Dup(1)第2章 PLC内外部结构及编程
plc的组成及工作原理
plc的组成及工作原理PLC（可编程逻辑控制器）的组成由以下几个主要部分构成：输入模块、中央处理单元（CPU）、输出模块和编程终端。
1. 输入模块：输入模块负责将传感器或开关等现场设备的信号转换成数字信号，以供PLC的CPU进行处理。
输入模块通常包含多个输入通道，每个通道可以接收一个输入信号。
2. 中央处理单元（CPU）：CPU是PLC的核心部分，负责处理输入信号、执行控制逻辑和生成输出信号。
它包含一个或多个处理器核心，以及内存、计时器、计数器等功能模块。
3. 输出模块：输出模块负责将CPU生成的数字信号转换成电流、电压或其他形式的输出信号，以驱动执行器或控制设备。
输出模块通常包含多个输出通道，每个通道可以产生一个输出信号。
4. 编程终端：编程终端是PLC的用户界面，用于编写、编辑和调试PLC程序。
它通常包含一个显示屏、键盘和其他输入设备，可以通过它来输入控制逻辑、参数和其他信息。
PLC的工作原理如下：1. 输入信号采集：PLC的输入模块从现场设备（如传感器、开关等）接收输入信号，并将其转换为数字信号。
这些数字信号被传送到CPU进行处理。
2. 控制逻辑执行：PLC的CPU根据预先编写的控制程序，对输入信号进行逻辑处理，并执行相应的控制操作。
控制逻辑可以包括布尔运算、计时器、计数器等。
3. 输出信号生成：根据控制逻辑的执行结果，PLC的CPU生成相应的输出信号。
输出信号通过输出模块被转换为相应的电流、电压或其他形式的信号，驱动执行器或控制设备。
4. 控制设备操作：输出信号被传送到执行器或控制设备，将其操作或控制。
这可以包括启动电机、控制阀门、开关灯光等。
通过以上的输入、处理和输出过程，PLC实现了对现场设备的自动化控制。
在运行过程中，PLC能够根据输入信号的变化实时地更新控制逻辑，并根据需要改变输出信号，从而实现对设备的精确控制。
第2章 PLC内外部结构及编程
2（20KHz） 2（100KHz） 0.22µs 2个 0.22µs 2个 有（内置） 2
有（时钟卡） 有（时钟卡） 有（内置） 1 1 1
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 高等职业技术教育机电类专业规划教材
PLC应用技术
2.2.2 I/O性能 性能 PLC的I/O特性主要描述I/O接口电路的电气性能，诸如电压电流大小、 通断时间、隔离方式等等。
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各组成模块 1.微处理器（CPU） 微处理器（ 微处理器 ） 2.存储器 存储器 3.输入单元 输入单元 4.输出单元 输出单元 5.通讯及编程接口 通讯及编程接口 6.I/O扩展接口 扩展接口 7.电源 电源
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
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2. 扩展部分
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
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二、PLC的基本结构 PLC的基本结构
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2.1.1各部件的作用 2.1.1各部件的作用 5．输出状态指示：用于显示PLC是否有信号输出到执行设 备（如接触器、电磁阀、指示灯等）； 6．扩展接口：通过扁平电缆线，连接数字量I/O扩展模块、 模拟量I/O扩展模块、热电偶模块、通信模块等。 7 ．通信接口：支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。 用以连接编程器（手持式或PC机）、文本/图形显示器、 PLC网络等外部设备。 8．模拟电位器：模拟电位器用来改变特殊寄存器（SM28、 SM29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、 计数器的预置值，过程量的控制参数等。 第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
PLC的基本构造和梯形图编程
PLC的基本构造和梯形图编程可编程序掌握器(Programmable Logic Controller)，简称plc，又称PC，是一种以微处理器为核心的用做数字掌握的特别计算机，因此它的硬件配置与一般微机装置类似。
PLC主要由中心处理单元CPU、输入/输出(I/O)单元、编程器、电源、特别输入输出单元等组成，如图所示。
图PC装置配置结构图中心处理单元(CPU)是PLC的核心部分。
它通过输入装置将外设的状态读入，并根据用户程序进行处理，处理结果通过输出装置去掌握外设。
