PLC结构系统配置和IO模块
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FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程控 制器。它的基本指令执行时间高达0.08s，远远超过了很多 大型可编程控制器。用户存储器容量可扩展到16K步，最大 可以扩展到256个I/O点，有5种模拟量输入/输出模块、高速 计数器模块、脉冲输出模块、4种位置控制模块、多种RS232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板，以及模 拟定时器功能扩展板，使用特殊功能模块和功能扩展板，可 以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能 。
整体式 模块式 叠装式
整 体 式
模
块 式
叠 装
式
整体式（单元式）
把CPU、RAM、ROM、I／O接口及与编程器或EPROM写入器
相连的接口、输入输出端子、电源、指示灯等都装配在 一起的整体装置。称为基本单元。
有时PLC基本单元的输入和输出端不能满足需要，希望
一种能扩展一些I/O接口而不含CPU和电源的装置，这种 装置叫做扩展单元。
三、可编程控制器的系统配置
可编程控制器的技术性能指标
1.输入/输出点数 输2.存入/储输出容点量数指的是外部输入、输出端子数量的总和，又称 为的可量重3可间4指5...一编之要叫编令扫指可主个程和技做程系机描令扩重控，术扫控统的速系展要制表指描制是开度统性参器征标周器指关数存系。期采 可量。 储 统 ，用 编输容 提 扫循 程入量 供 描环 控/输通 给 速扫 制出常 用 度描 器点指 户 与方 所数用 的 扫式 有，户 可 描工 指它程 用 周作 令是序 资 期， 的描存 源 成完 总述储 ， 反成和可器是比一。编和系。次可程数统扫编控据性描程制存能所控器储的需制大器一的器小容项时的 编小6.程通型指可信令编功越程能多控，制软器件的功基能本就单越元强（，主但机掌）握多应为用开也关相量I对/O较接复口杂，。
（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）
2）中型PLC I/O点数为256点以上、2048点以下的
为中型PLC
3）大型PLC I/O点数为2048以上的为大型PLC
（其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC） 这个分类界限不是固定不变的，它随PLC的发展而变化。
三、可编程控制器的系统配置
教学要求：
1、 了解可编程序控制器的物理结构分类 2、 熟悉PLC的基本结构和系统配置 3、 掌握存储器及PLC的I/O模块
一、可编程控制器的组成及其各部分功能
CPU
存储器
硬件
I/O口
编程器
电源
系统程序
软件
用户程序
一、可编程控制器的组成及其各部分功能
主机
电源
用 户
输
微处理器（CPU） 输
用 户
PLC系统与继电接触器系统的差别
PLC与继电接触控制系统的比较
继电接触控制系统 硬件控制 体积大 机械式触点，动作慢 功能改变比较麻烦 设计、施工、调试周期长
PLC控制系统 软件控制 体积小 软接点，动作快 功能改变极其容易 设计、施工、调试周期短 自检和监控功能强 适用范围广泛 可靠性高
第二讲 可编程控制器系统构成
（2）用户存储器（RAM）：
包括用户程序存储区和工作数据存储区。这类存储器一般由 低功耗的CMOS-RAM构成，其中的存储内容可读出并更改。掉电会 丢失存储的内容，一般用锂电池来保持。
注意： PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容 量”是针对用户程序存储器而言的。
可编程控制器输入端口电路
开关量输入接口电路：采用光电耦合电路，将
FX2N系列可编程控制器型号格式如下： FX2N—□ □ □ □ - □
系列名 I/O总点数
特殊品种区别
单元功能
输出类型
M：基本单元 E：输入输出混合扩展单元与扩展模块 EX：输入专用扩展模块
R：继电器输出 T：晶体管输出 S：晶闸管输出
EY：输出专用扩展模块
FX2N—48MR—D含义？
三、可编程控制器的系统配置
输
入
运算器
出
输
入
单
单
出
设
元
控制器
元
备
设 备
编程器
外 部 设
盒式磁带机
打印机 EPROM写入器
备
图形监控系统
PLC或上位计算机
外 设
存储器
I/O 扩
I/O
EPROM
RAM
展
接
（系统程序） （用户程序 扩 展 机
中央处理单元（CPU）
(1)诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制 程序中的语法错误。
(2)采集现场的状态或数据，并送入PLC的寄存 器中。
(3)逐条读取指令，完成各种运算和操作。 (4)将处理结果送至输出端。 (5)响应各种外部设备的工作请求。
存储器 （ROM/RAM）
（1）系统程序存储器（ROM）：
用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据，PLC出厂 前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。
可编程控制器输出接口电路
第二:晶闸管输出型：为无触点输出方式，用 于接通或断开开关频率较高的交流电源负载
可编程控制器输出接口电路
第三:晶体管输出型：为无触点输出方式，用 于接通或断开开关频率较高的直流电源负载。
可编程控制器输出接口电路
晶体管输出型与晶闸管输出型的外部电源比较：
可编程控制器模拟量接口电路
主CPU配合共同完成控制任务，可减轻主CPU工作负担，
又可提高系统的工作效率
电源
可编程控制器的电源包括为可编程控制器各 工作单元供电的开关电源以及为掉电保护电路供 电的后备电源，后备电源一般为电池。
把交流电转换成直流电源的装置，向PLC提 供所需要的直流电源。
外部设备
编程器
用于对用户程序进行输入 、检查、调试和修改，并 用来监视PLC的工作状态。
相结合。 与人机界面（触摸屏）连接。 与智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机
