【正文】 放 I/O的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作 I/O緩沖區(qū)。一個開關(guān)量 I/O占用存儲單元中的一位(bit) 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 ，一個模擬量 I/O占用存儲單元中的一個字 (16位 )。整個 I/O緩沖區(qū)可以看作是由開關(guān)量 I/O緩沖區(qū)和模擬量 I/O緩沖區(qū)兩個部分組成的。 (2) 系統(tǒng)軟元件存儲區(qū) 除了 I/O緩沖區(qū)以外，系統(tǒng) RAM存儲區(qū)還包括PLC內(nèi)部各類軟元件 (內(nèi)部繼電器、定時器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和工作寄存器等 )的存儲區(qū)。該存儲區(qū)又分為具有掉電保存的存儲區(qū)域和掉電不保存的存儲區(qū)域。前者在 PLC斷電時，由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會丟失；后者在 PLC斷電時，數(shù)據(jù)被清零。 ① 內(nèi)部繼電器 與開關(guān)輸出一樣，每個內(nèi)部繼電器占用系統(tǒng) RAM存儲區(qū)中的一位，但不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，只供用戶在編程中使用。其作用類似于電氣控制線路中的繼電器。另外，不同的 PLC還提供數(shù)量不等的特殊內(nèi)部繼電器，具有不同的特殊功能。 ② 數(shù)據(jù)寄存器 與模擬量 I/O一樣，每個數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng) RAM存儲區(qū)中的一個字 (16位 )，主要用于模擬量處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算和通信等。另外，PLC還提供數(shù)量不等的特殊數(shù)據(jù)寄存器，用于存儲系統(tǒng)中某些特定的數(shù)據(jù)或信息。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 ③ 定時器和計(jì)數(shù)器 PLC提供了許多定時器和計(jì)數(shù)器，數(shù)量從幾十個到幾千個不等，用于滿足工業(yè)生產(chǎn)中定時控制和計(jì)數(shù)控制的要求。 用戶程序存儲區(qū)存放用戶根據(jù)實(shí)際控制要求或生產(chǎn)工藝流程編寫的具體控制程序。不同類型的 PLC，其存儲容量各不相同。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 輸入 /輸出模塊 輸入模塊和輸出模塊通常稱為 I/O模塊或 I/O單元。 PLC提供了各種工作電平、連接形式和驅(qū)動能力的 I/O模塊，有各種功能的 I/O模塊供用戶選用，如電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離、串 /并行變換、開關(guān)量輸入 /輸出、模數(shù) (A/D)和數(shù)模 (D/A)轉(zhuǎn)換以及其他功能模塊等。按 I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊的規(guī)格及數(shù)量， I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受 PLC所能管理的配置能力，即底板或機(jī)架槽數(shù)的限制。 PLC的對外功能主要是通過各種 I/O接口模塊與外界聯(lián)系來實(shí)現(xiàn)的。輸入模塊和輸出模塊是 PLC與現(xiàn)場 I/O裝置或設(shè)備之間的連接部件，起著 PLC與外部設(shè)備之間傳遞信息的作用。 I/O模塊分為開關(guān)量輸入 (Digital Input， DI)、開關(guān)量輸出 (Digital Output， DO)、模擬量輸入 (Analog Input， AI)和模擬量輸出(Analog Output， AO)等模塊。通常 I/O模塊上還有 I/O接線端子排和狀態(tài)顯示，以便于連接和監(jiān)視。 I/O模塊既可通過底板總線與主控模塊放在一起，構(gòu)成一個系統(tǒng)，又可通過插座用電線引出遠(yuǎn)程放置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及聯(lián)網(wǎng)。 開關(guān)量模塊按電壓水平分有 220 VAC、 110 VAC、 24 VDC等規(guī)格；按隔離方式分有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出等類型。 模擬量模塊按信號類型分有電流型 (4mA～ 20mA、 0mA～ 20mA)、電壓型(0V～ 10V、 0V～ 5V、－ 10V～ 10V)等規(guī)格；按精度分有 12位、 14位、 16位等規(guī)格。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 智能模塊 除了上述通用的 I/O模塊外， PLC還提供了各種各樣的特殊 I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、高速計(jì)數(shù)器、位置控制、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、遠(yuǎn)程 I/O控制、溫度控制、中斷控制、聲音輸出、打印機(jī)等專用型或智能型的 I/O模塊，用以滿足各種特殊功能的控制要求。 