第三章 可编程控制器原理(第一部份)(1)
更新时间:2023-05-13 17:28:01 阅读量: 实用文档 文档下载
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第三章 PLC硬件结构与工作原理
教学内容: PLC的组成模块(了解) PLC的工作原理(掌握重点) PLC的扩展模块(了解) S7-200的扩展和编址(重点和难点)
第2章 PLC的硬件与工作原理2.1 PLC的硬件 2.1.1 PLC的物理结构
PLC的物理结构:整体式、模块式 PLC按结构形式有不同分为: 整体式PLC 模块式PLC 整体式:CPU模块、I/O模块和电源模块都是 封装在一个机壳里的。S7-200通常把这种整 体式PLC,又称为“CPU模块”。
PLC控制系统示意图P43
I/O LED 状态LED 系统错误/诊断 (SF/DIAG) RUN( 运行) STOP( 停止) 可选卡插槽 存储器卡 时钟卡 电池卡
前盖下面有 模式选择开关(RUN/STOP) 模拟电位器 扩展端口
用 及应 C编程 PL 用及应 编程 PLC
接线端子排
通信口
用于在DIN导轨 上安装的卡子
图2-1 S7-200 CPU模块的外形图
模块式PLC:所有的硬件、所有的单元皆通过系统总线 挂接在其上。
由PLC模块及后方机架构成,机架上焊接有模 块插槽与总线相连,所有模块都插在模块插槽上。 搭建比较灵活,可根据设计需要选取合适的模块, 通常在大中型PLC中使用。 当一个机架不能满足要求时,还可增设机架, 机架间通过电缆相连。
整体式PLC特点: 体积小,每个I/O点相对比较便宜; 小型控制系统中常用. 如S7-200模块式PLC特点: 硬件组合灵活方便,I/O点的种类、多少、 比例控制选择方便,维修、调试方便,价 位高,用于要求高、复杂的控制系统中。 S7-300 S7-400
根据PLC中I/O点数,按规模 PLC还可做以下分类: 类 型 I / O 点数 微型 64点以下小型 中型 大 型 超大型 64点—128点 128点—512点 512点—8192点 8192点以上
存储容量(字节) 1—2KB2—4KB 4—16KB 16—64KB 64—128KB
运算器、控制器
2.1.2
CPU模块
CPU模块 主要由CPU芯片、存储器、内部电源所组成。 1、 CPU芯片功能: 1) 采集输入信号、执行用户程序、刷新系统的输出; 2) 诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程的语言 错误。动作步骤: 用扫描方式接收输入信号,送入PLC的输入映像寄存器中保存起 来。 PLC进入运行状态后,根据存放的先后顺序逐条读取用户程序, 进行解释和执行完成用户程序规定的各种操作 将用户程序的执行结果送到输出映像寄存器和刷新输出端 CPU是主控,它决定其它部件的动作。
2、存储器的功能:
用来存储系统程序、用户程序、工作数据等信息。
1、系统程序存储器 用来存储用于控制和完成PLC各种功能的程序,这 些程序是由PLC制造厂家利用相应的CPU指令系统 编写的,并固化在ROM中。 2、用户程序、工作数据存储器 用来存放由编程器或其他编程设备输入的用户程序。 用户程序由使
用者根据工程现场的生产过程和工艺要 求而编写,可通过编程器或编程软件修改上传。同 时存入该存储器的程序又可下载到编程软件中(下 载)。
在PLC中使用的存储器类型:(与普通计算机一致,可相互替代) 1、ROM非易失性(断电不会消失),可读不可写,错误操作不会 对其有影响,可用来存放系统程序,也可用来固化用户程序和 一些重要参数,但运行速度慢。
2、RAM易失性,可读可写,存放一般用户程序和系统参数,运行速度 快,断电后可通过锂电池保存这些信息。
3、EPROM 可用电擦除可编程的ROM 在PLC中广泛应用,ROM 的非易失性 可读不可写; RAM 的易失性 可读可写;其内容可用电擦除修改, 存放用户程序和需长期保存的数据同。
同时具有
2.1.3 I/O模块
P49
各I/O点的通断状态用发光二极管显示, 其外部接线直接接在模块面板的接线端子 上。 前面我们提到,为保证PLC的稳定性, 采用了许多抗干扰措施,最重要的有光电 耦合,也就是说外部信号,不能直接进入 PLC内部电路中去,外部I/O信号与PLC内 部间无电气联系。 那么外部信号是如何进入I/O模块的啦?
直流输入模块电路
直流输入模块电路特点: 使用电气隔离技术;(光电耦合器)
交流输入模块电路
交流输入模块电路: 双向电气隔离技术; 防止信号抖动;---RC滤波电路
继电器输出型: 输出信号与外设间通信,通过继电器原理实现; 灭弧结构; RC回路 压敏电阻 特点:可用于低频、大功率、交直流负载 由于继电器可通直流也可能交流, 其结构决定 其触点不能频繁开关,所以可适用于低频的直流\ 交流负载.
场效应晶体管输出型 光电耦合器作用 场效应晶体管作用 稳压管作用 晶体管输出电路,适用于高频小功率直流负载. 因为场效应晶体管不能通过较大的功率,而且 有电流的单向性,所以只能用于高频小功率直 流负载. 同时还需要一个外接电源,而且是直流的.
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