【正文】 就丟失，需要鋰電池作為后備電源。系統(tǒng)程序存儲器用于存儲整個系統(tǒng)的監(jiān)控程序，一般采用只讀存儲器 (Read Only Memory， ROM)，具有掉電不丟失信息的特性。 為了進一步提高 PLC的可靠性，近年來對大型 PLC還采用雙 CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用 3CPU的表決式系統(tǒng)。 CPU模塊一般都有相應的狀態(tài)指示燈，如電源指示、運行指示、輸入 /輸出指示和故障指示等。然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或數(shù)據(jù)運算，將運算結果送入相應的輸出緩沖區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。 可編程控制器的基本結構 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 (6) 按程序進行處理，根據(jù)運算結果，更新有關標志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的內容。 (2) 監(jiān)視電源、 PLC內部各個單元電路的工作狀態(tài)。 CPU中的寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果。 CPU在很大程度上決定了 PLC的整體性能，如整個系統(tǒng)的控制規(guī)模、工作速度和內存容量等。無論哪種結構類型的 PLC，都屬于總線式的開放結構，其 I/O能力可根據(jù)用戶需要進行擴展與組合。本章主要介紹 PLC的硬件組成、工作原理和系統(tǒng)資源配置等內容。 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 返回總目錄 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 PLC的產品型號很多，發(fā)展非常迅速，應用日益廣泛，不同的產品在硬件結構、資源配置和指令系統(tǒng)等方面各不相同。 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 本章內容 ● 可編程控制器的基本結構 ● 可編程控制器的資源與編程語言 ● 可編程控制器的工作原理 ● 思考題與習題 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 可編程控制器的基本結構 PLC從組成形式上一般分為整體式和模塊式兩種，但在邏輯結構上基本上相同。 PLC的組成如圖 。 CPU中的控制器控制 PLC工作，由它讀取指令，解釋并執(zhí)行指令。它也是在控制器的指揮下工作。 (3) 診斷編程過程中的語法錯誤，對用戶程序進行編譯。 (7) 根據(jù)輸出狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關內容，將結果送到輸出接口。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O緩沖區(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。箱體式 PLC的面板上也有這些顯示。這樣，即使某個 CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。用戶程序存儲器用于存儲用戶根據(jù)工藝要求或控制功能設計的控制程序，早期一般采用隨機讀寫存儲器(Random Access Memory， RAM)，需要后備電池在掉電后保存程序。 (2) EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)是一種可擦除的只讀存儲器。 可編程控制器的基本結構 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 (3) EEPROM是一種電可擦除的只讀存儲器，擦除時間很短，不需要專用的擦除設備。它和硬件一起決定了 PLC的性能。一個開關量 I/O占用存儲單元中的一位(bit) 可編程控制器的基本結構 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 ，一個模擬量 I/O占用存儲單元中的一個字 (16位 )。前者在 PLC斷電時，由內部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會丟失；后者在 PLC斷電時，數(shù)據(jù)被清零。 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)運算和通信等。不同類型的 PLC，其存儲容量各不相同。 PLC的對外功能主要是通過各種 I/O接口模塊與外界聯(lián)系來實現(xiàn)的。 I/O模塊既可通過底板總線與主控模塊放在一起，構成一個系統(tǒng)，又可通過插座用電線引出遠程放置，實現(xiàn)遠程控制及聯(lián)網。 I/O模塊的類型、品種與規(guī)格越多，系統(tǒng)的靈活性越高。編程設備在 PLC的應用系統(tǒng)設計與調試、監(jiān)控運行和檢查維護中是不可缺少的部件，但不直接參與現(xiàn)場的控制。 PLC的制造商對電源的設計和制造十分重視。輸入類型上有 220V或 110V的交流輸入，也有 24V的直流輸入。當電源在額定電壓的－ 15%～ +10%范圍內波動時， PLC都可以正常工作。其觸點沒有數(shù)量限制，沒有機械磨損和電蝕等問題。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。 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 內 內 部 電 路 C O M 輸入 1 圖 輸入繼電器內部原理圖 可編程控制器的資源與編程語言 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 2. 輸出繼電器 PLC的輸出繼電器是向外部負載輸出信號的窗口，也是通過光電耦合器隔離后接外部負載的。內部繼電器沒有向外的任何聯(lián)系，只供內部編程使用。 1) 通用內部繼電器 PLC中都有一定數(shù)量的通用內部繼電器。 不同的 PLC其輸入繼電器、輸出繼電器和內部繼電器的編址方式 (即編號 )不同，數(shù)量多少也不一樣。當所計時間達到設定值時，其輸出觸點動作。編程時，設定值由用戶確定。 可編程控制器的資源與編程語言 第 4章 可編程控制器的結構和工作原理 5. 計數(shù)器 PLC中的計數(shù)器一般是 16位減法計數(shù)器，都有兩個輸入，一個用于計數(shù)，一個用于復位。復位信號斷開后，計數(shù)器重新進入計數(shù)狀態(tài)。在實際設計中，一定要十分熟悉其編址方式、特性和數(shù)量。不同的 PLC提供的數(shù)據(jù)寄存器的種類的數(shù)量不同，編址方式 (即編號 )也不一樣。 2) 專用數(shù)據(jù)寄存器 專用數(shù)據(jù)寄存器也叫特殊數(shù)據(jù)寄存器。實際上，對于任意一種 PLC，不論是為了學習還是實際使用，熟練掌握其所提供的繼電器的種類、數(shù)量和各自的特性都非常重要。 PLC存在的主要缺點在于 PLC的軟件和硬件體系結構是封閉而不是開放的。開發(fā)以 PC為基礎、在Windows平臺下，符合 IEC11313國際標準的新一代開放體系結構的 PLC正在規(guī)劃中。 (3) 順序功能圖 (Sequential Function Chart， SFC) 適合于時序混合型的多進程復雜控制。因與繼電器電路很相似，具有直觀易懂的特點，很容易被熟悉繼電器控制的電氣人員所掌握，特別適合于數(shù)字邏輯控制，但不適于編寫控制功能復雜的大型程序。觸點代表邏輯輸入條件，線圈代表邏輯運算結果，指令框用來表示定時器、計數(shù)器或數(shù)學運算等功能指令。 PLC是按循環(huán)掃描的方式處理控制任務，沿梯形圖先后順序執(zhí)行。指令表適合于經驗豐富的程序員使用，可以實現(xiàn)某些梯形圖不易實現(xiàn)的功能。功能塊圖采用類似于數(shù)字電路中邏輯門的形式來表示邏輯運算關系。 5. 結構化文本 結構化文本是為 IEC611313標準創(chuàng)建的一種 PLC專用的高級語言。由于沒有結合具體的 PLC產品進行說明，因此有些地方可能還難以形成完整而具體的認識，如內部的繼電器資源等內容。針對特定型號的 PLC，一定要搞清楚其內部繼電器的類型、數(shù)量、編號范圍和相關特性。指令是進行 PLC程序設計的基本語言工具，是系統(tǒng)控制功能的具體體現(xiàn)。不同的 PLC對輸入和輸出的信號要求不一樣，如輸入信號分直流和交流，輸出則有繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出等不同類型。但其工作方式卻與計算機有較大的不同，