第三章_PLC基本组成和工作原理-2017
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化控制系统中的电子设备。
它由中央处理器、输入模块、输出模块和编程设备组成，用于控制和监测各种工业过程。
PLC的工作原理是基于输入信号的检测和输出信号的控制。
当输入信号满足特定条件时，PLC会执行相应的控制逻辑，并通过输出模块控制外部设备的运行状态。
PLC的组成主要包括以下几个部分：1. 中央处理器（CPU）：中央处理器是PLC的核心部件，负责执行控制逻辑和处理输入输出数据。
它通常具有高速运算能力和多种通信接口，可以与其他设备进行数据交换。
2. 输入模块：输入模块用于接收外部信号，并将其转换为数字信号供CPU处理。
常见的输入信号包括开关、传感器、编码器等。
输入模块通常具有多个通道，可以同时接收多个信号。
3. 输出模块：输出模块用于控制外部设备的运行状态，将CPU处理后的数字信号转换为相应的模拟信号或开关信号。
常见的输出设备包括电机驱动器、继电器等。
输出模块通常具有多个通道，可以同时控制多个设备。
4. 编程设备：PLC的编程设备用于编写、修改和下载控制程序。
常见的编程设备包括编程软件、编程电缆等。
通过编程设备，用户可以根据实际需求编写控制逻辑，配置输入输出模块，并进行在线监测和调试。
PLC的工作流程如下：1. 输入信号采集：PLC的输入模块接收外部信号，并将其转换为数字信号。
这些输入信号可以来自传感器、开关、编码器等设备。
2. 控制逻辑执行：PLC的中央处理器根据预设的控制逻辑进行计算和判断。
控制逻辑可以通过编程设备进行编写和修改，以满足具体的控制要求。
3. 输出信号控制：根据控制逻辑的计算结果，PLC的输出模块控制外部设备的运行状态。
输出信号可以是模拟信号或开关信号，用于控制电机、继电器等设备。
4. 监测和调试：PLC可以通过编程设备进行在线监测和调试。
用户可以实时查看输入信号的状态、输出信号的控制情况，以及中央处理器的运行状态，以确保系统的正常运行。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的电子设备，广泛应用于工业生产过程中。
本文将详细介绍PLC的组成和工作原理。
一、PLC的组成PLC由以下几个主要部份组成：1. 中央处理器（CPU）：CPU是PLC的核心部件，负责处理输入信号、执行程序逻辑和输出控制信号。
它类似于计算机的大脑，控制整个PLC的运行。
2. 输入/输出模块（I/O模块）：I/O模块负责与外部设备进行数据交换。
它可以接收外部输入信号（如传感器信号）并将其转换为数字信号，同时还可以将PLC输出的数字信号转换为外部设备可以识别的信号。
3. 存储器：PLC的存储器用于存储程序、数据和中间结果。
它包括可编程存储器（用于存储用户编写的程序）、数据存储器（用于存储输入/输出数据）和工作存储器（用于存储中间结果）等。
4. 通信接口：PLC的通信接口用于与其他设备进行通信，例如人机界面（HMI）、计算机等。
通过通信接口，PLC可以接收外部指令或者发送控制信号。
5. 电源模块：电源模块为PLC提供稳定的电源供应，确保其正常运行。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以简单概括为输入-处理-输出的过程。
1. 输入阶段：PLC通过输入模块接收外部设备的输入信号。
这些输入信号可以是来自传感器、按钮、开关等的信号。
输入模块将这些信号转换为数字信号，传递给CPU进行处理。
2. 处理阶段：CPU根据预先编写的程序逻辑对输入信号进行处理。
程序逻辑由用户编写，根据实际需求制定。
CPU会根据程序逻辑进行逻辑运算、数据处理等操作，生成相应的控制信号。
3. 输出阶段：CPU将处理后的控制信号发送给输出模块。
输出模块将数字信号转换为相应的控制信号，通过继电器、电磁阀等输出设备控制工业生产过程中的执行机构，如机电、气缸等。
4. 循环运行：PLC以循环的方式不断进行输入、处理和输出的过程，实现对工业生产过程的自动化控制。
CPU会根据预定的扫描周期不断重复这个过程，确保实时性和稳定性。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的电子设备，广泛应用于工业生产中。
