plc教程系列篇(五)，plc教程之plc結(jié)構(gòu)探討

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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, 每當變更設計時,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雜度分為大、中、小型;而一般工廠及學校通常使用小型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PLC管理、執(zhí)行、運算、控制等功能.

程式記憶體: 負責儲存使用者設計的順序程式參數(shù)及註解等.

資料記憶體: 負責儲存輸入、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: 負責接收外部輸入元件信號.

輸出回路: 負責接收外部輸出元件信號.

在工業(yè)用途非常廣範,如半導體晶圓廠的各種自動化設備的控制 大樓電梯 機械停車設備 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。

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