编程器，主要任务就是输入程序、调试程序和监护程序的执行。
PLC 是以挨次执行存储器中的程序来完成其掌握功能的。
编程器一般包括显示和键盘二个部分。
电源单元向PLC的各单元供应各种等级的电源。
梯形图是PLC的主要编程语言。
梯形图表达式是在电气掌握系统中常用的继电器梯形图基础上演化而来的。
PLC的梯形图使用内部继电器、定时/计数器等，每个梯形图网络由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多个支路组成，通常每个支路可容纳11个编程元素，最右边的元素必需是输出元素。
PLC的梯形图从上至下按行绘制，两侧的竖线类似电器掌握图的电源线，称做母线。
每一行从左至右，左侧总是支配输入接点，并把并联接点多的支路靠近最左端。
输入接点只用常开-| |-或常闭表示，输出线圈用圆形表示。
一般的PLC系统由于缺乏有效的诊断测试，很难推断系统内部是否短路、断路等潜在的故障。
紧急停车（系统）要维持其可用性和牢靠性，必需依靠全面的测试和诊断，因此，一般的PLC是不能用在紧急停车（系统），在紧急停车（系统）中使用的PLC必需经过平安认证。
plc的结构及原理
plc的结构及原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种使用可编程记忆功能进行指令编写、存储、执行等功能的计算机控制系统，广泛应用于自动化控制领域。
PLC的结构和原理如下：1. 电源模块：负责为PLC系统提供工作所需的电源供应，通常包括交流电源和直流电源。
2. CPU模块：作为PLC的核心部件，负责控制整个系统的运行。
它包含了中央处理器、存储器、接口电路等组成部分。
3. 输入模块：用于将外部输入信号转换为PLC可识别的电信号。
输入模块接收来自传感器、按钮等设备的信号，并将其转换为数字信号，传输给CPU模块进行处理。
4. 输出模块：用于将PLC输出信号转换为实际可控制的设备所需的电信号。
输出模块接收CPU模块发送的控制指令，将其转换为电信号，驱动执行器、继电器等设备进行相应的动作。
5. 通信模块：负责PLC与其他设备之间的数据传输和通信连接。
通过通信模块，PLC可以与上位机、人机界面、传感器等外部设备进行数据交换和通信。
6. 存储器模块：用于存储程序和数据，包括程序存储器、数据存储器等。
程序存储器存储了用户编写的控制程序，数据存储器用于存储运行过程中产生的数据。
PLC的工作原理主要包括以下几个步骤：1. 扫描：PLC通过扫描循环不断地检测输入信号状态，读取输入模块中的信号状态。
2. 程序执行：根据用户编写的控制程序，CPU模块执行相应的逻辑运算，包括判断和计算。
3. 输出控制：CPU根据程序运行的结果，产生控制信号，并将其发送给输出模块。
4. 输出更新：输出模块接收到CPU发送的控制信号后，根据信号进行输出状态的更新，驱动相应的执行器或设备进行工作。
5. 周期循环：上述步骤不断循环进行，实现PLC的持续工作。
需要注意的是，PLC具有可编程性的特点，用户可以根据需要编写控制程序，改变PLC的功能和行为。
这使得PLC成为一种灵活、可靠的自动化控制设备。
PLC的结构和工作原理
PLC的结构和工作原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的电子设备。
它是一个数字计算机，通过与输入/输出模块和其他设备进行通信，以控制并监视机械、工艺或其他工业过程。
1.CPU（中央处理器单元）：是PLC的控制中枢，负责执行用户编程的指令，以确定输出状态。
CPU包括运算部件、寄存器和时钟等。
2.存储器：包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储用户编写的程序，数据存储器用于存储数据。
这些存储器通常是非易失性的，以确保即使在断电后也能保留数据。
3.输入模块（I/O模块）：用于接收外部信号，例如传感器输入，按钮输入等。
输入模块将外部信号转换成数字形式，然后传递给CPU进行处理。
4.输出模块（O模块）：用于控制外部设备，例如执行器，驱动器等。
输出模块接收来自CPU的信号，并将其转换为可控制的形式，以便控制外部设备的操作。
5.通信模块：用于与其他设备进行通信，例如电脑、传感器等。
通信模块可以通过串行端口或以太网端口与其他设备进行通信。
PLC的工作原理如下：1. 程序编写：用户使用特定的编程语言（通常是类似于Ladder Diagram的语言）编写PLC程序。
程序包括输入信号检测、逻辑判断、输出控制等指令。
2.程序加载：将编写好的程序加载到PLC的存储器中，以便CPU读取和执行。
3.执行程序：CPU按照程序中指定的顺序读取指令，并根据输入信号的状态进行逻辑判断和运算。
根据程序中的逻辑，通过输出模块控制外部设备的状态。
4.监控：PLC可以通过与计算机或HMI（人机界面）等设备进行连接，以实时监控PLC的运行状态和更改程序，以便通过外部输入变化进行实时控制调整。
