PLC的根本結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理

作為一種工業(yè)操控的計(jì)算機(jī)，PLC和普通計(jì)算機(jī)有著類似的結(jié)構(gòu)；可是因?yàn)檫\(yùn)用場(chǎng)合、目的不同，在結(jié)構(gòu)上又有一些差別。

1.PLC的硬件組成

PLC硬件體系的根本結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。

在圖中，PLC的主機(jī)由CPU、存儲(chǔ)器（EPROM、RAM）、輸入/輸出單元、外設(shè)I/O接口、通訊接口及電源組成。關(guān)于整體式PLC，這些部件都在同一個(gè)機(jī)殼內(nèi)。而關(guān)于模塊式PLC，各部件獨(dú)立封裝，稱為模塊，各模塊經(jīng)過(guò)機(jī)架和電纜銜接在一起。主機(jī)內(nèi)的各個(gè)部分均經(jīng)過(guò)電源總線、操控總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線銜接，依據(jù)實(shí)踐操控目標(biāo)的需求裝備必定的外部設(shè)備，構(gòu)成不同的PLC操控體系。常用的外部設(shè)備有編程器、打印機(jī)、EPROM寫入器等。PLC能夠裝備通訊模塊與上位機(jī)及其他的PLC進(jìn)行通訊，構(gòu)成PLC的分布式操控體系。

下面別離介紹PLC的各組成部分及其效果，以便用戶進(jìn)一步了解PLC的操控原理和作業(yè)進(jìn)程。

（1）CPU

CPU是PLC的操控中樞，PLC在CPU的操控下有條有理地和諧作業(yè)，然后完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行操控。CPU由微處理器和操控器組成，它能夠完成邏輯運(yùn)算和數(shù)學(xué)運(yùn)算，和諧操控體系內(nèi)部各部分的作業(yè)。

操控器的效果是操控整個(gè)微處理器的各個(gè)部件有條有理的進(jìn)行作業(yè)，它的根本功能就是從內(nèi)存中讀取指令和履行指令。

（2）存儲(chǔ)器

PLC配有兩種存儲(chǔ)器，即體系存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。體系存儲(chǔ)器用來(lái)寄存體系管理程序，用戶不能拜訪和修正這部分存儲(chǔ)器的內(nèi)容。用戶存儲(chǔ)器用來(lái)寄存編制的使用程序和作業(yè)數(shù)據(jù)狀況。寄存作業(yè)數(shù)據(jù)狀況的用戶存儲(chǔ)器部分也稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，它包含輸入/輸出數(shù)據(jù)映像區(qū)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器預(yù)置數(shù)和當(dāng)時(shí)值的數(shù)據(jù)區(qū)及寄存中心結(jié)果的緩沖區(qū)。

PLC的存儲(chǔ)器首要包含以下幾種。

（1）只讀存儲(chǔ)器

（2）可編程只讀存儲(chǔ)器

（3）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器

（4）電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器

（5）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

（3）輸入/輸出（I/O）模塊

①開關(guān)量輸入模塊

開關(guān)量輸入設(shè)備是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等，PLC的輸入類型通常可所以直流、溝通和交直流。輸入電路的電源可由外部供應(yīng)，有的也可由PLC內(nèi)部供給。

②開關(guān)量輸出模塊

輸出模塊的效果是將CPU履行用戶程序所輸出的TTL電平的操控信號(hào)轉(zhuǎn)化為出產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所需的，能驅(qū)動(dòng)特定設(shè)備的信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)履行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。

（4）編程器

編程器是PLC重要的外部設(shè)備，運(yùn)用編程器可將用戶程序送入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，調(diào)試程序、監(jiān)控程序的履行進(jìn)程。編程器從結(jié)構(gòu)上可分為以下三種類型。

（1）簡(jiǎn)易編程器

（2）圖形編程器

（3）通用計(jì)算機(jī)編程器

（5）電源

電源單元的效果是把外部電源（220V的溝通電源）轉(zhuǎn)換成內(nèi)部作業(yè)電壓。外部銜接的電源，經(jīng)過(guò)PLC內(nèi)部配有的一個(gè)專用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，將溝通/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電路需求的作業(yè)電源（直流5V、±12V、24V），并為外部輸入元件（如挨近開關(guān)）供給24V直流電源（僅供輸入端點(diǎn)運(yùn)用）。驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的電源由用戶供給。

（6）外設(shè)接口

外設(shè)接口電路用于銜接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能經(jīng)過(guò)外設(shè)接口組成PLC的操控網(wǎng)絡(luò)。PLC運(yùn)用PC/PPI電纜或許MPI卡經(jīng)過(guò)RS-485接口與計(jì)算機(jī)銜接，能夠完成編程、監(jiān)控、聯(lián)網(wǎng)等功能。

2.PLC的軟件組成

PLC的軟件由體系程序和用戶程序組成。

體系程序由PLC制造廠商設(shè)計(jì)編寫，并存入PLC的體系存儲(chǔ)器中，用戶不能直接讀寫與更改。體系程序一般包含體系診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序及監(jiān)控程序等。

PLC的用戶程序是用戶運(yùn)用PLC的編程言語(yǔ)，依據(jù)操控要求編制的程序。在PLC的使用中，最重要的是用PLC的編程言語(yǔ)來(lái)編寫用戶程序，以完成操控目的。因?yàn)镻LC是專門為工業(yè)操控而開發(fā)的設(shè)備，其首要運(yùn)用者是廣闊電氣技術(shù)人員，為了滿意他們的傳統(tǒng)習(xí)氣和掌握才能，PLC的首要編程言語(yǔ)選用比計(jì)算機(jī)言語(yǔ)相對(duì)簡(jiǎn)略、易懂、形象的專用言語(yǔ)。

1.圖方式指令結(jié)構(gòu)

2.清晰的變量常數(shù)

3.簡(jiǎn)化的程序結(jié)構(gòu)

4.簡(jiǎn)化使用軟件生成進(jìn)程

5.強(qiáng)化調(diào)試手法