下载文档原格式
PLC可编程控制器的结构和基本工作原理PLC由于其自身的特点，在工业生产的各个领域得到了愈来愈广泛的应用.而作为PLC的用户，要正确地应用PLC去完成各种不同的控制任务，首先应了解其组成结构和工作原理。
一、PLC的基本结构可编程序控制器实施控制,其实质就是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换与以物理实现。
输入输出变换、物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点，同时物理实现也是PLC与普通微机相区别之处，其需要考虑实际控制的需要，应能排除干扰信号适应于工业现场，输出应放大到工业控制的水平，能为实际控制系统方便使用，所以PLC采用了典型的计算机结构，主要是由微处理器（CPU）、存储器(RAM/ROM）、输入输出接口（I/O)电路、通信接口及电源组成。
PLC的基本结构如下图所示:1、中央处理单元(CPU）中央处理单元（CPU）是PLC的控制核心。
它按照PLC系统程序赋予的功能：a. 接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误.当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式采集现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象寄存区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算并将结果送入I/O映象寄存区或数据寄存器内.等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象寄存区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环直到停止运行.为了进一步提高PLC的可靠性,近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统.这样，即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。
2、存储器可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器.存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序(用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分.PLC常用的存储器类型：（1）RAM （Random Assess Memory）这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。
可编程控制器原理一、可编程控制器概述可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种用于控制自动化过程的电子设备。
PLC通过采集输入信号，并根据预设的程序逻辑进行处理，控制输出设备的操作。
在工业自动化领域中，PLC广泛应用于机械设备、生产线以及电力系统等领域。
本文将深入探讨可编程控制器的原理及其应用。
二、可编程控制器的构成和工作原理在了解可编程控制器的原理之前，我们先来了解一下PLC的整体构成和工作原理。
2.1 构成可编程控制器主要由以下几个组成部分构成： 1. CPU：中央处理器负责执行逻辑控制任务，包括接收输入信号、处理逻辑程序并发送输出信号。
2. 输入模块：负责将外部输入信号（如开关、传感器等）转换为数字信号，供CPU处理。
3. 输出模块：负责将CPU处理后的数字信号转换为外部可控制设备（如电机、阀门等）的控制信号。
4. 存储器：用于存储PLC程序、数据以及工作状态等信息。
5. 通信接口：使得PLC能够与其他设备进行数据交互和通信。
6. 电源模块：为PLC提供所需的稳定直流电源。
2.2 工作原理可编程控制器的工作原理可以概括为以下几个步骤： 1. 输入采集：输入模块将外部传感器或开关等设备的信号转换为数字信号，并传递给CPU进行处理。
2. 程序执行：CPU根据预设的程序逻辑，对输入信号进行处理，判断应该采取何种控制措施。
3. 输出控制：CPU将处理结果转换为数字信号，并通过输出模块发送给相应的控制设备，如电机或阀门等。
4. 状态监控：CPU不断监控各个输入信号，并根据需要调整输出信号，以保持所控制设备的正常工作状态。
5. 数据存储：PLC通过存储器将程序和数据信息保存下来，以便在需要时进行读取和修改。
三、可编程控制器的优势相比传统的控制方式，可编程控制器具有以下几个优势：3.1 灵活性可编程控制器可以根据需要编写逻辑程序，灵活适应不同的控制需求。
可编程控制器的基本结构及其工作原理摘要：随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能，目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展。
本文介绍了可编程控制器的硬件构成和工作原理，包括其历史和应用背景、基本组成和主要功能，通过对可编程控制器的深入了解，我们可以更好地掌握这一技术，为工业自动化的发展做出贡献。
并探讨了其在实际工程中的应用。
关键词：可编程控制器；硬件构成；工作原理；PLC一、引言可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计。
自20世纪60年代问世以来，PLC 已经广泛应用于工业自动化领域，成为现代工业自动化的三大支柱之一。
PLC技术快速发展，其在工业自动化领域的应用也越来越广泛。
本文将深入探讨可编程控制器的硬件构成和工作原理，以期帮助读者更好地了解和掌握这一重要技术。
二、可编程控制器概述可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计。
它采用可编程的存储器，存储程序并执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等指令，通过数字或模拟输入/输出方式，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC技术快速发展，其在工业自动化领域的应用也越来越广泛。
三、PLC的基本结构可编程控制器的基本结构了解plc的基本结构可编程控制器基本结构如图所示。
可编程控制器主要由中央处理单元CPU、存储器、输入/输出（I/O）电路、通信接口及电源组成（如下图）。
1. 电源单元可编程控制器的电源单元是整个系统的总电源供应器。
一般为直流电源，但也有交流电源形式。
电源电压一般要求在允许波动范围内稳定，波动范围为±10%。
在电源设计上，还考虑了为一些故障诊断等特殊需要留有余地。
可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
可编程控制器原理PLC课后习题部分解答第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。
并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。
1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。