5.循环执行：PLC程序常常是一个循环执行的过程，即程序一直在不断地读取输入信号，根据逻辑进行判断和控制输出。
这样可以保持对系统的持续监控和控制。
总结起来，PLC是一种可编程的数字控制设备，通过与输入/输出模块和其他设备进行交互，来控制和监视自动化系统中的机械、工艺或其他工业过程。
PLC的结构和工作原理
PLC的结构和工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种通用的数字电子计算机。
它包含输入模块、中央处理器（CPU）、输出模块和编程设备，用于自动化控制和监测机器和工艺过程。
PLC的工作原理是基于逻辑控制和程序控制的概念，在实际应用中取代了传统的电气控制系统。
下面将详细介绍PLC的结构和工作原理。
1. 输入模块（I/O Modules）：输入模块用于接收外部信号，例如开关、传感器、按钮等。
它将这些输入信号转换为数字信号，供CPU处理。
2.中央处理器（CPU）：中央处理器是PLC的大脑，负责执行编程指令，处理输入信号和输出信号，并控制其他模块的操作。
CPU还可以执行算术、逻辑和定时操作，以实现对机器和工艺过程的控制。
3. 输出模块（I/O Modules）：输出模块将CPU处理后的指令结果转换为机器的控制信号，例如电磁阀、电机、指示灯等。
输出模块将这些信号传输给外部设备，以实现对机器和工艺过程的控制。
4. 编程设备：编程设备用于编写和修改PLC的程序。
通常使用特定的编程语言，例如Ladder Diagram（梯形图）、Function BlockDiagram（函数块图）或Structured Text（结构化文本）。
编程设备还可以使用图形化界面和仿真工具来辅助程序的开发和调试。
PLC的工作原理如下：1.输入信号采集：输入模块接收外部信号，并将其转换为数字信号。
这些信号可以来自传感器、按钮、开关等。
2.编程指令执行：CPU执行预先编写的程序指令，根据输入信号的逻辑关系和处理算法进行计算和判断。
如果输入信号满足特定的条件，CPU将执行相应的操作。
3.输出信号控制：CPU根据程序指令的执行结果，控制输出模块产生相应的控制信号。
这些信号可以控制电磁阀、电机、灯等外部设备的状态。
4.维护和监控：PLC可以监控设备和工艺过程的状态，并提供故障诊断和报警功能。
它还可以实时显示关键参数和运行状态，以帮助操作员进行维护和监控。
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）是一种常用于工业自动化控制系统的设备。
它由多个组件组成，包括中央处理器、输入模块、输出模块和编程设备等。
本文将详细介绍PLC的组成和工作原理。
一、PLC的组成1. 中央处理器（CPU）：中央处理器是PLC的核心部件，负责执行程序和处理输入输出信号。
它包括一个微处理器、存储器和时钟等。
微处理器是PLC的大脑，负责执行用户编写的程序，并根据输入信号的状态来控制输出信号。
2. 输入模块：输入模块负责将外部信号输入到PLC中。
它可以接收各种类型的信号，如开关信号、传感器信号、摹拟量信号等。
输入模块将这些信号转换为数字信号，然后传递给中央处理器进行处理。
3. 输出模块：输出模块负责将PLC的控制信号输出到外部设备。
它可以控制各种类型的输出设备，如机电、阀门、灯光等。
输出模块接收中央处理器的指令，并将其转换为相应的控制信号，从而实现对外部设备的控制。
4. 编程设备：编程设备用于编写和修改PLC的程序。
它可以是一个专用的编程器或者是一个个人电脑。
通过编程设备，用户可以编写逻辑控制程序，并将其下载到PLC的中央处理器中。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以分为三个步骤：输入扫描、逻辑运算和输出扫描。
1. 输入扫描：PLC首先对输入模块进行扫描，检测输入信号的状态。
输入信号可以是开关的状态、传感器的信号等。
PLC将这些信号转换为数字信号，并将其传递给中央处理器。
2. 逻辑运算：中央处理器对输入信号进行逻辑运算，根据用户编写的程序确定输出信号的状态。
用户可以使用各种逻辑运算符、定时器、计数器等来编写程序，实现对输入信号的逻辑控制。
3. 输出扫描：中央处理器将根据程序确定的输出信号状态发送给输出模块。
输出模块接收到这些信号后，将其转换为相应的控制信号，从而控制外部设备的运行状态。
PLC的工作原理是循环进行的，即不断进行输入扫描、逻辑运算和输出扫描。
通过不断更新输出信号的状态，PLC可以实现对外部设备的精确控制。
PLC可编程控制器的结构和基本工作原理
PLC可编程控制器的结构和基本工作原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备，它的主要功能是根据预先编写的程序控制电气和机械设备的运行。
PLC的结构和基本工作原理是工业控制领域中非常重要的主题，在下面将进行详细介绍。
