PLC系统组成和工作原理
PLC的组成与工作原理
5.
编程器
编程器是PLC很重要的外部设备，它主要由键盘、显
示器组成。编程器分简易型和智能型两类。小型PLC常用
简易编程器，大、中型PLC多用智能编程器。编程器的作
用是编制用户程序并送入PLC程序存储器。利用编程器可 检查、修改、调试用户程序和在线监视PLC工作状况。现 在许多PLC采用和计算机联接，并利用专用的工具软件进 行编程或监控。
4. 电源单元
• PLC配有开关式稳压电源，以提供内部电路使用。 • 与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。因
此，对于电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电
压在其额定值±15%的范围内波动。 • 许多PLC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供 电。 • 为防止在外部电源发生故障的情况下，PLC内部程序和数据 等重要信息的丢失，PLC还带有锂电池作为后备电源。
编程器一般分为简易编程器和图形编程器两类。 简易编程器功能较少，一般只能用语句表形式进 行编程，通常需要联机工作。简易编程器直接与PLC的 专用插座相连接，由PLC提供电源。它体积小，重量轻， 便于携带，适合小型PLC使用。 图形编程器既可以用指令语句进行编程，又可以 用梯形图编程；既可联机编程，又可脱机编程，操作 方便，功能强，有液晶显示的便携式和阴极射线式两 种。图形编程器还可与打印机、绘图仪等设备连接， 但价格相对较高。通常大中型PLC多采用图形编程器。
两种梯形图的继电器符号图对照
物理继电器
线 圈 常开 常闭
PLC继电器
触 点
• (4) 利用梯形图编制控制程序
注意： 这些接点或线圈并不是真实的物理继电器 接点或线圈，而是在软件编程中使用的编程元件，每 个编程元件与存储器中的一个存储单元相对应，该存 储单元为 “1” 则表示梯形图中常开闭合 , 常闭断 开，线圈通电。
PLC控制系统概述
2. PLC工作原理
• 核心部分为控制器(CPU). • CPU与安装在机架上的模块通过机架背板总
线进行通讯，所需系统电源由电源模块提 供。
• CPU在机架上电后首先进行硬件自检，判断 各槽位是否安装了正确的模块，然后进入 程序扫描执行。
• I/O模块通道值写入CPU映像存储区，在每 个程序执行周期内不更新，执行结束时扫 描到数值改动进行更新。
• 数字量I/O模块是输入输出模块，提供了 ON/OFF检测与执行功能。
• 模块装在机架或底板上，通过可拆卸端子 模块连接所有现场方的配线。
3.4.1 模拟量模块的选型
• AB模拟量I/O模块主要有：1756-IF8(8通道输 入)、1756-IF16(单端配线-16通道输入，差 动配线-8通道输入，高速配线-4通道输入)， 1756-IR6I(6通道电阻输入模块)、1756-OF4(4 通道输出)、 1756-OF8(8通道输出)
• AB I/O模块采用生产者/消费者模式，这种 通讯模式是一种模块与其它系统设备之间 的智能数据交换，在这种通讯方式中，模 块在处理数据时不需要被轮询。每个硬件 组态中的模块都有自己的电子数据表，支 持通道工程值定标，无需额外编程。
• 在ControlLogix系列中，I/O模块必须从属于 控制器才能发挥作用。控制器存储了它拥 有的每一个模块的组态数据，它通过发送 模块的组态数据来定义模块的性能，使之 在控制系统中开始工作。
PLC控制系统概述
1.控制系统组成
• 一套完整的PLC控制系统主要由PLC硬件、通 讯设备、HMI组成。
• PLC硬件根据功能不同主要分为单机和冗余， 单机系统是指C架构成，本地机架上不能有I/O模块， 当主机架故障时，从机架自动接管工作， 保证系统的连续运行。
PLC的基本组成和工作原理
⒊ OMRON中型PLC
• C200Hα(C200HX/C200HG/C200HE)系列
– 有11种型号的CPU模块 – 配置齐全的I/O模块和高功能模块 – 品种齐全的通信模块 – 可扩展2～3个机架，每个机架可插10个模块 – 可使用远程I/O单元，I/O可达640～1184点 – 指令系统丰富，具有较强的通信和网络功能
型号
CJ1H-CPU66H CJ1H-CPU65H CJ1G-CPU45H CJ1G-CPU44H CJ1G-CPU43H CJ1G-CPU42H CJ1G-CPU45 CJ1G-CPU44
最大 I/O 点数 2560
1280
960
1280
程序容 量
120K步 60K步 60K步 30K步 20K步 10K步 60K步 30K步
绪论EXIT
3.智能输入/输出模块 高速计数模块
• 用于脉冲或方波计数器、实时时钟、 脉冲发生器、编码器等输出信号的检 测和处理，及快速变化过程中的测量 或精确定位控制
绪论EXIT
运动控制模块
