PLC工作原理和結構

PLC工作原理和結構：
PLC系統組成及各部分的功能

一．系統組成。

二．各部分的作用。

1． CPU運算和控制中心

起“心臟”作用。

縱：當從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲器中，然后CPU根據系統所賦予的功能（系統程序存儲器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成PLC內部所認可的用戶編譯程序。

橫：輸入和輸入信息從輸入接口輸進，CPU將之存入工作數據存儲器中或輸入映象寄存器。然后由CPU把數據和程序有機地結合在一起。把結果存入輸出映象寄存器或工作數據存儲器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅動器。

組成：CPU由控制器、運算器和寄存器組成。這些電路集成在一個芯片上。CPU通過地址總線、數據總線與I/O接口電路相連接。

2． 存儲器

具有記憶功能的半導體電路。

分為系統程序存儲器和用戶存儲器。

系統程序存儲器用以存放系統程序，管理程序，監控程序以及對用戶程序做編譯的解釋編譯程序。由只讀存儲器、ROM組成。廠家使用的，內容不可更改，斷電不消失。

用戶存儲器：分為用戶程序存儲區和工作數據存儲區。由隨機存取存儲器（RAM）組成。用戶使用的。斷電內容消失。常用高效的鋰電池后備電源，壽命為3~5年。

3．輸入/輸出接口

（1）輸入接口：

光電耦合器由兩個發光二極度管和光電三極管組成。

發光二級管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號，發光二極管就產生與輸入信號變化規律的光信號。

光電三級管：在光信號的照射下導通，導通程度與光信號的強弱有關。在光電耦合器的線性工作區內，輸出信號與輸入信號有線性關系。

輸入接口電路工作過程：當開關合上，二極管發光，然后三極管在光的照射下導通，向內部電路輸入信號。當開關斷開，二極管不發光，三極管不導通。向內部電路輸入信號。也通過輸入接口電路把外部的開關信號轉化成PLC內部所能接受的數字信號。

（2）輸出接口

PLC的繼電器輸出接口電路

工作過程：當內部電路輸出數字信號1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點閉合，提供負載導通的電流和電壓。當內部電路輸出數字信號0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點斷開，斷開負載的電流或電壓。也通過輸出接口電路把內部的數字電路化成一種信號使負載動作或不動作。

三種類型：

繼電器輸出：有觸點、壽命短、頻率低、交直流負載

晶體管輸出：無觸點、壽命長、直流負載

晶閘管輸出：無觸點、壽命長、交流負載

4．編程器

編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實驗室使用的手持編程器。二種是通過PLC的RS232口。與計算機相連。然后敲擊鍵盤。通過GX-DEVELOPER軟件向PLC內部輸入程序。

第二節 PLC的基本工作原理

一．PLC采用“順序掃描，不斷循環”的工作方式

1．每次掃描過程。集中對輸入信號進行采樣。集中對輸出信號進行刷新。

2．輸入刷新過程。當輸入端口關閉時，程序在進行執行階段時，輸入端有新，新不能被讀入。只有程序進行下一次掃描時，新才被讀入。

3．一個掃描周期分為輸入采樣，程序執行，輸出刷新。

4．元件映象寄存器的內容是隨著程序的執行變化而變化的。

5．掃描周期的長短由三條決定。（1）CPU執行指令的速度（2）指令本身占有的時間（3）指令條數

6．采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現象，即輸入/輸出響應延遲。

二．PLC與繼電器控制系統、微機區別

1．PLC與繼電器控制系統區別

前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。

前者用“軟件”，后者用“硬件”。

2．PLC與微機區別

前者工作方式是“循環掃描”。后者工作方式是“待命或中斷”

PLC 編程方式

PLC最突出的優點采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線邏輯”。

PLC編程語言有梯形圖、布爾助記符語言，等等。尤其前兩者為常用。

梯形圖語言特點：

1．每個梯形圖由多個梯級組成。

2．梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當某一梯級的邏輯運算結果為“1”時，有假想的電流通過。

3．繼電器線圈只能出現一次，而它的常開、常閉觸點可以出現無數次。

4．每一梯級的運算結果，立即被的梯級所。

5．輸入繼電器受外部信號控制。只出現觸點，不出現線圈。

第四節 主要技術性能

用戶程序存儲容量：是衡量可存儲用戶應用程序多少的指標。通常以字或K字為單位。16位二進制數為一個字，每1024個字為1K字。PLC以字為單位存儲指令和數據。的邏輯操作指令每條占1個字。定時/計數，移位指令占2個字。數據操作指令占2~4個字。

每五節 PLC的分類

按結構分類：

1． 整體式：是把PLC各組成部分安裝在一起或少數幾塊印刷電路板上，并連同電源一起裝在機殼內形成一個單一的整體，稱之為主機或基本單元、小型、超小型PLC采用這種結構。

模塊式：是把PLC各基本組成做成獨立的模塊。中型、大型PLC采用這種方式。便于維修。