系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC 系统总线相连的接口 ，PLC的智能接口模块种类很多， 如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中 断控制模块等。
二、可编程控制器分类
按硬件结构分
模拟量输入接口：把现场连续变化的模拟量标准信号
转换成适合PLC内部处理的有若干位二进制数字表示的
信号标准的模拟量信号：
电流信号：4～20mA
电压信号：1～10V
模拟量输出接口：将PLC运算处理的若干位数字量信号
转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连
续控制的要求信号
智能输入输出接口：自带CPU，由专门的处理能力，与
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。 PLC的输入接口电路（直流输入型）
可编程控制器输出接口电路
开关量输出接口电路：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： 第一:继电器输出型：为有触点输出方式，用于接通或断 开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。
大、中型PLC一般采用模块式结构。
叠装式结构 将整体式和模块式的特点结合起来。 叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立 的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各 模块可以一层层地叠装。
S7200
二、可编程控制器分类
按I/O点数分类
1）小型PLC I/O点数为256点以下的为小型PLC
基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。 小型PLC一般采用这种整体式结构。
模块式结构
将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如 CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块 中）以及各种功能模块。
模块式由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或
基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可 根据需要选配不同模块组成一个系统，而且装配方便， 便于扩展和维修。
模可拟编量程处控理制、器高的速组处网理和、通温信度能控力制也、已通成信为等可智编能程扩控展制模器块产的品水 多平少的及重性要能衡也量已指成标为之衡一量。可编程控制器产品水平的标志。
简易编程器 专用编程器
智能编程器 通用编程系统：PC上配专用编程软件包
外部设备
其他外部设备
与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印。
与监视器连接，可将控制过程图像显示出来。 与 P L C 连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规
模控制。 与计算机连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理
整体式 模块式 叠装式
整 体 式
模
块 式
叠 装
式
整体式（单元式）
把CPU、RAM、ROM、I／O接口及与编程器或EPROM写入器
相连的接口、输入输出端子、电源、指示灯等都装配在 一起的整体装置。称为基本单元。
有时PLC基本单元的输入和输出端不能满足需要，希望
一种能扩展一些I/O接口而不含CPU和电源的装置，这种 装置叫做扩展单元。
三、可编程控制器的系统配置
可编程控制器的技术性能指标
1.输入/输出点数 输2.存入/储输出容点量数指的是外部输入、输出端子数量的总和，又称 为的可量重3可间4指5...一编之要叫编令扫指可主个程和技做程系机描令扩重控，术扫控统的速系展要制表指描制是开度统性参器征标周器指关数存系。期采 可量。 储 统 ，用 编输容 提 扫循 程入量 供 描环 控/输通 给 速扫 制出常 用 度描 器点指 户 与方 所数用 的 扫式 有，户 可 描工 指它程 用 周作 令是序 资 期， 的描存 源 成完 总述储 ， 反成和可器是比一。编和系。次可程数统扫编控据性描程制存能所控器储的需制大器一的器小容项时的 编小6.程通型指可信令编功越程能多控，制软器件的功基能本就单越元强（，主但机掌）握多应为用开也关相量I对/O较接复口杂，。
（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）
2）中型PLC I/O点数为256点以上、2048点以下的
为中型PLC
3）大型PLC I/O点数为2048以上的为大型PLC
（其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC） 这个分类界限不是固定不变的，它随PLC的发展而变化。
三、可编程控制器的系统配置
教学要求：
1、 了解可编程序控制器的物理结构分类 2、 熟悉PLC的基本结构和系统配置 3、 掌握存储器及PLC的I/O模块
一、可编程控制器的组成及其各部分功能
CPU
存储器
硬件
I/O口
编程器
电源
系统程序
软件
用户程序
一、可编程控制器的组成及其各部分功能
主机
电源
用 户
输
微处理器（CPU） 输
用 户
PLC系统与继电接触器系统的差别
PLC与继电接触控制系统的比较
继电接触控制系统 硬件控制 体积大 机械式触点，动作慢 功能改变比较麻烦 设计、施工、调试周期长
PLC控制系统 软件控制 体积小 软接点，动作快 功能改变极其容易 设计、施工、调试周期短 自检和监控功能强 适用范围广泛 可靠性高
第二讲 可编程控制器系统构成
（2）用户存储器（RAM）：
包括用户程序存储区和工作数据存储区。这类存储器一般由 低功耗的CMOS-RAM构成，其中的存储内容可读出并更改。掉电会 丢失存储的内容，一般用锂电池来保持。
