三菱PLC的内部结构Word格式.doc

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PLC内部各个部分功能、关系及工作原理

授课方法：

理论讲授

教学参考：

《可编程序控制器及其应用》

中国劳动社会保障出版社第二版

授课执行情况及分析：

6

一、

二、

三

四

组织教学

1、清查出勤情况。

2、组织纪律、准备上课。

新课内容

PLC是一种专用于自动化控制的计算机，主要由CPU、存储器、I/O接口电路、外设接口、编程装置和电源灯组成，器内部结构示意图如下图所示。

1、CPU

中央处理单元CPU是可编程控制器的控制中枢，常用的CPU微处理器有通用的微处理器、单片机和位片式计算机等。

CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成，他们被封装在一个集成的芯片里，通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路链接。

CPU的作用是：

1）按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从计算机或编程器等编程工具输入的用户程序和数据。

2）通过检查程序能自行检查电源、存储器、输入输出接口电路状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

3）当PLC投入运行时，他在系统监控程序的控制下工作，通过扫描方式，将外部输入信号的状态写入输入映像寄存器，PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，按指令规定的任务进行数据传送、逻辑运算和算术运算，然后将结果送到输出映像寄存器或数据寄存器内。

等执行完成用户程序后，将I/O映像寄存器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。

2、存储器

可编程控制器的存储器由只读存储器ROM、随机存储器RAM和可电擦写的存储器EEPROM3大部分组成，主要用于存放系统程序、用户程序集工作数据。

系统程序制造PLC厂家编写的控制和完成PLC各种功能的程序，例如PLC接通电源后检查各部件是否正常的检查程序就是系统程序之一，存储系统程序的存储器称为系统程序存储器，在生产PLC的过程中厂家就将系统程序固化在只读存储器ROM中，是用户不可改变的。

用户程序是PLC使用人员根据控制对象的控制要求编写的控制程序；

PLC运行过程中会产生大量的运算数据，用户数据和运算数据都存储在随机存储器RAM中。

可擦写存储器是用来存储需要长期保存的重要数据。

3、输入输出接口电路输入输出接口电路是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。

1）输入接口电路在PLC系统中，各种按钮行程开关盒传感器等主令电器直接接到PLC输入接口电路上，操作人员发出的命令或自生产现场的各种控制信号，通过输入接口电路转化为PLC内部CPU能够接受的信号，由CPU进行逻辑控制。

为防止由于触点抖动或干扰脉冲引起错误的输入信号，输入接口电路必须有很强的抗干扰能力。

输入接口电路提高抗干扰能力的主要方法有：

①利用光电耦合器

②利用阻容滤波电路

2）输出接口电路PLC输出接口电路可以分为三种：

继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。

继电器输出接口电路既可以驱动交流负载也可以驱动直流负载，晶体管输出接口电路只能驱动直流负载，晶闸管输出接口电路只能驱动交流负载。

4、外设接口电路

外设接口电路用于链接计算机、手持编程器或其他图形编程器，并通过外设接口组成PLC的控制网络。

PLC通过SC-09电缆与计算机链接，可以实现编程、监控、联网等功能。

5、电源

通过PLC内部配有的一个专用开关式稳压电源，可将PLC外部连接电源转化为PLC内部电路工作所需电压（如5V、12V、24V等），并为外部输入元件提供24V直流电源，但要注意PLC负载电源是由用户另外提供的。

6、供编程使用的软继电器

输入继电器：

X0-X17

输出继电器：

Y0-Y15

辅助继电器：

M0-M383（通用型）M384-M511（保持型）M800-M8255（特殊继电器）

状态继电器：

S0-S9（初始化）S10-S127（通用）

S0-S127（保持）

定时器：

T0-T62100ms

T32-T62M8028为ON，其为10ms

T631ms

计数器：

C0-C15加计数器

C16-C31加计数器保持型

C235-C25532位高速计数器

寄存器：

DV

7、PLC的主要性能指标

（1）存储容量存储容量是指用户程序存储器的容量。

用户程序存储器的容量大，可以编制出复杂的程序。

一般来说，小型PLC的用户存储器容量为几千字，而大型机的用户存储器容量为几万字。

（2）I/O点数输入/输出（I/O）点数是PLC可以接受的输入信号和输出信号的总和，是衡量PLC性能的重要指标。

I/O点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大。

（3）扫描速度扫描速度是指PLC执行用户程序的速度，是衡量PLC性能的重要指标。

一般以扫描1K字用户程序所需的时间来衡量扫描速度，通常以ms/K字为单位。

PLC用户手册一般给出执行各条指令所用的时间，可以通过比较各种PLC执行相同的操作所用的时间，来衡量扫描速度的快慢。

（4）指令的功能与数量指令功能的强弱、数量的多少也是衡量PLC性能的重要指标。

编程指令的功能越强、数量越多，PLC的处理能力和控制能力也越强，用户编程也越简单和方便，越容易完成复杂的控制任务。

（5）内部元件的种类与数量在编制PLC程序时，需要用到大量的内部元件来存放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设置和各种标志位等信息。

这些元件的种类与数量越多，表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强。

（6）特殊功能单元特殊功能单元种类的多少与功能的强弱是衡量PLC产品的一个重要指标。

近年来各PLC厂商非常重视特殊功能单元的开发，特殊功能单元种类日益增多，功能越来越强，使PLC的控制功能日益扩大

（7）可扩展能力PLC的可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。

在选择PLC时，经常需要考虑PLC的可扩展能力。

7、三菱PLC型号介绍

FX系列PLC型号的含义如下：

其中系列名称：

如0、2、0S、1S、ON、1N、2N、2NC等

单元类型：

M──基本单元

E──输入输出混合扩展单元

Ex──扩展输入模块

EY──扩展输出模块

输出方式：

R──继电器输出

S──晶闸管输出

T：

晶体管输出

特殊品种：

D：

DC电源，DC输出

A1：

AC电源，AC（AC100~120V）输入或AC输出模块

H：

大电流输出扩展模块

V：

立式端子排的扩展模块

C：

接插口输入输出方式

F：

输入滤波时间常数为1ms的扩展模块

如果特殊品种一项无符号，为AC电源、DC输入、横式端子排、标准输出。

例如FX2N－32MT－D表示FX2N系列，32个I/O点基本单位，晶体管输出，使用直流电源，24V直流输出型。

课程总结

1、三菱PLC的内部结构组成；

2、PLC主要性能指标

3、三菱PLC的型号含义

课后作业

1、完成课后习题2

2、预习新课