简要介绍可编程控制器的硬件组成
可编程控制器的基本结构和工作原理
可编程控制器的基本结构和工作原理可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种专门用于工业自动化控制的数字电子设备。
PLC通过对输入和输出信号进行逻辑运算和控制来实现自动化控制过程。
本文将介绍PLC的基本结构和工作原理。
一、PLC的基本结构PLC主要由以下几个组成部分构成：1. 中央处理器（Central Processing Unit，CPU）：CPU是PLC的核心部分，负责运行用户编写的程序并进行各种逻辑运算和控制。
CPU通常由一个或多个微处理器组成，具备高速运算和处理能力。
2. 内存单元（Memory Unit）：内存单元用于存储PLC的程序和数据。
一般来说，PLC的内存单元分为ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）两部分。
ROM存储PLC的固化程序，而RAM用于存储用户编写的程序和数据。
3. 输入/输出（Input/Output，I/O）模块：I/O模块是PLC与外界进行数据交换的接口。
它们负责将来自传感器或执行器的物理输入信号转换为数字信号，然后通过CPU进行处理，最后将处理结果输出到外部设备。
4.电源模块：电源模块为PLC提供所需的电力供应，通常包括直流电源和交流电源。
稳定的电源供应对PLC的正常工作至关重要。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以分为输入采集、逻辑运算和输出控制三个过程。
1.输入采集：PLC的输入模块负责采集外部设备（如传感器）传来的输入信号。
输入信号经过滤波和放大等处理后，被转换为数字信号，然后传送到CPU进行后续处理。
2.逻辑运算：CPU对输入信号进行逻辑运算，根据用户编写的程序进行相应的处理。
在程序中，用户可以使用诸如逻辑判断、数学运算、计时器、计数器等指令，实现对输入信号的处理和控制。
3.输出控制：CPU根据经过逻辑运算后的结果，通过输出模块控制外部设备（如执行器）的运行。
输出信号经过放大和隔离等处理后，传递到输出设备，对其进行相应的控制。
安全可靠的可编程逻辑控制器研究
安全可靠的可编程逻辑控制器研究一、引言在现代工业中，可编程控制器（PLC）是一种非常重要的自动化控制设备，它可以在工业生产中实现自动化控制和过程监控。
相比于传统的继电器控制系统，PLC系统具有更高的可编程性、更高的控制精度和更高的灵活性。
然而，随着工业自动化程度的不断提高，PLC系统面临着越来越复杂的控制任务和越来越严格的安全要求。
因此，安全可靠的可编程逻辑控制器研究也越来越重要。
本文将围绕安全可靠的可编程逻辑控制器进行分析和研究，主要包括PLC系统结构、PLC程序设计、PLC安全控制和PLC性能测试等方面。
二、PLC系统结构PLC系统是由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括中央处理器（CPU）、输入输出模块（I/O）、通信接口模块和电源模块等。
软件部分包括PLC编程软件和PLC操作系统。
1.中央处理器中央处理器是PLC系统的核心部分，主要负责接收和处理输入信号，执行程序指令，控制输出信号等。
在现代PLC系统中，中央处理器已经采用了高性能、高可靠性的微处理器或微控制器。
2.输入输出模块输入输出模块是PLC系统中负责输入和输出信号的硬件设备。
输入模块可以将现场传感器、控制开关等信号转换成数字信号送到中央处理器中进行处理，并根据处理结果将控制信号输出到输出模块，控制现场执行元件的动作。
3.通信接口模块通信接口模块是PLC系统中负责与外部设备通信的硬件设备，它可以实现PLC系统与计算机、监控中心等设备的网络通信，进行数据的传输和共享。
4.电源模块电源模块是PLC系统中负责为各个设备提供电源的硬件设备。
电源模块的工作电压范围应该与各个输入输出模块、中央处理器等设备的要求相匹配，以保证PLC系统的正常运行。
三、PLC程序设计PLC程序设计是指将实际控制过程转换成可以在PLC中执行的指令序列，以实现自动化控制。
PLC程序可以使用Ladder图编程语言或其他可视化编程工具编写。
在PLC程序设计中，需要考虑到控制要求的正确性、程序的可读性和可维护性。
PLC的基本组成
用户存储器——RAM/EPROM/EEPROM 用户存储器
存放用户工作程序； 存放用户工作程序； 存放工作数据。 存放工作数据。
项目三） 模块二 （项目三）PLC的基本组成 的基本组成
输入单元——带光电隔离电路 3、输入单元 带光电隔离电路
多种辅助电源类型：AC电源DC24V输入 多种辅助电源类型：AC电源DC24V输入 电源DC24V DC电源DC24V输入 DC电源DC24V输入 电源DC24V DC电源DC12V输入 DC电源DC12V输入 电源DC12V 接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）； 接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）； 接收模拟量信号（模拟量输入单元）； 接收模拟量信号（模拟量输入单元）； 接收按钮或开关命令（数字量输入单元）； 接收按钮或开关命令（数字量输入单元）； 接收传感器输出信号。 接收传感器输出信号。