PLC的结构主要由以下几个部分组成：1.中央处理器（CPU）：CPU是PLC的核心部分，它负责执行用户编写的程序指令。
CPU通常由一个或多个微处理器组成，具有处理器，存储器和输入/输出接口等功能。
它通过主要的总线与其他硬件模块进行通信。
2.内存：PLC的内存分为两部分，一是存储用户程序的存储器，用于存储编写的程序指令和数据；二是存储系统参数和状态信息的存储器，用于存储PLC的配置参数和运行状态。
3.输入/输出模块（I/O模块）：输入模块用于接收传感器或其他设备的信号，将其转换为数字信号，然后传输给CPU。
输出模块用于接收CPU的输出信号，将其转换为相应的控制信号，然后传输给执行器或其他设备。
4. 通信接口：PLC通常具有各种通信接口，用于与其他设备进行数据交换，如人机界面（HMI）、上位机、网络等。
这些接口可以通过标准协议进行通信，如以太网、Modbus等。
PLC的基本工作原理如下：1.编程：首先，用户需要编写控制程序。
控制程序通常使用开发软件进行编写，使用一种或多种编程语言，如梯形图、指令表或结构化文本。
编程的目的是根据实际需求设计逻辑程序来控制设备的工作。
2.执行：编写好的程序存储在PLC的内存中。
当PLC开始运行时，CPU按照程序的顺序逐步执行指令。
CPU不断扫描输入模块的状态，根据输入状态和程序逻辑计算得出输出模块的状态。
然后，CPU将输出数据发送到相应的输出模块，控制执行器或其他设备的操作。
3.周期循环：PLC工作按照循环周期进行。
每个循环周期称为一个扫描周期，扫描周期由运行时间和停顿时间组成。
PLC的基本结构和工作原理
PLC的基本结构和工作原理PLC（Programmable Logic Controller），即可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
它由CPU、输入/输出模块、通信模块、电源模块等各部分组成，采用可编程的存储程序控制方法，通过输入输出接口执行控制任务。
下面将对PLC的基本结构和工作原理进行详细介绍。
PLC的基本结构主要由以下几个部分组成：1. 中央处理器（Central Processing Unit，CPU）：负责运算和控制，是PLC的核心部分。
CPU接收输入信号并进行处理，然后将处理后的信号发送到输出模块，实现控制功能。
在PLC中，CPU包含了多个子模块，如存储器、定时器/计数器、通信接口等。
2. 输入/输出模块（Input/Output Module）：负责与外部设备进行数据交换。
输入模块将外部传感器或开关的信号转换为数字信号，输入给CPU进行处理；输出模块则将CPU处理后的信号转换为适合外部执行器或继电器的信号，控制外部设备。
3. 存储器（Memory）：存储程序和数据，供CPU读写。
存储器包括程序存储器（Program Memory）和数据存储器（Data Memory），其中程序存储器常用于存储用户编写的程序代码，数据存储器用于存储程序执行时产生的中间结果或数据。
5. 电源模块（Power Module）：提供电源为PLC系统工作。
PLC通常需要接受交流电源供电，并通过电源模块将电压转换为适合PLC内部电路使用的直流电。
PLC的工作原理如下：1.输入信号采集：PLC通过输入模块接收外部传感器或开关的信号，并将其转换为数字信号。
这些输入信号可能来自各种传感器，如温度传感器、光电传感器等，或者来自操作员通过按钮开关等输入设备。
2.控制算法执行：PLC的CPU根据用户编写的程序代码执行控制算法。
程序代码主要包括输入信号的检测、逻辑判断、数据计算等控制逻辑。
在执行过程中，PLC可以通过程序存储器中预设的定时器和计数器来控制操作的时间和计数。
plc的结构与工作原理
plc的结构与工作原理PLC(可编程序控制器)是一种广泛应用于自动化控制系统中的设备，其主要功能是根据预先编制的程序来实现对工业过程的控制。
PLC的结构可以分为输入/输出(I/O)模块、中央处理器(CPU)和存储器三个主要部分。
下面将详细介绍PLC的结构与工作原理。
1. 输入/输出(I/O)模块：PLC的输入/输出模块用于连接外部设备与PLC系统，负责将外部信号转换成数字信号输入给CPU，或将数字信号输出给外部设备。
其中输入模块用于接收外部传感器等设备发送的信号，将其转换为数字信号输入给CPU；输出模块则将CPU输出的数字信号转换为合适的电信号，用于控制执行器等外部设备。
2. 中央处理器(CPU)：PLC的中央处理器是PLC系统的核心，负责执行用户编写的程序，并根据程序的逻辑进行数据处理和控制操作。
CPU中包含着PLC的主控单元、时序控制单元和计算单元等核心模块。
主控单元负责控制PLC的整体运行，并识别输入信号的状态，根据编写的程序进行运算和逻辑控制。
时序控制单元则负责控制和同步系统中的各种时序动作。
计算单元负责进行算术运算、逻辑运算和数据传输等操作。
3. 存储器：PLC的存储器主要用于存储用户编写的程序、数据和系统参数等信息。
