第2章PLC控制系统组成初步

plc 控制系统的组成
plc 控制系统
PLC 控制系统，Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，它采用一类可编程的存
储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术
操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械
或生产过程。

是工业控制的核心部分。

plc 控制系统的组成
（1）CPU 模块
CPU 模块主要山微处理器（CPU 芯片）和存储器组成。

在PLC 控制系统中，CPU 模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用
户程序，刷新系统的输出；存储器用来存储程序和数据。

PLC系统的基本构成硬件组成及工作原理软件组成1. PLC的硬件结构可编程控制器主要由中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)、电源和编程器等几组成。

PLC硬件结构如图1所示：图1 PLC硬件结构2. 中央控制处理单元(CPU)可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。

通用微处理器有8080、8086、80286、80386等；单片机有8031、8096等；位片式微处理器的AM2900、AM2903等。

FX2可编程控制器使用的微处理器是16位的8096单片机。

3. 存储器可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。

系统存储器：存放系统管理程序。

用户存储器：存放用户编制的控制程序。

4. 输入接口电路PLC通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换，转换成PLC所需的标准电平供PLC进行处理。

接到PLC输入接口的输入器件是：各种开关、按钮、传感器等。

各种PLC的输入电路大都相同，PLC输入电路中有光耦合器隔离，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。

PLC输入电路通常有三种类型：直流(12∽24)V输入、交流(100∽120)V输入与交流(200∽240)V输入和交直流(12∽24)V输入图2 直流输入模块图3 交、直流输入模块图4 交流输入模块5. 输出接口电路PLC的输出有三种形式，即继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。

如图所示：图5 场效应晶体管输出方式（直流输出）图6 可控硅输出方式（交流输出）图7 继电器输出方式（交直流输出）输出端子有两种接法：一种是输出各自独立，无公共点：各输出端子各自形成独立回路。

一种为每4∽8个输出点构成一组，共有一个公共点：在输出共用一个公共端子时，必须用同一电压类型和同一电压等级，但不同的公共点组可使用不同电压类型和等级的负载，且各输出公共点之间是相互隔离的。

PLC控制系统结构及工作原理
一、系统结构
PLC控制系统主要由以下几个部分组成：
1. 电源模块：提供系统所需的电能。

2. 中央处理单元（CPU）：进行逻辑运算、算术运算和顺序控制等，实现各种数据操作。

3. 输入输出模块：实现外部信号的采集和输出，与外部设备进行数据交换。

4. 存储器：存储用户程序和数据。

5. 通信接口：实现PLC与外部设备的通信。

二、工作原理
PLC控制系统的工作原理可以概括为“输入-处理-输出”的过程。

首先，通过输入模块采集外部设备的信号，这些信号可以是开关状态、传感器读数等。

然后，这些信号被送到CPU进行处理。

在CPU中，根据预先编写好的程序，对这些信号进行逻辑运算、算术运算等处理。

处理完成后，输出模块将这些结果输出到外部设备，如马达、灯泡等。

三、控制功能实现
PLC控制系统的控制功能主要由用户程序实现。

用户程序可以根据实际需求进行编写，包括各种逻辑运算、算术运算、顺序控制等。

通过输入模块采集的信号，可以触发用户程序执行相应的操作。

这样，PLC控制系统就可以实现对外部设备的精确控制。

四、控制性能分析
PLC控制系统的控制性能主要取决于以下几个因素：
1. 硬件性能：包括CPU的处理能力、存储器的容量、输入输出模块的精度等。

2. 软件设计：包括用户程序的编写、程序结构的合理性、运算速度等。

3. 环境因素：包括温度、湿度、电磁干扰等环境因素对PLC控制系统性能的影响。

总的来说，PLC控制系统具有结构简单、运行可靠、操作方便等优点，因此在工业自动化领域得到了广泛应用。

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。

PLC组成及工作原理标题：PLC组成及工作原理引言概述：PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种用于工业控制系统中的专用计算机，它能够实现自动化控制和监控。