项目三） 模块二 （项目三）PLC的基本组成 的基本组成 PLC的 一 、 PLC 的 硬件组成 1 、 整体式 PLC 可编程控 制器由CPU CPU、 制器由 CPU 、 存 储 器 （ RAM 、 ROM） ROM ） 、 输入输 出单元（I/O）、 出单元（ I/O） I/O扩展接口 扩展接口、 I/O 扩展接口 、 电源和编程器 等组成。 等组成。
项目三） 模块二 （项目三）PLC的基本组成 的基本组成 一、PLC的硬件组成 PLC的硬件组成
通讯及编程接口——采用RS-485或RS-422串行总线 采用RS 6、通讯及编程接口 采用RS-485或RS-422串行总线 连接专用编程器（FX-20P、FX-10P） 连接专用编程器（FX-20P、FX-10P）；
项目三） 模块二 （项目三）PLC的基本组成 的基本组成 二、PLC的软件组成 PLC的软件组成
可编程控制器硬件组成及系统特性
02
可编程控制器硬件组成
中央处理单元（CPU）
01
CPU是可编程控制器的核心部件，负责执行用户程序和控制整 个系统运行。
02
它具有强大的运算和控制能力，能够处理各种输入信号，控制
各种输出设备，实现复杂的控制逻辑。
CPU的型号和性能直接影响可编程控制器的处理速度、控制精
03
度和稳定性。
存储器
1
存储器是可编程控制器中用于存储程序、数据和 系统参数的部件。
2
它分为只读存储器（ROM）、随机存储器 （RAM）和外存储器（如硬盘、U盘等）等类型。
3
存储器的容量和读写速度对可编程控制器的性能 有很大影响。
输入/输出接口
输入/输出接口是可编程控制器与外部设备进行 信息交换的桥梁。
它包括数字量输入/输出接口、模拟量输入/输 出接口、高速计数器、PWM输出等。
长期稳定性
可编程控制器经过长时间 运行测试，具有较高的长 期稳定性，能够满足工业 控制领域的需求。
灵活性
模块化设计
可编程控制器采用模块化设计，可根据实际需求灵活配置不同的 模块，满足不同控制系统的需求。
扩展性
可编程控制器支持多种扩展方式，如串口通信、CAN总线等， 方便与其他设备进行连接和通信。
兼容性
可编程控制器硬件组成 及系统特性
目录
Contents
• 可编程控制器概述 • 可编程控制器硬件组成 • 可编程控制器系统特性 • 可编程控制器发展趋势与未来展望
01
可编程控制器概述
定义与特点
定义
可编程控制器（PLC）是一种工业自 动化控制装置，通过编程实现各种控 制逻辑和功能。
特点
可靠性高、抗干扰能力强、通用性强 、编程简单、适应性强等。
可编程控制器的结构与基本工作原理
另外，交流信号输入也可采用双向发光二极管来保证信号 连续，如图3-5所示，显示用的两个发光二极管也是反向并联 的，但此电路只能接受交流信号。
晶体管输出电路如图3-7所示，只能带直流负载，直流电源 由用户提供。输出信号经光电隔离器送给输出晶体管，晶体 管的饱和导通和截止状态，相当于触点的接通和断开。稳压 管用来消除关断过电压和外部的浪涌电压，保护晶体管。
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3. 1可编程控制器的硬件结构与基本 形式
双向可控硅输出电路如图3-8所示，只能带交流负载(属于交 流输出方式)，交流电源由用户提供。输出信号经光电隔离器 控制双向可控硅。RC电路和压敏电阻用来消除可控硅的关断 过电压和外部的浪涌电压。
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3. 1可编程控制器的硬件结构与基本 形式
直流输入模块的内部电路和外部接线图，如图3-3所示(为说 明问题以后各图只画出一路输入和输出，COM是公共点)。 图中的输入信号触点直接接在公共点和输入端X001之间，不 需外接输入回路的电源(PLC内部自带24 V电源)。有的可编 程控制器还可以为接近开关、光电开关之类的传感器提供24 V直流电源，如图3-3所示。
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3. 1可编程控制器的硬件结构与基本 形式
多数可编程控制器的电源模块的主要用途是为了PLC各模块 的集成电路供电，同时，也为输入电路提供24 V的电压。根 据电源输入类型可将其分为:交流220 V或交流110 V;直流电源， 常用直流24 V。
5.特殊功能模块(功能模块或智能模块) 随着可编程控制器在工业控制中的广泛应用和发展，为了
可编程控制器概述
可编程控制器概述
七、可编程控制器的维护、保养和故障检查
换电池
可编程控制器的维护换电池
1
2
3
4
LOGO
可编程控制器概述
四、可编程控制器的软元件组成
内部辅助继电器 的分类二（对于两台PLC并行通讯） ①主站位通讯（M800-M899） ②从站位通讯（M900-M999） 附：主站字通讯（D490-D499） 从站字通讯（D500-D509）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可编程控制器概述
