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第二讲 PLC的硬件构成
本节课你将学习到以下内容:
1、PLC硬件由哪几部分构成?
2、外部输入和输出信号怎么和PLC联系起来?(I/O接口电路)
3、PLC分类及型号选择?
一、PLC的硬件构成
整体结构的PLC 各部分装在同一机壳内。
模块式结构的PLC——各部件独立封装,称为模块通过机架
和总线连接而成, I/O的能力可按用
户的需要进行扩展和组合
输出部件
中央处理单元(CPU)——控制器的核心
输入部件
(I/O部件)
连接现场设备与CPU之间的接口电路
电源部件——为PLC内部电路提供能源
存储器——存放用户程序和系统程序。
外设接口——连接编程器,进行编程,联网等功能。
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整体式PLC :电源、CPU中央处理系统、I/O接口都集成在一个机壳内。如三菱FX2N系列PLC。
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标准模块式结构化PLC :各种模块相互独立,并安装在固定的机架(导轨)上,构成一个完整的PLC应用系统。如:西门子S7-300、S7-400系列。
PS
(电源模块)
CPU
IM
(接口模块)
SM:
DI
SM:
DO
SM:
AI
SM:
AO
CP:
- 点-到-点
- PROFIBUS
- 工业以太网
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◆ PLC中常采用的CPU有三类:
⑴通用型微处理器(如Z8086、80186、80286等)
⑵单片机型微处理器(MCS-51 MCS-96等)
⑶位片式微处理器(如AMD2900等)
◆小型PLC: 8位通用微处理器和单片微处理器,
中型PLC:16位通用微处理器或单片微处理器
大型PLC:采用高速位片式微处理器(32位)
1、中央处理单元CPU
小型PLC为单CPU系统,中、大型PLC则大多为双CPU或多CPU系统。
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◆CPU的作用:按系统程序赋予的功能,指挥PLC有条不紊地进行工作。
1)接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据
2)诊断电源、PLC内部电路故障和编程中的语法错误等
3)接收并存储从输入单元(接口)得到现场输入状态或数据
4)逐条读取并执行存储器中的用户程序,并将运算结果存入
存储器中
5)根据运算结果,更新有关标志位和输出内容,通过输出接
口实现控制、制表打印或数据通讯等功能
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◆存储器的作用:
在PLC中,存储器主要用于存储系统程序、用户程序、工作数据等
◆存储器的类型:
可读/写操作的随机存储器RAM
只读存储器ROM、EPROM和EEPROM
2、存储器
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◆系统程序:
系统程序是完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。
系统程序由PLC的制造厂家编写的,在PLC使用过程中不会变动,它和PLC的硬件组成有关,它关系到PLC的性能。
系统程序由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、或EPROM中,用户不能访问和修改。
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◆用户程序:
●用户程序是用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编制的应用程序。它是由PLC控制对象的要求而定的。
●为了便于读出、检查和修改,用户程序一般存于CMOS静态RAM中,用锂电池作为后备电源,以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏,当用户程序经过运行正常,不需要改变,可将其固化在EPROM中。
●现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。
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◆工作数据:
●工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。它们存放在RAM中,以适应随机存取的要求。
●在PLC的工作数据存储器中,设有存放输入/输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区,这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要,部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态,这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
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