存储器可以分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)两种类型，ROM中存储的是固化的系统程序和功能块程序，而RAM用于存储程序的执行过程中产生的临时数据和计算结果。
PLC的工作原理是通过循环扫描的方式来执行用户编写的程序。
工作周期开始时，PLC系统会从I/O模块读取输入信号的状态，并将这些状态传递给CPU进行处理。
CPU根据预先编写的程序进行逻辑判断和数据处理，并相应地输出信号到输出模块。
输出模块将CPU输出的信号转换为适当的电信号，并发送给外部设备进行控制操作。
在每个工作周期结束时，PLC系统会检测输入信号状态是否有变化，如果有变化，则重新开始下一个周期的工作。
通过不断循环扫描的方式，PLC可以实现对工业过程的持续监控和控制。
PLC的结构和工作原理
内存
用于存储程序和数据。
工作模式的分类
1 循环扫描模式
按照一定的规律循环扫描输入信号、执行控制逻辑和产生输出信号。
2 事件触发模式
根据外部事件的触发条件来执行相应的控制逻辑。
3 连续任务模式
通过多个任务实时执行不同的控制逻辑。
响应时间的优化
为了提高控制系统的响应速度，可以采用以下方法：优化控制算法、增加系 统的处理能力、增加输入输出模块的采样速度。
PLC系统的可靠性分析
可靠性是衡量PLC 系统稳定性和故障发生率的重要指标。要提高可靠性，可以采用冗余设计、备份系统 以及定期维护与保养等方法。
PLC的故障诊断和排除
出现故障时，需要进行诊断和排除。可以使用故障代码和故障日志来帮助定 位问题，并采取相应措施修复故障。
PLC与现代工业自动化的应用
PLC的结构和工作原理
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业控制系统的电子设备。它由中央 处理器（CPU）和输入输出模块（I/O）等主要组成部分组成，具有高度的 灵活性和可编程性。
PLC的发展历程
从1969年PLC 的问世至今，其发展经历了多个阶段。包括了从简单的逻辑控 制器到具备复杂功能的现代化控制器的演进过程。
PLC的应用范围
PLC 广泛应用于工业自动化领域，如制造业、能源行业、交通运输等。它可以 用于控制和监测各种设备和系统，提高生产效率和安全性。负责处理和执行控制逻辑，控制I/O 模块的 操作。
系统总线
用于实现不同部件之间的通信和数据传输。
输入输出模块（I/O）
随着工业自动化的发展，PLC 在许多行业中得到广泛应用，如智能制造、物联 网、人工智能等。它为工业控制系统提供了高度可编程和灵活性。
plc由哪几部分组成（详细图解）
plc由哪几部分组成（详细图解）写点纯理论的东西，最近一直在思考怎么跟零基础的人讲plc。
也就是当你面对一个门外汉时，怎么让他对PLC感兴趣，然后慢慢的带着学习PLC。
思考了很多，又把学校的里的课本找了出来，试着回忆自己怎么入门的。
几天过去了没一点头绪，先整理了这篇东西，结果现在看来还是太理论了。
PLC主要组成部分CPU模块——控制器的核心存储器(RAM、ROM）输入模块——连接现场设备与CPU之间的接口电路输出模块——把PLC逻辑运算的结果传输到外围执行机构的电路编程器——将用户程序写进规定的存储器内特殊功能模块——为特殊场合单独开发的控制器电源模块——为PLC内部电路提供能源1、CPU模块CPU模块主要是由微处理器（芯片）和存储器组成，这个和家用电脑PC机一样，相当于人的大脑和心脏。
通过把其他模块采集到的信息汇总、分析、处理最终把运算结果给输出系统。
CPU的主要功能就是执行用户程序，编程人员通过编写用户程序来实现一些功能。
存储器是用来存储程序和数据的，这个存储器类似家用电脑PC机的内存条。
CPU模块也简称CPU。
2、I/O模块输入输出模块简称I/O模块，相当于人的眼睛、耳朵、鼻子、手、脚是联系外部信息和大脑(CPU)的桥梁。
输入：input输出：output输入模块用来采集现场设备的各种信号如：按钮、选择开关、限位开关、接近开关、压力继电器的开关量信号。
除了要接收这些开关量信号还有一类信号如：电位器、压力表、电流表、电压表提供的模拟量信号。
这种信号的特点是连续变化、并且要持续采集。
所以输入模块有两种：数字量输入模块（DI）模拟量输入模块（AI）相应的输出模块也有两种：数字量输出模块（DO）模拟量输出模块（AO）数字量输出模块主要是用来控制继电器、接触器、电磁阀、指示灯等只有开和关两种状态的设备。
模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器、调速器等需要连续调节的设备。
名词解释：数字量信号：只有通和断两种状态，在数字设备内用0和1组成的信号类型。
可编程控制器 课件第二章第1节——可编程控制器的结构
可编程控制器课件第二章第1节——可编程控制器的结构主题：课件第二章第1节——可编程控制器的结构学习时间：2016年10月10日－10月16日内容：我们这周主要学习第二章PLC的硬件结构与工作原理第1节可编程控制器的结构的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深对可编程序控制器结构相关知识的理解。
