关于PLC的结构和工作原理
PLC的 结构
主要由CPU(中央处理器)、存储器和输入\输出模块三部分组成
1.CPU
功能:完成PLC内所有的控制和监视操作
组成:控制器、运算器和寄存器
工作方式:通过数据地址、地址总线和控制总线与存储器、输入\输出接口电路连接
2.存储器
类型:只读类型(EPRORM、EEPROM)、可读\写类型(RAM)
只读类型: PLC的操作系统存放在这里,程序由制造商固化,通常不能修改
可读\写类型(RAM):主要用于存储中间计算结构和数据及系统管理。
输入\输出接口
作用:是PLC内部弱电信号和工业现场强电信号联系的桥梁。
1.保护作用:利用内部的电隔离电路1将工业现场和PLC内部进行隔离
2.调理信号:把不同的信号(如强电、弱电信号)调理成CPU可以处理的信号(5V、3.3V或2.7V)
输入接口电路
组成:接线端子、信号调理和转换电路2、状态显示电路、电隔离电路和多路开关模块。
接入设备种类:输入信号分离散信号、模拟信号。当输入端是离散信号时,其设备类型可以是限位开关、按钮等。当输入端是模拟信号时,其设备类型可以是压力传感器、温度传感器等。
输出接口电路
组成:多路开关模块、信号锁存器、电隔离电路、状态显示电路、输出装换电路和接线端子。
输出形式:继电器输出3、晶体管输出4、晶闸管输出5
接入设备种类:输出信号也可以是离散信号和模拟信号,当其输出端为离散信号时,其接入设备可以是电磁阀的线圈、LED、接触器线圈等
当其输出端为模拟信号时,其接入设备为流量阀、模拟量仪表、DC驱动器、流量控制器等。
PLC的工作原理
原理
PLC是一种存储程序的控制器,用户根据某一对象的具体控制要求,编制好控制程序后,用编程器将程序输入到PLC(或用计算机下载到PLC)的用户程序存储器中寄存。PLC的控制功能就是通过运行用户程序来实现。
工作方式
主要分三个阶段:输入扫描、程序执行、输出刷新。
输入扫描:PLC在执行程序之前,首先扫描输入端子,按顺序将所有输入信号读入寄存器-输入状态的输入映像寄存器中,这个过程为扫描。PLC在运行程序时,所需的输入信号不是取输入端子上的信息,而是取输入映像寄存器中的信息。而且采样结果不会在本工作周期内改变,只有到下一个扫描阶段才会改变。
程序执行:PLC完成扫描后,按顺序从0号地址开始的程序进行逐条扫描执行。结果是保存在输出映像寄存器中。
输出刷新:在执行完用户所有程序后,PLC上将输出映像寄存器中的内容送到锁存器中进行输出,驱动用户设备,扫描时间取决与输出模块的数量。
扫描时间:上述三个阶段处理的过程,就是程序扫描时间。其主要由三个因素影响:1.CPU的时钟速度。2.I/O模块的数量。3.程序的长度。
- 主要利用电隔离器件将工业现场的机械或者电输入信号和PLC的CPU的信号隔开,可以确保过高的电干扰信号和浪涌不串入PLC的微处理器,起保护作用。 ↩
- 将工业现场的信号(如强电AC220V信号)转化为电信号(CPU可以识别的弱电信号) ↩
- PLC负载电源可以是直流电源或者交流电源 ↩
- PLC负载电源是直流电源,其输出频率较高 ↩
- PLC负载电源是交流电源。 ↩
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