它能够根据预先编写的程序自动执行各种控制任务，如逻辑运算、数据处理、输入输出控制等。
本文将详细介绍PLC的组成和工作原理。
一、PLC的组成1. 中央处理器（CPU）：PLC的核心部件，负责执行程序指令、进行逻辑运算和数据处理。
它包含控制单元、存储器和通信接口等功能模块。
2. 输入模块：用于接收外部信号输入，如开关、传感器等。
输入模块将外部信号转换为数字信号，并传输给CPU进行处理。
3. 输出模块：用于控制外部设备的工作状态，如电机、阀门等。
输出模块接收CPU发送的指令，将数字信号转换为相应的控制信号，控制外部设备的运行。
4. 通信模块：用于与其他设备进行数据交换和通信。
通过通信模块，PLC可以与上位机、传感器网络等设备进行数据传输和远程监控。
5. 电源模块：为PLC提供稳定的电源供电，保证其正常工作。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 程序编写：用户根据控制需求，使用特定的编程语言（如梯形图、指令表等）编写控制程序。
程序中包含逻辑运算、数据处理、输入输出控制等指令。
2. 程序加载：将编写好的控制程序通过编程软件下载到PLC的存储器中。
存储器中的程序即为PLC需要执行的指令。
3. 扫描循环：PLC的CPU按照预定的扫描顺序循环执行程序中的指令。
每次循环称为一个扫描周期。
在每个扫描周期中，PLC完成输入信号的读取、逻辑运算、数据处理和输出信号的控制等操作。
4. 输入信号处理：PLC的输入模块将外部信号转换为数字信号，并传输给CPU。
CPU根据程序中的逻辑指令对输入信号进行处理和判断。
5. 逻辑运算和数据处理：CPU根据程序中的逻辑指令进行逻辑运算和数据处理。
根据输入信号的状态和程序中的逻辑关系，CPU判断输出信号的状态。
6. 输出信号控制：CPU将处理后的结果通过输出模块转换为相应的控制信号，控制外部设备的运行。
PLC的基本组成和工作原理
PLC的基本组成和工作原理PLC（Programmable Logic Controller）是一种用于实现工业自动化控制的计算机控制系统。
其组成和工作原理如下。
1.基本组成PLC系统通常由中央处理器CPU、内存模块、输入模块、输出模块和通信模块组成。
-中央处理器（CPU）：是PLC系统的核心部件，负责执行控制程序并进行数据处理和逻辑运算。
-内存模块：用于存储程序代码、数据和中间结果等信息。
-输入模块：负责接收来自外部的传感器、开关等输入信号，并将其转换为数字信号供CPU处理。
-输出模块：负责将CPU处理后的数字信号转换为电流、电压等输出信号，控制执行器、驱动器等执行设备。
-通信模块：用于与其他PLC系统、计算机或设备进行数据交换和通信。
2.工作原理PLC系统的工作原理可以分为五个步骤：扫描输入、执行程序、更新输出、循环扫描和通信。
-扫描输入：将输入模块接收到的外部信号转换为数字信号，并存储在内存中。
这些外部信号通常来自传感器、开关等设备，如温度传感器、按钮开关等。
-执行程序：CPU根据存储在内存中的控制程序进行逻辑运算和数据处理。
控制程序通常由用户通过编程语言编写，用于实现控制逻辑和算法。
-更新输出：根据CPU执行程序的结果，将输出信号存储在内存中。
输出模块将内存中的数字信号转换为电流、电压等输出信号，控制执行设备的执行器、驱动器等，如电机、电磁阀等。
-循环扫描：PLC系统以循环的方式不断扫描输入、执行程序和更新输出的过程，实现对工业控制系统的持续监测和控制。
-通信：PLC系统可以通过通信模块与其他PLC系统、计算机或设备进行数据交换和通信，实现远程监测和控制。
PLC系统的工作原理可以通过一个简单的例子来说明。
假设有一个自动灯控系统，根据光照强度自动控制灯的开关。
传感器将光照强度转换为输入信号，并将其传递给PLC系统的输入模块。
CPU执行存储在内存中的控制程序，判断光照强度是否低于设定值。
如果低于设定值，则CPU更新内存中的输出信号。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理PLC是Programmable Logic Controller的简称，中文翻译为可编程逻辑控制器。
它是一种用于自动控制工业过程的数字计算机系统。
PLC由硬件和软件两部分组成，下面将详细介绍PLC的组成和工作原理。
