PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本結(jié)構(gòu)的教程說明

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　　一、何為PLC

　　它是一種即時系統(tǒng)有別于個人電腦傳統(tǒng)式以繼電器為主的電機控制系統(tǒng)中， 每當(dāng)變更設(shè)計時，整個系統(tǒng)幾乎都要重新製作， 不但費時又費力;同時由于繼電器還有接點接觸不良、磨損、體積大之缺點， 因此造成成本升高、可靠性低、不易檢修等問題。為了改善這些缺點， 美國DEC在1969年首度發(fā)表：可程式控制器（Programmable Controller）。

　　程式控制器在發(fā)表初期被稱為（Programmable Logic -Controller）簡稱PLC， 最先的目的是取代繼電器，執(zhí)行繼電器邏輯及其他計時或計數(shù)等功能的順序控制為主， 所以也稱順序控制器，其結(jié)構(gòu)也像一部微電腦，所以也可稱為微電腦可程式控制器（MCPC），直到1976年，美國電機製造協(xié)會正式給予命名為Programmable Controller， 即可程式控制器，簡稱PC，由于目前個人電腦（Personal Computer）極為普遍， 加上常與可程式控制器配合使用，為了區(qū)分兩者， 所以一般都稱可程式控制器為PLC 以加以分別。 目前市面上之PLC種類繁多，依照製造廠商及適用場所的不同而有所差異， 但是每種廠牌可依機組復(fù)雜度分為大、中、小型;而一般工廠及學(xué)校通常使用小型PLC， 其中以日系MITSUBISHI叁菱F系列及我國士林電機所生產(chǎn)之A系列PLC較受國人愛用。 而本CAI將以叁菱FX2 PLC 為主加以介紹，望使用者能對PLC有更深的瞭解， 在使用PLC時能更得心應(yīng)手。 可程式控制器內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)可用下圖來表示， 其內(nèi)部處單元包括CPU、輸入模組、輸出模組叁大部門， PLC的CPU 會經(jīng)由輸入模組取得輸入元件所產(chǎn)生的訊號， 再從記憶體中逐一取出原先以程式書寫器中輸入的控制指令， 經(jīng)由運算部門邏輯演算后，再將結(jié)果過輸出模組加以驅(qū)動外在的輸出元件。

　　二、PLC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　程式輸入裝置： 負責(zé)提供操作者輸入、修改、監(jiān)視程式用作的功能

　　中央處理單元（CPU）： 負責(zé)PLC管理、執(zhí)行、運算、控制等功能。

　　程式記憶體： 負責(zé)儲存使用者設(shè)計的順序程式參數(shù)及註解等。

　　資料記憶體： 負責(zé)儲存輸入、輸出裝置的狀態(tài)及順序程式的轉(zhuǎn)換資料。

　　系統(tǒng)記憶體： 儲存PLC執(zhí)行順序控制所需的系統(tǒng)程式。

　　輸入回路： 負責(zé)接收外部輸入元件信號。

　　輸出回路： 負責(zé)接收外部輸出元件信號。

　　在工業(yè)用途非常廣範(fàn)，如半導(dǎo)體晶圓廠的各種自動化設(shè)備的控制 大樓電梯 機械停車設(shè)備 路邊的紅綠燈變換控制自動化生產(chǎn)線。

　　三、PLC基本結(jié)構(gòu)詳解

　　PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同。

　　a. 中央處理單元（CPU）

　　中央處理單元（CPU）是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。

　　為了進一步提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用叁CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。

　　b、存儲器

　　存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。

　　存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。

　　C、電源

　　PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%（+15%）范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。