PLC的组成与工作原理课件.ppt

第4章PLC的组成与工作原理4.1概述什么是PLC？1987年，国际电工委员会（IEC）定义：
“可编程控制器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。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。二、可编程控制器的产生背景：
1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。1968年，GM公司提出十项设计标准：
编程简单，可在现场修改程序；
维护方便，采用插件式结构；
可靠性高于继电器控制柜；
体积小于继电器控制柜；
成本可与继电器控制柜竞争；
可将数据直接送入计算机；
可直接使用115V交流输入电压；
输出采用115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；
通用性强，扩展方便;
能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。1969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。三、可编程控制器的特点四、可编程控制器的应用可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域按结构形式分按结构形式分按结构形式分按I/O点数分
小型PLCI/O点数为256点以下的为小型PLC
（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）
中型PLCI/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC
大型PLCI/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）六、可编程控制器的发展趋势向小型化和大型化两个方向发展
小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I/O点数为8～16点，以适应单机及小型自动控制的需要。
大型化是指大中型PLC向大容量、智能化和网络化发展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。现已有I/O点数达16384点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。大力开发智能模块，加强联网与通信能力
为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。
PLC的联网与通信有两类：①PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；②PLC与计算机之间的联网通信。
为了加强联网与和通信能力，PLC生产厂家也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。增强外部故障的检测与处理能力
据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。
前二项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理。
而其余80%的故障属于PLC的外部故障。PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。编程语言多样化
在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。
除了大多数PLC使用的梯形图、语句表语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。4.2PLC的基本组成FX系列PLC的硬件配置图1、CPU（中央微处理器）
CPU由控制器和运算器组成，它是PLC的运算和控制中枢，起着主导核心作用。
CPU的主要任务是：
①对系统进行管理，如自诊断、查错、信息传送、时钟、计数、刷新等；
②进行程序解释，根据用户程序执行输入、输出操作等。2、存储器
可分为系统程序存储器和用户程序存储器，用户程序存储器又包括用户程序存储区和用户数据存储区。
①系统程序存储器：用于存放PLC生产厂商永久存储的程序和指令，称为监控程序。监控程序与PLC硬件组成和专用部件物性有关，用户不能访问和修改该存储器的内容。
②用户程序存储区：主要存放用户已编制好的程序或正在调试的应用程序。用户可擦除重新编程。
③用户数据存储区：用于PLC工作过程中经常变化、需要随机存储存取的一些数据。3、输入、输出接口（1）输入接口电路（1）输入接口电路（1）输入接口电路