四、可编程控制器的软元件组成
内部辅助继电器 的分类三（对于多台PLC串行通讯） ①主站位通讯（M1000-M1063）,字通讯（D0-D7） ②1#站位通讯（M1064-M1127）,字通讯（D10-D17） ③2#站位通讯（M1128-M1191）,字通讯（D20-D27） ④3#站位通讯（M1192-M1255）,字通讯（D30-D37） ⑤4#站位通讯（M1256-M1319）,字通讯（D40-D47） ⑥5#站位通讯（M1320-M1383）,字通讯（D50-D57） ⑦6#站位通讯（M1384-M1447）,字通讯（D60-D67） ⑧7#站位通讯（M1448-M1511）,字通讯（D70-D77）
可编程控制器概述
三 、可编程控制器的硬件组成
５、手持编程器 手持编程器是PLC最重要的外围设备，可直接 编写和修改程序。 注：电脑从某种程度上说也可以作为PLC的外 围设备。 手持编程器和电脑的区别是： 电脑可以同时看到或监视到多步程序，即可 以是梯形图也可以是程序语句表，但通讯速度较 慢。 手持编程器只能看到语句表，且只能看到四 步（对于FX2N-20P），但通讯速度快。
四、 可 编 程 控 制 器 的 各 软 元 件 组 成
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。
可编程控制器(PLC)实验
在工业自动化控制中，PLC可以用于控制机械手臂、传送带 、电机等设备，实现自动化生产。通过输入输出接口与传感 器和执行器连接，PLC能够实时监测设备状态并根据预设程 序进行控制，确保生产线稳定运行。
交通信号控制
总结词
交通信号控制是PLC在城市交通管理中的重要应用，通过PLC实现对交通信号灯的智能控制，提高交 通流畅度和安全性。
实验过程中，学生们能够将所学的 PLC理论知识应用到实践中，加深了 对PLC工作原理的理解。
实验问题与改进建议
实验难度不均
部分实验内容过于简单，未能充分锻炼学生的实践能力；部分内容难度较大，导致部分 学生难以完成。建议后续实验设计要均衡难度，满足不同层次学生的需求。
实验设备不足
由于设备数量有限，部分学生无法同时进行实验操作，影响了实验效果。建议增加设备 投入，提高实验效率。
实验指导需加强
部分学生在实验过程中遇到问题时，未能得到及时有效的指导。建议加强实验教师配备， 提高指导效果。
PLC技术发展趋势与展望
智能化
随着人工智能技术的发展，PLC将逐 步实现智能化，具备更高级的自动化 控制功能。
网络化
未来PLC将更加注重网络化发展，实 现远程监控和诊断，提高生产效率。
安全性
将实验数据整理成表格或图表 形式，便于分析。
数据分析
根据实验数据，分析PLC控制系 统的性能和特点，得出结论。
改进建议
根据实验结果，提出改进PLC控 制系统的建议和措施。
03 PLC应用案例
工业自动化控制
总结词
工业自动化控制是PLC最广泛的应用领域，通过PLC实现对生 产线上各种设备的精确控制，提高生产效率和产品质量。
定期演练
第二章 第二章可编程序控制器的结构和工作原理
第二章可编程序控制器的结构和工作原理2.1 可编程序控制器的组成与基本结构PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，从广义上讲，PLC 也是一种计算机系统，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入/输出接口，具有更适用于控制要求的编程语言，具有更适应于工业环境的抗干扰性能。
因此，PLC是一种工业控制用的专用计算机，它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。
一、可编程序控制器的硬件系统PLC的硬件系统由主机系统、输入/输出扩展环节及外部设备组成。
1. 主机系统图2.1 PLC结构示意图(1) 微处理器单元(Central Processing Unit，CPU)。
CPU是PLC的核心部分，它包括微处理器和控制接口电路。
微处理器是PLC的运算控制中心，由它实现逻辑运算，协调控制系统内部各部分的工作。
它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行的。
(2) 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。
它包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。
只读存储器(ROM)在使用过程中只能取出不能存储，而随机存取存储器(RAM)在使用过程中能随时取出和存储。
(3) 输入/输出模块单元。
PLC的对外功能主要是通过各类接口模块的外接线，实现对工业设备和生产过程的检测与控制。
通过各种输入/输出接口模块，PLC既可检测到所需的过程信息，又可将处理结果传送给外部过程，驱动各种执行机构，实现工业生产过程的控制。
通过输入模块单元，PLC能够得到生产过程的各种参数；通过输出模块单元，PLC能够把运算处理的结果送至工业过程现场的执行机构实现控制。
