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1、PLC基础知识简介在白动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。日前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。木文对PLC的发展、基木结构、配置、应用等基本知识作一简介。一、PLC的发展历程在丁业生产过稈屮，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及人量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代
2、继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电了技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称ProgrammableController(PC)o个人计算机(简称PC)发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController(PLC),现在，仍常常将PLC简称PCoPLC的定义有许多种。国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电了系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存
3、贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与T•业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。上世纪80年代至90年代屮期，是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30〜40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰
4、能力强、编程简单等特点。PLC在工业白动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。二、PLC的构成从结构上分，PLC分为尚定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示血板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。三、CPU的构成CPU是PLC的核心，起神经屮枢的作用，每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统稈序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数
5、据，并存入规定的寄存器屮，同时，诊断电源和PLC内部电路的丁•作状态和编稈过稈屮的语法错误等。进入运行后，从用户稈序存贮器屮逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要rti运算器、控制器、寄存器及实现它们Z间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对备部分的工作机制述是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPUT作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节
6、奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下T作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，10数量及软件容量等，因此限制着控制规模。四、I/O模块PLC与电气
7、川路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存髀状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI）,开关量输出（DO）,模拟量输入（AI）,模拟量输出
8、（AO）等模块。开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟最是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC.24VDC,按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）.电压型（0-10V,（）-5V,-10-10V）等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用10外，还有特殊10模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最人数受CPU所能管理的基木配置的能力,即受最大
9、的底板或机架槽数限制。五、电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供王作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流