注意： PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容 量”是针对用户程序存储器而言的。
可编程控制器输入端口电路
开关量输入接口电路：采用光电耦合电路，将
FX2N系列可编程控制器型号格式如下： FX2N—□ □ □ □ - □
系列名 I/O总点数
特殊品种区别
单元功能
输出类型
M：基本单元 E：输入输出混合扩展单元与扩展模块 EX：输入专用扩展模块
R：继电器输出 T：晶体管输出 S：晶闸管输出
EY：输出专用扩展模块
FX2N—48MR—D含义？
三、可编程控制器的系统配置
输
入
运算器
出
输
入
单
单
出
设
元
控制器
元
备
设 备
编程器
外 部 设
盒式磁带机
打印机 EPROM写入器
备
图形监控系统
PLC或上位计算机
外 设
存储器
I/O 扩
I/O
EPROM
RAM
展
接
（系统程序） （用户程序 扩 展 机
中央处理单元（CPU）
(1)诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制 程序中的语法错误。
(2)采集现场的状态或数据，并送入PLC的寄存 器中。
(3)逐条读取指令，完成各种运算和操作。 (4)将处理结果送至输出端。 (5)响应各种外部设备的工作请求。
存储器 （ROM/RAM）
（1）系统程序存储器（ROM）：
用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据，PLC出厂 前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。
可编程控制器输出接口电路
第二:晶闸管输出型：为无触点输出方式，用 于接通或断开开关频率较高的交流电源负载
可编程控制器输出接口电路
第三:晶体管输出型：为无触点输出方式，用 于接通或断开开关频率较高的直流电源负载。
可编程控制器输出接口电路
晶体管输出型与晶闸管输出型的外部电源比较：
可编程控制器模拟量接口电路
主CPU配合共同完成控制任务，可减轻主CPU工作负担，
又可提高系统的工作效率
电源
可编程控制器的电源包括为可编程控制器各 工作单元供电的开关电源以及为掉电保护电路供 电的后备电源，后备电源一般为电池。
把交流电转换成直流电源的装置，向PLC提 供所需要的直流电源。
外部设备
编程器
用于对用户程序进行输入 、检查、调试和修改，并 用来监视PLC的工作状态。
相结合。 与人机界面（触摸屏）连接。 与智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机
系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC 系统总线相连的接口 ，PLC的智能接口模块种类很多， 如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中 断控制模块等。
二、可编程控制器分类
按硬件结构分
模拟量输入接口：把现场连续变化的模拟量标准信号
转换成适合PLC内部处理的有若干位二进制数字表示的
信号标准的模拟量信号：
电流信号：4～20mA
电压信号：1～10V
模拟量输出接口：将PLC运算处理的若干位数字量信号
转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连
续控制的要求信号
智能输入输出接口：自带CPU，由专门的处理能力，与
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。 PLC的输入接口电路（直流输入型）
可编程控制器输出接口电路
开关量输出接口电路：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： 第一:继电器输出型：为有触点输出方式，用于接通或断 开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。
大、中型PLC一般采用模块式结构。
叠装式结构 将整体式和模块式的特点结合起来。 叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立 的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各 模块可以一层层地叠装。
S7200
二、可编程控制器分类
按I/O点数分类
1）小型PLC I/O点数为256点以下的为小型PLC
基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。 小型PLC一般采用这种整体式结构。
模块式结构
将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如 CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块 中）以及各种功能模块。
模块式由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或
基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可 根据需要选配不同模块组成一个系统，而且装配方便， 便于扩展和维修。
模可拟编量程处控理制、器高的速组处网理和、通温信度能控力制也、已通成信为等可智编能程扩控展制模器块产的品水 多平少的及重性要能衡也量已指成标为之衡一量。可编程控制器产品水平的标志。
简易编程器 专用编程器
智能编程器 通用编程系统：PC上配专用编程软件包
外部设备
其他外部设备
与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印。
与监视器连接，可将控制过程图像显示出来。 与 P L C 连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规
模控制。 与计算机连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理