为适应工业过程现场对不同输入/输出信号的匹配要求，PLC配置了各种类型的输入/输出模块单元。
(4) I/O扩展接口。
I/O扩展接口是PLC主机为了扩展输入/输出点数和类型的部件，输入/输出扩展单元、远程输入/输出扩展单元、智能输入/输出单元等都通过它与主机相连。
可编程控制器的基本知识
可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
以下是一些关于可编程控制器的基本知识：
结构：可编程控制器由微处理器、存储器、输入/输出接口、电源等部分组成。
其中，微处理器是控制器的核心部件，实现各种逻辑运算、算术运算，并对整个控制系统的各个部分的工作进行协调与控制。
存储器用于存放系统程序、用户程序、逻辑变量、输入/输出状态的映像等数据信息。
输入/输出接口是与被控对象设备或周边其他控制器相互联系、交换信息与指令的通道。
电源为整个控制器的电力供给中心，包括内部电源和外部电源，分别用于控制器内部元件的工作用电和传送设备上各传感器信号、驱动设备的各种执行元件。
工作原理：以可编程控制器为核心加入各种辅助器件（传感器、驱动器件等）构成控制系统，以顺序+反馈的方式实现设备的自动化运转。
主要特点：抗干扰能力强，可靠性高；程序简单易学，系统的设计调试周期短；安装简单，维修方便；采用模块化结构，体积小，重量轻；丰富的I/O接口模块，扩展能力强。
应用范围：可编程控制器在工业控制领域应用广泛，包括顺序控制、计数和定时控制、位置控制、模拟量控制、数据处理、通信联网等方面。
总之，可编程控制器是一种功能强大的工业自动化控制器，其基本知识包括结构、工作原理、主要特点和应用范围等方面。
了解和掌握这些基本知识有助于更好地应用可编程控制器进行工业控制系统的设计和应用。
可编程控制器的组成
可编程控制器的组成1、可编程控制器的基本结构可编程控制器的主要由CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成（见图1）图1plc 控制系统示意图（1）CPU 模块CPU 模块主要由微处理器（CPU 芯片）和存储器组成，在可编程控制器系统中，CPU 模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输。
存储器用来储存程序和数据。
（2）I/O 模块输入（Input）模块和输出（Output）模块简称为I/O 模块，它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU 模块的桥梁。
输入模块用接收和采集输入信号，输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字拔码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入/输出信号电压一般较高，如直流24V 和交流220V。
从外部引入的尖锐电压和干扰噪声可能损坏CPU 模块中的元器件，或使用权可编程控制器不能正常工作。
在I/O 模块中，用光电耦合器，光电可控硅、小型继电器等器件来隔离外部输入电路和负载，I/O 模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。
（3）编程器编程器除了用来输入和编辑用户程序外，还可以用来监视可编程控制器运行中各种编程元件的工作状态。
编程器可以永久地连接在可编程控制器上，将编程取下来后系统也可以运行。
一般只在程序逻辑输入、调试和检修时使用编程器，一台编程器可供多台编程序控制器公用。
（4）电源可编程控制器使用220V 交流电源或24V 直流电源。
可编程控制器内部的直流稳压电源为各模块内的电路供电，某些可编程控制器可以输入电路和外部电子检测装置（如接近开关）提供24V 真流电源，驱动现场执行机构的直流电源一般由用户提供。
2、可编程控制器的物理结构根据硬件结构的不同，可以将可编程控制器。
一可编程序控制器软、硬件组成及其工作原理
第一部分
典型的梯形图示意图
典型梯形图示意
2014-12-27
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三菱PLC应用技术培训
第一部分
（二）指令表（STL）编程
指令表编程举例 a）梯形图 b）指令表
2014-12-27
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三菱PLC应用技术培训
第一部分
（三）状态流程图（功能图）编程
2014-12-27
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三菱PLC应用技术培训
第一部分
三、PLC的分类
1．按I/O总点数分类 小型PLC I/O点数≤256点 中型PLC 256点< I/O总点数<2048点 大型PLC I/O总点数≧ 2048点 2．按组成结构分类 整体式PLC 将CPU、存储器、I/O点、电源等硬件装在一个机壳内。 模块式PLC 将PLC的各部分分成若干个单独的模块。 3．按功能分类 大致可分为低档、中档、高档机三种。
2014-12-27
