PLC自动控制器的硬件组成

　　从本质上讲，PLC自动控制器是一种专门用于工业控制的计算机。其硬件结构与微机基本相同：

　　1、 电源

　　PLC电源在整个系统中起着重要的作用。如果没有良好可靠的供电系统，就不能正常工作。因此，PLC生产厂家非常重视电源的设计和制造。交流电压波动一般在+10%（+15%）以内。可编程控制器可直接接入交流电网，无需其他措施

　　2、 中央处理器

　　中央处理器（CPU）是PLC的控制中心。它根据PLC系统程序给定的功能，接收和存储程序员输入的用户程序和数据，检查电源、存储器、I/O和报警定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先通过扫描接收现场各输入设备的状态和数据，并分别存储到I/O图像区。然后，它从用户程序存储器中逐个读取用户程序。在命令被解释后，根据指令执行逻辑或算术运算，并将结果发送到I/O图像区域或数据寄存器。直到输出到寄存器I中的每一个程序都停止运行，直到输出到寄存器I中的每一个程序都停止运行。

　　为了进一步提高PLC的可靠性，近年来大型PLC采用双CPU冗余系统或三CPU表决系统。这样，即使CPU出现故障，整个系统仍然可以正常运行。

　　3、 记忆

　　用于存储系统软件的存储器称为系统程序存储器。

　　用于存储应用软件的存储器称为用户程序存储器。

　　4、 I/O接口电路

　　（1）、场输入接口电路由光耦合电路和微机输入接口电路组成。作为PLC与现场控制接口的输入通道。

　　（2）、现场输出接口电路由输出数据寄存器、门电路和中断请求电路组成。可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场执行单元输出相应的控制信号。

　　5、 功能模块

　　如计数、定位等功能模块。

　　6、 通信模块

　　工作原理：PLC投入运行后，其工作过程一般分为输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。这三个阶段的完成称为扫描周期。在整个运行过程中，PLC的CPU以一定的扫描速度重复上述三个阶段。

　　（1）、输入采样阶段

　　在输入采样阶段，PLC以扫描模式读取所有输入状态和数据，并将其存储到I/O图像区的相应单元中。输入采样完成后，用户程序执行和输出刷新阶段被转移。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映射区中相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，以确保在任何情况下都可以读取输入。

　　（2）、用户程序执行阶段

　　在用户程序执行阶段，PLC总是按从上到下的顺序扫描用户程序（梯形图）。在扫描每个梯形图时，总是先扫描梯形图左侧各触点组成的控制电路，然后按照从左到右、从上到下的顺序对由触点组成的控制电路进行逻辑计算，然后根据逻辑运算的结果刷新系统RAM存储区中逻辑线圈对应的位状态，或者在I/O镜像区刷新输出线圈对应位的状态；或者决定是否执行梯形图中指定的特殊功能指令。

　　换言之，在用户程序的执行过程中，只有输入点在I/O图像区域中的状态和数据不会改变，而I/O图像区域或系统RAM存储区域中的其他输出点和软件设备的状态和数据可以改变。此外，上述梯形图的程序执行结果将与使用这些线圈或数据的梯形图一致，相反，在下面的梯形图中刷新的逻辑线圈的状态或数据只能在其上面列出的程序上工作，直到下一个扫描周期。

　　如果在程序执行过程中使用即时I/O指令，则可以直接访问I/O点。换句话说，如果使用I/O指令，则不会更新输入处理图像寄存器的值。程序直接从I/O模块中获取值，输出过程图像寄存器立即更新，这与直接输入不同。

　　（3）、输出刷新阶段

　　扫描用户程序完成后，PLC进入输出刷新阶段。在此期间，CPU根据I/O图像区域中的相应状态和数据刷新所有输出锁存电路，然后通过输出电路驱动相应的外围设备。此时，它是PLC的实际输出。

　　功能特点：PLC具有以下特点。

　　1、系统结构灵活，易于扩展，以开关量控制为特点，还可进行连续过程PID回路控制，并可与DDC、DCS等上位机组成复杂的控制系统，实现生产过程的综合自动化。

　　2、该系统易于使用和编程。它使用简洁的编程语言，如梯形图、逻辑图或语句表，而不需要计算机知识。因此，系统开发周期短，现场调试容易。此外，该程序可以在线修改以改变控制方案，而不需要移除硬件。

　　3、它能适应各种恶劣的工作环境，抗干扰能力强，可靠性强，远远高于其他机型。
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