1.硬件组成：PLC的硬件主要包括中央处理器（CPU）、输入输出模块（I/O模块）、电源模块、通信模块以及其他辅助硬件。
-中央处理器（CPU）是PLC的核心，负责接收输入信号、执行程序指令并控制输出信号。
CPU通常具有高性能的微处理器，能够进行复杂的计算和逻辑判断。
-输入输出模块（I/O模块）负责与外部世界进行数据交换。
输入模块用于接收现场传感器、开关等设备的信号，输出模块用于控制执行机构、显示设备等。
-电源模块提供稳定的电源供电，确保PLC正常运行。
-通信模块可实现PLC与其他设备（如人机界面、计算机、远程监控系统等）之间的数据传输和通信。
-其他辅助硬件包括存储器、时钟模块、编程口等，用于存储程序、记录运行时间、与外部进行编程等功能。
2.软件组成：PLC的软件主要包括操作系统、开发环境和用户程序。
-操作系统是PLC的核心软件，用于管理硬件资源、执行程序指令、实现通信等功能。
- 开发环境提供PLC程序的开发、调试和维护工具。
常见的开发环境有LD（Ladder Diagram，梯形图）、FBD（Function Block Diagram，功能块图）、ST（Structured Text，结构化文本）等多种编程语言。
-用户程序是PLC的应用程序，由工程师根据控制需求编写。
用户程序根据输入信号的状态和逻辑关系，通过中央处理器进行逻辑判断并控制输出信号，实现自动化控制。
3.工作原理：PLC的工作原理主要分为输入端、处理端和输出端。
-输入端：PLC通过输入模块接收来自现场的输入信号，如开关状态、传感器信号等。
输入信号会被转换成数字信号，并传给中央处理器。
中央处理器会周期性地扫描输入信号，并将其存储在内部存储器中，以供后续的程序处理。
PLC基本组成和工作原理
PLC基本组成和工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是现代工业自动化控制系统中必不可少的设备。
它由CPU、存储器、输入/输出模块、通信模块和电源等主要组成部分构成。
PLC通过逻辑程序对输入信号进行处理，并根据程序逻辑控制输出信号，以实现对控制对象的控制。
其工作原理主要是通过循环扫描的方式对输入信号进行采集、处理并更新输出信号。
PLC的基本组成包括以下几个方面：1.CPU（中央处理器）：CPU是PLC的核心部件，负责控制整个系统的操作。
它接收输入信号并根据预设的程序逻辑对输入信号进行处理，并输出相应的控制信号。
2.存储器：PLC中的存储器用于存储程序、数据和操作系统等信息。
其中，程序存储器用于存放用户编写的程序，数据存储器用于存储输入和输出数据，操作系统存储器用于存储操作系统的运行代码。
3.输入/输出模块：输入/输出模块用于将外部信号转换为PLC能识别的电平信号，并将PLC的输出信号转换为可用于控制外部设备的电平信号。
输入模块将外部设备的开关、传感器等输入信号转换为数字信号，输出模块将PLC的输出信号转换为电平信号，以驱动外部设备。
4.通信模块：通信模块使PLC能够与其他设备进行通信，例如与上位机、人机界面等设备进行数据交换和通信。
5.电源：电源为PLC提供所需的电能，确保其正常工作。
PLC的工作原理如下：1.输入信号采集：PLC通过输入模块采集外部设备的输入信号，如传感器、开关等。
输入模块将这些信号转换为数字信号，以便PLC能识别和处理。
2.逻辑处理：CPU接收到输入信号后，根据预设的程序逻辑进行处理。
在这个过程中，PLC可以进行条件判断、逻辑运算、计算等操作，以便生成相应的控制信号。
3.输出信号生成：通过逻辑处理后，CPU将根据程序逻辑生成相应的输出信号。
输出信号可以是开关、继电器等电信号形式。
4.输出信号驱动：输出信号通过输出模块转换为可用于控制外部设备的电平信号，如继电器的开关状态、驱动电机等。
PLC教案-第三章
、模块式PLC的组成
三、PLC各部分的作用
（一）中央处理单元（CPU）的作用
(1)控制从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储。
(2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误。
(3) 用扫描的方式接收输入设备的状态（即开关量信号）和数据
（即模拟量信号)。
(4) 执行用户程序，输出控制信号。
(5)与外部设备或计算机通信。