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三菱PLC应用技术培训
第一部分
2．存储器
存储器一般由存储体、地址译码电路、读写控 制电路和数据寄存器组成。用于存放系统程序、用户 程序、逻辑变量和其他信息。 常用的存储器： 只读存储器（ROM） 存放系统程序 可擦可编程只读存储器（EPROM、EEPROM） 随机存储器（RAM） 存入用户程序、逻辑变量和其他 一些信息。[PLC使用锂电池作为RAM的备用电源，或 采用快闪存储器]
钻孔顺序的状态流程图
2014-12-27
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简述可编程控制器的工作原理
简述可编程控制器的工作原理
可编程控制器（PLC）的工作原理是基于其硬件和软件两个部
分的配合运行。
硬件部分包括中央处理器（CPU）、输入模块、输出模块和通信模块等。
输入模块用于接收外部信号（传感器、按钮等），输出模块用于控制外部设备（电机、阀门等）。
通信模块可用于与其他设备进行通信。
中央处理器是PLC的核心，负责执
行程序的运行与控制。
软件部分主要由编程软件、编程语言和程序组成。
在编程软件中，用户可以使用编程语言进行程序的编写。
常见的编程语言包括梯形图、指令表和结构化文本等。
编写好的程序会被下载到PLC的中央处理器中，由CPU执行。
程序中包含了一系列
的逻辑和控制算法，根据设定的条件对输入信号进行处理，并控制输出信号的状态。
PLC的工作流程一般如下：
1. 输入信号采集：PLC的输入模块将外部传感器或按钮等接
入的信号转换为数字信号，并上传给中央处理器。
2. 程序执行：中央处理器根据预先编写的程序和算法对输入信号进行处理。
程序可以包含逻辑判断、计算、数据存储等功能。
3. 输出控制：中央处理器根据程序的执行结果，通过输出模块控制外部设备的状态，如打开或关闭电机、开关阀门等。
4. 监控和通信：PLC会不断地监测输入信号的状态，并将控制结果反馈给运行监控系统或其他设备。
同时，PLC也可以与其他设备进行通信，实现数据的交换和共享。
总结起来，可编程控制器的核心是中央处理器，通过输入模块采集外部信号，编程软件编写控制程序，中央处理器执行程序并通过输出模块控制外部设备，从而实现自动化控制。
PLC系统构成和工作原理
执行机构所需的信号，输出电路也应与控制器隔离。
二、I/O单元 接线方式
COM
X0 X1 X2 X3
共 点 式
输入输出只有一个公共端子
X4
X5
X6 X7
第二章 可编程序控制器的系统构成和工作原理
2.1.1.3 输入输出单元
二 、 I/O单元 接线方式
COM1
Y0 Y1 COM2 Y2
分 组 式
输入输出端子分为若干个组， 每组共用一个公共端子。
1.编程语言 1）梯形图
• 梯形图是一种图形编程语言，是面向过程的一 种“自然语言”，它沿用继电器的触点线圈和 串并联等术语及图形符号，同时增加了一些继 电—接触器控制系统没有的特殊功能符号。 • 梯形图语言比较形象、直观，对于熟悉继电器 控制线路的电气技术人员来说，很容易接受， 且不需要学习专门的计算机知识，所以是PLC应 用中最基本最普遍的编程语言。 • 梯形图只能用图形编程器直接编程。图2-8（a） 是一个起保停程序的梯形图。 X1 X2 Y1 Y1
(二)、软件知识： 可编程控制器的软件系统
• 可编程控制器是微型计算机在工业控制领域的重 要应用，其软件系统可以分为系统程序和用户程 序两大类。 • 系统程序即可编程控制器的操作系统，它是由 PLC生产厂家编制的，用于控制PLC本身的运行， 对用户是不透明的。 • 系统程序通常包含三个部分： • （1）系统管理程序。 • （2）用户指令解释程序。 • （3）标准程序模块和系统调用。
在现场控制中，干扰侵入PLC的主要途径之一是 通过电源，因此设计合理的电源是PLC可靠运 行的必要条件 。
5 、编程器
编程器用于用户程序的输入、编辑、调试和监视， 可以通过键盘调用和显示PLC的一些内部继电 器状态和系统参数。它经过编程器接口与CPU 联系，完成人机对话。它一般都具有下列5种 功能： 编辑功能 编程功能 监视功能 检查功能 命令功能 编程器还具有与EPROM写入器、打印机、盒式录 音机等外围设备通信的功能。
可编程控制器(PLC)的软硬件组成详细介绍
本内容是山东PLC培训专业授课内容章节可编程控制器(PLC)的软硬件组成详细介绍可编程序控制器(Programmable Controller)原本应简称PC，为了与个人计算机专称PC相区别，所以可编程序控制器简称定为PLC(Programmable Logic Controller)，但并非说PLC只能控制逻辑信号。
PLC是专门针对工业环境应用设计的，自带直观、简单并易于掌握编程语言环境的工业现场控制装置。
PLC的基本组成PLC基本组成包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口(缩写为I/O，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等)、外部设备编程器及电源模块组成，见图1。
