【文章內容簡介】 器邏輯控制。隨著微電子技術的迅猛發(fā)展， PLC 的功能不斷增強，從最初的邏輯運算發(fā)展到能實現(xiàn)過程控制、智能控制及網絡通訊等的多功能控制器，因此普遍改稱為可編程控制器。但為避免與個人計算機 PC相混淆，所以仍簡稱為 PLC。 1987年國際電工委員會 (IEC 11311)對 PLC 的定義是：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、定時、計數(shù)與算術運算等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式 或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關的外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計?！? PLC 具有通用靈活、抗干擾能力強、可靠性高、易于編程、使用方便、安裝簡單、便于維修、體積小等特點，它的采用，大大縮短了系統(tǒng)的設計和調試周期。 的基本結構 PLC 以微機技術為基礎，其構成基本與微型計算機相同，如圖 21 所示。由中央處理單元 (CPU)、存儲器 (RAM, ROM )、輸入 /輸出部件 (I/O 接口 )、編程工具和外圍設備等組成。 如圖 22 所示 1． 中央處理單元 CPU 是 PLC系統(tǒng)的核心 10 它按生產廠家預先編好的系統(tǒng)程序 (操作系統(tǒng) )指定的功能，接收并存儲用戶程序和數(shù)據 :診斷電源、 PLC 內部各電路的狀態(tài)和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，并分別存入 vo 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋器后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術運算任務，并將邏輯或算術運算的結果送入 vo 映象區(qū)或數(shù)據寄存區(qū)內。在所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 vo 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器的數(shù)據 傳送到相應的輸出裝置，實現(xiàn)輸出控制、打印或數(shù)據通訊等外部功能。 圖 22 PLC 結構示意圖 2． 存儲器存儲器分系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器兩部分 11 PLC 中常用的存儲器類型有： (1)讀 /寫存儲器 (隨機存儲器 RAM)讀寫方便，存取速度快，但需后備電池支持。 (2)紫外線可擦除的只讀存儲器 (EPROM)斷電情況下，存儲器內的所有內容保持不變。一般用以存放系統(tǒng)程序以及需永久保持的用戶程序。 (3)電可擦除的只讀存儲器 (EEPROM)兼有 RAM 和 EPROM 的優(yōu)點，不足之處主要有兩點 :必須先擦除該存儲單元的內容后才能寫入 :執(zhí)行讀 /寫操作的次數(shù)有限，約 10000 次。 (4)按塊擦除存儲器 (FLASH Memory)在功能上類似于 EEPROM 不同之處在于 :它是按塊擦除的，其優(yōu)點是讀出的速度高，集成度高。 一般常用 EPROM 等存儲芯片固化系統(tǒng)程序，用戶不能夠直接讀取。用戶程序或數(shù)據通常存放在 RAM, EEPROM 或 FLASH Memory 中，便于維修。 3． 輸入 /輸出部件 (1)基本 I/O 接口。 I/O 是工業(yè)現(xiàn)場的各種設備與 CPU 之間傳輸信息的接口。 輸入部件是現(xiàn)場信號進入 PLC 的橋梁。該部件接收來自主令元件、檢測元件的信號，主令元件是指操作臺 (屏 )上的功能鍵，如啟動、停止等按鍵。檢測元件有行程開關、限位開關、傳感器等。 輸入有兩種方式，一種是數(shù)字輸入 (也稱開關量的輸入或接點輸入 )，另一種是模擬量的輸入 (也稱電平輸入 )，模擬量的輸入要經過 A/D 轉換才能進入 PLC。為了提高 PLC 的抗干擾能力，輸入部件的內部有光電禍合、濾波等電路。 輸出部件是 PLC 與現(xiàn)場設備之間的連接部件，用以驅 動執(zhí)行元件，如電磁閥、微電機、接觸器、指示燈等。輸出的形式通常有繼電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出等。 (2)特殊功能模塊為了滿足復雜控制功需要， PLC 配有多種智能模塊，如 PID調節(jié)模塊、通訊模塊、步進模塊以及伺服模塊等。 12 PLC 的特點 1． 豐富的 I/O 接口模塊 PLC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強電或弱電等。有相應的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設備，如：按鈕、 行程開關、接近開關、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等，直接連接另外為了提高操 作性能，它還有多種人機對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網絡，它還有多種通訊聯(lián)網的接口模塊，等等。 所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內部電路之間電氣上隔離 。 各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為10~20ms。各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾 。采用性能優(yōu)良的開關電源。對采用的器件進行嚴格的篩選 。良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用有效措施，以防止故障擴大 。大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進一步提高。 3. 采用模塊化結構 為了適應各種工