什么？PLC由中央处理器CPU,存储器,输入输出接口,编程器组成.中央处理器CPU是核心,它的作用是接受输入的程序并存储程序.扫描现场的输入状态,执行用户程序,并自诊断.存储器用来存放程序和数据,输入接口采集现场各种开关接点的信号状态,并将其转化成标准的逻辑电平,输出接口用于输出电信号来控制对象.编程器用于用户程序的编制,编辑,调试,检查和监视.还可以显示PLC的各种状态.9.2 输入、输出接口电路中的光电耦合器件的作用是什么？作用是1 实现现场与plc主机的电器隔离,提高抗干扰性.2避免外电路出故障时,外部强电侵入主机而损坏主机.3电平交换,现场开关信号可能有各种电平,光电耦合起降他们变换成PLC主机要求的标准逻辑电平.9.3 何谓扫描周期？试简述的工作过程.。
扫描周期是每执行一遍从输入到输出所需的时间.工作过程是1输入现场信号:在系统的控制下,顺序扫描各输入点,读入的输入点的状态.2顺序扫描用户程序中的各条指令,根据输入状态和指令内容进行逻辑运算.3并输出控制信号,根据逻辑运算的结果,输出状态寄存器向各输出点发出相应的控制信号.实现所要求的逻辑控制功能. 9.4 PLC有哪些主要特点？PLC的主要特点是①应用灵活,扩展性好.②操作方便③标准化的硬件和软件设计,通用性强.④完善的监视和诊断功能.⑤可适应恶劣的工业应用环境.⑥控制功能强9.5 写出题9.5图梯形图的指令程序。
LD 401OR 400ANI 402LD 403AND 105ORBLDI 100ANI 101LD 102ANI 103ORBLD 104ORBANBOR 404OUT 4309.6简化或改正题9.6图所示梯形图，并写出改正后的指令程序。
9.7 在程序末了，使用或不使用END指令是否有区别？为什么？使用或不使用END指令是有区别的,END指令用于程序结束,即表示程序终了.当有效程序结束后,协一条END指令,可以缩短扫描周期.PLC扫描到END指令,便自动返回.如果没有END程序将一直执行到PLC的最后一行这样既增加运算周期,也易引起系统出错.9.8 试用PLC设计出习题8.16的控制程序。
第二章 PLC的基本组成及工作原理
2.2 PLC的工作原理
继电器控制与 PLC控制的比较：
➢为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异， 考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小 于100ms。这样在对于I/O响应要求不高的场合， PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别 了。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
（1）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。
内内1
内
内
.
内
输入n
内
COM
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
（2）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。
并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。 （ 2 ）检查、校验用户程序。 （ 3 ）接收现场数据。 （ 4 ）执行用户程序。 （ 5 ）故障诊断。
注意：PLC通常以字而不是以字节为单位存储和处理数 据。
描述PLC性能的几个术语
位：二进制的一位，仅有1、0 数字：4位二进制数构成一个数字 字节：2个数字或8位二进制数构成一个字节 字：两个字节构成一个字。
• 继电器输出特点：低速大功率， 用于用于直流、交流负载（隔离、功率放大）。
• 晶体管集电极输出特点：高速小功率， 用于直流负载。
• 双向可控硅（晶闸管的一种）输出特点：高速大功率， 用于交流负载。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块-继电器输出
继电器输出
PLC
内
内
部
部
电
电J
PLC的基本组成
输入接口电路：采用光电耦合电路，将限位开关、
手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换 成CPU所能接受和处理的数字信号。
输入 1
内 内 部 电 路
COM