PLC内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC控制系统。
1. 中央处理器中央处理器(CPU)由控制器、运算器和寄存器组成并集成在一个芯片内。
CPU通过数据总线总线、地址总线、控制总线和电源总线与存储器、输入输出接口、编程器和电源相连接。
小型PLC的CPU采用8位或16位微处理器或单片机，如8031、M68000等，这类芯片价格很低；中型PLC的CPU采用16位或32位微处理器或单片机，如8086、96系列单片机等，这类芯片主要特点是集成度高、运算速度快且可靠性高；而大型PLC则需采用高速位片式微处理器。
CPU按照PLC内系统程序赋予的功能指挥PLC控制系统完成各项工作任务。
2. 存储器PLC内的存储器主要用于存放系统程序、用户程序和数据等。
1)系统程序存储器PLC系统程序决定了PLC的基本功能，该部分程序由PLC制造厂家编写并固化在系统程序存储器中，主要有系统管理程序、用户指令解释程序和功能程序与系统程序调用等部分。
系统管理程序主要控制PLC的运行，使PLC按正确的次序工作；用户指令解释程序将PLC的用户指令转换为机器语言指令，传输到CPU内执行；功能程序与系统程序调用则负责调用不同的功能子程序及其管理程序。
可编程控制器应用技术
可编程控制器应用技术
可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种用于自动化控制系统的数字计算机，广泛应用于工
业生产中的自动化设备和系统中。
PLC的应用技术主要包
括以下几个方面：
1. 硬件结构：PLC硬件结构包括中央处理器、存储器、输
入/输出模块以及通信接口等组成部分。
应用技术涉及到选
用适合的硬件结构和模块，根据实际系统的要求进行配置
和连接。
2. 编程语言：PLC的编程语言多样，包括梯形图、指令表、文本语言等。
应用技术需要熟悉各种编程语言的特点和用法，根据实际的控制逻辑进行编程。
3. 通信协议：PLC通常需要与其他设备进行通信，如人机
界面、传感器、执行器等。
应用技术需要了解不同设备之
间的通信协议，选择适用的通信方式，并进行配置和调试。
4. 控制算法：PLC常用于实时控制系统中，需要设计和实
现合适的控制算法。
应用技术需要了解常见的控制算法，
如PID控制、模糊控制等，以及其在PLC中的实现方法。
5. 诊断和调试：PLC应用中常常需要进行故障诊断和调试。
应用技术需要了解PLC的故障诊断方法和调试工具，能够
快速定位和解决问题。
除了以上几个方面外，PLC应用技术还需要关注系统的可
靠性、安全性和性能等方面的问题，以确保系统的稳定运
行和优化控制效果。
可编程控制器的基本组成及特点
可编程控制器的基本组成及特点1.前言可编程控制器（P rog r am ma bl eL og ic Con t ro ll er，简称P LC）是一种专门用于工业控制的电子设备，具有高可靠性、可编程性和灵活性等特点。
本文将介绍可编程控制器的基本组成和其特点。
2.可编程控制器的基本组成2.1中央处理单元（C P U）可编程控制器的中央处理单元是其核心部件，负责进行数据处理、逻辑判断和控制指令的执行。
C PU通常由微处理器和存储器组成，其运行速度和处理能力直接影响着可编程控制器的性能。
2.2输入/输出模块（I/O模块）输入/输出模块是可编程控制器与外部设备进行通信的接口。
它能够接收来自传感器的信号并将其转换为数字信号，同时也能将数字信号转换为控制信号发送给执行器。
I/O模块可以分为数字型和模拟型两种类型，广泛应用于工业自动化领域。
2.3编程设备编程设备是用于编写和调试可编程控制器程序的工具。
通常包括编程软件和编程电缆。
编程软件提供了一个图形化界面，使用户能够使用类似逻辑图的方式进行程序设计。
编程电缆则用于将编写好的程序下载到可编程控制器中进行运行。
2.4电源模块电源模块提供可编程控制器所需的电源供应。
它能够将交流电转换为可控制器所需的直流电，并对电源进行稳压、过流保护等处理，确保可编程控制器的正常运行。
2.5总线模块总线模块用于实现可编程控制器内部各模块之间的通信。
它可以传输数据、控制信号和时钟信号，实现各模块之间的数据交换和协同工作。
3.可编程控制器的特点3.1可靠性高可编程控制器采用了工业级的设计和材料，具有良好的抗干扰能力和耐热、耐寒的特点。
它可以在恶劣的工作环境下稳定运行，能够长时间保持系统的稳定性和可靠性。
3.2可编程性强可编程控制器具有良好的可编程性，用户可以通过编程软件进行程序设计和修改，实现对控制系统的灵活调整。
其图形化编程界面简单易用，使得普通用户也能够快速上手。
3.3扩展性好可编程控制器具有良好的扩展性，可以根据实际需要添加或替换各种功能模块，实现对控制系统的功能扩展和定制化。
可编程控制器的硬件组成
可编程控制器的硬件组成可编程掌握器硬件由如下几部分组成：CPU、存储器、输入/输出接口、外部设备接口、输入/输出扩展接口、电源、编程器。
1. CPUCPU是PC的核心，主要用来运行用户程序，监控输入/输出接口状态。
诊断电源，PC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误。
