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PLC内部结构


2017-04-28 10:27   点击:54
                        

plc构成的控制系统也是由输入、输出和控制三部分组成,如图1所示。

1 PLC控制系统的组成

从图中可以看出,PLC控制系统的输入、输出部分和电器控制系统的输入、输出部分基本相同,但控制部分是采用“可编程”的PLC,而不是实际的继电器线路。因此,PLC控制系统可以方便地通过改变用户程序,以实现各种控制功能,从根本上解决了电器控制系统控制电路难以改变的问题。同时,PLC控制系统不仅能实现逻辑运算,还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能。

PLC采用典型的计算机结构,单元电路包括CPU、RAM、ROM和输入、输出接口电路 等,内部采用总线结构迸行数据指令的传输。如果把PLC:整体电路看作是一个中间处理器 或转换器的话,它根据编程者的意图,将各种输入变量(各种输入的开关量信号等)转变 为输出变量(各种输出的幵关量信号等),从而实施对输出设备的控制。

程式输入装置:负责提供操作者输入、修改、监视程式用作的功能
中央处理单元(CPU):负责PLC管理、执行、运算、控制等功能.
程式记忆体:负责储存使用者设计的顺序程式参数及注解等.
资料记忆体:负责储存输入、输出装置的状态及顺序程式的转换资料.
系统记忆体:储存PLC执行顺序控制所需的系统程式.
输入回路:负责接收外部输入元件信号.
输出回路:负责接收外部输出元件信号.
在工业用途非常广泛,如半导体晶圆厂的各种自动化设备的控制大楼电梯机械停车设备;路边的红绿灯变换;控制自动化生产线。

结合图1-1简介各部分的作用:

PLC主机内部电路构成图1-1

1. CPU

PLC的核心器件为CPU,它是中央处理器的简称,起着神经中枢的作用。PLC中所用 CPU多为微控制器,又称为单片机,功能与结构日益完善,将中央处理器(CPU)、随机存 取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等 主要微型机部件集成在一块芯片上。由于PLC功能的特殊性,在微控制器之外,另外扩展 了大容量存储器和相应的I/O接口电路。

CPU所完成的任务包括:将输入信号送入存储器存储起来;按存放的先后顺序取出用 户指令,进行编译;完成用户指令规定的各种操作,将结果送到输出端;响应各种外部设备 (编程器、打印机等)的请求。

2.存储器

存储器用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他信息,用于存放各种暂存数据、中间结果及用户程序:一类为RAM ,随机存取存储器),可以随时由CPU对其进行读出与 写入;另一类为ROM (只读存储器),CPU只能读取而不能写入。用来存放监控程序及系 统内部数据,这些程序及数据已由PLC厂商作出厂时固化在ROM芯片中.不能为用户更 改。

3. I/O接口电路

PI.C通过输入接口电路将开关、按钮等输入信号转换成CPU能接收和处理的电压(或 频率)信兮,输出接口是将CPU输出的电压信号(弱电)转换为触点信号(或其他形式的 输出信号),供外部控制电路取用。i/o接口电路起到plc和外部设备之间信号传递的作 用。为减小电磁干扰,提高抗干扰性能,i/o接门电路常采用光耦合电路。

4. i/o扩展接口

I/o扩展接门的作用夯两个:若主机(带有CPU)单元的丨/0点数不够用,再增上一台 主机或换用一台i/o点数多的主机,在成本上核算不够经济,则通过i/o扩展接口电缆与扩 展单元相连,以扩展丨/0接口; PLC主机的输入..输出电路,只能传输数字开关贵信号 (指定端口可传输高速脉冲信号),何不能传输模拟信号,若需采集和传输模拟信号,则应 加装A/D、D/A模块或专用模块,如温度检测模块等,也通过I/0扩展接口与主机相连。

5.电源

PIC的电源供给是取自交流220V市电,经内部整流、滤波后变为300V左右直流电, 加至幵关电源电路,开关电源电路输出24V., 5V两路直流电压,供给CPU、存储器和I/0 接口电路。

6.编程器连接控

利用编程工具(如笔记本电脑),可以输入、检查、修改和调试用户程序,还可以监视 PLC的工作状态,只需通过--根编程电缆与PLC主机连接即可。另外,图形监视器(文年 显示屏、触摸屏等。也经编程器连接口与PLC相连。

通过对PLC内部电路构造的了解,我们知道PLC是一个具有微型计算机结构的智能化 控制器。对内部电路的结构与工作原理只要了解一些,就可以了。我们的注意力应该放在外 部接口电路上。明白各接口电路的功能和作用,尤其是I/O接控电路的功能和特点,以根据 生产控制要求选用PLC的I/O点数和类型。

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