输出接口电路：采用光电耦合电路，将CPU处 理过的信号转换成现场需要的强电信号输出， 以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。 有三种类型：
统的核心部件，主要由运算器、控制器、寄存器及实 现它们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构 成。此外还有外围芯片、总线接口及有关电路。CPU在 很大程度上决定了PLC的整体性能，如整个系统的控制 规模、工作速度和内存容量等。
作为PLC的核心，CPU的功能主要包括以下几个方面。 (1) CPU接收从编程器或计算机输入的程序和数据，并 送入用户程序存储器中存储。
(2) 系统软元件存储区
软原件概念：
● 内部的编程元件，也就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分 别称为继电器、定时器、计数器等，但它们与真实元件有很大的差别， 一般称它们为“软继电器”。这些编程用的继电器，它的工作线圈没有 工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、没有 机械磨损和电蚀等问题。它在不同的指令操作下，其工作状态可以无记 忆，也可以有记忆，还可以作脉冲数字元件使用。
●系统RAM存储区包括PLC内部各类软元 件(内部继电器、定时器、计数器、数据寄 存器和工作寄存器等)的存储区。该存储区 又分为具有掉电保存的存储区域和掉电不 保存的存储区域。前者在PLC断电时，由 内部的锂电池供电，数据不会丢失；后者 在PLC断电时，数据被清零。
① 内部继电器 与开关输出一样，每个内部继 电器占用系统RAM存储区中的一位，但不能 直接驱动外部负载，只供用户在编程中使用。 外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现。 其作用类似于电气控制线路中的继电器。另 外，不同的PLC还提供数量不等的特殊内部 继电器，具有不同的特殊功能。
PLC内部的硬件组成
1、中央处理器（CPU）与一般计算机一样，CPU是PLC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，并存入输入映像存储器或数据存储器中；诊断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；根据运算等结果，更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容，再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。
2、存储器系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能直接更改。
它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。
系统程序质量的好坏在很大程度上决定了PLC的性能。
其内容主要包括三部分：第一部分为系统管理程序，它主管控制PLC的运行，使整个 PLC按部就班地工作；第二部分为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序将PLC的编程语言变为机器语言指令，再由CPU执行这些指令；第三部分为标准程序模块与系统调用程序，它包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序，如完成输入、输出及特殊运算等的子程序。
PLC的具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少决定了PLC性能的强弱。
用户存储器包括用户存储器（程序区）和功能存储器（数据区）两部分。
用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务，用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。
用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同，可以是RAM（有掉电保护）、EPROM或EEPROM存储器，其内容可以由用户任意修改或增删。
用户功能存储器用来存放（记忆）用户程序中使用的ON/OFF状态、数值数据等。
它构成PLC的各种内部器件，也称“软元件”。
用户存储器容量的大小关系到用户程序容量的大小和内部器件的多少，是反映PLC性能的重要指标之一。
