PLC的物理结构介绍
PLC知识点总结
PLC的基本结构：PLC 主要由CPU模块，输入模块，输出模块和编程器电源组成。
可以将PLC分为整体式，模块式和混合式。
PLC使用以下几种物理存储器：1.随机存取存储器(RAM)2.只读存储器（ROM）3.可以电擦除可编程的只读存储器(EEPROM)PLC的工作原理：PLC通电后，需要对硬件和软件作一些初始化工作。
为了使PLC得输出及时地响应各种输出信号，初始化后PLC要反复不停地分阶段处理各种不同任务，这种周而复始的循环工作方式成为扫描工作方式。
1.读取输入：在PLC的存储器中，设置了一片区域来存放输入信号和输出信号，在读取输入阶段，PLC把所有的外部数字量输入电路的1/0状态读入输入过程映像寄存器。
外接的输入电路闭合时，对应的输入过程映像寄存器为1状态，梯形图中对应的输入点的常开触点接通，常闭触点断开。
外接的输入电路断开时，对应的输入过程映像寄存器为0状态，梯形图中对应的输入点的常开触点断开，常闭触点接通。
2.执行用户程序：PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中顺序排列。
在RUN模式的程序执行阶段，如果没有跳转指令，CPU从第一条指令开始，逐条顺序地执行用户程序。
3.通讯处理：在处理通讯请求阶段，CPU处理从通讯接口和智能模块接收到的信息，在适当的时候将信息传送给通讯请求方。
4、CPU自诊断测试：自诊断测试包括定期检查CPU模块的操作和扩展模块的状态是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作。
5、改写输出“CPU执行完用户程序后，将输出过程映像存储器的0/1状态传送到输出模块并锁存起来。
梯形图中某一输出位的线圈“通电”时，对应的输出过程映像寄存器为1的状态。
若梯形图中输出点的线圈“断电”，对应的输出过程映像存储器中存放的二进制数为0，将它送到继电器型输出模块，对应的硬件继电器的线圈断电，其常开触点断开，外部负载断电，停止工作。
CPU分配给数字量I/O模块的地址以字节为单位，一个字节由8个数字量I/O 点组成。
可编程控制器(PLC)简介
PLC的硬件结构：
主要由控制组件和输入/输出（I/O）接口电路及编程器三部分组成。
硬件结构主要包括：CPU、RAM、ROM和I/O接口电路等，内部采用总线结构进行数据和指令的传输。
PLC硬件结构的三大部分
）控制组件：
CPU：中央处理器，控制指挥中心，完成取进输入信号、对指令进行编译、完成
（a）（b）
三、FX2系列PLC的内部寄存器
FX2系列为例，介绍小型PLC的硬件配置和指令系统。
FX2系列列PLC内部寄存器的配置
见表。
寄存器名称符号编号点数注释
000~177
．电路控制过程分析
接触器KM1、KM3通电→电动机定子绕组为星形联结起动，
二者比较，主电路是一样的，只是控制电路部分不同。
该电路需要连接到点：两个控制按钮和三个交流接触器。
因此可选用型号为有输入、输出端口各8点，其地址分别X000 ~ X007，
所连接主令电路输出点地址
停止按钮SB1 Y000
启动按钮SB2 Y001
Y002
（1）如表所示，表中左边为程序的梯形图，右边为助记符。
plc结构原理
plc结构原理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电子设备。
作为现代工业控制系统的核心部分，PLC在工业生产中发挥着重要的作用。
本文将深入探讨PLC的结构原理。
一、PLC的基本概念和组成PLC是一种由微处理器、存储器、输入输出模块、通信模块等组成的系统。
它以可编程的方式根据输入信号的状态进行逻辑判断，并输出相应的控制信号。
PLC的基本组成部分如下：1. 微处理器：微处理器是PLC的核心部件，负责控制和运算系统的各项任务。
2. 存储器：PLC的存储器分为程序存储器和数据存储器。
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中间数据和用户指定的变量。
3. 输入模块：输入模块用于接收外部传感器或其他设备发送的信号，比如按钮、传感器等。
4. 输出模块：输出模块用于输出控制信号给执行机构，实现工业设备的控制。
5. 通信模块：通信模块用于PLC系统与其他设备的数据传输，实现与上位机或其他PLC之间的通讯。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以简述为以下几个步骤：1. 输入信号采集：PLC通过输入模块采集外界的输入信号，这些信号可以是来自传感器、按钮、开关等设备。
2. 信号处理：PLC对输入信号进行处理，根据用户编写的控制程序进行逻辑运算和判断。
3. 控制输出：根据逻辑判断的结果，PLC通过输出模块产生相应的控制信号，并将其传送给执行机构。
4. 执行动作：执行机构接收到PLC传来的控制信号，执行相应的工业操作，如启动电机、开关阀门等。