• 自带微处理器，用来控制物体的位置、 速度和加速度，可以控制直线运动或旋 转运动，也可以控制单轴或多轴运动
数据存 储器容
量 256K字 128K字 128K字
64K字
128K字 64K字
基本指令 内置端 处理速度 口
0.02µs
0.04µs
外设端 口和RS232C端 口
0.08µs
可选 件
存储 卡
绪论EXIT
基本I/O模块
基本 I/O模块
直流输入模块 交流输入模块 继电器输出模块 晶体管输出模块 晶闸管输出模块
❖ 目前新推出的微型PLC有CP1E系列， 带扩展I/O单元时最大达180点
plc控制系统结构及工作原理
PLC控制系统结构及工作原理
一、系统结构
PLC控制系统主要由以下几个部分组成：
1. 电源模块：提供系统所需的电能。
2. 中央处理单元（CPU）：进行逻辑运算、算术运算和顺序控制等，实现各种数据操作。
3. 输入输出模块：实现外部信号的采集和输出，与外部设备进行数据交换。
4. 存储器：存储用户程序和数据。
5. 通信接口：实现PLC与外部设备的通信。
二、工作原理
PLC控制系统的工作原理可以概括为“输入-处理-输出”的过程。
首先，通过输入模块采集外部设备的信号，这些信号可以是开关状态、传感器读数等。
然后，这些信号被送到CPU进行处理。
在CPU中，根据预先编写好的程序，对这些信号进行逻辑运算、算术运算等处理。
处理完成后，输出模块将这些结果输出到外部设备，如马达、灯泡等。
三、控制功能实现
PLC控制系统的控制功能主要由用户程序实现。
用户程序可以根据实际需求进行编写，包括各种逻辑运算、算术运算、顺序控制等。
通过输入模块采集的信号，可以触发用户程序执行相应的操作。
这样，PLC控制系统就可以实现对外部设备的精确控制。
四、控制性能分析
PLC控制系统的控制性能主要取决于以下几个因素：
1. 硬件性能：包括CPU的处理能力、存储器的容量、输入输出模块的精度等。
2. 软件设计：包括用户程序的编写、程序结构的合理性、运算速度等。
3. 环境因素：包括温度、湿度、电磁干扰等环境因素对PLC控制系统性能的影响。
总的来说，PLC控制系统具有结构简单、运行可靠、操作方便等优点，因此在工业自动化领域得到了广泛应用。
PLC的基本组成和工作原理
PLC的基本组成和工作原理PLC（Programmable Logic Controller）是一种用于实现工业自动化控制的计算机控制系统。
其组成和工作原理如下。
1.基本组成PLC系统通常由中央处理器CPU、内存模块、输入模块、输出模块和通信模块组成。
-中央处理器（CPU）：是PLC系统的核心部件，负责执行控制程序并进行数据处理和逻辑运算。
-内存模块：用于存储程序代码、数据和中间结果等信息。
-输入模块：负责接收来自外部的传感器、开关等输入信号，并将其转换为数字信号供CPU处理。
-输出模块：负责将CPU处理后的数字信号转换为电流、电压等输出信号，控制执行器、驱动器等执行设备。
-通信模块：用于与其他PLC系统、计算机或设备进行数据交换和通信。
2.工作原理PLC系统的工作原理可以分为五个步骤：扫描输入、执行程序、更新输出、循环扫描和通信。
-扫描输入：将输入模块接收到的外部信号转换为数字信号，并存储在内存中。
这些外部信号通常来自传感器、开关等设备，如温度传感器、按钮开关等。
-执行程序：CPU根据存储在内存中的控制程序进行逻辑运算和数据处理。
控制程序通常由用户通过编程语言编写，用于实现控制逻辑和算法。
-更新输出：根据CPU执行程序的结果，将输出信号存储在内存中。
输出模块将内存中的数字信号转换为电流、电压等输出信号，控制执行设备的执行器、驱动器等，如电机、电磁阀等。
-循环扫描：PLC系统以循环的方式不断扫描输入、执行程序和更新输出的过程，实现对工业控制系统的持续监测和控制。
-通信：PLC系统可以通过通信模块与其他PLC系统、计算机或设备进行数据交换和通信，实现远程监测和控制。
PLC系统的工作原理可以通过一个简单的例子来说明。
假设有一个自动灯控系统，根据光照强度自动控制灯的开关。
传感器将光照强度转换为输入信号，并将其传递给PLC系统的输入模块。
CPU执行存储在内存中的控制程序，判断光照强度是否低于设定值。
如果低于设定值，则CPU更新内存中的输出信号。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理PLC是Programmable Logic Controller的简称，中文翻译为可编程逻辑控制器。
它是一种用于自动控制工业过程的数字计算机系统。
PLC由硬件和软件两部分组成，下面将详细介绍PLC的组成和工作原理。
1.硬件组成：PLC的硬件主要包括中央处理器（CPU）、输入输出模块（I/O模块）、电源模块、通信模块以及其他辅助硬件。
-中央处理器（CPU）是PLC的核心，负责接收输入信号、执行程序指令并控制输出信号。
CPU通常具有高性能的微处理器，能够进行复杂的计算和逻辑判断。
-输入输出模块（I/O模块）负责与外部世界进行数据交换。
