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第 2 讲 模块四 PLC的指令系统 4.1.2 可编过程控制器的基本组成 教学目标 1.了解PLC的产生/概念/分类/特点/发展和应用 4.1.2 可编过程控制器的基本组成 教学目标 1.了解PLC的产生/概念/分类/特点/发展和应用 2.熟悉PLC的基本组成与工作原理 教学重点 PLC的基本组成 教学难点 PLC的工作原理 教学方法 探究式、软硬结合、情境体验、启发互动式教学法 教学手段 多媒体教学和示教板演示教学和软硬结合教学 作业布置 作业2、3

教学过程： 4．PLC的发展与应用 1）PLC的发展： 大体上可分为3个阶段： 在软件上采用机器码和汇编语言编写应用程序，在硬件上采用中小 规模集成电路构成系统。其功能仅限于开关逻辑控制。 ②成熟期(1973―1978年)：以微处理器为核心的新一代PLC， 采用梯形图语言，通俗易懂。由此称为PLC，且技术也日趋完善。 ③大发展时期（1977――至今） PLC技术的发展始终保持两个特点： 一是继承继电器控制系统的特点，二是应用了计算机技术。

随着PLC应用的扩大，促进了PLC的生产和研究，产品的品种也 制领域中占主导地位的基础自动化设备。国家已形成为重要产业。 据不完全统计，世界PLC总销售额1987年为25亿美元，1988年 为31亿美元，比前一年增长24％。1989年为36亿美元，比上一年增 长16％。而且新的生产厂家不断涌现，产量产值大幅度增加，价格 普遍下降。 2）PLC技术的应用范围：通常可分成五大类型 ①顺序控制 ②运动控制 ③过程控制 ④数据处理 ⑤通信

1．PLC的硬件组成 4.1.2 可编程控制器的基本组成 1）CPU（Central Process Unit） 2）系统程序存储器 4.1.2 可编程控制器的基本组成 1．PLC的硬件组成 1）CPU（Central Process Unit） 2）系统程序存储器 3）用户存储器 4）输入接口电路 5）输出接口电路 6）编程器 7）外部设备 8）电源

图4.1 PLC硬件系统的简化框图

1．PLC的硬件组成 4.1.2 可编程控制器的基本组成 （1）CPU（Central Process Unit） 4.1.2 可编程控制器的基本组成 1．PLC的硬件组成 （1）CPU（Central Process Unit） CPU是整个PLC系统的核心，其主要作用： 1）接收并存储用户程序和数据。 2）检查、校验用户程序。 3）接收现场的状态或数据并存储。 4）执行用户程序，存储结果并输出。 5）诊断电源、PLC内部电路的工作故障。 （2）系统程序存储器 存放由可编程控制器生产厂家编写的系统监控程序，并固化在 ROM 内，用户不能直接更改。

4.1.2 可编程控制器的基本组成 （3）用户存储器 根据控制要求而编制的应用程序称为用户程序。小型的PLC的 存储容量一般在8K字节以下。 （4）输入接口电路 PLC与被控对象之间传送输入信号的接口部件，输入单元有良 好的电隔离和滤波功能。 （5）输出接口电路 PLC与被控对象之间传送输出信号的接口部件，输出单元有良

4.1.2 可编程控制器的基本组成 开关量输出接口类型： 1）继电器输出（电磁隔离） 用于交流、直流负载，但接通断开的频率低。 2）晶体管输出（光电隔离） 有较高的接通断开频率，用于直流负载。 3）晶闸管输出（光触发型进行电气隔离） 仅适用于交流负载。 （6）编程器 供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。 （7）外部设备 盒式磁带机，EPROM写入器存储器卡等其他外部设备。

4.1.2 可编程控制器的基本组成 （8）电源 1）电源一般为单相交流电源（AC100-240V，50/60Hz），也有 用直流24V供电的。 2）对电源的稳定性要求不是太高，允许在额定电源电压值的 ±10% ～ 15%范围波动。 3）小型PLC，电源与CPU合为一体；中大型PLC，用单独的电源 模块。

2．PLC的软件组成 1）继电器逻辑 PLC为用户提供继电器逻辑，用逻辑与、或、非等逻辑运算来 处理各种继电器的连接。PLC内部存储单元有“1”和“0”两种状态， 对应于“0N”和“0FF”两种状态。 PLC中所说的继电器是一种逻辑概念的，而不是真正的继电器， 故称“软继电器”。 “软继电器”与通常的继电器相比有以下特点： ①体积小、功耗低 ②无触点、速度快、寿命长 ③有无数个触点，使用中不必考虑接点的容量

2．PLC的软件组成 1）继电器逻辑 PLC一般为用户提供以下几种继电器（以FX2N系列PLC为例）： 输入继电器(X):在程序中只有触点没有线圈，由外部信号驱动。 编号采用八进制，分别为X000—X007，X010-X017等。 输出继电器(Y):具备一对物理接点，可以串接在负载回路 中，对应物理元件有继电器、晶闸管和晶体管。编号采用八进制， 分别为Y000—Y007，Y010-Y017等。只能由程序驱动。 内部继电器(M):仅作运算的中间结果使用。有时也称为辅助继 电器或中间继电器。和输出继电器一样，只能由程序驱动。 有无限多对常开、常闭触点供编程使用。地址号按十进制分配。 通用型辅助继电器有M0-M499共500点； 保持型辅助继电器有M500-M1023共524点； 特殊型辅助继电器有M8000-M8255共256点。

2)定时器逻辑 PLC一般采用硬件定时中断,软件计数的方法来实现定时逻辑功 能,定时器一般包括： 定时条件：控制定时器操作。 定时语句：指定所使用的定时器，给出定时设定值。 定时器的当前值：记录定时时间。 定时继电器：定时器达到设定的值时为“1“（0N）状态，未开 始定时或定时未达到设定值时为“0”（0FF）状态。 3)计数器逻辑 PLC为用户提供了若干计数器，一般采用递增计数。

一个计数器有以下几个内容： 计数器的复位信号R；计数器的计数信号（ CP单位脉冲）；计 数器设定值的记忆单元；计数器当前计数值单元；计数继电器。 计数器计数达到设定值时为0N，复位或未到设定值时为0FF。 PLC除能进行位运算外，还能进行字运算。PLC为用户提供了 若干个数据寄存器，以存储有效数据。

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