5. 状态监控：PLC会对执行机构的状态进行监控，并不断检测输入信号，以保持控制系统的稳定性。
三、PLC的优势和应用PLC相对于传统继电器控制系统具有许多优势，使其在工业自动化领域得到广泛应用。
1. 灵活性：PLC的控制程序可以根据需要进行编写和修改，实现对系统的灵活控制。
2. 可靠性：PLC采用数字电子技术，能够提供高可靠性的控制，减少因继电器故障而导致的停机时间。
PLC原理及应用(2012年第2章)
2.1 PLC的硬件结构 2.1.1 PLC的物理结构
根据硬件结构的不同，PLC主要可分为整体式和模块式。 1.整体式可编程序控制器 小型PLC一般采用整体式结构，它的体积小、价格低。 整体式可编程序控制器将CPU模块、I／O模块和电源装在一个箱 型机壳内（见图2一l），称为基本单元。 2.模块式可编程序控制器 大、中型PLC一般采用模块式结构，它由机架和模块组成(见 图2-2)。
2.1.3 I/O（输入/输出)模块
各I／0点的通断状态用发光二极管显示，外部接线一般接在模块面板的 接线端子上。 PLC的输入输出信号类型可以是开关量、模拟量。输入输出接口单元包含 两部分：一部分是与被控设备相接的接口电路，另一部分是输入和输出的映 像寄存器。
输入单元接受来自用户设备的各种控制信号，如限位开关、操作按钮、
2.2.3 PLC的工作原理
PLC的工作原理
• PLC的运行方式 – 形象理解PLC的工作方式
PLC的工作原理
• PLC对输入/输出的处理原则 • 输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入 点在上一刷新期间的接通和断开状态。 • 程序执行结果取决于用户所编程序和输入/输出映 像寄存器的内容及其他各元件映像寄存器的内容。 • 输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果。 • 输出锁存器中的数据，由上一次输出刷新期间输出 映像寄存器中的数据决定。 • 输出端子的接通和断开状态，由输出锁存器决定。
图2-13
CPU单元与扩展模块的连接方法
常用扩展模块的种类
模块类型 型号 输入/输出点数 8点输入（24VDC） EM221 8点输入（120/230VAC） 16点输入（24VDC） 30 30 70 4/输入 模块消耗电流（mA） +5DC +24VDC 4/输入
第2章_PLC的硬件与工作原理(应用)
8k字左右
大型机：开关量和模拟量、2048点以上、容量16k字 以上，功能强大
2.1.1 PLC的物理结构
按结构形式分
整体式PLC
将电源、CPU、I/O接口等部件都集中 装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低 等特点。
1
2
西门子S7-200PLC
日本三菱FX系列PLC
S7-200 CPU模块的外形图
图2-8 扫描过程
• 工作方式——集中 输入、集中输出， 周期性循环扫描的 方式进行工作的。 • 工作过程——上电 处理、扫描过程、 出错处理（自诊断） 几个阶段。
写输出
读输入
执行程序 自诊断
处理通讯
周期性循环扫描，集中输入、集 中输出，与单片机系统的区别？ 怎样增强抗干扰能力？
输入采样阶段
PLC的扫描过程
第2章 PLC的硬件与工作原理
2.1 2.2 2.3 2.4 PLC的硬件 PLC的工作原理 S7-200CN系列PLC I/O地址分配与外部接线
学习目标
熟悉PLC的硬件、分类，工作原理，IO模块， 外部接线等。
2.1 PLC的硬件
PLC按结构形式分类
整体式
模块式 按I/O容量分 小型机：开关量、I/O256点以下、容量4k字左右 中型机：开关量和模拟量、256~2048点之间、容量
KF SF1
电 源 母 线
KF KF
QA1
QA2 KF
电 源 母 线
PLC梯形图：串行工作方式
PLC梯形图：串行工作方式
SF2 I0.0 I0.1 I0.0 M0.0
（）
Q0.0 M0.0 M0.0 Q0.0
~
பைடு நூலகம்QA1
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
2间接寻址（1地址指针建立2地址指针修改 3利用地址指针取数据）
RC和RV压敏电阻作用：消除触点断开时电弧
继电器作用：隔离，放大信号
继电器线圈通电时，其常开触点接通，常闭触点断开；
继电器线圈断电时，其常开触点断开，常闭触点闭合
存储器 分为 系统程序存储器和 用户程序存储器。
PLC使用一下几种物理存储器：
1）随机存取存储器（RAM） 缺点：是易失性的存储器，它的电源中断后，储存的信息将会丢失。
优点：工作速度高、价格便宜、改写方便。
2）只读存储器（ROM）只能读出，不能写入。
顺序功能图中转换实现应完成的操作：
1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。