输入模块用于接收现场传感器、开关等设备的信号，输出模块用于控制执行机构、显示设备等。
-电源模块提供稳定的电源供电，确保PLC正常运行。
-通信模块可实现PLC与其他设备（如人机界面、计算机、远程监控系统等）之间的数据传输和通信。
-其他辅助硬件包括存储器、时钟模块、编程口等，用于存储程序、记录运行时间、与外部进行编程等功能。
2.软件组成：PLC的软件主要包括操作系统、开发环境和用户程序。
-操作系统是PLC的核心软件，用于管理硬件资源、执行程序指令、实现通信等功能。
- 开发环境提供PLC程序的开发、调试和维护工具。
常见的开发环境有LD（Ladder Diagram，梯形图）、FBD（Function Block Diagram，功能块图）、ST（Structured Text，结构化文本）等多种编程语言。
-用户程序是PLC的应用程序，由工程师根据控制需求编写。
用户程序根据输入信号的状态和逻辑关系，通过中央处理器进行逻辑判断并控制输出信号，实现自动化控制。
3.工作原理：PLC的工作原理主要分为输入端、处理端和输出端。
-输入端：PLC通过输入模块接收来自现场的输入信号，如开关状态、传感器信号等。
输入信号会被转换成数字信号，并传给中央处理器。
中央处理器会周期性地扫描输入信号，并将其存储在内部存储器中，以供后续的程序处理。
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
安全PLC系统组成及原理简介
1.安全PLC系统组成1.1.中央处理单元（CPU）CPU分为微处理器、控制接口电路；1）微处理器：实现逻辑运算、数学运算。
协调控制系统内部各部分的工作；2）控制接口电路：是微处理器与主机内部其他单元进行联系的部件。
1.2.存储器存储器：系统程序存储器、用户程序存储器。
1）系统程序存储器：存放系统监控程序、用户指令解释、标准程序模块、系统调用管理程序、各种系统参数2）用户程序存储器：用户程序区（用户程序）、数据区（工作数据）、系统区（系统参数：①输入输出组态②功能的设置）1.3.输入、输出单元PLC的CPU与现场I/O装置或其他外部设备之间连接的接口部件1）输入单元：将按钮、行程开关或传感器的产生的信号，转换成数字信号送入主机。
输入类型：直流、交流、交直流。
2）输出单元：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。
输出类型：晶体管输出方式、晶闸管输出方式、继电输出方式。
1.4.编程器编程器：程序的编制、编辑、调试、监视、刷写、更改等1.5.电源单元1）把外部电源变换成系统内部单元所需的电源；2）采用开关电源3）电源的性能直接影响PLC的抗干扰能力4）掉电保护电路5）后备电池电源2.PLC工作原理PLC的工作原理：当PLC控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
1）输入采样阶段：PLC控制器以依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。
输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。
2）用户程序执行阶段：PLC控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。
3）输出刷新阶段PLC控制器就进入输出刷新阶段。
在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。
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CPU（中央处理器）、存储器、输入模块、输出模块和通信模块等组成。
PLC的工作原理是通过输入模块获取外部信号，经过CPU的处理后，再通过输出模块控制外部设备。
一、PLC的组成1. 中央处理器（CPU）：是PLC的核心部件，负责控制整个系统的运行。
它接收输入信号，根据程序的逻辑进行处理，并输出控制信号。
2. 存储器：用于存储PLC的程序、数据和系统参数等信息。
存储器包括RAM （随机存储器）和ROM（只读存储器）两部分。
RAM用于存储程序和数据，ROM用于存储固化的系统程序。
3. 输入模块：用于接收外部信号，并将其转换为PLC可识别的信号。
输入模块可以接收各种类型的信号，如开关信号、传感器信号等。
4. 输出模块：用于控制外部设备，将PLC的输出信号转换为可用于驱动外部设备的信号。
输出模块可以控制各种类型的设备，如电机、执行器等。
5. 通信模块：用于PLC与其他设备或系统之间的通信。
通信模块可以实现PLC与计算机、上位机、其他PLC等设备之间的数据交换和通信。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以分为三个主要步骤：输入采集、逻辑处理和输出控制。
1. 输入采集：PLC的输入模块接收外部信号，并将其转换为PLC可识别的信号。