PC中常采纳的CPU有三类：1) 通用微处理器（如Z80、8086、80286等）2) 单片微处理器（如8031、8096等）3) 位片式微处理器(如AMD2900等)一般来说：小型PC：大多采纳8位通用微处理器或单片微处理器；中型PC：大多采纳16位通用微处理器或单片微处理器；大型PC：大多采纳高速位片式微处理器（32位）。
小型PC为单CPU系统，中、大型PC则大多为双CPU或多CPU系统。
位片式微处理器的主要特点速度快。
由于位片式微处理器采纳双极型工艺，所以比一般的MOS 型微处理器在速度上要快一个数量级。
但它集成度低．需要更多的芯片，功耗也比较大。
敏捷性强。
单片机的字长、结构和指令系统是固定的。
而位片机具有CPU一切必要的部件，如寄存器和算术规律部件(ALU)，位片的宽度有2位、4位和8位几种。
用几个位片进行“级联”，可以组成任宽字长的微机。
另外，位片式微处理器都采纳微程序设计，通过转变微程序存储器的内容就可变化机器的指令系统(即指令系统对用户开放)。
效率高。
位片式微处理器易于实现“流水线”操作，即重叠操作，能更有效地发挥其快速的特点。
2. 存储器可编程掌握器内部存储器分为两类：系统程序存储器和用户程序及数据存储器。
其中：系统程序存储器：主要存放系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、规律运算、通信及各种参数设定等功能的程序。
系统程序已由制造厂家直接固化在只读存储器中，用户不能访问和修改。
用户程序及数据存储器：主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。
在PC产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。
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1.简要介绍可编程控制器的硬件组成？
解：中央处理器、存储器、输入输出器件、电源、编程器。
2.简述可编控制器的特点？
解：配套齐全，功能完善；适用性强，性价比高；易学易用，深受工程人员欢迎；系统的设计，建造工作量小，维护方便，改造容易；体积小，重量轻，能耗低；可靠性高，抗干扰能力强。
3.根据PLC的特点举例说明PLC的应用领域？
解：开关逻辑量控制、过程控制、运动控制、数据处理、网络应用等。
4.简述变频器的工作原理？
解：主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。
电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。
它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。
5.PLC的硬件组成在设计中担任什么任务？
解:将外部电信信号转换成PLC内部的电平信号，将I/O设备与PLC进行连接，增加系统的输入输出点数，实现多种通信和数据链接，高速精确处理的控制场合。
6.简述PLC主要性能指标？
解：1．程序存储容量2．输入输出点数3．扫描速度4．编程语言及指令功能。
7.PLC用户程序完成过程分为几个基本点？
解：内部处理、通信服务、输入处理、程序执行和输出刷新五个阶段。
8.群控电梯有什么优势？为什么要设计群控电梯？
解：最大最小功能。
优先调速、区域优先控制。
特别楼层其中控制、满载报告、主层停靠、节能运行等等。
因为电梯群控是具有指层、停层召唤、选层、选向等功能，并具有集选控制的特点，为人们在平时控制电梯更加便捷。
9.在程序编写运行时有两种优势1.run 2.stop；折两种优势各有什么作用？请结合设计过程说明。
解：开关拨在RUN时，PLC程序运行，实时刷新输入输出。
可以进行读取，监视，修改内部定时器时间，拷贝程序等操作。
开关拨在STOP时，PLC程序停写，停止实时刷新输入输出。
可以进行读取，修改定时器时间，拷贝程序，还可以修改I/O点数，编辑PLC程序等。
10.在电气控制和PLC实验中，设计群控电梯程序实验中你是如何设计的？
解：设计出电梯的群控系统，包括它的控制决策和梯群系统的结构原理图及控制决策图，使梯群控制系统具有尽量大的运送效率，能耗尽量最小。
设计内容：1.通过对系统内外信号的分析，提出有利于运送效率和节能的决策；2.电梯控制系统的硬件组成：它是由电梯控制硬件模型，控制模块，开发平台，本地监控机四部组成；3.编辑程序；调试电梯运行，并达到所设计程序的比较理想的调试效果；验证设计的可行性。
11.电梯的平层方式有几种？你选择何种方式进行设计？为什么？
解：1、靠井道内的隔磁板与轿顶上的永磁感应器实现减速平层。
2、靠井道内的隔磁板与轿顶上的永磁感应器实现平层，控制系统脉冲实现减速。
3、完全靠控制系统脉冲实现减速平层
选择靠井道内的隔磁板与轿顶上的永磁感应器实现平层，控制系统脉冲实现减速，因为他具有可靠性高，响应快，寿命长，不耗电，安装简单等优势。
12.简述在电气控制和PLC实验中，你在设计全梯程序的思路？
解：一.电梯的硬件设计：1.选择PLC及输入输出分配2.画出电梯监控系统的结构图3.电梯桥箱设计。