PLC由多个组成部份构成，每一个部份都起着重要的作用。

本文将详细介绍PLC的组成及工作原理。

一、PLC的主要组成部份1.1 中央处理器（CPU）：CPU是PLC的大脑，负责执行控制程序和处理输入输出信号。

1.2 输入模块：输入模块用于接收外部传感器和开关等设备的信号，并将其转换为数字信号输入到CPU中。

1.3 输出模块：输出模块将CPU处理后的控制信号转换为电信号输出到执行器等设备上。

二、PLC的工作原理2.1 扫描周期：PLC工作周期性地扫描输入模块和执行控制程序，然后再扫描输出模块，完成一次完整的控制循环。

2.2 程序执行：PLC控制程序是由用户编写的逻辑程序，通过对输入信号的判断和处理，控制输出信号的状态。

2.3 状态存储：PLC能够存储程序执行过程中的状态信息，以保证系统在断电或者重启后能够恢复到之前的状态。

三、PLC的应用领域3.1 创造业：PLC广泛应用于创造业中的自动化生产线和机械设备控制。

3.2 交通运输：PLC在交通信号灯、电梯等设备中的控制应用也非往往见。

3.3 建造领域：PLC可用于楼宇自动化系统、空调系统等的控制和监控。

四、PLC的优势4.1 稳定可靠：PLC采用工业级组件创造，具有较高的稳定性和可靠性。

4.2 灵便性强：PLC的控制程序可以根据需要进行修改和调整，适应不同的控制需求。

4.3 易于维护：PLC系统结构清晰，故障排查和维护相对简单，减少了维护成本和停机时间。

五、PLC的发展趋势5.1 集成化：PLC系统将更加集成化，整合更多功能模块，提高系统的性能和效率。

5.2 网络化：PLC将更多地与工业互联网和物联网技术结合，实现远程监控和管理。

5.3 智能化：PLC将更智能化，具备学习和自适应能力，提高系统的自动化水平和智能化程度。

新手必知丨PLC系统的基本组成结构环球自动化三分钟学会自动化PLC是由哪几部分组成，PLC硬件有哪些?很多用户使用PLC，却不是很清楚PLC的结构，下面环球自动化网小编就为大家带来PLC组成结构详细介绍。

1、整体式PLC整体式PLC又叫做单元式、机箱式，它的特点是体积小、价格低。

对箱体式PLC，包含一块CPU板、I/O板、内存块、显示面板、电源等。

对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。

无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。

2、模块式PLC一般中型或大型PLC都是采用的模块式结构，由机架和模块组成，模块插座上可以插模块，机架上有多个模块槽数的供用户选择，各机架之间用接口模块和电缆相连。

用户可以选用不同档次的CPU模块、品种繁多的I/O模块和特殊功能块，对硬件配置的选择余地较大，维修时更换模块也很方便。

3、CPU模块中的存储器存储器又分为用户程序存储器和系统程序存储器。

系统程序使PLC具有基本的智能，能完成PLC设计者的规定的各种工作。

系统程序由PLC的生厂家设计并固定化在ROM(只读存储器)中，用户不能读取。

用户程序由用户设计，它使PLC能完成用户要球的特定功能，用户程序存储器的容量以字节(B)为单位。

4、I/O模块各I/O点的通/断状态用发光二极管(LED)显示，PLC与外部接线的连接一般用接线端子，某些模块使用可以拆卸的插座型端子板，不需断开端子板上的连接线，就可以迅速的更换模块。

输入模块：PLC通过输入模块来接收和采集输入信号，通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调速装置等执行器，PLC控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。

输入电路中设有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号。

输出模块：输出模块的率放大元件有大功率晶体管和场效应管(驱动直流负载)、双向可控硅(驱动交流负载)和小型继电器，继电器可以驱动交流负载或直流负载。