输入信号可以是开关信号、传感器信号等。
输入模块将采集到的信号传输给CPU进行处理。
2. 逻辑处理：CPU根据预先编写的程序进行逻辑处理。
程序包括了各种逻辑判断、计算和控制命令等。
CPU根据程序的逻辑对输入信号进行处理，并根据需要进行计算和判断。
3. 输出控制：CPU根据逻辑处理的结果，通过输出模块控制外部设备。
输出模块将CPU输出的信号转换为可用于驱动外部设备的信号，如控制电机的启停、控制执行器的开关等。
PLC的工作原理基于程序控制的思想，通过编写程序实现对工业过程的控制和自动化。
程序可以根据需要进行修改和调整，从而实现不同的控制功能。
PLC控制系统概述
PLC控制系统概述PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，是一种用来控制工业过程的电子设备。
PLC控制系统是现代工业自动化领域中最常用的控制技术之一，它可以代替传统的继电器控制系统，在许多领域中具有广泛的应用，如工业生产线、能源管理系统、交通信号控制等。
本文将对PLC控制系统的基本概念、工作原理、应用领域和发展趋势进行详细阐述。
一、PLC控制系统的基本概念PLC控制系统是由可编程控制器（PLC）、输入/输出设备（I/O）、人机界面（HMI）以及各种传感器和执行器组成的，它可以根据程序控制输入设备接收到的信号，再根据特定的逻辑规则控制输出设备的动作。
PLC通过控制逻辑来实现对工程过程的自动化控制，具有高度的可编程性和灵活性。
二、PLC控制系统的工作原理PLC控制系统工作的基本原理是输入、输出和控制运算：首先，通过传感器将实时数据转换为电信号，然后这些信号被输入到PLC中；PLC通过内部的逻辑运算对输入信号进行分析和处理，根据预设的控制程序生成输出信号；最后，输出信号通过输出设备控制执行器的动作，实现对被控对象的控制。
三、PLC控制系统的应用领域PLC控制系统在工业自动化领域中具有广泛的应用。
它可以用来控制各种工业生产过程，如流水线生产、装配工艺、化工过程等，可以实现对工业设备的自动化控制。
此外，PLC控制系统还用于能源管理系统、交通信号控制、建筑物自动化等领域。
四、PLC控制系统的发展趋势随着科技的不断发展，PLC控制系统也在不断演进。
一方面，PLC的性能逐渐提升，从最初的16位到现在的32位和64位，处理能力和存储容量大大增加，可以处理更复杂的控制任务；另一方面，PLC逐渐融入各种网络通信技术，如以太网、无线通信等，实现与其他系统的互联互通；此外，PLC控制系统的人机界面也在不断改进，从最初的LED数码显示器到现在的触摸屏、工控机等，提高了操作和监控的便利性。
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的组成及工作原理
PLC的组成及工作原理PLC的组成PLC由三个基本部分组成：输入部分、逻辑处理部分、输出部分。
基本结构示意图参见图2-1所示。
输入部分是指各类按钮、行程开关、传感器等接口电路，它收集并保存来自被控对象的各种开关量、模拟量信息和来自操作台的命令信息等。
逻辑处理部分用于处理输入部分取得的信息，按一定的逻辑关系进行运算，并把运算结果以某种形式输出。
输出部分是指驱动各种电磁线圈、交 / 直流接触器、信号指示灯等执行元件的接口电路，它向被控对象提供动作信息。
为了使用方便，PLC还常配套有编程器等外部设备，它们可以通过总线或标准接口与PLC连接，图2-2为一般PLC组成系统的原理框图。
（由图2-2可看出，PLC 的组成结构和计算机差不多，故PLC可看成用于工业控制的专用计算机）PLC主要部件功能CPUCPU是PLC的核心部件之一，它的主要功能有：① 采集输入信号；②执行用户程序；③刷新系统输出；④执行管理和诊断程序；⑤与外界通信。
PLC常用的CPU芯片主要有：通用微处理器如INTEL（8080、8085、8086、8088，80386、80486、80586）、Zilog（Z80、Z8000）、Motorola（6800、6809、68000）等。
通用微处理器芯片的通用性强、价格便宜、货源充足。
单片微处理器如 INTEL（8031、8039、8049、8051、8089），单片微处理器又叫单片机，它将ROM、RAM、接口电路、时钟电路、串行口甚至A/D 都集成在一个很小的芯片上，自成一个小的微处理机系统；另外，单片机有大量的位寻址单元和丰富的位操作指令，它为PLC在位处理方面提供了最佳的功能和速度，所以特别适用于PLC；此外，单片机集成度高、体积小、通用性强、价格低、可扩充性好、货源足。
位片式微处理器如 AMD（2900、2901、2903、N8×300），位片式微处理器是独立于微型机的另一分支，因为它采用双极型工艺，所以比一般的MOS型微机处理器在速度上要快一个数量级。
plc自动控制原理
plc自动控制原理PLC自动控制原理一、引言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。
