一、工作原理

可編程邏輯控制器是種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作的指令，通過(guò)數字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類(lèi)型的機械設備或生產(chǎn)過(guò)程。

二、基本結構

可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成詳細描述如下：

電源

電源用于將交流電轉換成PLC內部所需的直流電，大部分PLC采用開(kāi)關(guān)式穩壓電源供電。

中央處理單元

中央處理器(CPU)是PLC的控制中樞，也是PLC的核心部件，其性能決定了PLC的性能。

中央處理器由控制器、運算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊芯片上，通過(guò)地址總線(xiàn)、控制總線(xiàn)與存儲器的輸入/輸出接口電路相連。中央處理器的作用是處理和運行用戶(hù)程序，進(jìn)行邏輯和數學(xué)運算，控制整個(gè)系統使之協(xié)調。

存儲器

存儲器是具有記憶功能的半導體電路，它的作用是存放系統程序、用戶(hù)程序、邏輯變量和其他一些信息。其中系統程序是控制PLC實(shí)現各種功能的程序，由PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家編寫(xiě)，并固化到只讀存儲器(ROM)中，用戶(hù)不能訪(fǎng)問(wèn)。

輸入單元

輸入單元是PLC與被控設備相連的輸入接口，是信號進(jìn)入PLC的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來(lái)的信號。輸入的類(lèi)型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。

輸出單元

輸出單元也是PLC與被控設備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號傳送給被控設備，即將中央處理器送出的弱電信號轉換成電平信號，驅動(dòng)被控設備的執行元件。輸出的類(lèi)型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門(mén)輸出。

PLC除上述幾部分外，根據機型的不同還有多種外部設備，其作用是幫助編程、實(shí)現監控以及網(wǎng)絡(luò )通信。常用的外部設備有編程器、打印機、盒式磁帶錄音機、計算機等。

三、應用狀況

開(kāi)環(huán)控制

開(kāi)關(guān)量的開(kāi)環(huán)控制是PLC的最基本控制功能。PLC的指令系統具有強大的邏輯運算能力，很容易實(shí)現定時(shí)、計數、順序(步進(jìn))等各種邏輯控制方式。大部分PLC就是用來(lái)取代傳統的繼電接觸器控制系統。

模擬量閉環(huán)

對于模擬量的閉環(huán)控制系統，除了要有開(kāi)關(guān)量的輸入輸出外，還要有模擬量的輸入輸出點(diǎn)，以便采樣輸入和調節輸出實(shí)現對溫度、流量、壓力、位移、速度等參數的連續調節與控制。目前的PLC不但大型、中型機具有這種功能外，還有些小型機也具有這種功能。

數字量控制

控制系統具有旋轉編碼器和脈沖伺服裝置(如步進(jìn)電動(dòng)機)時(shí)，可利用PLC實(shí)現接收和輸出高速脈沖的功能，實(shí)現數字量控制，較為先進(jìn)的PLC還專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了數字控制模塊，可實(shí)現曲線(xiàn)插補功能，近來(lái)又推出了新型運動(dòng)單元模塊，還能提供數字量控制技術(shù)的編程語(yǔ)言，使PLC實(shí)現數字量控制更加簡(jiǎn)單。

數據采集監控

由于PLC主要用于現場(chǎng)控制，所以采集現場(chǎng)數據是十分必要的功能，在此基礎上將PLC與上位計算機或觸摸屏相連接，既可以觀(guān)察這些數據的當前值，又能及時(shí)進(jìn)行統計分析，有的PLC具有數據記錄單元，可以用一般個(gè)人電腦的存儲卡插入到該單元中保存采集到的數據。PLC的另一個(gè)特點(diǎn)是自檢信號多．利用這個(gè)特點(diǎn)，PLC控制系統可以實(shí)現自診斷式監控，減少系統的故障，提高系統的可靠性。

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