可编程控制器的基础知识

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1、第一章可编程控制器的基础知识可编程控制器（ProgrammableController）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。第一节PLC的一般硬件结构PLC实质是一种专用于工业控制的计

2、算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图1－1所示：图1－1PLC硬件框图一、中央处理单元（CPU）中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映

3、象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。13CPU主要完成以下功能：1、接收并存储用户程序和数据；2、用扫描的方式接收现场输入设备的状态和数据；3、诊断电源、PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误；4、完成用户程序中规定的逻辑运算和算术运算任务。二、存储器PLC常用的存储器类型（1）RAM（RandomAssessMemory） 这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。（2）EPROM（ErasableProgrammableReadOnlyMemory）这是一种可擦除

4、的只读存储器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。（3）EEPROM(ElectricalErasableProgrammableReadOnlyMemory)这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些信息。所谓系统程序，是指控制和完成PLC各种功能的程序。这些程序是由PLC的生产厂家编写的，并固化到只读存储器中。所谓用户程序，是指使用者根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的控制程序。用

5、户程序由使用者通过编程器输入到PLC的随机存储器，允许修改，由用户启动运行。不同类型的PLC，其存储容量各不相同，但根据其工作原理，其存储空间一般包括以下3个区域：1、系统程序存储区用来存放系统程序。它包括监视程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该PLC的性能。2、系统RAM存储区系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备，如：逻辑线圈；数据寄存器；计时器；计数器；变址寄存器；累加器等存储器。3、用户程序存储区用户程序存储区存放用户编制的用户程序。三

6、、输入／输出（I/O）接口13I/O接口是CPU与现场I/O装置或其它外部设备之间的连接部件。PLC提供了具有各种操作电平与输出驱动能力的I/O接口和各种用途的I/O组件供用户选用。如输入／输出电平转换、电气隔离、串／并行转换、A/D或D/A转换等等。输入电平转换是用来将输入端不同电压或电流信号转换成CPU能接受的低电平信号。输出电平转换是用来将CPU控制的低电平信号转换为控制设备所需的电压或电流信号。电气隔离是在CPU与I/O回路之间采用的防干扰措施。I/O接口就是将外部输入信号变换成CPU能接受的信号，或将CPU的输出信号变换成需要的控制信号

7、去驱动控制对象（包括开关量和模拟量），以保证整个系统正常工作。输出接口有三种输出方式，即继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式。四、电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。PLC中的电源一般有三类：1、+5V、±15V直流电源：供PLC中TTL芯片和集成运放使用；2、供输出接口使用的高压大电流的功率电源；3、锂电池及其充电电源。考虑到系统的可靠性以

8、及光电隔离器的使用，不同类型的电源其地线也不同。五、编程器编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视。还可以通过其键盘去调用和显示