它采用可编程的存储器，用来存储程序、执行逻辑判断、进行运算处理，并通过输入输出模块与外部设备进行通信。
本文将对PLC自动控制原理进行探讨。
二、PLC的基本组成PLC主要由中央处理器、存储器、输入模块、输出模块和通信模块等基本组成部分构成。
中央处理器是PLC的核心部件，负责执行存储器中存储的程序指令。
存储器用于存储程序和数据，包括RAM （随机存取存储器）和ROM（只读存储器）两种类型。
输入模块将外部信号转换为PLC可以识别的电信号，输出模块则将PLC产生的电信号转换为控制信号输出给外部设备。
三、PLC的工作原理PLC的工作原理可以简单分为输入、处理和输出三个阶段。
首先，输入模块将外部传感器、按钮等设备采集到的信号转换为电信号并输入给PLC。
PLC的中央处理器根据存储器中的程序指令进行逻辑判断、运算处理，并根据处理结果控制输出模块产生相应的电信号。
最后，输出模块将这些电信号转换为控制信号输出给执行机构，从而实现对外部设备的控制。
四、PLC的程序设计PLC的程序设计是PLC自动控制的核心。
程序设计的目的是根据控制要求，编写逻辑运算、判断和输出控制的程序指令。
PLC的程序设计语言主要有指令表语言（IL）、梯形图语言（LD）和结构化文本语言（ST）等。
程序设计的关键是根据实际控制要求，合理设计程序结构，确保程序的可靠性和高效性。
五、PLC的应用领域PLC广泛应用于工业自动化控制领域，如机械制造、电力系统、化工、交通运输等。
以机械制造为例，PLC可以用于控制机器人、传送带、装配线等设备的运行和协调。
在电力系统中，PLC可以用于电力调度、保护和监控等方面。
在化工领域，PLC可以用于控制反应釜、温度传感器、流量控制阀等设备。
交通运输领域中，PLC可以用于控制交通信号灯、电动门、电梯等设备的运行和协调。
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。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理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计算机控制系统。
它由中央处理器、输入输出模块、存储器和通信模块等组成，通过编程控制各种工业设备的运行。
一、PLC的组成1. 中央处理器（CPU）：PLC的核心部件，负责控制和执行程序。
CPU通常由控制逻辑处理器和存储器组成，可以执行逻辑运算、算术运算和数据传输等操作。
2. 输入模块：用于将外部信号转换为数字信号，供CPU处理。
常见的输入模块包括开关量输入模块、模拟量输入模块等。
3. 输出模块：用于将CPU处理后的数字信号转换为控制信号，控制外部设备的运行。
常见的输出模块包括继电器输出模块、模拟量输出模块等。
4. 存储器：用于存储程序、数据和中间结果。
存储器通常分为RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）两种类型。
5. 通信模块：用于PLC与其他设备之间的数据传输和通信。
通信模块可以实现PLC与上位机、其他PLC或外部设备的联网控制。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 输入信号采集：PLC通过输入模块采集外部设备的信号，如传感器信号、按钮信号等。
输入模块将这些信号转换为数字信号，供CPU处理。
2. 程序执行：CPU根据预先编写的程序进行逻辑运算、算术运算和数据传输等操作。
程序可以通过编程软件进行编写，常用的编程语言有ladder图、指令表、SFC图等。
3. 输出信号生成：CPU根据程序的执行结果，将处理后的数字信号转换为控制信号。
输出模块接收这些信号，并将其转换为外部设备可以识别的信号，如继电器信号、模拟量信号等。
4. 控制外部设备：输出信号经过输出模块后，通过继电器、电磁阀、电机等外部设备进行控制。
PLC可以实现对各种工业设备的自动化控制，如生产线的启停控制、温度的调节控制等。
5. 监控与反馈：PLC可以监控外部设备的运行状态，并通过输入模块采集反馈信号。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理一、PLC的组成PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制系统的电子设备。
它由以下几个主要组成部分构成：1. CPU（中央处理器）：负责执行程序和控制逻辑，是PLC的核心部件。
2. 存储器：包括存储程序和数据的ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）。
3. 输入模块：用于接收外部信号，如开关、传感器等，并将其转换为数字信号供CPU处理。
4. 输出模块：用于将CPU处理后的数字信号转换为控制信号，控制执行机构如继电器、电机等。
5. 通信模块：用于与其他设备进行通信，如上位机、HMI（人机界面）等。