2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。
课后作业
（1）PLC主要由(CPU)、(输入模块)、(输出模块 )和(编程器)等组成。
（2）继电器的线圈"断电"时，其常开触点（断开），常闭触点（闭合）
跳变触点指令：正跳变触点检测到一次正跳变时，或负跳变触点检测到一次负跳变时，触点接通一个扫描周期。
17、 有记忆功能的电路： 起动—保持—停止电路（简称为起保停电路）。
18、有向连线：在顺序功能图中，随着时间的推移和转换条件的实现，将会发生步的活动状态的进展，这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。
相邻的4个字节组成一个双字
14 高速计数器（HC）：高速计数器用来累计比CPU得扫描速率更快的事件，技术过程与扫描周期无关。
特殊存储器（SM）：特殊存储器用于CPU与用户之间交换信息。
一PLC简介及基础知识ppt课件
PLC是什么 PLC的产生 PLC的分类 PLC基本结构 PLC工作方式 PLC的发展趋势
01、PLC是什么？
• 可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为基础，综 合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。
• 1.输入采样阶段 • 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次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。在这两个阶段中，即使输入状态和数
据发生变化，I/O映象区中相应单元的状态和数据也不会改变，直到下一个扫描周期的输入采 样阶段。 • 因此，如果输入的是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任 何情况下，该输入均能被读入。
目录
PLC是什么 PLC的产生 PLC的分类 PLC基本结构 PLC工作方式 PLC的发展趋势
04、PLC基本结构
1. 电源模块（PS） 2. 中央处理器（CPU） 3. 信号模块（SM） 4. 功能模块（FM） 5. 接口模块（IM） 6. 通信处理器（CP）
04、PLC基本结构
• 1、电源模块（PS） 电源模块的作用是把外部电源（通常是220V交流电源）转换成内部工作电压，能适应电网
另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。 随着复杂系统控制的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展，人们对PLC的信 息处理速度要求也越来越高，要求用户存储器2）、向通信网络化发展
• PLC网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的潮流。PLC与PLC之间的联网通信、PLC与
储单元、输入/输出接口电路连接。CPU在系统程序的控制下工作，通过扫描方式，将外部输入 信号的状态写入输入映像寄存器区域，PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，按指 令规定的任务进行数据的传送、逻辑运算、算术运算等，然后将结果送到输出映像寄存器区域。
PLC的硬件结构与工作原理
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图２－１ Ｓ７－２００ＣＰＵ模块的外形图
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
２．模块式ＰＬＣ
特点：用户对硬件配置的选择余地较大、维修 时更换模块方便
大、中型ＰＬＣ一般采用模块式结构 Ｓ７－４００模块式ＰＬＣ外形图如图２－２ 所示
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图2.6是继电器输出电路，继电器同时起隔离 和功率放大作用，每一路只给用户提供一对常
开触点。与触点并联的RC电路和压敏电阻用
来消除触点断开时产生的电弧。
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图2-6 继电器输出电路
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图2.7为使用场效应晶体管（MOSEET）的输
出电路。输出信号送给内部电路中的输出锁存 器，再经光电耦合器送给场效应晶体管，后者
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