一、学习要求1．了解PLC的结构组成。
二、主要内容1．可编程控制器的结构可编程控制器作为工业控制的特殊计算机，与一般微型计算机系统类似，具有相应的硬件系统和软件系统。
（1）硬件系统图1 PLC的典型结构PLC的硬件系统由主机、输入/输出模块及外部设备组成。
PLC主机由中央处理器（CPU）、存储器、I/O接口、I/O扩展接口、通信接口、外围设备和电源等部分组成。
中央处理器CPUCPU是PLC的核心部件，也是PLC的运算和控制中心。
CPU由微处理器和控制器组成，可以实现逻辑运算和数学运算，协调控制系统内部各部分的工作。
PLC大多使用8位和16位微处理器。
控制器的作用是控制整个微处理器的各个部件有条不紊地进行工作，控制器的主要功能有：①接收从编程器输入的用户程序和数据。
②诊断PLC内部电路的工作故障。
③通过输入接口接收现场的数据,存入输入映像寄存器或数据寄存器中。
④从存储器逐条读取程序, 解释执行。
⑤根据执行结果，更新标志位的状态和输出映像寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。
●存储器存储器是PLC存放系统程序、用户程序和运行数据的单元。
PLC的存储器由系统程序存储器和用户程序存储器两部分组成。
系统程序存储器用以存放系统程序（包括系统管理程序、监控程序功能子程序及对用户程序做编译处理的编译解释程序），此类程序一般在PLC出厂前已将其固化在ROM或PROM中，用户不可修改。
用户程序存储器主要用于存放用户程序及数据，可以修改。
PLC的存储器主要包括：①随机存取存储器RAMRAM又称读/写存储器，信息可读可写。
在PLC中作为用户程序和数据的存储器。
PLC第2章-PLC的结构和工作原理解析
第2章 PLC结构和工作原理
图2-3 交流输入单元电路原理图
第2章 PLC结构和工作原理
（2）开关量输出单元
开关量输出单元，用来将PLC的CPU单元输出的标准 电平转换成外部过程所需要的电平信号，并以此来驱 动外部过程的执行机构、指示灯和负载。输出单元也 分汇点和隔点两种形式。开关量输出接口单元的种类 很多，下面介绍常用的开关量输出接口单元的电路结 构类型和基本原理图。
a、继电器输出。继电器输出电路如图2-4所示。 输出负载的电源，可以是直流，也可以是交流，视负 载类型决定。电源一般由外部电路提供。继电器输出 电路抗干扰能力强，负载能力大（工作电流可达2～ 5A），但信号响应时间长一些（8～10ms）。
第2章 PLC结构和工作原理
图2-4 继电器输出电路图
第2章 PLC结构和工作原理
内部电路根据PLC的指令，通过I/O的地址总线选通使被选通 的某点输入信号经过I/O数据总线进入用户程序的数据存储区， 供CPU做逻辑运算使用，信号电源一般由PLC单元提供，有 些单元是由外部提供。直流输入信号的电压一般在12～24V， 也有的单元要求24V标准电压。从图2-2（a）中可以看出， 由于输入信号的光电隔离电路和LED发光二极管是双向的， 所以对输入信号的正、负极无要求，对于汇点输入方式的单 元将电源的正极或负极接到COM端，另一端接信号。图2-2 （b）是端子接线图。
b、晶闸管输出。晶闸管输出电路如图2-5所示。晶闸 管电路用于功率放大，RC吸收干扰与浪涌电流，VAR 压敏电阻吸收过大的浪涌电流。从图4-12可以看出， 晶闸管输出一定用交流负载，故电源也是交流电源， 电流由外部电路提供。一般来说，晶闸管输出响应时 间短（通点1～2ms断点8～10ms），负载能力强。
第二章 PLC的结构及工作原理
可编程序控制器的软件系统
PLC除了硬件系统外,还需要软件系统的支 持,共同构成PLC.PLC的软件系统由系统程序 和用户程序两大部分组成. 1. 系统程序 系统程序由PLC的制造企业编制,固化在 PROM或EPROM中,安装在PLC上,随产品提供 给用户.系统程序包括系统管理程序,用户指令 解释程序和供系统调用的标准程序模块等. 由于通过改进系统程序可以在不改变硬件 系统的情况下大大改善PLC的性能,因此系统程 序也在不断升级和完善.
PLC的容量 PLC的容量包括I/O点数和用户存储容量 两个方面:
通常I/O点数是根据被控对象的输入,输出信号的实际 需要,再加上10%~15%的裕量来确定. 用户程序存储容量(字节)=开关量I/O点数×10 + 模 拟量I/O通道数×100
2.4可编程序控制器的工作过 可编程序控制器的工作过 程及原理
PLC的工作原理 的工作原理
PLC的工作原理与计算机的工作原理是基本 一致的.PLC执行的任务是串行的,与继电器 逻辑控制系统中控制任务的执行有所不同. 从PLC的工作过程可以看到,整个工作 过程是以循环扫描的方式进行的.循环扫描 方式是指在程序执行过程的周期中,程序对 各个过程输入信号进行采样,对采样的信号 进行运算和处理,并把运算结果输出到生产 过程的执行机构中.