6. 电源模块：为PLC提供稳定的电源供电。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 扫描输入：PLC首先扫描所有的输入模块，读取外部信号的状态，并将其转换为数字信号。
2. 执行程序：CPU根据预先编写的程序，对输入信号进行逻辑处理，包括判断、计算等。
3. 更新输出：CPU根据程序的执行结果，更新输出模块的状态，将数字信号转换为控制信号。
4. 控制执行机构：输出模块将控制信号传递给执行机构，如继电器、电机等，控制其工作状态。
5. 循环扫描：PLC会不断地进行上述步骤，以保持对系统的持续控制。
三、PLC的优势和应用领域PLC相比传统的继电器控制系统具有以下几个优势：1. 灵活性：PLC的程序可以根据需要进行修改和调整，实现灵活的控制策略。
2. 可编程性：PLC可以通过编写程序实现各种复杂的控制逻辑，提高系统的自动化程度。
3. 高可靠性：PLC采用数字信号处理，减少了由于电磁干扰、接触不良等引起的故障。
4. 易于维护：PLC的程序可以备份和恢复，故障排除和维护更加方便。
PLC广泛应用于各个领域的自动化控制系统中，包括但不限于以下几个领域：1. 工业生产线：PLC可用于控制机械设备、输送线、装配线等，实现生产过程的自动化控制。
2. 电力系统：PLC可用于电力设备的监控与控制，如变电站、发电厂等。
PLC基础必学知识点
PLC基础必学知识点
1. 什么是PLC
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用途广泛的工业控制器，它利用计算
机技术把硬连线的逻辑控制功能转移到了可编程的软件程序中。
2. PLC的工作原理
PLC的工作原理是通过输入模块接收外部信号，并通过输出模块控制执行器，从而实现对工业过程的控制。
3. PLC的主要组成部分
PLC系统主要由中央处理器、输入模块、输出模块和通信模块等组成。
其中，中央处理器负责执行程序和控制逻辑，输入模块负责接收外部
信号，输出模块负责驱动执行器，通信模块用于与其他设备进行通信。
4. PLC的程序设计
PLC的程序设计一般使用类似于 ladder diagram（梯形图）的编程语言，其中逻辑控制函数通过输入和输出信号之间的逻辑联系来实现。
5. PLC的输入和输出信号
PLC的输入信号可以来自开关、传感器、编码器等，输出信号可以控制继电器、执行器、显示器等。
6. PLC的应用领域
PLC广泛应用于自动化生产线、机械设备、电力系统、化工过程等领域，用于实现对工业过程的自动化控制。
7. PLC的优势
PLC具有可编程、可靠性高、易于维护、灵活性强等优势，能够适应不
同的工业控制需求。
8. PLC的发展趋势
PLC正在向更高性能、更智能化的方向发展，已经增加了网络通信、数据采集、云计算等功能，能够更好地与其他系统集成。
以上是PLC基础必学知识点，了解这些知识可以帮助你更好地理解和应用PLC技术。
当然，PLC还有很多深入的内容和应用方向，需要继续学习和实践。
PLC讲义第2章 系统构成和工作原理
2 可编程控制器的系统构成和工作原理2.1 可编程控制器的基本组成2.1.1 可编程控制器的硬件系统可编程控制器实质上是一种为工业控制而设计的专用计算机，因此它的硬件结构同计算机十分类似。
但由于可编程控制器是面向工业应用的，必须适应恶劣的工业环境，如温度、湿度和噪声干扰等，故它的操作系统和一些接口部件与计算机有所不同。
其硬件构成大体有中央处理单元、存储器、输入/输出单元、编程器和电源等。
可编程控制器的硬件结构如图2-1所示。
中央处理单元（CPU）是PLC的运算和控制中心，能指挥PLC按照预先编好的系统程序完成各种任务。
其作用有：●接收并存储用户程序和数据；●检查、校验用户程序；●接收、调用现场信息；●执行用户程序；●故障诊断。
（1）存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量及其他信息。
分为两大部分：图2-1 可编程控制器硬件结构●系统程序存储器：由ROM（Read Only Memory，只读存储器）或EPROM（Erasable Programmable Read OnlyMemory，可擦除的只读存储器）组成。
系统程序由系统管理程序、编译程序和监控程序组成。
●用户程序存储器：由RAM或CMOS RAM组成。
CMOS RAM是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，用锂电池做备用电源，掉电时可以有效地保持存储的信息不丢失。
用户存储器分两个区存放用户应用程序：用户程序存储器区和工作数据存储器区（变量存储器）。
（2）输入输出单元（I/O）输入/输出单元是PLC与外部设备相互联系的窗口，必须能直接与现场相连，这是PLC的重要特点。
输入单元由输入端子、输入电路和输入锁存器组成。