S7-200 CPU为每个主机数字量输入提供了脉冲捕捉 功能，它可以使主机能够捕捉小于一个扫描周期的短 脉冲，并将其保持到主机读到这个信号，但前提是只 有通过滤波器后，脉冲捕捉才有效。此外，在一个给 定的扫描周期内如果有不只一个脉冲，则只有第一个 脉冲可以被捕捉到，几种情况下的脉冲捕捉波形如图
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
2.3 S7-200系列PLC性能简介
西门子公司的SIMATIC S7-200系列属于小 型PLC，可用于代替继电器的简单控制场合， 也可用于复杂的自动化控制系统。 因其具有极强的通信功能，故在大型网络 控制系统中也能充分发挥作用。
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
图2-9 扫描过程
第2章 PLC的硬件结构与工作原理
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 物理常闭开关与常闭开关-概述说明以及解释
plc 物理常闭开关与常闭开关-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下方面进行阐述：概述部分应该对PLC物理常闭开关与常闭开关的基本概念进行介绍。
PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的缩写，它是一种用于工业自动化控制的设备。
而物理常闭开关与常闭开关则是PLC控制系统中常用的输入/输出装置。
物理常闭开关是指在正常情况下处于闭合状态，当被外界触发时才会断开回路。
通常，物理常闭开关常用于检测或传感器装置中，用于感应外部物理变化，比如接近开关、限位开关等。
当物理常闭开关被触发时，PLC 控制器能够感知到其状态的改变，并做出对应的控制响应。
而常闭开关则是一种逻辑命题，在PLC程序中常常用于控制逻辑的判断。
常闭开关的逻辑状态表示为通断关系中的闭合状态，也就是逻辑“0”。
当常闭开关为闭合状态时，对应的输入信号为逻辑“0”，PLC控制器可以根据该状态进行进一步的逻辑判断和控制。
在本文中，我们将重点介绍PLC物理常闭开关与常闭开关的原理、特点、应用以及其与常开开关的对比等内容。
通过深入了解两者的功能与作用，读者将更好地理解PLC控制系统中的输入/输出装置。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该对整篇文章进行概括和介绍，以便读者能够了解该篇文章的结构和内容安排。
下面是一个可能的编写内容参考：在本篇文章中，我们将重点探讨PLC（可编程逻辑控制器）中的物理常闭开关和常闭开关。
我们将首先对这两种开关进行概述，包括它们的定义、特点和主要应用领域。
接着，我们将详细介绍PLC物理常闭开关和PLC常闭开关的工作原理和结构组成。
在这部分中，我们将分别讨论它们的工作原理、接线方式以及在PLC控制系统中的应用案例。
最后，我们将对这两种开关进行对比分析，并探讨它们在不同应用场景中的优缺点和适用性。
文章的结论部分将对比总结出我们对于这两种开关的综合认识，并提供对于读者在实际应用中的一些建议和启示。
第2章 PLC的硬件与工作原理
PLC经过这五个阶段的工作过程，称为一 个扫描周期，完成一个扫描周期后，又重新执 行上述过程，扫描周而复始地进行。
显然扫描周期主要取决于程序的长短，一般每秒 钟可扫描数十次以上，这对于工业设备通常没有什 么影响。但对控制时间要求较严格，响应速度要求 快的系统，就ห้องสมุดไป่ตู้该精确的计算响应时间，细心编排 程序，合理安排指令的顺序，以尽可能减少扫描周 期造成的响应延时等不良影响。
Q0.0 KM
二、PLC的操作模式
STOP：创建和编辑用户程序，设置PLC的 硬件功能，并可将程序下载到PLC。 RUN: 执行用户程序实现控制功能。
三、PLC工作原理
PLC通电后，对硬件和软件初始化，初始化后，PLC 反复不停地分阶段处理各种不同的任务，这种周而复 始地循环工作方式称为扫描工作方式。
解：4～20mA的模拟量对应于数字量6 400～32 000，压力的计算公式为
P
(10000 0) 100 ( N 6400) ( N 6400) (kPa) (32000 6400) 256
模拟量输出模块的量程有10V和0～20mA两种：
图2-11 模拟量输出数据字的格式
(3)可电擦除可编程的只读存储器(EEPROM）
它是非易失性的，但是可以用编程装置对它编程．兼有
ROM的非易失性和RAM的随机存取优点，但是将信息写入 它所需的时间比RAM长得多。EEPROM用来存放用户程序 和需长期保存的重要数据。
三、I/O模块 （1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。
2.执行用户程序