CPU是PLC的核心部件，小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU，中型PLC多采用16
微处理器或单片机作为CPU，大型PLC多采用高
二、用户程序的循环扫描过程
与继电器控制系统对信息的处理方式是不同的！它们的区别如下：
继电器控制系统——对信息的处理是采用“并行”处理方式，只要电流形成通路，就可能有几个电器同时动作。
控制系统——对信息的处理是采用扫描方式，它是顺序地、连续地、循环地逐条执行程序
注：
PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样
操作员面板是一种中档的人机界面产品,硬键盘操作,有文本操作面板和图形操作面板二大类。
显示更多的文字和图形,适用于中小型的PLC
制系统,完成较复杂的显示与操作。
(完整版)PLC组成及工作原理.doc
课题可编程序控制器组成及工作原课时授课日期理1.要求学生掌握 PLC的各个组成部分教学目标 2. 了解 PLC的编程方式 , 知道常用的编程语言3理解 PLC的编程原理1．PLC的组成与编程原理。
教学2．编程方式与编程语言重、难点教、学具教材、黑板、粉笔、多媒体预习要求教师活动内容、方式学生活动方式、内容旁注<复习导入 >复习上节内容：可编程控制器的名称演变过程和可编程控制器的发展趋势；掌握可编程控制器的名称、定义、产生和基本特点和可编程序控制器与传统继接器控制比较；理解掌握 PLC的应用领域。
导入新课要讲的知识内容。
<新授 >1.2.1可编程控制器的基本组成*主要由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入 / 输出单元（ I/O ）、电源和编程器等组成。
*1 ．中央处理单元（ CPU）*中央处理单元是 PLC的核心，主要采用的 CPU芯片：*通用微处理器（如 Inter 公司的 8080、8086、80386 到 Pentium 系列芯片等）；*单片机（如 Inter 公司的 8051、 8096 系列等）以及双极位片式微处理器（如AM2900、AM2901、AM2903等）三种类型，也有采用厂家自行设计的专用 CPU芯片。
*一般小型 PLC的 CPU多采用单片机或专用 CPU，大型 PLC多采用位片式结构。
PLC的档次越高，CPU 的位数也越多，系统处理的信息量越大，运算的速度也越快，指令功能越强。
2. 存储器回答复习思考题说出 PLC 的各个组成部分第 1 页共 3 页系统程序存储器和用户程序存储器。
系统存储器用于存放PLC内部系统的管理程序。
用户存储器用于存放用户编制的控制程序。
用户程序存储器的容量一般以字为单位，三菱公司的 FX 系列 PLC的用户程序存储器以步为单位（每步占 2 个字）。
小型PLC 的用户程序存贮器的容量一般是固定的，大中型PLC的用户存储器的容量可以由用户选择。
PLC的基本组成和工作原理
PLC的基本组成和工作原理PLC即可编程逻辑控制器，是一种专门用于自动化控制系统的电子设备。
它由中央处理器、输入输出模块、通信模块、编程设备和电源组成。
PLC的工作原理可简述为输入信号经输入模块转换成数字信号，由中央处理器进行逻辑运算和控制计算，然后将结果通过输出模块转换成输出信号，从而控制外部设备的运行。
1.中央处理器(CPU)：它是PLC的核心部分，负责执行控制程序和逻辑运算。
CPU根据输入信号和编程指令进行逻辑运算和控制计算，并将结果发送给输出模块。
2.输入模块：它接收外部输入的信号，如开关、传感器等，并将这些信号转换成数字信号，供CPU进行逻辑运算。
3.输出模块：它将CPU经过计算得出的控制结果转换成输出信号，用于控制外部设备的运行，如电机、阀门等。
4.通信模块：它用于PLC与上位机或其他PLC之间进行通信，实现数据交换和控制信息传递。
5.编程设备：它用于对PLC进行程序编程和参数设置，常见的编程设备包括编程控制器和编程软件。
6.电源：它为PLC提供电力供应，确保其正常工作。
PLC的工作原理可以分为输入处理、逻辑处理和输出处理三个阶段：1.输入处理：PLC的输入模块接收外部输入信号，如开关、传感器等，并将这些信号转换成数字信号，供CPU进行逻辑运算。
输入模块将输入信号进行滤波、放大和稳定处理，然后将处理后的信号转换成数字信号。