I/O模塊的類型、品種與規(guī)格越多，系統(tǒng)的靈活性越高。模塊的 I/O容量越大，系統(tǒng)的適應(yīng)性就越強(qiáng)。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 編程設(shè)備 常見的編程設(shè)備有簡易手持編程器、智能圖形編程器和基于 PC的專用編程軟件。編程設(shè)備用于輸入和編輯用戶程序，對系統(tǒng)作一些設(shè)定，監(jiān)控 PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程設(shè)備在 PLC的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試、監(jiān)控運(yùn)行和檢查維護(hù)中是不可缺少的部件，但不直接參與現(xiàn)場的控制。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 電源 PLC中不同的電路單元需要不同的工作電源，如 CPU和 I/O電路要采用不同的工作電源。因此，電源在整個 PLC系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源，系統(tǒng)是無法正常工作的。 PLC的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造十分重視。 PLC一般都配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，用于給 PLC的內(nèi)部電路和各模塊的集成電路提供工作電源。有些機(jī)型還向外提供 24V的直流電源，用于給外部輸入信號或傳感器供電，避免了由于電源污染或電源不合格而引起的問題，同時也減少了外部連線，方便了用戶。有些 PLC中的電源與 CPU模塊合二為一，有些是分開的。輸入類型上有 220V或 110V的交流輸入，也有 24V的直流輸入。對于交流輸入的 PLC，電源電壓為 AC100 V～ 240 V。一般交流電壓波動在－ 15%～ +10%的范圍內(nèi)，可以不采取其他措施而將 PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。對于直流輸入的 PLC，電源的額定電壓一般為 24VDC。當(dāng)電源在額定電壓的－ 15%～ +10%范圍內(nèi)波動時， PLC都可以正常工作。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 可編程控制器的資源與編程語言 可編程控制器的硬件資源 PLC都提供了各種類型的繼電器，一般都稱為“軟繼電器”，以供系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中編程使用。常用的有輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部繼電器 (分為通用和專用兩種 )、定時器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器 (分為通用和專用等類型 )等。這些編程用的繼電器的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題。其觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制，沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。 1. 輸入繼電器 PLC的輸入繼電器是接受外部開關(guān)信號的窗口。 PLC內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器是用光電耦合器隔離的電子繼電器，編號與接線端子編號一致，如圖 。每一個輸入繼電器都有一個“等效線圈”和無數(shù)個常開 /常閉觸點(diǎn)。線圈的吸合或釋放只取決于 PLC外部所連接的開關(guān)信號的狀態(tài)，而不能通過程序控制。內(nèi)部的常開 /常閉兩種觸點(diǎn)供編程時隨時使用，使用次數(shù)不限。輸入電路的時間常數(shù)一般小于 10ms。 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 內(nèi) 內(nèi) 部 電 路 C O M 輸入 1 圖 輸入繼電器內(nèi)部原理圖 可編程控制器的資源與編程語言 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 2. 輸出繼電器 PLC的輸出繼電器是向外部負(fù)載輸出信號的窗口，也是通過光電耦合器隔離后接外部負(fù)載的。輸出繼電器的線圈由程序控制，其外部輸出主觸點(diǎn)接到PLC的輸出端子上，以供驅(qū)動外部負(fù)載使用，其余常開 /常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限，但線圈一般只能用 1次。 3. 內(nèi)部繼電器 PLC中有很多內(nèi)部繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由 PLC內(nèi)各軟元件的