在执行指令时，从I/O映像寄存器或别的位元件的映像 寄存器读出其0/1状态，并根据指令的要求执行相应的逻 辑运算，运算的结果写入到相应的映像寄存器中，因此， 各映像寄存器（只读的输入过程映像寄存器除外）的内容 随着程序的执行而变化。
PLC的组成与基本结构介绍
PLC的组成与基本结构介绍根据物理结构形式的不同，PLC可分为整体式和组合式两种，整体式PLC中有CPU板、I／O板、显示面板、内存块、电源等，所有的电路都装入一个模块内，构成一个整体。
整体机结构紧凑、体积小。
组合式PLC中有CPU模块、I／O模块、内存、电源模块、底板或机架，组合拼装起来后就成为一个整齐的长方体结构。
无论哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I／O能力可按用户需要进行扩展与组合。
PLC控制系统的基本结构框图如下图所示。
▲PLC的基本结构框图1、中央处理器（CPU）CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，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，其主要任务如下：（1）控制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。
（2）诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
（3）PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，解释并按指令规定的任务进行数据传递、逻辑或算数运算等，并根据运算结果，更新有关标准位的状态和输出映像寄存器的内容，再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。
CPU芯片的性能关系到PLC处理控制信号的能力与速度。
CPU 的位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也越快。
2、存储器PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。
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。
用户存储器包括用户程序存储器（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（ErasaGleProgrammaGleROM，可擦除可编程ROM）或EEPROM（ElectricallyErasaGleProgrammaGleRead－OnlyMemory，电可擦可编程只读存储器），其内容可以由用户任意修改或增删。
第2章 PLC硬件
2.1.3 开关量I/O模块分类及接线方式
按电压等级分：直流5V、12V、24V、 48V和交流110V、220V 按输出点数分：4、8、16、32、64等 按地理位置分：本地I/O与远程I/O
与CPU相距较 近，两者之间 并行传送数据
2.2.6 闭环控制模块
2.2.6.1 实现闭环控制的方法 • 完全软件实现法：利用所开发的模拟量输入 输出模块来构成闭环控制系统。 厂家：美国GE公司和日本三菱公司
• 硬、软件结合法：开发可以实现闭环控制的 硬件模块，并配有适应各种控制方案的软件功 能块，共同实现闭环控制。 厂家：西门子公司、美国AB公司、和日本三菱 公司
标准控制结构的系统示意图
• 电机拖动控制结构：由速度控制器和电流控制器构 成双闭环控制系统。速度控制器为数字控制器，电流 控制器为模拟控制器，包括电机控制和SC R供电部分， 这部分在模块外，由用户另行设计。逻辑控制部分主 要实现关系的连锁、显示等功能。
电机拖动控制结构示意图
• 带有自校正的电机拖动控制系统
高速计数模块内部结构框图
使用应注意的问题： 与PLC主板的扩展连接及与现场计数设备的连接、进行高速计数模块的 程序编写
2.2.5 中断输入模块
作用： 利用中断控制I/O传输数据，可使CPU命令多个外 同时工作，实现分时操作； 故障处理； 实时数据处理与实时控制； 启动条件： 根据所连接的设备类型，通过内部开关进行。中断 可在输入脉冲的前沿或后沿启动，响应时间约 0.2ms或更短。 注意事项： 保护断点和现场，恢复断点和现场，寻找中断服务 程序和中断优先权排队。
2.2.7 BCD码输入/输出模块 进行BCD码信息输入，或通过 BCD码行信息显示，用 2.2.7 BCD码输入/输出模块 于 PLC连接拨码开关、LED数码管等。
PLC控制系统的结构与设计
PLC控制系统的结构与设计PLC控制系统是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动化控制系统。
它由多个组件和模块组成，根据实际需求和应用进行设计。
本文将论述PLC控制系统的结构与设计，从硬件、软件、电源和通信等方面进行详细介绍。
