PLC的内部结构和基本结构的教程说明

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　　一、何为

　　它是一种即时系统有别于个人电脑传统式以继电器为主的电机控制系统中， 每当变更设计时，整个系统几乎都要重新製作， 不但费时又费力;同时由于继电器还有接点接触不良、磨损、体积大之缺点， 因此造成成本升高、可靠性低、不易检修等问题。为了改善这些缺点， 美国DEC在1969年首度发表：可程式控制器（Programmable Controller）。

　　程式控制器在发表初期被称为（Programmable Logic -Controller）简称PLC， 的目的是取代继电器，执行继电器逻辑及其他计时或计数等功能的顺序控制为主， 所以也称顺序控制器，其结构也像一部微电脑，所以也可称为微电脑可程式控制器（MCPC），直到1976年，美国电机製造协会正式给予命名为Programmable Controller， 即可程式控制器，简称PC，由于目前个人电脑（Personal Computer）极为普遍， 加上常与可程式控制器配合使用，为了区分两者， 所以一般都称可程式控制器为PLC 以加以分别。 目前市面上之PLC种类繁多，依照製造厂商及适用场所的不同而有所差异， 但是每种厂牌可依机组复杂度分为大、中、小型;而一般工厂及学校通常使用小型PLC， 其中以日系MITSUBISHI叁菱F系列及我国士林电机所生产之A系列PLC较受国人爱用。 而本CAI将以叁菱FX2 PLC 为主加以介绍，望使用者能对PLC有更深的瞭解， 在使用PLC时能更得心应手。 可程式控制器内部基本结构可用下图来表示， 其内部处单元包括CPU、输入模组、输出模组叁大部门， PLC的CPU 会经由输入模组取得输入元件所产生的讯号， 再从记忆体中逐一取出原先以程式书写器中输入的控制指令， 经由运算部门逻辑演算后，再将结果过输出模组加以驱动外在的输出元件。

　　二、PLC 内部结构

　　程式输入装置： 负责提供操作者输入、修改、监视程式用作的功能

　　中央处理单元（CPU）： 负责PLC管理、执行、运算、控制等功能。

　　程式记忆体： 负责储存使用者设计的顺序程式参数及註解等。

　　资料记忆体： 负责储存输入、输出装置的状态及顺序程式的转换资料。

　　系统记忆体： 储存PLC执行顺序控制所需的系统程式。

　　输入回路： 负责接收外部输入元件信号。

　　输出回路： 负责接收外部输出元件信号。

　　在工业用途非常广範，如半导体晶圆厂的各种自动化设备的控制 大楼电梯 机械停车设备 路边的红绿灯变换控制自动化生产线。

　　三、PLC基本结构详解

　　PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。

　　a. 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， 将I/O映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。

　　为了进一步提高PLC的可*性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用叁CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

　　b、存储器

　　存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

　　存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

　　C、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*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。