plc基本结构及原理
plc基本结构及原理plc基本结构及原理PLC的基本组成可分为两大部分:硬件系统和软件系统。
一、硬件系统：（一）CPU 运算和控制中心：起“心脏”作用。
1、当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，然后CPU根据系统所赋予的功能(系统程序存储器的解释编译程序)，把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。
2、输入状态和输入信息从输入接口输进，CPU 将之存入工作数据存储器中或输入映像寄存器。
然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。
把结果存入输出映像寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。
3、组成: CPU由控制器、运算器和寄存器组成。
这些电路集成在一个芯片上。
CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。
（二）存储器具有记忆功能的半导体电路。
分为系统程序存储器和用户存储器。
1、系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。
由只读存储器、ROM组成。
厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。
2、用户存储器: 分为用户程序存储区和工作数据存储区。
由随机存取存储器(RAM)组成。
用户使用的。
断电内容消失。
常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为3~5 年。
（三）输入/输出(I/O )模块输入输出模块简称I/O模块，相当于人的眼睛、跺、鼻子手、脚是联系外部信息和大脑(CPU )的桥梁。
1、输入接口：光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。
发光二极管:在光电耦合器的输入端加上变化的电信号，发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。
光电三极管:在光信号的照射下导通，导通程度与光信号的强弱有关。
在光电耦合器的线性工作区内，输出信号与输入信号有线性关系。
输入接口电路工作过程:当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。
当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。
向内部电路输入信号。
也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。
PLC的硬件组成和功能介绍
PLC的硬件组成和功能介绍PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于自动化控制领域的设备。
它通过编程实现对工业过程的控制和监测。
而PLC的核心部分就是它的硬件组成。
本文将介绍PLC的硬件组成和功能，让读者更好地理解和使用PLC。
一、PLC的硬件组成1. 中央处理器（CPU）PLC的中央处理器是其核心部件，类似于人的大脑。
它负责执行各个输入输出（I/O）模块的数据处理和控制逻辑的运算。
中央处理器通常由微处理器、存储器、时钟等组成，能够高效地处理各种任务。
2. 输入输出模块（I/O模块）PLC的输入输出模块是连接PLC与外部设备的接口。
它负责接收外部信号的输入，并输出控制信号到外部设备。
输入模块将外部信号转换成数字信号，传送给中央处理器进行处理；输出模块则将中央处理器输出的数字信号转换成外部设备可以识别的信号。
3. 电源模块电源模块为PLC提供电力供应，确保其正常运行。
电源模块通常具备过载保护、输入电压稳定性等功能，以保证PLC系统的可靠性和稳定性。
4. 通信模块通信模块允许PLC与其他设备进行数据交换和通信。
通过通信模块可以实现PLC与计算机、上位机、仪器仪表等设备的连接，实现数据共享和控制指令传输，提高系统的智能化和灵活性。
二、PLC的基本功能1. 输入信号读取和处理PLC通过输入模块读取外部传感器和开关等设备的状态信号。
输入信号经过滤波、采样和数据处理等操作后，被中央处理器用于逻辑判断和控制。
2. 逻辑运算和控制中央处理器利用输入信号和程序中设定的逻辑条件进行逻辑运算，得出控制结果。
