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第六章可编程控制器的硬件系统 CPM CPM * * PLC 的基本组成 PLC 的工作方式 CPM *系列 PLC 简介 PLC 编程元件一、 PLC 的硬件组成 CPU 4. 电源部件 6. 外部设备端口 PLC PLC 的基本组成的基本组成 CPU 电 源上位计算机打印机 CRT监控 EPROM写入器编程器外设 I/O 接口按钮行程开关 SB 2 SB 1输入模块存储器扩展 I/O 接口 I/O 扩展机输出模块接触器指示灯电磁阀外接电源 SQ 图6— 1 PLC 组成结构示意图 1 (CPU) (CPU) 接收、存储由编程工具输入的用户程序和数据。接收、存储由编程工具输入的用户程序和数据。检查、校验用户程序。对正在输入或执行的用户程序,若检查、校验用户程序。对正在输入或执行的用户程序,若发现错误,则立即报警,停止程序输入或程序的执行。发现错误,则立即报警,停止程序输入或程序的执行。接收现场输入装置的信号和数据,并存入输入映像寄存器。执行用户程序。根据用户程序存放的先后顺序, 执行用户程序。根据用户程序存放的先后顺序, 从存储器中逐条读取指令,经译码后,完成用户程序中规定的各种任务,更新输出映像寄存器的内容;将输出映像寄存器的内容存入输出锁存器,以驱动 PLC 外部的外部负载。故障诊断。诊断电源、故障诊断。诊断电源、 PLC PLC 内部电路的故障,通过显示器内部电路的故障,通过显示器显示相应的故障信息,提示用户及时排除故障。显示相应的故障信息,提示用户及时排除故障。 1 (CPU) (CPU) 目前, PLC 中的 CPU 通常采用以下几种形式: (1)通用处理器: 8086 、 80286 、 80386 (2)单片机芯片: 80 51 、 8096 等,小型 PLC 大多数采用 8位单片机,中型 PLC 大多数采用 16 位甚至 32 位单片机(3)位片式微处理器: AMD-2900 2 ( RAM) 随机存取存储器:可读可写,没有断电保持功能。( ROM) 只读存储器:只读,不能写。( EPROM) 可擦除可编程序的只读存储器:非易失性. 用紫外线照射芯片上的透镜窗口,可以擦除已写入的内容,写入新内容。( EEPROM) 电可擦除:兼有 ROM 的非易失性和 RAM 。 RAM 存放用户程序 ROM 存放系统程序 3 、、输出模块输入、输出模块是 PLC 与被控设备的连接部件。输入模块通过输入端子接收现场设备的控制信号(包括开关量和模拟量),如控制按钮、限位开关、传感器信号等,并把这些信号转换成 CPU 能处理的数字信号。输出模块则接收经中央处理器处理后的数字输出信号,并把它转换成被控设备能接收的电压或电流信号,以驱动被控装置(包括开关量和模拟量),如电磁阀、接触器、信号灯等。( (1 1)开关量输入模块)开关量输入模块工作原理是:当S闭合时光电耦合器 T导通, LED 点亮。此时A点为高电平,该电平经滤波器送到内部电路中。当 CPU 访问该路信号时,将该输入点对应的输人映像寄存器状态置 1。图 直流输入单元的电路 LED LED 亮, 亮, 表示表示该点该点的外的外电路电路接通接通( (1 1)开关量输入模块)开关量输入模块工作原理是:电容器 C为隔直电容,对交流相当于短路。光电耦合器有效地防止现场的强电干扰进入 PLC ,因此 PLC 具有很强的抗干扰能力。图 交流输入单元的电路( (2 2)开关量输出模块)开关量输出模块工作原理是:当对应于晶体管 T2 的内部继电器的状态为 1时, 通过内部电路使 T1 导通,从而使 T2 饱和导通,因此负载得电。晶体管为无触点开关,所以此单元使用寿命长,响应速度快图 晶体管输出单元的电路负载为感性时,须并接续流二极管 LED LED 亮, 亮, 表示表示该输该输出点出点状态状态为为1 1