二.电梯的控制要求：实现电梯的自主运行，接受包括内外呼叫的呼梯信号的呼叫指令，记忆次呼叫，使相应指示灯灯亮，并作出相应的相应；2.按照不换向原则控制电梯向上向下运行；3.指示桥箱所在的位置。
13.什么是群控电梯？群控电梯有什么好处？你是怎么理解的？
解：群控电梯就是多台电梯集中排列，共有厅外召唤按钮，按规定程序集中调度和控制的电梯，并且多了很多单电梯功能外的功能，如：。
最大最小功能。
优先调速、区域优先控制。
特别楼层其中控制、满载报告、主层停靠、节能运行等等。
因为电梯群控是具有指层、停层召唤、选层、选向等功能，并具有集选控制的特点，为人们在平时控制电梯更加便捷。
14.主梯和副梯是如何协调工作的？你是如何设计的？
解：依据主程序和子程序的指令来协调工作。
编写主程序和子程序，以主程序为主，子程序为辅来设计，并在编写时编写。
高峰，低峰时的主副梯的协调程
序，以达到节能的目的。
15.在电气控制欲PLC实验中旋转编码器是如何工作的？在你的设计中式如何利用编码器做输出工作的。
解：利用编码器中的输出脉冲信号直接输入PLC，利用PLC的高速计数器对其信号进行计数，以获得测量结果。
16.你是如何设计主梯程序的？分析一下你设计的优缺点？
解：高层建筑一般都是分区设计的：高低分区，单双分区，功能分区等。
但是在设计时必须要设计一步消防电梯也满足消防验收需要，楼层的高速度自然要求高，但是价格也就贵了。
当然具体的要求最好要有建筑设计提供的功能要求和人流量，然后由电梯厂家来进行专业的分析，合理的布局后得出满意的结果，然后选择电梯。
优点：电梯是作为高层建筑里的重要一部分，与人们的工作生活紧密联系。
PLC作为新一代工业控制器，它以可靠性高，技术行进，在电梯领域中得到广泛应用，从而使电梯有传统的继电器控制发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前的改革热点之一。
缺点：能耗大，不绿色环保，做不到绿色电梯；人性化不够，电梯的维护力度不强，除了大型重点现场之外，基本上可以说是脏乱差来形容。
17.请就你的理解说明PLC的内部运作方式？
解：步骤一“输入状态检查”：PLC首先检查输入端元件所连接之各点开关或传感器状态（1或0代表开或关），并将其状态写入内存中对应的位置Xn；
步骤二“程序执行”：将阶梯图程序逐行取入CPU中运行，若程序执行中需要输入接点状态，CPU直接自内存中查询取出。
输出线圈之运算结果则存入内存中对应的位置，暂不反应至输出端Yn;
步骤三“输出状态刷新”将步骤二中的输出状态刷新至PLC输出部接点，并且重回步骤一。
18.在你的设计中，输入输出点是如何分配的？
解：事前列张I/O分配表，看看需要多少I/O点，然后再选择合适的PLC。
如果I/O点数不够的话需要加扩展模块。
19.在你的设计中，电梯的运动控制是如何实现的？请分析一下优缺点。
解：由曳引系统，导向系统，桥厢，门系统，重量平衡系统，电力拖动系统，电气控制系统，安全保护系统来实现的。
优点：可以很好的到达所想要的目的，方便人们的日常生活，并用PLC控制代替传统的继电器控制。
缺点：能耗大，不能达到绿色电梯的要求，不够人性化。
20.电梯设计中，软件安全设施有哪些？如何设计？
解：呼叫信号登记并保持信号，检测电梯当层的位置，决定运行的方向和终点，驱动电梯上升或下降，决定那一层停，驱动门机动作，驱动数码管显示桥厢位置等。
施工时安装时要特别注意安全，正确，可靠，合理，并要提高系统的抗干扰能力。
先列出输入输出端及符号和I/O点数机符号，在画出梯形图，把相应的符号代入进出，最后调试程序。
21.旋转编码器会存在积累误差，在你的设计中式如何清除积累误差的？
解：如果是通用口脉冲控制：用DOG+Z方式回原点，可以保证每次起始点都是一样的，但可以用一次绝对值定位零点来替代，如果前进了很多，这个动作一般是无法接受的；
如果是位置信息反馈到控制器，或者是运动总线伺服的，那么改变下编程，用相对运动方式，命令脉冲=目标位置-当前位置。
这样可以补偿累积误差。
22.在电梯运行过程中启动和运行要进行速度控制，在你的设计中式如何设计的？
解：设计出一条电梯的运行速度曲线，使电梯桥厢按照设计的速度曲线运行。
将电梯的起动，制动速度曲线设计成由两段抛物线（S曲线）及一段直线构成。
仿真与分析本设计利用的三极管的特性，调节高低电平的输出频率，得到设计出的PWM输出波形，从而实现电机的无线调速。
为电机PWM调速的仿真结果，示波器显示出电压的PWM波形。
23.在你的设计中硬件安全设施有哪些？如何设计？
解：由PLC控制器，接口，升降机构，门机，信号检测与显示部分等构成。
施工时安装时要特别注意安全，正确，可靠，合理，并要提高系统的抗干扰能力。
先列出输入输出端及符号和I/O点数机符号，在画出梯形图，把相应的符号代入进出，最后调试程序。
24.你设计副梯时的设计思路？
解：高层建筑一般都是分区设计的：高低分区，单双分区，功能分区等。
但是在设计时必须要设计一步消防电梯也满足消防验收需要，楼层的高速度自然要求高，但是价格也就贵了。
当然具体的要求最好要有建筑设计提供的功能要求和人流量，然后由电梯厂家来进行专业的分析，合理的布局后得出满意的结果，然后选择电梯。