它根据程序的指令，控制输出模块产生相应的控制信号，用于控制执行器、电机、阀门等执行设备的状态。
3. 数据存储和处理PLC除了控制功能外，还具备大容量的存储器，用于储存程序、数据和运行日志等信息。
中央处理器负责对这些数据进行处理和管理，实现对系统状态和数据的监测和分析。
PLC硬件组成与选型指南
PLC硬件组成与选型指南对于工业自动化领域的专业人士来说，PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种常见的控制设备，广泛应用于各种工业生产和制造过程中。
PLC的选择和硬件组成是设计和开发一个可靠、高效的自动化系统的重要一环。
本文将讨论PLC的硬件组成及选型指南，帮助读者更好地了解PLC系统的重要组件和选型考虑因素。
一、PLC硬件组成1. 中央处理器（CPU）中央处理器是PLC的核心部分，它负责解析用户程序、进行算术逻辑运算、数据处理和协调动作。
CPU的性能和功能直接影响整个PLC系统的响应速度和处理能力。
在选择CPU时，需考虑所需的I/O数量、通信接口类型以及数据处理能力等因素。
2. 输入/输出模块（I/O模块）I/O模块用于与外部设备进行数据交换，将输入信号转换为PLC可处理的数字信号，并将PLC输出信号转换为外部设备所需的信号类型。
I/O模块通常分为数字输入模块、模拟输入模块、数字输出模块和模拟输出模块。
在选择I/O模块时，需考虑所需的输入/输出类型、数量和信号精度等因素。
3. 通信模块通信模块用于实现PLC系统与其他设备或系统之间的数据传输和通信。
通信模块可以支持不同的通信协议和接口，如以太网、串口、Profibus、Modbus等。
在选择通信模块时，需考虑所需的通信类型、距离、速度和可靠性等因素，以满足系统的数据交换需求。
4. 电源模块电源模块为PLC系统提供所需的电源电压和稳定性。
电源模块通常包括主电源和备用电源，用于保证系统在电力故障或电源故障时的可靠运行。
在选择电源模块时，需考虑所需的电源电压、功率、稳定性和容错能力等因素，以确保PLC系统的稳定性和可靠性。
5. 外设和扩展模块外设和扩展模块可根据应用需求增加对PLC系统的功能扩展，如显示屏、键盘、存储设备、模拟输出模块等。
这些外设和扩展模块可以提供更便捷的操作界面、数据存储和输出功能，满足特定应用的需求。
第四章 PLC的硬件组成及工作原理
IN
IN
输入LED 内 部 电 路
COM
直流输入接口电路示意图
IN
IN ～ COM
输入LED 内 部 电 路
交流输入接口电路示意图
OUT L 输出LED 内 部 电 路 OUT L COM ～
继电器输出接口电路示意图
OUT L 输出LED 内 部 电 路 OUT L ～ COM
双向晶闸管输出接口电路示意图
6.通讯能力 6.通讯能力 通讯能力是指可编程控制器与可编程控制器、 通讯能力是指可编程控制器与可编程控制器、可 编程控制器与计算机之间的数据传送及交换能力， 编程控制器与计算机之间的数据传送及交换能力，它 是工厂自动化的必备基础。 是工厂自动化的必备基础。目前生产的可编程控制器 不论是小型机还是中大型机，都配有一至两个、 不论是小型机还是中大型机，都配有一至两个、甚至 更多个通讯端口。 更多个通讯端口。 7.智能模块 7.智能模块 智能模块是指具有自己的CPU和系统的模块 。 和系统的模块。 智能模块是指具有自己的 和系统的模块 它作为PLC中央处理单元的下位机 ， 不参与 中央处理单元的下位机， 它作为 中央处理单元的下位机 不参与PLC的 的 循环处理过程， 但接受PLC的指挥 ， 可独立完成某 的指挥， 循环处理过程 ， 但接受 的指挥 些特殊的操作。 如常见的位置控制模块、 些特殊的操作 。 如常见的位置控制模块 、 温度控制 模块、PID控制模块、模糊控制模块等等。 模块、 控制模块、模糊控制模块等等。 控制模块
3.编程语言 3.编程语言 编程语言是可编程控制器厂家为用户设计的用 于实现各种控制功能的编程工具， 它有多种形式， 于实现各种控制功能的编程工具 ， 它有多种形式 ， 常见的是梯形图编程语言及语句表编程语言， 常见的是梯形图编程语言及语句表编程语言 ， 另还 有逻辑图编程语言、布耳代数编程语言等。 有逻辑图编程语言、布耳代数编程语言等。 4.扫描时间 4.扫描时间 扫描时间是指执行1000条指令所需要的时间。 条指令所需要的时间。 扫描时间是指执行 条指令所需要的时间 一般为10ms左右，小型机可能大于 左右， 一般为 左右 小型机可能大于40ms。 。 5.内部寄存器的种类和数量 5.内部寄存器的种类和数量 内部寄存器的种类和数量是衡量PLC硬件功能的 硬件功能的 内部寄存器的种类和数量是衡量 一个指标。它主要用于存放变量的状态、中间结果、 一个指标。 它主要用于存放变量的状态、 中间结果、 数据等，还提供大量的辅助寄存器如定时器/计数器 计数器、 数据等，还提供大量的辅助寄存器如定时器 计数器、 移位寄存器、状态寄存器等，以便用户编程使用。 移位寄存器、状态寄存器等，以便用户编程使用。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。
