【正文】 各具特色 。 綜合起來看 ， PLC的發(fā)展趨勢有以下幾個方面 。 1) 系統(tǒng)功能完善化 2) 體系結構開放化及通信功能標準化 3) ?I/O模塊智能化及安裝現(xiàn)場化 4) 功能模塊專用化 5) 編程組態(tài)軟件圖形化 6) 硬件結構集成化、冗余化 7) 控制與管理功能一體化 第 5章 可編程序控制器原理 可編程序控制器的基本組成 系統(tǒng)程序存儲器用戶程序存儲器存儲器I / O擴展口外設接口輸入單元輸出單元用戶輸出設備中央處理單元（ C P U ）電源用戶輸入設備I / O 擴展單元特殊功能單元主機編程器盒式磁帶機打印機E P R O M 寫入器上位計算機P L C可編程終端 PT…圖 51 整體式 PLC組成示意圖 第 5章 可編程序控制器原理 組合式 PLC組成如圖 52所示。這種結構的 PLC是將 CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能 I/O單元、通信單元等分別做成相應的電路板或模塊，各模塊可以插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。裝有 CPU的單元稱為 CPU模塊，其他稱為擴展模塊。 CPU與各擴展模塊之間若通過電纜連接，距離一般不超過 10 m。中、大型機常采用組合式 PLC。 第 5章 可編程序控制器原理 PLC 或上位計算機通信單元 智能 I / O 單元 輸出單元 輸入單元 C P U 單元 編程器控制系統(tǒng)現(xiàn)場過程系 統(tǒng) 總 線… …圖 52 組合式 PLC組成示意圖 第 5章 可編程序控制器原理 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元是 PLC的主要組成部分，是系統(tǒng)的控制中樞。它的主要功能是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)，并診斷用戶程序的語法錯誤。當 PLC投入運行時，首先以掃描方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O映像區(qū)；然后從用戶程序存儲器中逐條取指令，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術運算任務，并將運算結果存入 I/O映像區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。等到所有用戶程序掃描執(zhí)行完畢后，才將 I/O映像區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置。如此循環(huán)運行，直至停止運行為止。 第 5章 可編程序控制器原理 PLC和一般微處理機不同 ， 它常以字 (16位 )為單位而不是以字節(jié) (8位 )為單位存儲與處理信息 。 不同廠家、不同產品的 CPU也不一樣，但 CPU在系統(tǒng)中的作用是一致的。只不過在 CPU本身的集成度、運算速度和位數(shù)等方面略有差異。一般的中型 PLC多為雙 CPU系統(tǒng)，其中一個為主處理器，主要處理字節(jié)操作指令，控制系統(tǒng)總線、內部計數(shù)器、內部定時器，監(jiān)視掃描時間，統(tǒng)一管理編程接口，同時協(xié)調位處理器及輸入 /輸出。如 OMRON公司的 C200H用的是美國Motorola公司的 MC681309CP。也有一些 PLC采用單片機，如805 8031等；另一個 CPU則作為從處理器，專門用來處理位操作指令和在機器操作系統(tǒng)的管理下實現(xiàn) PLC編程語言向機器語言的轉換，它是加快 PLC工作處理速度的關鍵。一般情況下，這樣的 CPU都是各公司自己開發(fā)的專用 CPU。因此，實際上 PLC是一個雙 CPU的微機 (或單片機 )系統(tǒng)，它的可靠性也比較高。 第 5章 可編程序控制器原理 存儲器 PLC的存儲器可以分為以下 3種 。 1． 系統(tǒng)程序存儲器 系統(tǒng)程序是廠家根據(jù)其選用的 CPU的指令系統(tǒng)編寫的，它決定了 PLC的功能。系統(tǒng)程序存儲器是只讀存儲器，用戶不能更改其內容。 第 5章 可編程序控制器原理 2． 用戶程序存儲器 根據(jù)控制要求而編制的應用程序稱為用戶程序。不同機型的 PLC的用戶程序存儲器的容量可能差異較大。根據(jù)生產過程或工藝的要求，用戶程序經常需要改動，所以用戶程序存儲器必須可讀寫。一般要用后備電池 (鋰電池 )進行掉電保護，以防掉電時丟失程序。目前較先進的 PLC(如 CPM1A等 )采用可隨時讀 /寫的快閃存儲器作為用戶程序存儲器?？扉W存儲器不需要后備電池，掉電時數(shù)據(jù)也不會丟失。 第 5章 可編程序控制器原理 3． 工作數(shù)據(jù)存儲器 用來存儲工作數(shù)據(jù)的區(qū)域叫工作數(shù)據(jù)區(qū) 。 工作數(shù)據(jù)是經常變化 、 經常存取的 ， 所以這種存儲器必須可讀 /寫 。 在工作數(shù)據(jù)區(qū)中開辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。其中，元件映像寄存器用來存儲開關量的輸入 /輸出狀態(tài)以及定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等內部器件的 ON/OFF狀態(tài)。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值及A/D轉換得到的數(shù)字量和數(shù)學運算的結果等。在 PLC斷電時能保持數(shù)據(jù)的存儲器區(qū)稱數(shù)據(jù)保持區(qū)。 第 5章 可編程序控制器原理 輸入 /輸出接口 1． 開關量輸入 按照輸入端電源類型的不同 ， 開關量輸入可分為直流輸入和交流輸入 。 直流輸入的電路如圖 53所示，外接的直流電源極性可任意，虛線框內是 PLC內部輸入電路，虛線框外為外部用戶接線。 第 5章 可編程序控制器原理 濾波內部電路SR1CR2LEDCOMT＋ 5VAR3圖 53 直流輸入電路 第 5章 可編程序控制器原理 圖 53中 ， T為一光電耦合器 ， 發(fā)光二極管與光電三極管封裝在一個管殼中 。 當二極管中有電流時其發(fā)光 ， 此時光電三極管導通 。 R1為限流電阻 ， R2和 C構成濾波電路 ， 可濾除輸入信號中的高頻干擾 。 LED顯示該輸入點的狀態(tài) 。 由于電路中采用了光電耦合器，故在電性能上是完全隔離開的，同時，由于發(fā)光二極管的正向阻抗約為 100～ 1 kΩ，因此輸入阻抗較低。而外界干擾源的內阻一般都比較大，故干擾源送到輸入端的干擾噪聲很小。并且由于干擾源內阻大，盡管能產生較高的干擾電壓，但能量卻很小，因此只能產生很弱的電流。而發(fā)光二極管只有通過一定的電流才能發(fā)光，這就抑制了干擾信號?？梢娫谳斎攵瞬捎昧斯怆婑詈掀骷螅岣吡?