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1969年美国数字设备公司研制成功并用于工业现场1.1PLC的结构与特点(2)PLC的基本结构 1.中央处理单元(CPU)1)接收从编程器输入的用户程序和数据。 2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。 3)通过输入接口接收现场的状态或数据,并存入输入映像寄存器或数据寄存器中。 4)从存储器逐条读取用户程序,经过解释后执行。 5)根据执行的结果,更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容,通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。2.存储器 存储器主要有两种,一种是可读/写操作的随机存储器RAM,另一种是只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM。在PLC中存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据等。系统程序是由PLC的制造厂家编写的、与PLC的硬件组成有关,完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能,提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能,而且在PLC使用过程中不会变动,所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中,用户不能访问和修改。 用户程序是随PLC的控制对象而定的,由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改,用户程序一般存于CMOS静态RAM中,用锂电池作为后备电源,以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏,当用户程序经过运行正常不需要改变时,可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM或FLASHROM作为用户存储器。 工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据,它存放在RAM中以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中,设有存放输入输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区,这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态,这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。3.输入/输出接口电路 输入/输出接口电路通常也称为I/O单元或输入输出模块,是PLC与工业生产现场之间的连接部件。PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据,以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据。同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象,以实现控制目的。4.通信接口 PLC配有各种通信接口,这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其它PLC、计算机等设备实现通信。PLC与打印机连接,可将过程信息、系统参数等输出打印。与监视器连接,可将控制过程图像显示出来。与其它PLC连接,可组成多机系统或连成网络,实现更大规模控制。与计算机连接,可组成多级分布式控制系统,实现控制与管理相结合。远程I/O系统也必须配备相应的通信接口模块。5.特殊功能模块 特殊功能模块是一独立的计算机系统,有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。作为PLC系统的一个模块,它通过总线与PLC相连,进行数据交换,并在PLC的协调管理下独立地进行工作。 PLC的特殊功能模块种类很多,如高速计数模块、PID控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。本书将在第九章对三菱的特殊功能模块作一简介。6.编程装置 编程装置的作用是编辑、调试、输入用户程序,也可在线监控PLC内部状态和参数,与PLC进行人机对话。它是开发、应用、维护PLC不可缺少的工具。编程装置可以是专用编程器,也可以是配有专用编程软件包的通用计算机系统。专用编程器是由PLC厂家生产,专供该厂家生产的某些PLC产品使用,它主要由键盘、显示器和外存储器接插口等部件组成。专用编程器有简易编程器和智能编程器两类。 简易型编程器只能联机编程,而且不能直接输入和编辑梯形图程序,需将梯形图程序转化为指令表程序才能输入。简易编程器体积小、价格便宜,它可以直接插在PLC的编程插座上,或者用专用电缆与PLC相连,以方便编程和调试。有些简易编程器带有存储盒,可用来储存用户程序,如三菱的FX-20P-E简易编程器。7.电源 PLC配有开关电源,以供内部电路使用。与普通电源相比,PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。对电网提供的电源稳定度要求不高,一般允许电源电压在其额定值±15%的范围内波动。许多PLC还向外提供直流24V稳压电源,用于对外部传感器供电。8.其它外部设备 除了以上所述的部件和设备外,PLC还有许多外部设备,如EPROM写入器、外存储器、人机接口装置等。1.2可编程控制器的特点和应用领域2.配套齐全,功能完善,适用性强 PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数