它由中央处理器、输入输出模块、存储器、通信模块和电源模块等组成。
PLC的工作原理是基于数字逻辑技术和微处理器技术，通过输入信号的检测和处理，控制输出信号的状态，实现对工业生产过程的自动化控制。
一、PLC的组成1. 中央处理器（CPU）：PLC的核心部分，负责接收输入信号、处理逻辑运算和控制输出信号。
2. 输入模块：用于接收外部信号，如传感器信号、按钮信号等，并将其转换为数字信号，供CPU进行处理。
3. 输出模块：用于控制外部执行器，如电机、气缸等，将CPU处理后的数字信号转换为相应的控制信号。
4. 存储器：用于存储程序、数据和系统参数等信息，包括只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。
5. 通信模块：用于与其他设备进行通信，如人机界面、上位机等，实现远程监控和数据交换。
6. 电源模块：为PLC提供稳定的电源供应，保证其正常运行。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以分为三个步骤：输入信号检测、逻辑处理和输出信号控制。
1. 输入信号检测：输入模块接收外部信号，并将其转换为数字信号，供CPU进行处理。
输入信号可以是开关信号、传感器信号等。
2. 逻辑处理：CPU根据预先编写的程序，对输入信号进行逻辑运算和判断，确定所需的控制操作。
这些程序通常使用类似于 ladder diagram（梯形图）的编程语言编写。
3. 输出信号控制：CPU根据逻辑处理的结果，控制输出模块产生相应的控制信号，控制外部执行器的运行。
输出信号可以是控制电机、气缸等设备的开关信号。
三、PLC的应用领域PLC广泛应用于工业自动化控制领域，如制造业、能源、交通、冶金、化工等。
它具有以下优点：1. 灵活性：PLC的程序可以根据实际需求进行修改和调整，实现灵活的控制策略。
2. 可靠性：PLC采用工业级的设计和制造，具有较高的可靠性和稳定性。
3. 扩展性：PLC的输入输出模块可以根据需要进行扩展，满足不同规模和复杂度的控制系统需求。
PLC硬件结构
PLC硬件结构PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业控制领域的自动化控制系统，其主要功能是控制工业过程中的机电设备，实现自动化生产。
PLC硬件结构是PLC系统的重要组成部分之一，其包括基本配置、扩展模块、接口等多个方面，本文将对PLC硬件结构进行详细介绍。
一、基本配置PLC硬件结构的基本配置主要包括CPU、电源、输入/输出模块以及编程器等多个方面。
（1）CPUCPU（Central Processing Unit，中央处理器）是PLC的核心部件，其主要负责实时控制和数据处理等功能。
根据具体的应用场景，PLC CPU的性能和配置也会有所差别，从单纯的控制应用到复杂的实时控制和数据处理等应用都需要采用不同级别的CPU。
（2）电源电源模块是PLC系统的能源来源，主要用于为CPU、输入/输出模块和其他扩展模块提供供电。
电源模块可以是AC电源模块或DC电源模块，具体的选择应根据实际情况进行判断，以满足不同的电源要求。
（3）输入/输出模块输入/输出模块是PLC系统的重要组成部分之一，主要用于与外部现场设备进行交互。
输入/输出模块中的输入模块将现场传感器和设备采集到的控制信号转换成PLC中的逻辑信号，而输出模块则将PLC控制信号输出到现场执行器和设备中去。
输入/输出模块可以根据不同的控制需求进行灵活组合和扩展。
（4）编程器编程器是PLC控制程序的编写和参数设置的重要工具，通常采用的是基于Windows系统的编程软件。
编程器可以对PLC系统进行程序编写、参数设置、监控和维护等功能，并可将编制好的程序存储到PLC CPU中，以实现实时控制。
二、扩展模块扩展模块是PLC硬件结构的重要组成部分之一，其能够扩展和增强系统的控制能力。