1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。
1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。
第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。
2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。
PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。
2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①、Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③、扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④、可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。
可编程序控制器的结构和工作原理讲解PLC的结构主要包括输入模块、输出模块、中央处理器（CPU）、存储器以及通信接口。
其中输入模块负责将现场的各种物理信号转换为数字信号输入给PLC，输出模块则将PLC产生的数字信号转换为相应的物理信号输出到现场设备。
中央处理器是整个系统的核心，负责处理输入信号和程序逻辑，控制输出信号。
存储器用于存储程序和数据，通信接口则提供与其他外部设备进行通信的能力。
PLC的工作原理是基于扫描循环的方式进行的。
PLC首先会对所有输入模块进行扫描，读取输入信号的状态，并将这些状态存储在内部存储器中。
然后，CPU会根据事先编写好的程序进行逻辑判断和运算，以确定相应的输出信号状态。
最后，CPU会将计算得到的输出状态写入到内部存储器中，输出模块再将内部存储器中的输出状态转换为相应的物理信号输出到现场设备。
整个工作过程就是通过不断地扫描输入信号、处理逻辑和计算输出信号状态的循环过程来实现的。
PLC的程序分为运行程序、监控程序和配置程序三部分。
运行程序是PLC的控制程序，包含了各种逻辑判断和运算，用于控制现场设备的工作。
程序中使用的逻辑指令可以根据控制要求进行组合和调整，以实现不同的控制功能。
监控程序是用于监视和记录PLC工作状态的程序，可以实时监测输入信号和输出信号的状态，并记录相关数据以供分析和故障排除。
配置程序则用于对PLC进行设置和参数调整，如输入输出信号的定义、通信接口的配置等。
PLC的工作可分为离散控制和连续控制两种类型。
离散控制主要用于开关量、触发器等只有两个状态的控制，适用于需要进行布尔逻辑运算的场景。
而连续控制适用于模拟量的调节和控制，如电压、电流、温度等连续变化的物理量。
PLC通过对输入信号的采样和处理，可以根据设定的控制策略实现对连续变量的精确控制和调节。
总之，可编程序控制器的结构和工作原理是基于输入模块、输出模块、中央处理器、存储器和通信接口构成的。
通过扫描循环的方式实现对输入信号的采集、处理逻辑判断和计算输出信号状态的控制。
第二节可编程序控制器的基本结构和工作原理一、可编程序控制器的基本结构PLC是微处理器为核心的工业专用计算机系统，其组成框图如图所示。
PLC是由中央处理器、存储器、输入/输出接口、电源及外接编程器组成。
在目前较流行的模块式结构中，常在母板上按系统要求配置CPU单元（包括电源）、存储单元、I/O单元等。
1、中央处理器（CPU）CPU是整个PLC的核心部件，控制着所有部件的操作。
它通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、I/O单元连接，主要任务是：1）诊断PLC电源和内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。
用扫描方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器中。
2）在运行状态时，按用户程序寄存器中存放的先后顺序逐条读取指令，经编译解释后，按指令规定的任务完成各种运算和操作，根据运算结果存储相应数据，并更新有关标志的状态和输出映象寄存器的内容。
3）将存于数据寄存器中的数据处理结果和输出映象寄存器的内容送至输出电路。
4）按照PLC中系统程序所赋予的功能接收并存储从编程器输入的用户程序和数据，响应各种外部设备（如编程器、打印机、上位计算机、图形监控系统、条码判读器等）的工作请求。
2、存储器存储器用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和一些其它信息等。
PLC内部的存储器有两类：一类是系统程序存储器，用以存放系统程序（包括系统管理程序、监控程序、模块化应用功能子程序以及对用户程序做编译处理的编译解释程序等）。
系统程序根据PLC功能的不同而不同，生产厂家在PLC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。
另一类是用户存储器，主要用于存储用户程序及工作数据等。
用户程序指使用者根据工程现场的生产过程及工艺要求编写的程序。
用户程序由使用者输入到PLC的RAM中，允许修改。
3、输入/输出接口输入/输出（I/O）接口是将PLC与现场各种输入、输出设备连接起来的部件（有时也被称为I/O单元或I/O模块）。
第一章可编程序控制器的结构及基本工作原理第一节PLC的产生和特点及其应用方向一、PLC的发展史可编程序控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。
20世纪60年代末期，美国汽车制造工业竞争激烈，为了适应生产工艺不断更新的需要，在1968年美国通用汽车公司（GM）首先公开招标，对控制系统提出的具体要求基本为：a。
它的继电控制系统设计周期短，更改容易，接线简单成本低。
b。
它能把计算机的功能和继电器控制系统结合起来。
但编程要比计算机简单易学、操作方便。
c。
系统通用性强。
1969年美国数字设备公司（DEC）根据上述要求，研制出世界上第一台PLC，并在GM公司汽车生产线上首次试用成功，实现了生产的自动化。
其后日本、德国等相继引入，可编程序控制器迅速发展起来，但是主要应用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
其定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
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。
可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能，所以又简称PC（PROGRAMMABLECONTROLLER），但是为了不和PERSONALCOMPUTER混淆，仍习惯称为PLC。
目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展，并且现今已出现SOFTPLC，更是PLC领域无限的发展前景。
二、可编程序控制器的功能特点1．逻辑控制PLC具有逻辑运算功能，能够进行与、或、非等逻辑运算，可以代替继电器进行开关量控制，故它可替代继电器进行开关量控制。