2.逻辑处理：CPU根据输入信号和预先编写好的控制程序进行逻辑运算和控制计算。
控制程序通常以布尔代数、逻辑运算和状态转换为基础，根据不同输入信号的状态和逻辑关系进行判断和计算。
3.输出处理：CPU经过逻辑运算后，将控制结果发送给输出模块。
输出模块将接收到的控制结果进行数字信号转换，并输出给外部设备，如电机、阀门等。
输出模块可以根据需要进行电流、电压或脉冲输出，以实现对外部设备的控制。
总之，PLC的基本组成包括中央处理器、输入输出模块、通信模块、编程设备和电源，其工作原理是通过将外部输入信号转换为数字信号，经过CPU的逻辑运算和控制计算，然后将控制结果转换为输出信号，从而控制外部设备的运行。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的数字计算机。
它由多个组件组成，每一个组件都有特定的功能，以实现对工业过程的控制。
本文将详细介绍PLC的组成和工作原理。
一、PLC的组成1. 中央处理器（CPU）：中央处理器是PLC的核心部件，负责执行程序和处理输入输出信号。
它包含一个或者多个微处理器和存储器，用于存储程序和数据。
2. 输入模块：输入模块用于接收来自外部设备（如传感器、开关）的信号，并将其转换为数字信号，以供CPU处理。
输入模块通常具有多个输入通道，每一个通道可以连接一个外部设备。
3. 输出模块：输出模块用于将CPU处理后的数字信号转换为控制信号，以控制外部设备（如机电、阀门）。
输出模块通常具有多个输出通道，每一个通道可以连接一个外部设备。
4. 存储器：存储器用于存储PLC的程序和数据。
它分为可编程只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。
ROM存储器中存储了PLC的操作系统和用户程序，而RAM存储器用于存储用户数据。
5. 通信模块：通信模块用于PLC与其他设备（如计算机、HMI人机界面）之间的数据交换。
它可以通过串行通信或者以太网连接进行数据传输。
6. 电源模块：电源模块为PLC提供电源，确保其正常运行。
它通常具有过载保护和电源故障检测功能。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以简单概括为输入、处理和输出三个步骤。
1. 输入阶段：输入模块接收来自外部设备的信号，并将其转换为数字信号，然后传输给中央处理器（CPU）进行处理。
输入信号可以是开关状态、传感器信号等。
2. 处理阶段：CPU根据预先编写的程序对输入信号进行逻辑计算和处理。
程序可以通过梯形图、指令列表或者其他编程语言编写。
CPU根据程序的逻辑判断结果，执行相应的控制操作。
3. 输出阶段：CPU将处理后的结果转换为数字信号，并通过输出模块发送给外部设备。
输出信号可以控制机电的启停、阀门的开关等。
外部设备根据接收到的信号进行相应的动作。
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清除内部继电器区，复位定时器等。 定期检查用户程序存储器、I/O单元的连接、I/O总 线是否正常，定期复位监控定时器WDT，对电源 、PLC内部电路、用户程序的语法进行检查。 PLC之间以及PLC与PC之间； PLC与其他带 微处理器的智能装置通信。 编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机。
博学 求是 明德
PLC的基本组成
SB SQ SA
输 入 单 元
KM
微处理器 存储器 电源 输 出 单 元
YV HL
编程器或其他编程设备
博学 求是 明德
博学 求是 明德
中央处理器的主要功能：
（1）控制和存储从编程器输入的程序和数据 （2）以扫描方式读入并存储现场状态信息。（各种开关信 号、模拟信号、脉冲信号等） （3）执行系统诊断程序。
能好。
博学 求是 明德
5. 编程设备 编程设备可以是专用 的手持式的编程器；也可 以是安装了专门的编程通
ST XWX
NOT DT/Ld C
PC FP PROGRAMMER
AN YWY STK IX/IY D
OR RWR TM TSV E
OT LWL CT CEV F
FN/P FL
(BIN) K/H SC (-) OP SRC READ WRT
博学 求是 明德
串行
三、输入、输出延迟响应