PLC扩展模块通常包括通信模块、转换模块、计数模块、模拟量输入/输出模块等。
（1）通信模块通信模块是PLC系统与其他设备进行通讯的关键部件，其主要用于实现PLC与其他设备、办公自动化系统、工业以太网、远程网络等进行通信。
PLC的硬件组成
PLC的硬件组成PLC种类繁多，但其基本结构和工作原理相同。
PLC的功能结构区由CPU（中央处理器）、存储器和输入/输出接口三部分组成，如图1-1所示。
1、CPU（中央处理器）CPU的功能是完成PLC内所有的控制和监视操作。
中央处理器一般由控制器、运算器和寄存器组成。
CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储器、输入/输出接口电路连接。
2、存储器在PLC中使用两种类型的存储器：一种是只读类型的存储器，如EPROM和EEPROM，另一种是可读/写的随机存储器RAM。
PLC 的存储器分为5个区域，如图1-2所示。
图1-1PLC结构框图图1-2存储器的区域划分程序存储器的类型是只读存储器（ROM），PLC的操作系统存放在这里，程序由制造商固化，通常不能修改。
存储器中的程序负责解释和编译用户编写的程序、监控I/O口的状态、对PLC进行自诊断以及扫描PLC中的程序等。
系统存储器属于随机存储器（RAM），主要用于存储中间计算结果和数据、系统管理，有的PLC厂家用系统存储器存储一些系统信息如错误代码等，系统存储器不对用户开放。
I/O状态存储器属于随机存储器，用于存储I/O装置的状态信息，每个输入模块和输出模块都在I/O映像表中分配一个地址，而且这个地址是唯一的。
数据存储器属于随机存储器，主要用于数据处理功能，为计数器、定时器、算术计算和过程参数提供数据存储。
有的厂家将数据存储器细分为固定数据存储器和可变数据存储器。
用户编程存储器，其类型可以是随机存储器、可擦除存储器（EPROM）和电擦除存储器（EEPROM），高档的PLC还可以用FLASH。
用户编程存储器主要用于存放用户编写的程序。
存储器的关系如图1-3所示。
只读存储器可以用来存放系统程序，PLC断电后再上电，系统内容不变且重新执行。
只读存储器也可用来固化用户程序和一些重要参数，以免因偶然操作失误而造成程序和数据的破坏或丢失。
随机存储器中一般存放用户程序和系统参数。
4.PLC的硬件组成及连接方法 随学随练
4.PLC的硬件组成及连接方法随学随练PLC硬件系统的组成部分1、输入部分：用来收集并保存被控对象实际运行的数据和信息。
如各类按钮、按键、开关等。
常见的电梯里面和各楼层的按钮。
2、逻辑部分：用来处理输入部分传送来的信息，并按照被控对象实际的动作要求做出反映。
3、输出部分：需要PLC实时操作处理的部分。
PLC连接方法1、PLC与旋转编码器的连接旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号）。
因此可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。
不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，最简单的只有A相。
2、PLC与传感器的连接传感器的种类很多，其输出方式也各不相同。
当采用接近开关、光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致PLC的误动作，此时可在PLC输入端并联旁路电阻Ｒ3、PLC与多位拨码开关的连接如果PLC控制系统中的某些数据需要经常修改，可使用多位拨码开关与PLC连接，在PLC外部进行数据设定4、PLC与输出设备开关的连接PLC与输出设备连接时，不同组（不同公共端）的输出点，其对应输出设备（负载）的电压类型、等级可以不同，但同组（相同公共端）的输出点，其电压类型和等级应该相同。
要根据输出设备电压的类型和等级来决定是否分组连接5、PLC与感性负载的连接PLC的输出端经常连接的是感性输出设备（感性负载），为了抑制感性电路断开时产生的电压使PLC内部输出元件造成损坏。
因此当PLC 与感性输出设备连接时，如果是直流感性负载，应在其两端并联续流二极管；如果是交流感性负载，应在其两端并联阻容吸收电路。
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观察MicroLogix1500(176424BWA)的外部接线图2
请问其属于哪种外部接线方式？
直 流 输 入 拉 电 流 接 线 图
观察MicroLogix1500(176424BWA)的外部接线图3