其作用是连接外部信号，并将这些信号转换成PLC的CPU所需要的标准电平信号，并将信号所存。
输出单元由输出锁存器、输出电路和输出端子组成。
其作用是将CPU送来的各输出点的信号进行锁存，并转换成外部过程所需要的信号电平，并以此来驱动外部过程的执行机构、指示灯及各种负载。
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I/O映 I/O映 象寄存 象寄存 器 器 常闭触点是位取反操作
PLC认为：常开触点是取位状态操作；
输入元件的类型以及是否动作
过程
采集到的输入信号状态取决于
判断 PLC输入端 用 输入元件 实际情况 输入端电压 的信号状态 信号状态
常开
动作（闭） 不动作 （开）
3.2.4
输入、 输入、输出延迟响应
什么是输入、输出延迟响应？ 什么是输入、输出延迟响应？
当PLC的输入端的信号发生变化到PLC输出端 PLC的输入端的信号发生变化到PLC输出端 的输入端的信号发生变化到PLC 对该变化作出反应需要一段时间， 对该变化作出反应需要一段时间，这种现象 称为输入 输入、 称为输入、输出延迟响应或滞后现象
应 (每一个输入端子都有一个输入映像寄存器中的状态位相对应） (每一个输出端子都有一个输出映像寄存器中的状态位相对应）
Q： ：
···
I/O映象区 4. PLC I/O映象区
Q0. 0
I0. 0
I：
···
3.2.2 循环扫描的工作方式
（一）可编程序控制器的工作过程
周期循环扫描 一个循环扫描过程所需的时间称为 一个扫描周期
逻辑部分:由电器 的触点和导线及 其固定接线组成
(A) 继电器-接触器控制电路
(B) 用PLC实现控制功能的示意图
逻辑部分:程序
继电－ 继电－接触控制系统
Hale Waihona Puke 输入部分PLC控制系统 控制系统
控制按钮、操作开关、 控制按钮、操作开关、 继电－接触器系统＋ 继电－接触器系统＋输入 限位开关、 限位开关、光电管信号等 单元 逻辑部分由各种主令电 继电器、 器、继电器、 接触器等电器的触点和 导线 接触器线圈、 接触器线圈、电磁阀线 圈等 执行电器及信号灯 微处理器、存储器 微处理器、 由计算机软件替代继电 器控制电路 继电－接触器系统＋ 继电－接触器系统＋输出 单元
变 化 响应
影响输入、 影响输入、输出延迟响应的因素
工 作 方 式 输 入 输 出 ① PLC循环扫描的工作方式 循环扫描的工作方式 对输入采样、 ② PLC对输入采样、输出刷新的集中处理方式 对输入采样 滤波电路的时间常数决定。 ③输入电路滤波时间，它由RC滤波电路的时间常数决定。 输入电路滤波时间，它由 滤波电路的时间常数决定 改变时间常数可调整输入延迟时间。 改变时间常数可调整输入延迟时间。 ④输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。 输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。 继电器输出方式的滞后时间为10ms左右；双向晶闸管输出 左右； 继电器输出方式的滞后时间为 左右 方式，在接通负载时滞后时间约为1ms，切断负载时滞后 方式，在接通负载时滞后时间约为 ， 时间小于10ms；晶体管输出方式的滞后时间小于 时间小于 ；晶体管输出方式的滞后时间小于1ms。 。 ⑤ 用户程序中语句的安排
3.3 梯形图是仿真继电器控制电路
1. 梯形图与继电器控制电路图相呼应
结构、功能 结构、 相同
SB1 SB2
KM
I0.1 Q0.0 I0.0 Q0.0
KM
电动机启、 电动机启、停控制电路 梯形图
2.梯形图结构 2.梯形图结构
梯形图由触点、 梯形图由触点、线圈或功能方框构成
I0.1 Q0.0 I0.0 Q0.0
PLC上电后对PLC系统进行一次初始化工作， 包括硬件初始化，I/O模块配置运行方式检 查，停电保持范围设定及其他初始化处理 等。
当CPU处于STOP方式时，转入执行自诊断检 查。当CPU处于RUN方式时，完成用户程序的 执行和输出处理，再转入执行自诊断检查。
PLC每扫描一次，执行一次自诊断检查 如检查出异常时，CPU面板上的LED及异常继电器 会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码。当出 现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，所有的扫 描停止。
PLC的核心 中央处理单元（CPU） 1. 中央处理单元（CPU） 微处理器 CPU 控制接口电路
★微处理器：实现逻辑运算、数学运算，协 微处理器：实现逻辑运算、数学运算，
调控制系统内部各部分的工作 ★按照系统程序所赋予的任务运行 任务： ★任务： 1. 控制用户程序和数据的接收与存储 2. 进行自诊断 3. 执行用户程序
输入电路滤波时间 输入电路滤波时间
PLC Xn
24V – + + –
输出电路的滞后时间
以继电器形式为例 ： 内 部 电 路
继电器输出