① 输入电路滤波时间，它由RC滤波电路的时间常数决定。 改变时间常数可调整输入延迟时间。
② 输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。 继电器输出方式的滞后时间为10ms左右；双向晶闸管输出 方式，在接通负载时滞后时间约为1ms，切断负载时滞后 时间小于10ms；晶体管输出方式的滞后时间小于1ms。 ③ PLC循环扫描的工作方式 ④ PLC对输入采样、输出刷新的集中处理方式 ⑤ 用户程序中语句的安排
输入、输出点总有映象区的某一位与之相对应 。 PLC工作时，将采集到的输入信号状态存放在输入映象区 对应的位上；将运算的结果存放到输出映象区对应的位上 。PLC在执行用户程序时所需“输入继电器”、“输出继 电器”的数据取用于I/O映象区。 优点：速度快、抗干扰能力强。
博学 求是 明德
（二）PLC工作过程
（4）解读、执行监控程序和各种运算程序
（5）输出运算结果。
（6）与外部设备或计算机通信。
博学 求是 明德
PLC中所采用的CPU通常有三种 ：
（1）通用处理器：8086、80286、80386 （2）单片机芯片：8031、8096 （3）位片式微处理器：AMD-2900
•小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU
M2.0
I0.2
Q0.0
Q0.0
M2.1
输出刷新
输 入 采 样
程 序 执 行
输 出 刷 新
输 入 采 样
程 序 执 行
输 出 刷 新
输 入 采 样
程 序 执 行
输 出 刷 新
第1周期
第2周期
第3周期
博学 求是 明德
（三）PLC对输入输出的处理规则
由上一个扫描周期输入端子的状态决定。 1.输入映像寄存器的内容， 2.输出映像寄存器的状态， 由程序执行期间输出指令的执行结果决定。 3. 输出锁存器的状态， 由上一次输出刷新期间输出映像寄存器的执行结果决定。 4.输出端子板上各输出端的状态， 由输出锁存器确定。 5.执行程序时所用的输入输出状态值， 取决于输入、输出映像寄存器的状态。 博学 求是 明德
晶闸管 -- 高速大功率 晶体管 -- 高速小功率
博学 求是 明德
★
输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。 输入端子 PLC
内 部 1000PF 电 470 路
发光二极管
3.3k
Xn
24V – + + – 直流电源 COM
发光二极管
光电三极管
博学 求是 明德
★
输出接口电路：
以继电器形式为例 ： 内
博学 求是 明德
（2）用户程序存储器
分为用户程序区、数据区和系统区
◆ 用户程序区：存放应用程序
RAM
EPROM
◆ 数据区：存放工作数据 ◆ 系统区：存放CPU的组态数据
RAM
ROM存放系统程序 RAM存放用户程序
博学 求是 明德
（3） 输入、输出单元：
采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的 电气隔离，减小了电磁干扰。 输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号， 转换成数字信号送入主机。 输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外 部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断 电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。 输出三种形式：继电器 -- 低速大功率
功能强弱的主要指标。
博学 求是 明德
5、扩展能力
PLC可以通过I/O扩展单元进行扩展，也可 以通过功能模块进行扩展。
6、智能单元的数量
PLC不仅能完成开关量的逻辑控制，而且 利用智能单元可完成模拟量控制、运动控制、 模糊控制、定位控制、高速中断控制、通信联
网等功能。其种类和数量是衡量产品水平高低
的重要指标。
博学 求是 明德
继电器输出
Y 内 部 电 路 J
COM -
PLC
部
电
路
+ 交流电源或 直流电源
博学 求是 明德
（4）电源单元
