2 PLC的结构和工作原理.ppt

2 PLC的结构和工作原理
PLC的一般结构
PLC的基本工作原理
PLC的技术性能指标
PLC的分类
PLC的应用设计步骤
FP1系列PLC介绍
PLC的一般结构
用可编程序控制器实施控制,其实质是按一定算法进行输入输出变换,并将这个变换予以物理实现。入出变换、物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点。而入出变换实际上就是信息处理,信息处理当今最常用的是微处理机技术。PLC也是用它,并使其专用化,应用于工业现场。至于物理实现,正是它与普通微机相区别之点,普通微机大多只考虑信息本身,别的不多考虑,而PLC要考虑实际的控制需要。物理实现要求PLC的输入应当排除干扰信号适应于工业现场。输出应放大到工业控制的水平,能为实际控制系统方便使用。这就要求I/O电路专门设计
图2-1 PLC结构示意图
图2-2 逻辑结构示意图
(一)中央处理机
中央处理机是PLC的大脑,它由中央处理器(CPU)和存储器等组成。
(Central Processing Unit—CPU)
中央处理器(CPU)一般由控制电路、运算器和寄存器组成,这些电路一般都集成在一芯片上。CPU通过地址总线、数据总线和控制总线与存储单元、输入输出(I/O)接口电路相连接。
图2-3 PLC硬件系统框图
CPU的主要功能
l)从存储器中读取指令。CPU从地址总线上给出存储地址,从控制总线上给出读命令,从数据总线上得到读出的指令,并存入CPU内的指令寄存器中。
2)执行指令。对存放在指令寄存器中的指令操作码进行译码,执行指令规定的操作,如读取输入信号,取操作数、进行逻辑运算或算术运算,将结果输出给有关部分。
3)准备取下一条指令。CPU执行完一条指令后,能根据条件产生下一条指令的地址,以便取出和执行下一条指令,在CPU的控制下,程序的指令既可以顺序执行,也可以分支或跳转。
4)处理中断。CPU除顺序执行程序外,还能接收输入输出接口发来的中断请求,并进行中断处理,中断处理完后,再返回原址,继续顺序执行。
(Memory)
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、逻辑变量和其它一些信息。
系统程序--用来控制和完成PLC各种功能的程序,这些程序是由PLC制造厂家用相应CPU的指令系统编写的,并固化到ROM中。
用户程序--存储器用来存放由编程器或计算机输入的用户程序。用户程序是指使用者根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的控制程序,可通过编程器或计算机进行修改或增删。
在PLC中使用的两种类型存储器为ROM和RAM。
l)只读存储器ROM
只读存储器ROM按照其编程方式不同,可分为ROM、PROM、EPROM和EEPROM等。
ROM(Read Only Memory)又称掩膜只读存储器,它存储的内容在其制造过程中确定,不允许再改变;
PROM是可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory的缩写) ,它的存储内容是用户用编程器一次性写入的,不能再改变;
EPROM是可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory的缩写) ,它的存储内容也是用户用编程器写入的,但是可以在紫外线灯的照射下擦除,因此,它允许反复多次地擦除和写入;