PLC工作原理和結(jié)構(gòu)：
PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能

一．系統(tǒng)組成。

二．各部分的作用。

1． CPU運(yùn)算和控制中心

起“心臟”作用。

縱：當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲(chǔ)器中，然后CPU根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成PLC內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。

橫：輸入和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，CPU將之存入工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中或輸入映象寄存器。然后由CPU把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅(qū)動(dòng)器。

組成：CPU由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路集成在一個(gè)芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與I/O接口電路相連接。

2． 存儲(chǔ)器

具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。

分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。

系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，管理程序，監(jiān)控程序以及對(duì)用戶程序做編譯的解釋編譯程序。由只讀存儲(chǔ)器、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。

用戶存儲(chǔ)器：分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池后備電源，壽命為3~5年。

3．輸入/輸出接口

（1）輸入接口：

光電耦合器由兩個(gè)發(fā)光二極度管和光電三極管組成。

發(fā)光二級(jí)管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律的光信號(hào)。

光電三級(jí)管：在光信號(hào)的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號(hào)的強(qiáng)弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)有線性關(guān)系。

輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。也通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。

（2）輸出接口

PLC的繼電器輸出接口電路

工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。也通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號(hào)使負(fù)載動(dòng)作或不動(dòng)作。

三種類型：

繼電器輸出：有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載

晶體管輸出：無觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、直流負(fù)載

晶閘管輸出：無觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、交流負(fù)載

4．編程器

編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實(shí)驗(yàn)室使用的手持編程器。二種是通過PLC的RS232口。與計(jì)算機(jī)相連。然后敲擊鍵盤。通過GX-DEVELOPER軟件向PLC內(nèi)部輸入程序。

第二節(jié) PLC的基本工作原理

一．PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式

1．每次掃描過程。集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。

2．輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新，新不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新才被讀入。

3．一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。

4．元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。

5．掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定。（1）CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時(shí)間（3）指令條數(shù)

6．采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。

二．PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)區(qū)別

1．PLC與繼電器控制系統(tǒng)區(qū)別

前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。

前者用“軟件”，后者用“硬件”。

2．PLC與微機(jī)區(qū)別

前者工作方式是“循環(huán)掃描”。后者工作方式是“待命或中斷”

PLC 編程方式

PLC最突出的優(yōu)點(diǎn)采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線邏輯”。

PLC編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符語(yǔ)言，等等。尤其前兩者為常用。

梯形圖語(yǔ)言特點(diǎn)：

1．每個(gè)梯形圖由多個(gè)梯級(jí)組成。

2．梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當(dāng)某一梯級(jí)的邏輯運(yùn)算結(jié)果為“1”時(shí)，有假想的電流通過。

3．繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而它的常開、常閉觸點(diǎn)可以出現(xiàn)無數(shù)次。

4．每一梯級(jí)的運(yùn)算結(jié)果，立即被的梯級(jí)所。

5．輸入繼電器受外部信號(hào)控制。只出現(xiàn)觸點(diǎn)，不出現(xiàn)線圈。

第四節(jié) 主要技術(shù)性能

用戶程序存儲(chǔ)容量：是衡量可存儲(chǔ)用戶應(yīng)用程序多少的指標(biāo)。通常以字或K字為單位。16位二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)字，每1024個(gè)字為1K字。PLC以字為單位存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)。的邏輯操作指令每條占1個(gè)字。定時(shí)/計(jì)數(shù)，移位指令占2個(gè)字。數(shù)據(jù)操作指令占2~4個(gè)字。

每五節(jié) PLC的分類

按結(jié)構(gòu)分類：

1． 整體式：是把PLC各組成部分安裝在一起或少數(shù)幾塊印刷電路板上，并連同電源一起裝在機(jī)殼內(nèi)形成一個(gè)單一的整體，稱之為主機(jī)或基本單元、小型、超小型PLC采用這種結(jié)構(gòu)。

模塊式：是把PLC各基本組成做成獨(dú)立的模塊。中型、大型PLC采用這種方式。便于維修。