1.硬件部分PLC控制系统的硬件部分主要包括PLC主机、输入/输出（I/O）模块、人机界面（HMI）设备和外部设备。
PLC主机是PLC控制系统的核心部分，负责接收和处理来自传感器和执行器的信息，并发出相应的控制信号。
I/O模块用于连接传感器和执行器，将物理信号转换为数字信号，并传输给PLC主机。
人机界面设备用于与PLC控制系统进行交互，包括操作界面、监视界面和报警界面等。
外部设备包括各种传感器、执行器和通信设备等。
2.软件部分PLC控制系统的软件部分主要包括PLC程序和人机界面程序。
PLC程序是通过特定的PLC编程语言编写的，用于控制和监视整个自动化过程。
它包括输入处理、逻辑处理和输出处理等模块。
人机界面程序用于实现PLC控制系统与操作人员的交互，提供监视、调整和控制等功能。
3.电源部分4.通信部分PLC控制系统的通信部分主要包括PLC主机与外部设备之间的通信接口和通信协议。
通信接口用于与其他设备进行数据交换和通信，如以太网、串行接口和总线接口等。
通信协议规定了数据传输和通信的方式和规范，如Modbus、Profibus和Ethernet/IP等。
在PLC控制系统的设计过程中，需要考虑以下几个因素：1.功能需求根据自动化控制的实际需求确定PLC控制系统的功能，包括输入处理、逻辑处理和输出处理等。
在编写PLC程序时，需要考虑各种控制逻辑和功能模块的实现方式，以实现预期的控制效果。
2.系统可靠性3.维护和扩展性4.安全性总之，PLC控制系统的结构与设计需要综合考虑硬件、软件、电源和通信等因素，并根据实际需求和应用进行合理设计。
通过合理的结构与设计，可以确保PLC控制系统实现稳定、可靠和高效的自动化控制。
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。
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根据硬件结构的不同，可以将PLC分为整体式、模块式和混合式。
1.整体式PLC
整体式又叫做单元式或机箱式，它的体积小、价格低，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O点数又有若干规格。
对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。
无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。
2.模块式PLC
大、中型PLC一般采用模块式结构，它由机架和模块组成，模块插在模块插座上，后者焊接在机架中的总线连接板上，有不同槽数的机架供用户选用，如果一个机架容纳不下选用的模块，可以增设一个或数个扩展机架，各机架之间用接口模块和电缆相连。
用户可以选用不同档次的CPU模块、品种繁多的I/O模块和特殊功能块，对硬件配置的选择余地较大，维修时更换模块也很方便。
3.CPU模块中的存储器
存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器，系统程序相当于个人计算机中的操作系统，它使PLC具有基本的智能，能完成PLC设计者的规定的各种工作。
系统程序由PLC的生厂家设计并固定化在ROM（只读存储器）中，用户不能读取。
用户程序由用户设计，它使PLC能完成用户要球的特定功能，用户程序存储器的容量以字节（B）为单位。
（1）。
随机存取存储器（RAM）
用户可以用编程装置读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，因此RAM又叫读/写存储器。
RAM的工作速度高、价格便宜、改写方便。
（2）。
只读存储器（ROM）
ROM的内容只能读出，不能写入。
（3）。
可以电檫出可编程的只读存储器（EEPROM）
S7-200用EEPROM来存储用户程序和长期保存的重要数据。
4.I/O模块
各I/O点的通/断状态用发光二极管（LED）显示，PLC与外部接线的连接一般用接线端子，某些模块使用可以拆卸的插座型端子板，不需断开端子板上的连接线，就可以迅速的更换模块。
输入模块：PLC通过输入模块来接收和采集输入信号，通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调速装置等执行器，PLC控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。
输入电路中设有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号。
输出模块：输出模块的率放大元件有大功率晶体管和场效应管（驱动直流负载）、双向可控硅（驱动交流负载）和小型继电器，继电器可以驱动交流负载或直流负载。
输出电流的典型值为0.5—2A，负载电源由外部现场提供。
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