图2.2 直流开关量输入单元
R1 R2 双双光光光
LED C VD R3 PLC内 部部部
~
交交部交
图2.3 交流开关量输入单元
2. 开关量输出单元: 开关量输出单元:
它的作用是把PLC的内部信号转换成现场 执行机构的各种开关信号.按照现场执行机构 使用的电源类型的不同,开关量输出单元可分 为: 晶体管输出方式 用于直流输出负载 双相晶闸管输出方式 用于交流输出负载 继电器触点输出方式 即可用于直流,又可 交流
PLC结构及工作原理
PLC结构及工作原理PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的缩写，是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。
PLC具有高可靠性、灵活性和可扩展性，被广泛应用于各种工业领域，如制造业、自动化生产线、机械加工等。
PLC的结构一般由以下几部分组成：1. 电源模块（Power Supply Module）：为PLC提供所需的电源。
2. CPU（Central Processing Unit）：是PLC的核心部件，负责执行程序和进行逻辑处理。
3. 输入模块（Input Module）：负责将外界的信号输入到PLC中，通常包括数字输入模块和模拟输入模块。
4. 输出模块（Output Module）：负责将PLC的控制信号发送到外部设备，通常包括数字输出模块和模拟输出模块。
6. 编程设备（Programming Device）：用于编写PLC的程序，通常使用专门的编程软件。
PLC的工作原理可以大致分为以下几个步骤：1.输入信号采集：PLC通过输入模块采集外部设备的信号，将其转换为数字信号，并送到CPU中。
2. 程序执行：CPU根据事先编写好的程序进行逻辑处理。
程序通常采用逻辑图形式编写，如梯形图（Ladder Diagram）、功能块图（Function Block Diagram）等。
3.输出信号控制：CPU根据程序的执行结果，通过输出模块控制外部设备的工作状态。
输出信号可以是开关信号、变频信号等，用于控制电机、执行器等设备的运行。
4.监控和通信：PLC根据需要可以进行实时监控、报警和故障诊断等功能。
此外，PLC还可以通过通信模块与其他设备进行数据交换，实现远程监控和控制。
PLC的工作原理基于离散逻辑和组合逻辑的思想，通过对输入信号的采集和处理，最终控制输出信号的状态。
以一个简单的例子来说明PLC的工作原理：假设有一个自动化灭火系统，当检测到火源时，需要自动触发喷水装置进行灭火。
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第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
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PLC应用技术
CPU224 晶体管 10 继电器 10 CPU226 晶体管 16 继电器 16
表2-4 CPU22X系列PLC机型的输出特性
项目 输出类型 输出点数 CPU221 晶体管 4 继电器 4 5～ 30 DC /5～ 250 VA C 2A — 6.0A 10ms — 10ms — 电磁 1/3 CPU222 晶体管 6 继电器 6 5～30DC /5～ 250 VA C 2A — 6.0A 10ms — 10ms — 电磁 3
7 ．通信接口：支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。 用以连接编程器（手持式或PC机）、文本/图形显示器、 PLC网络等外部设备。 8．模拟电位器：模拟电位器用来改变特殊寄存器（SM28、 SM29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、 计数器的预置值，过程量的控制参数等。
第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
24V DC电源CPU输入电流/最大负载(mA) 为扩展模块提供的DC5V电源的输出电流
内置高速计数器 4（30KHz） 定时器/计数器 高速脉冲输出 布尔指令执行时间 模拟量调节电位器 实时时钟 RS-485通信口 256 2（20KHz） 0.22μs 1个 4（30KHz） 256 2（20KHz） 0.22μs 1个
0.75A 10 mA 4.5A 15μs 2μs 100μs 10μs 光电 6
0.75A 10μA 3.75A 15μs 2μs 100μs 10μs 光电 5
2A — 8.0A 10ms — 10ms — 电磁 3/4
0.75A 10μA 6A 15μs 2μs 100μs 10μs 光电 8
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2.1.2输入输出接线 1．输入接线
图2-4 CPU224输入电路接线图 第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
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2．输出接线 ⑴晶体管输出电路接线图
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2.3.2 指令寻址方式
1)位编址：
1.编址方式
寄存器标识符+字节地址.位地址，如I0.0、M0.1、Q0.2等。
2)字节编址：
寄存器标识符+字节长度B+字节号，如IB1、VB20、QB2等。
3)字编址： 寄存器标识符+字长度W+起始字节号，如VW20表示 VB20和VB21这2个字节组成的字。 4)双字编址： 寄存器标识符+双字长度D+起始字节号，如VD20表示从 VB20到VB21这4个字节组成的双字。
图2-5 CPU224晶体管输出电路接线图 第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
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2．输出接线 ⑵继电器输出电路接线图
