第二章 可编程控制器的基本组成及工作原理.ppt

第二章 可编程控制器的基本组成及原理 第2章 可编程序控制器的基本结构和工作原理 可编程序控制器的基本结构 可编程序控制器的基本结构 可编程序控制器的基本结构 CPU模块 微处理器+存储器 PLC的大脑和心脏 输入-执行-输出 I/O模块 系统的眼、耳、手、脚 输入：开关量、模拟量 输出：执行器（接触器、电磁阀、调节器、调速） 编程器 编辑用户程序 监视PLC状态 电源 为系统提供电源 中央处理单元CPU ——PLC的核心 存储器、存储空间的分配 虽然大、中、小型PLC的CPU的最大可寻址存储空间各不相同但是根据PLC的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域： 系统程序存储区 系统RAM存储区也称工作数据区(包括I／O映象区和系统软设备等) 用户程序存储区 存储器、存储空间的分配－－系统程序存储区 系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。它包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能够直接存取。它和硬件一起决定了该PLC的各项性能。 存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区 也称工作数据存储器，指PLC在工作过程中经常变化、需要经常存取的数据，如：参数测量结果、运算结果、设定值等，这部分数据一般存放在RAM之中。 存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区 **I／O映象区 由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。因此，它需要有一定数量的存储单元(RAM)以供存放I/O的状态和数据，这些存储单元称作I／0映象区。 一个开关量I／0占用存储单元中的一个位(bit)，一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字(16个bit)。 **开关量的I／O映象区 **模拟量的I/O映象区 存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区**开关量输入（I）映象区 该映象区中的存储单元用来存放开关量I/O。每个开关量I/O占用存储单元中的一个位(bit)。 连接到PLC开关量输入端的每个开关量输入在I／O映象区中都有一个确定的位与之相对应。在输入采样阶段或扫描该开关量输入的立即刷新指令时，如果该开关量输入端所连接的外设处于“断开”状态，则I/O映象区中相对应的位被置为“0” ；如果该输入端所联接的外设处于“闭合”状态，则I/O映象区中相对应的位被置为“1” 。 存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区**开关量输出（O）映象区 PLC的每个开关量输出在I／O映象区中都有一个确定的位与之相对应。 在扫描用户程序时，根据该输出线圈的控制线路的逻辑运算结果确定I/O映象区中与之相对应的位的状态。如果其控制线路的逻辑运算结果将该位置为“0”，则用户程序中地址为该输出线圈的常开触点均“断开”，其常闭触点均“闭合”，在输出刷新阶段或扫描含该输出的立即刷新指令时，该输出端断开，与之相连接的外设不动作；如果其控制线路的逻辑运算结果将该位置为“1”，则用户程序中地址为该输出线圈的常开触点均“闭合”，其常闭触点均“断开”，在输出刷新阶段或扫描含该输出的立即刷新指令时，该输出端闭合，与之相连接的外设动作。 存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区**模拟量I/O映象区 该映象区中的存储单元用来存放模拟量I／O。每个模拟量I／O占用一个字(16bits)，而每个PLC规定了其允许的最大模拟量I/O点数，因此，模拟量I/O映象区中存储单元的总数就等于模拟量I／O点数的和。例如：具有模拟量I／O各8点的PLC，其模拟量I/O映象区由16个16位的存储单元组成。这就是说，连接到PLC模拟量I/O端的每个模拟量I／O在I/O映象区中都有一个16位的存储单元与之相对应。每个存储单元内的数据反映了相对应的模拟量I／O的大小。 存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区**系统软设备存储区 除了I/O映象区以外，系统RAM存储区还包括PLC内部各类软设备(逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器和累加器等)的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域。前者在PLC断电时，由内部的锂电池供电，使这部分存储单元内的数据得以保留；后者当PLC停止运行时，将这部分存储单元内的数据全部清零。 可编程序控制器的物理结构 整体式 模块式 叠装式 开关量I/O模块的外部接线方式 输入模块 输出模块 模拟量输入模块（A/D、AI） A/D转换的性能指标 模拟量输出模块（