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工业大学 PLC技术及应用 课程设计（论文） 题目：包装机械人机界面的控制系统 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 自动化092 学 号： 090302051 学生姓名： 万晓磊 指导教师：（签字） 起止时间：2022.12.26-2022.1.4 编程器输出电路输入电路 编程器 输出电路 输入电路 图3. 1 PLC的基本组成 3. 2. 2中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功 能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据：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 它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，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 辑或者算数运算的结果送入I/O映象区或者数据寄存器内。等所有的用户程序执 行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或者输出寄存器内的数据传送到 相应的输出装置，如此循环运行，直到住手运行。 为了进一步提高PLC的可靠性，灵便性，近年来对大型PLC还采用双CPU 构成冗余系统，或者采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU浮现故障, 整个系统仍能正常运行。 3. 2. 3 存储器(Memory) 可编程控制器的控制中枢，在系统监控下工作，承担着将外部输入的信号的 状态写入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。CPU常用的微 处理器有通用型微处理器，单片机和位片式计算机等。小型PLC的CPU多采用 单片机或者专用的CPUo大型PLC的CPU多用位片式结构，具有高速数据处理 能力。 基本I/O接口电路 （1）输入接口单元。PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路（如行程开 关、按钮、传感器等）提供的、符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电 路送至PLC内部电路。输入电路通常以光电隔离和阻容滤波的方式提高抗干扰能 力，输入响应时间普通在0.1?15ms之间。多数PLC的输入接口单元都相同，通 常有两种类型。一种是直流输入，一种是交流输入。 （2）输出接口单元。PLC输出电路用来将CPU运算的结果变换成一定形式 的功率输出，驱动被控负载（电磁铁、继电器、接触器线圈等）。PLC输出电路 结构形式分为继电器式、晶闸管式和晶体管输出型等三种。 接口电路 PLC接口电路分为I/O扩展接口电路和外设通信接口电路两类 （1） I/O扩接口电路 I/O扩展接口电路用连接I/O扩展单元，可以用来扩充开关量I/O点数和增加 摹拟量的I/O端子。I/O扩展接口电路采用并行接口和串行接口两种电路形式。 根据被控制对象对PLC控制系统的技术和要求，确定用户所需的输入、输出 设备，据此确定PLC的I/O点数。 （2）外设通信接口电路 通信接口电路用于连接手持编程器或者其他图形编程器、文本显示器，并能 组成PLC的控制网络。PLC通过PC/PPI电缆或者使用MPI卡通过RS-485接 口和电缆与计算机连接，可以实现编程、监控、联网等功能。 3. 2.5电源 PLC内部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC 内部电源需要的工作电源（5V直流）。当输入端子为非干接点结构时，为外部输 入元件提供24V直流电源（仅供输入点使用）。 根据课程需要选择西门子S7-200PLCo 西门子S7-200的性能特点 SIMAATICS7系列的PLC是德国SIEMENS公司1996年推出的产品，它包 括小型PLCS7-200、中型PLCS7-300和大型PLC S7-400.S7系歹U PLC产品的性 能和使用范围个不相同，但具有如下共同特点： CPU芯片已经升级到Intel 80486,甚至采用Pentium处理器；采用模块化设 计，能按搭积木方式进行系统配置，功能扩展灵便方便；有极快的处理速度，如 S7-200和S7-300的扫描速度为0.37 |JS指令；有很强的网络功能，可用多个PLC 连接成工业网络，构成完整的过程控制系统，即可实现总线联网，也可实现点到点通信；允许使用相关的程序软件包装及工业通信网络软件，编程工具更为开放。 本系统所用PLC型号为S7-200 o S7-200系列是一类小型PLC。由于其具有 紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格和强的的指令系统，它能近乎完美地满 足小规模的控制要求。此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的自动 化问题时，具有很强的适应性。 状态LED SF/DIAG （系统错误诊断） RUN 状态LED SF/DIAG （系统错误诊断） RUN （运行） STOP后止） 可选卡插槽： 时钟卡 存储卡 一 电池 通讯口 接战端子再 I/。⑻ 理学 模式选择开关（