图2-6 CPU224继电器输出电路的接线图 第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
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2.2.1 CPU性能 PLC的CPU性能主要描述PLC的存储器能力、指令运行时间及各种特殊功能等。
表2-2
240V AC电源CPU输入电流/最大负载电 流(mA)
CPU22X模块主要技术指标（续）
25/180 70/600 25/180 70/600 最大340mA 35/220 120/900 最大 660m A 6（30KHz） 256 0.22μs 2个 40/160 150/1050 最大1000mA 4（30KHz） 2（100KHz ） 256 0.22μs 2个 有（内置） 2 40/160 150/1050 最大 1000m A 6（30KHz） 256 2（20KHz） 0.22μs 2个 有（内置） 2
负载电压
20.4～ 28.8 VD C
20.4～ 28. 8V DC
20.4 ～ 28.8 VDC
5～30DC /5～ 250V AC
20.4 ～ 28.8 VDC
5～30DC /5～ 250V AC
输出 电流
1信号 0信号
0.75A 10mA 3.02A 15μs 2μs 100μs 10μs 光电 4
50
6/4 无 180/600 无
50
8/6 2 180/600 16/16
100
14/10 7 280/600 28/7或14
100
14/10 7
100
24/16 7
400/约 1500
32/32
400/约 1500
32/32
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学习内容
● S7-200系列PLC的外部结构 ● S7-200系列PLC的性能 ● S7-200系列PLC的内存结构 ● S7-200系列PLC指令系统的类型 ● STEP7-Micro/WIN编程软件简介
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2.3.2 指令寻址方式
3)间接寻址 间接寻址时操作数不提供直接数据位置，而是通 过使用地址指针来存取存储器中的数据。在S7-200系 列PLC中允许使用指针对I、Q、M、V、S、T（仅当前 值）、C（仅当前值）寄存器进行间接寻址。 使用间接寻址之前，要先创建一个指向该位置的 指针，指针为双字值，用来存放一个存储器的地址， 只能用V、L或AC做指针。例如：MOVW *AC1，AC0， 表示将AC1中的内容为起始地址的一个字长的数据（即 VB202，VB203的内容）送到累加器AC0中 。指针建立 好了之后，利用指针存取数据。用指针存取数据时， 操作数前加“*”号，表示该操作数为一个指针。 第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
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2.1
S7-200系列PLC的外部结构
输出接线端子
CPU 状 态 输入状态指示 CPU状态指示 输出状态指示 指示 存储器卡 输出接线端子 输出状态指示
扩展接口
输入接线端子 (a)
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●了解S7-200系列PLC的外部结构、各部 件的作用及CPU性能和输入输出性能。 ●了解STEP7-Micro/WIN编程软件的界面 及使用。 ●理解S7-200系列PLC内部存储器的种类、 作用及指令系统的类型。 ●掌握S7-200系列PLC的输入输出接线及 指令寻址方式。
PLC的内存分为程序存储区和数 据存储区两大部分。 程序存储区用于存放用户程序， 它由机器自动按顺序存储程序 。 数据存储区用于存放输入输出状 态及各种各样的中间运行结果 。
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2.1.1各部件的作用 5．输出状态指示：用于显示PLC是否有信号输出到执行设 备（如接触器、电磁阀、指示灯等）； 6．扩展接口：通过扁平电缆线，连接数字量I/O扩展模块、 模拟量I/O扩展模块、热电偶模块、通信模块等。
表2-3 CPU22X系列机型的输入特性 项目 输入类型 输入点数 CPU221 汇型/源型 6 CPU222 汇型/源型 8 CPU224 源型/汇型 14 CPU226 漏型/源型 24
输入电压
输入电流 逻辑1信号 逻辑0信号
24VDC
4mA 15～35V 0～5V
24VDC
4mA 15～35V 0～5V
2（20KHz） 2（100KHz）
有（时钟卡） 有（时钟卡） 有（内置） 1 1 1
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2.2.2 I/O性能 PLC的I/O特性主要描述I/O接口电路的电气性能，诸如电压电流大小、 通断时间、隔离方式等等。
通讯端口
扩展接口
通讯端口
输 入 状 态 指 输入接线端子 示
S7-21X系列
(b) S7-22X系列
图2-1 SIMATIC S7-200系列PLC外部结构实物图
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2.1.1各部件的作用 1．输入接线端子：用于连接外部控制信号。在底部端子 盖下是输入接线端子和为传感器提供的24V直流电源。 2．输出接线端子：用于连接被控设备。在顶部端子盖下 是输出接线端子和PLC的工作电源。 3．CPU状态指示：CPU状态指示灯有SF、STOP、RUN 4．输入状态指示：用于显示是否有控制信号（如控制按 钮、行程开关、接近开关、光电开关等数字量信息）接 入PLC； 第2章 PLC内外部结构及编程软件的使用
2A — 10A 10ms — 10ms — 电磁 4/5/7
公共端输出 电流总合 接通 延时 关断 延时 标准 脉冲 标准 脉冲