请问其属于哪种外部接线方式？
2.3 模拟量输入/输出模块 检测值 PV CV PID
模/数转换 控 制 对 象 检测器 执行器 A/D 数 字 量
2.2 离散I/O模块
（1）交流和直流离散I/O模块的常用等级 （2）交流和直流离散I/O模块电路原理和接线方式 （3）PLC离散I/O模块4个作用 ①检测/控制 ②转换 ③ 分离 ④传送 （4）离散量输出模块的三类驱动电路 ①晶体管 ②双向可控硅 ③ 继电器
（5）开关量输入/输出单元的外部接线方式
机 架 槽 号
字 组 定 界 符 号
字 组 号
位 定 界 符 号
位 号
2.1 PLC的输入和输出
（1）作用
（2）连接方式 （3） I/O映像表存储区
（4） AB的PLCI/O端点或通道对应的I/O变量的编址（标识）
（5）PLC输入/输出信号（变量）分类 ①离散信号 （也称开关量、数字信号、布尔变量） 每个离散信号I/O端点的状态对应1位二进制数 按位寻址 ②模拟信号 每个模拟信号I/O通道的数据对应一个字（16位二进制数） 按字寻址
输入端：12点24Vdc输入
输出端：12点Vdc /Vac继电器输出
请问：其属于哪种外部接线方式？
b. 与外接直流设备的直流电流方向有关 ①灌电流（汇流） ②拉电流（源流）
灌 电 流 输 入
灌 电 流 输 出
②拉电流（源流）
拉 电 流 输 入
拉 电 流 输 出
直 流 输 入 灌 电 流 接 线 图
Ch2 PLC硬件组成
学习目标
• 熟悉、掌握有关I/O模块性能 • 熟悉CPU模块性能 • 了解存储器、编程器、工作站等
重点和难点： 离散（开关量）I/O模块
2.1 PLC的输入和输出
（1）作用
（2）连接方式 ① 本地I/O 整体组装式 扩展接口和电缆连接 模块组合式 机架连接
检测/控制 信号转换、传递
2.1 PLC的输入和输出
（1）作用
（2）连接方式 ① 本地I/O ② 远程I/O 外加通信模块和通信线路
2.1 PLC的输入和输出
（1）作用 （2）连接方式
（3） I/O映像表存储区 电源
4
3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 C P U
I/O模块的槽号与Biblioteka 在I/O映像表存储区中的编号相对应
2.5 I/O模块技术指标
规模：I/O点数
速度：延迟和响应时间 电特性：电流/电压各种标称值 可靠性：
2.6 PLC的CPU模块
（1） CPU模块通常包含： 处理器 存储器 通信接口 电源
（2）PLC的三种工作模式 运行模式RUN 远程模式REM 编程模式PROG
2.7 PLC的存储器及存储容量配置
过程控制实验室SLC500的I/O组态
2.1 PLC的输入和输出
（1）作用
（2）连接方式 （3） I/O映像表存储区
（4） AB的PLCI/O端点或通道对应的I/O变量的编址（标识）
I/O变量编址（标识）的一般方法
O I 0 1 : e . W / b
类 文 型 件 符 号 编 号
槽 定 界 符 号
（1） 存储器的主要作用 数据文件 程序文件
（2）存储器容量计量单位 KB 1KB=1024Byte=1024×8bit
（3）存储器容量的配置 I/O规模 程序规模 数据规模 管理及扩展功能
2.8 存储器的类型
（1） 只读存储器ROM
（2）随机存取存储器RAM （3）可编程只读存储器PROM （4）可擦除可编程只读存储器EPROM （5）电可擦除可编程只读存储器EEPROM
a. 与输入公共端（COM）和输出公共端（VAC/VDC）有关
①汇点式：
单元的所有输入（或输出）端子共用一个公共端； ②分组式： 输入（或输出）端子分为若干组，每组各有一个公共端； ③分隔式： 每个输入（或输出）端子都有各自的公共端。 b. 与外接直流设备的直流电流方向有关
观察MicroLogix1500(1764-24BWA)的外部接线端子图1
2.9 编程设备
（1） 手持型编程器 （2）计算机编程
2.10 数据存取
用于PLC的数据存取等外围设备：
输入、输出设备 存储设备
2.11 PLC工作站
操作、显示、监控。 （1）触摸屏 （2）上位机人机界面
课后
• 复习和练习本章思考题和习题
SP
PLC
D/A
模拟量I/O模块 数/模转换
控制值
设定值
比例积分微分调节运送 技术指标：量程、精度（分辨率）、转换时间
2.4 特殊功能I/O模块 高速计数模块 拨盘时模块 TTL模块 编码计数模块 ASCII码文本模块 步进电机模块 BCD输出模块 PID模块 伺服模块 通信模块 语言模块 语音模块