• 把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。 • 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供开关量 输入单元连接的现场无源开关等使用。 • 可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其特点是 输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性
第三章
PLC基本组成和工作原理
● PLC的基本组成 ● PLC的工作原理
博学 求是 明德
第一节 PLC的基本组成和各部分的作用 •
• 在讲PLC的基本结构之前先介绍一下传统继电接触控 制系统和PLC控制系统的构成。 输入设备 继电器控制 线路 被控对象 输出设备
输入设备
PLC
输出设备
博学 求是 明德
以扫描的方式按顺序逐句扫描处理，运算结果 存入输出映象区对应位中 。
扫描的方式输入信号的状态存入输入映象区； 结果存入输出映象区，直至传送到外部被控设 备。
博学 求是 明德
采用循环扫描方式（也称串行工作方式）
PLC处于运行状态时，CPU循环完成内部处理、通信
服务、输入采样、程序处理、输出刷新五个阶段的
博学 求是 明德
•
PLC是为了取代传统的继电器控制系统而设计的一种工 业控制计算机，结构与常规计算机相似，但它是专门为工业 环境而设计的标准控制器。
•
•
硬件是以微处理器和输入输出接口电路构成。
随着PLC的发展，功能不断完善，从开关量的输入、输
出，模拟量的输入、输出，到完成复杂控制功能、通讯联网
功能的各种控制单元。
（集中输入） 输 入 映 象 寄 存 器 用户程序执行 （） （） 输 出 映 象 寄 存 器 （集中输出） 输 出 锁 存 器
输 入 端 子
输 出 端 子
输 出
输入采样阶段
程序执行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ段
输出刷新阶段
博学 求是 明德
博学 求是 明德
输入采样：CPU从输入电路中读出各输入点状态， 并将此状态写入输入映象寄存器中, 刷新输入映象 寄存器的内容。 执行用户程序：如无中断或跳转指令，就逐条扫 描并执行程序。 输出刷新：将输出继电器的元件映象寄存器的状 态传送到相应的输出锁存电路，再经输出电路的 隔离和功率放大部分传送到PLC的输出端，驱动 外部（负载）执行元件动作。 特点：集中采样，集中输出
讯软件的个人计算机。
用户可以通过键盘输 入和调试程序；另外在运 行时，还可以对整个控制 过程进行监控。
8
9 5
A
B
4
6
7
0
1
2
3
(HELP) ACLR (DELT) CLR CLR
ENT
手持式的编程器
博学 求是 明德
PLC的工作原理
（一）建立I/O映像区
I/O映象区：专用于存储输入设备状态和运算结果的存 储区域， 大小由系统程序确定， 决定了系统控制的规模有关。
3.3 PLC 性能指标
1、输入/输出（I/O）点数 PLC上的I/O端子的个数。I/O点数越多，外部 可接的输入和输出元器件就越多，控制规模就越
大。
2、存储容量
存储容量指的是用户程序存储器的容量，通常
以字为单位进行计算。也有的PLC用存放用户程
序的指令条数来表示容量。
博学 求是 明德
3、扫描速度 扫描速度是指PLC执行程序的速度，是 衡量PLC性能的重要指标。 4、指令的种类和条数 编程指令的种类和条数是衡量PLC软件
博学 求是 明德
输入输出延迟时间——最短响应时间
输入/输出 刷新时间
扫描时间
执行指令 其他
扫描时间
执行指令 其他
输入 端子 输入延迟时间 输入滤波 电路输出
CPU读输入
输出延迟时间
输出 端子
最短I/O响应时间
最短响应时间=输入延迟时间+一个扫描周期+输出延迟时间 博学 求是 明德
输入输出延迟时间——最长响应时间
博学 求是 明德
一、PLC的组成
• PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，从 广义讲，PLC也是一种计算机系统，是一种专门用于工业 控制的计算机: ♠比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入
输出接口；
♠具有更适用于控制要求的编程语言； ♠具有更适应于工业环境的抗干扰性能。 • 因此它的组成与一般的计算机系统基本相同，也是由硬件 系统与软件系统两大部分组成。