Y 内 部 电 路 J
COM + 交流电源或 直流电源 -
PLC
输入输出延迟时间——最短响应时间
输入/输出 输入 输出 刷新时间
CPU读输入 读输入
最短响应时间=输入延迟时间 一个扫描周期 最短响应时间 输入延迟时间+一个扫描周期 输出延迟时间 输入延迟时间 一个扫描周期+输出延迟时间
左母线
？ 右 母 线
触点
T37
线 圈
IN +150 PT TON
“能流” 能流”
功能 方框
3.梯形图网络 3.梯形图网络
每个输出元素（线圈或方框）可以构成一个梯级 每个网络由一个或多个梯级组成
Network 1
Network 1
I0.0
I0.1
Q0.0
I0.0
I0.2 I0.3
Q1.0
Network 2
类型： 类型：
输 入 单 元 输 出 单 元
直流 交流 交直流
晶体管输出方式 晶闸管输出方式 继电器输出方式
作用
输入接口作用：将按钮、 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。 的信号，转换成数字信号送入主机。 输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可 输出接口作用： 以驱动外部执行电路的信号， 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； 器线圈等电器通断电；
光电耦合器， （1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。 ）输入接口电路：采用光电耦合器 防止强电干扰。 输入端子 PLC Xn 发光二极管
24V – + + – 直流电源 COM 发光二极管 光电三极管
（2）输出接口电路： ）输出接口电路： 以继电器形式为例 ： 内 部 电 路
继电器输出
输入输出延迟时间——最长响应时间
输入/输出 输入 输出 刷新时间
CPU读输入 读输入
最长响应时间=输入延迟时间 两个扫描时间 最长响应时间 输入延迟时间+两个扫描时间 输出延迟时间 输入延迟时间 两个扫描时间+输出延迟时间
结论
输入信号至少应持续一个扫描周期的时间， 输入信号至少应持续一个扫描周期的时间， 持续一个扫描周期的时间 才能保证被系统捕捉到。 才能保证被系统捕捉到。 设置脉冲捕捉功能 设置脉冲捕捉功能
I0.2 I0.3
Q0.1
I0.4 I0.5 I0.6
Q1.1
Q1.2
4.梯形图与继电器控制电路的 4.梯形图与继电器控制电路的 软继电器” ①“软继电器”不是物理继电器 软继电器 能流” ②“能流”的表示方式 能流
扫描 方向
I0.1 Q0.0
I0.0
Q0.0
能流不许 倒流
常开、 ③ 常开、常闭触点不是现场物理开关的触点 ④ 梯形图中的输出线圈不是物理线圈 梯形图中的接点原则上可无限次使用， ⑤梯形图中的接点原则上可无限次使用，同一 地址的线圈通常只用一次 地址的线圈通常只用一次
输入/输出刷新时间 扫描时间 执行指令 扫描时间 执行指令
输入端 输入延迟时间 输入滤波电路输出 输出延迟时间 输出端 最长 I/O 响应时间 CPU 读输入
用户程序的语句安排影响响应时间
快速响应？ 快速响应？
脱离扫描 周期 使用快速响应模块 直接处理的方式（专门的软件指令） 立即I/O指令
3.2.5 在用户程序执行阶段 PLC对输入输出的处理规则 PLC对输入输出的处理规则
1. 输入映象寄存器的内容，由采样时输入端 输入映象寄存器的内容， 子的状态决定。 子的状态决定。
输入/输出刷新时间 扫描时间 执行指令 扫描时间 执行指令
输入/输出刷新时间 扫描时间 执行指令 扫描时间 执行指令
输入端 输入延迟时间 输入滤波电路输出 CPU 读输入 输出端 最短 I/O 响应时间 输出延迟时间
Y 内 部 电 路 J
COM + 交流电源或 直流电源 -
PLC
4. 编程器
*程序的编制、编辑、调试、监视······ *简易型 *智能型
5. 电源单元 ◆把外部电源变换成系统内部各单元 所需的电源 ◆采用开关电源 ◆电源的性能直接影响PLC的抗干扰能力 ◆掉电保护电路 ◆后备电池电源
3.2 可编程序控制器的工作原理
SB1
KM1
KM2
SB3
KM1
PE M
M 3~
输 入 部 分
KM2
KM1
KM1
KM2
输出 部分
逻辑部分: 由电器的触 点和导线及 其固定接线 组成
PLC控制系统的组成 2. PLC控制系统的组成
PLC控制 系统可分 为三部分： 输入部分、 逻辑部分、 输出部分
3.PLC控制系统与继电器3.PLC控制系统与继电器-接触器控制系统的比较 控制系统与继电器
2) 用户程序存储器
用 户 程 序 存 储 器
用户程序
用户程序区 数据区 区
数 CPU 数据
数据 数
输入、 3. 输入、输出单元 PLC的CPU与现场 装置或其它外部设备之 的 与现场I/O装置或其它外部设备之 与现场 间连接的接口部件 间连接的接口部件
电平转换 光电耦合
电平转 换功率 放大光 电耦合