1、硬件结构和工作原理PLC的结构组成及工作原理PLC硬件结构组成PLC硬件系统结构组成输入部分：是指各类按钮、行程开关、传感器等接口电路，它收集并保存来自被控对象的各种开关量、模拟量信息和来自操作台的命令信息等。逻辑处理部分：用于处理输入部分取得的信息，按一定的逻辑关系进行运算，并把运算结果以某种形式输出。输出部分：是指驱动各种电磁线圈、交/直流接触器、信号指示灯等执行元件的接口电路，它向被控对象提供动作信息。为了使用方便，PLC还常配套有编程器等外部设备，它们可以通过总线或标准接口与PLC连接。不同厂家不同类型的PLC指令系统的指令符号、指令内容、指令条数也是不同；关于软器件和I/O口的相应规定也不一样。虽然PLC方方面面都有很多不同，但是这种装置都称为可编程序控制器，它们在基本内涵上一定同多异少。S7-200系列PLC系统组成1．CPU模块SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机（CPU模块）的外形：2.CPU22X主要技术指标本机I/O点数指令主要内部继电器附加功能通信PLC主要部件组成微处理器（CPU）接收并存储用户程序和数据；诊断电源、PLC工作状态及编程的语法错误；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。系统存储器——系统程序存储器+系统数据存储器存放系统工作程序（监控程序）；存放模块化应用功能子程序；存放命令解释程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储系统参数。输入单元——带光电隔离电路多种辅助电源类型：AC电源DC24V输入DC电源DC24V输入DC电源DC12V输入接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收传感器输出信号。注意：光电耦合器的作用1-2-2、I/O模块输出单元——带光电隔离器及滤波器多种输出方式：晶体管晶闸管继电器驱动直流负载（晶体管输出单元）；驱动非频繁动作的交/直流负载（继电器输出单元）；驱动频繁动作的交/直流负载（晶闸管输出单元）。1-2-2、I/O模块二、输出模块的主要技术指标有：通讯及编程接口——采用RS-485或RS-422串行总线连接专用编程器；连接个人电脑（PC），实现编程及在线监控；连接工控机，实现编程及在线监控；连接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；连接打印机等计算机外设。I/O扩展接口——采用并行通讯方式扩展I/O模块；扩展位置控制模块；扩展通讯模块；扩展模拟量控制模块。PLC软件系统组成1-2-3、工作方式程序执行阶段★循环扫描方式;★当PLC处于运行状态时，运行周期可以划分为5个基本阶段：用户程序的循环扫描过程信号传递过程(从输入到输出)针对扫描周期循环工作制的优缺点提两点建议：★循环扫描方式;★当PLC处于停止状态时，运行可以划分为4个基本阶段：★读取输入☆每个扫描周期的开始，先对各数字量输入点的当前状态进行输入扫描，并将各扫描结果分别写入对应的映像寄存器中☆外接电源闭合，对应的映像寄存器为1；对应梯形图中的常开触点接通，常闭触点断开☆外接电路断开，对应的映像寄存器为0；对应梯形图中的常开触点断开，常闭触点接通★执行用户程序☆执行程序时，对输入输出的存取通常是通过映像寄存器实现的。在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器转台也不会发生变化。变化的输入信号状态只有在下一个扫描周期的读取输入阶段才能被读入★中断程序的处理☆如果在程序中使用了中断，则与处理中断事件的中断程序与主程序一起被存入存储器。正常情况下，中断程序并不作为扫描周期的一部分进行扫描，仅仅是在中断事件发生后才进行进行执行，此时，CPU以异步扫描方式为用户提供中断服务，而且根据中断优先级来处理多个中断。中断程序使得CPU的扫描周期不是固定的，这一执行特点在编制用户程序时必须考虑到。★立即I/0处理☆利用立即I/0指令可以直接存取I/0点☆立即读输入点指令，不更新相应的输入映像寄存器☆立即写输出点指令，更新相应的输出映像寄存器★通讯处理☆在CPU扫描周期的信息处理阶段，CPU自动检测并处理各通信端口收到的任何信息，即检测是否有编程器，计算机等的通信请求，若有，则进行相应处理，在这一阶段完成数据通信任务。★CPU自诊断测试☆CPU检测主机硬件，同时也检测所有的I/0模块的状态。在RUN模式下，还检测用户程序存储器。★改写输出☆CPU执行完用户程序后，将输出映像寄存器中的数据传送到输出模块并加以锁存。☆输出信号通过输出部件转换程被控设备所能接收的电压或电流信