【正文】 圖 1 4 三菱 FX2N 外部 I/O 端口 輸入接線端子 輸入指示燈 輸出接線端子 輸出指示燈 4 ．編程器 編程器有簡易編程器和智能圖形編程器兩種，主要用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況。另一類是由電位器、測速發(fā)電機和各種變送器等來的模擬量輸入信號。如圖 1 3 所示為三菱 FX2 N 型 PLC 外部 I /O 端口。 3 ．輸入 / 輸出（ I/O ）單元 輸入 / 輸出接口是 PLC 與外界連接的接口。其中元件映像寄存器用來存儲開關量、 輸出狀態(tài)以及定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部器件的 ON/OFF 狀態(tài)。 （ 3 ）工作數(shù)據(jù)存儲器 工作數(shù)據(jù)存儲器用來存儲工作數(shù)據(jù)，即用戶程序中使用的 ON/OFF 狀態(tài)、數(shù)值數(shù)據(jù) 等。目前較先進的的可編程控制器采用可隨時讀寫的快閃存儲器作為用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序質量的好壞，很大程度上決定了 PLC 的性能，其內(nèi)容主要包括三部分：第一部分為系統(tǒng)管理程序，它主要控制可編程控制器的運行，使整個可編程控制器按部就班地工作；第二部分為用戶指令解釋程序，通過用戶指令解釋程序，將可編程控制器的編程語言變?yōu)闄C器語言指令，再由 CPU 執(zhí)行這些指令；第三部分為標準程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序 . （ 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。 2 ． 存儲器 可編程控制器的存儲器可以分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器及工作數(shù)據(jù)存儲器等三種。 不同型號可編程控制器的 CPU 芯片是不同的，有的采用通用 CPU 芯片，如 8031 、 8051 、 808 6 、 80826 等，也有采用廠家自行設計的專用 CPU 芯片（如西門子公司的 S7 200 系列可編程控制器均采用其自行研制的專用芯片），隨著 CPU 芯片技術的不斷發(fā)展，可編程控制器所用的 CP U 芯片也越來越高檔。 輸入設備（ 按鈕 、 開關等 ）繼電器控制線路（ 由繼電器和導線組成 )輸出設備（ 接觸器 、 電磁閥等 ） 圖 1 2 繼電接觸控制系統(tǒng) 用 戶 輸 入 設 備微 處 理 器系 統(tǒng) 程 序 存 儲 器用 戶 程 序 存 儲 器輸入單元輸出單元電 源 單 元用 戶 輸 出 設 備編 程 器按 鈕繼 電 器 觸 點位 置 開 關電 磁 線 圈指 示 燈電 磁 閥P L C 圖 1 3 PLC 的基本結構 1 ．微處理器（ CPU ） CPU 一般由控制器、運算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個芯片上。 PL C 的基本結構如圖 1 2 所示。傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)通常由輸入設備、控制線路和輸出設備三大部分組成，如圖 1 1 所示。 S B2 2 0 V ~H LX 0 0C O MY 0 0C O MP L C 圖 1 1 彩燈控制電路 可編程控制器（ P LC ）是計算機家族中的一員，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的?？刂埔螅?1. 按下按鈕 SB ，彩燈 HL 亮。初識 PLC系統(tǒng)控制 節(jié)日 彩燈的亮暗變化，給節(jié)日帶來無窮樂趣，現(xiàn)有一彩燈，通過 PLC 來實現(xiàn)它的亮暗控制?？刂齐娐啡鐖D 1 1 所示。 2. 松開按鈕 SB ，彩燈HL 滅。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 / 輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。顯然這是一種由 許多“硬”的元器件連接起來組成的控制系統(tǒng)， PL C 及其控制系統(tǒng)是從繼電接觸控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)發(fā)展而來的， PLC 的輸入 / 輸出部分與繼電接觸控制系統(tǒng)大致相同， P LC 控制部分用微處理器和存儲器取代了繼電器控制線路，其控制作用是通過用戶軟件來實現(xiàn)的。 PLC 的基本組成部分包括微處理器（ CPU ）、存儲器、 I/O 單元、電源單元和編程器等。與一般計算機一樣， CPU 是可編程控制器的核心，它按系統(tǒng)程序賦予的功能指揮可編程控制器有條不紊地進行工作。 CPU 的主要功能： （ 1 ）接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)； （ 2 ）診斷電源、 PLC 工作狀態(tài)及編程的語法錯誤； （ 3 ）接收輸入信號，送入數(shù)據(jù)寄存器并保存； （ 4 ）運行時順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，完成用 戶程序的各種操作； （ 5 ）將用戶程序的執(zhí)行結果送至輸出端。 （ 1 ）系統(tǒng)程序存儲器 系統(tǒng)程序存儲器用來存放由可編程控制器生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在 ROM 內(nèi)，用戶不能直接更改。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務，用規(guī)定的可編程控制器編程語言編寫的各種用戶程序?？扉W存儲器不需后備電池，掉電時數(shù)據(jù)也不會丟失。 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。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。是 CPU 與現(xiàn)場 I/O 裝置或其他外部設備之間的連接部件。 輸入接口用來接收和采集兩種類型的輸入信號，一類是由按鈕、選擇開關、行程開關、繼電器觸點、接近開關、光電開關、數(shù)字撥碼開關等的開關量輸入信號。 輸出接口用來連接被控對象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。編程器是 PLC 開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件。 圖 1 5 三菱 FX 編程器 5 ．電源 電源部件用來將外部供電電源轉換成供 PL C 的 CPU 、存儲器、 I/ O 接口等電子電路工作所需要的直流電源，使 PLC 能正常工作。直流 24V 供電的機型，允許電壓為 16 ～ 32V ；交流供電的機型，允許電壓為 85 ～ 264V ，頻率為 47 ～ 53Hz 。 1. 可編 程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展 20 世紀 60 年代，在世界工業(yè)技術改革浪潮的沖擊下，各工業(yè)發(fā)達國家都在尋找一種比繼電器更可靠、功能更齊全、響應速度更快捷的新型工業(yè)控制裝置。為此，美國通用汽車公司公開招標，研制一種工業(yè)控制器，提出了 “ 使用、編程方便，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序，維護方便，可靠性高，體積小，易于擴充 ” 等要求。經(jīng)過 30 多年的發(fā)展，產(chǎn)品性能日臻完善，概括起來，其發(fā)展過程可歸納如下，見表 1 1 所示 . 發(fā)展時期 特點 典型產(chǎn)品舉例 初創(chuàng)時期 （ 1969 年～1977 年） 由數(shù)字集成電路構成，功能簡單，僅具備邏輯運算和計時、計數(shù)功能。初步形成系列，可靠性進一步提高，存儲器采用 EPRO M 。可以用高級語言編程 德國西門子公司的 S7 系列、日本三菱公司的 A 系列等 2. 可編程控制器的應用領域 PLC 已廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領域。不僅工 業(yè)生產(chǎn)用它，一些非工業(yè)過程，如樓宇自動化、電梯控制、農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控、水利灌溉等。 （ 2 ）工業(yè)過程控制。 （ 3 ）運動控制。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅動步進電動機或伺服電動機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 PLC 具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 （ 5 ）通信及聯(lián)網(wǎng)。隨著工廠自動化網(wǎng)絡的發(fā)展，現(xiàn)在的 PL C 都具有通信接口，通信非常方便。只有最早按下按鈕的人才有輸出，后續(xù)者無論是否有輸入均不會有輸出。 S B 2S B 02 2 0 V ~H LC O M C O MP L CS B 1S B 3S