PLC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.
a. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯誤。當PLC投入運行時(shí),首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數據,并分別存入I/O映象區,然后從用戶(hù)程序存儲器中逐條讀取用戶(hù)程序,經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶(hù)程序執行完畢之后,最后將I/O映象區的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置,如此循環(huán)運行,直到停止運行?! 榱诉M(jìn)一步提高PLC的可*性,近年來(lái)對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統,或采用三CPU的表決式系統。這樣,即使某個(gè)CPU出現故障,整個(gè)系統仍能正常運行。
b、存儲器 存放系統軟件的存儲器稱(chēng)為系統程序存儲器?! 〈娣艖密浖拇鎯ζ鞣Q(chēng)為用戶(hù)程序存儲器。
C、電源 PLC的電源在整個(gè)系統中起著(zhù)十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可*得電源系統是無(wú)法正常工作的,因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內,可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。 PLC的工作原理一. 掃描技術(shù) 當PLC投入運行后,其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶(hù)程序執行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個(gè)階段。
(一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段,PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數據,并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后,轉入用戶(hù)程序執行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數據發(fā)生變化,I/O映象區中的相應單元的狀態(tài)和數據也不會(huì )改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。
(二) 用戶(hù)程序執行階段 在用戶(hù)程序執行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路,并按先左后右、先上后下的順序對由觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路進(jìn)行邏輯運算,然后根據邏輯運算的結果,刷新該邏輯線(xiàn)圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態(tài);或者刷新該輸出線(xiàn)圈在I/O映象區中對應位的狀態(tài);或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令?! 〖?,在用戶(hù)程序執行過(guò)程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區內的狀態(tài)和數據不會(huì )發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態(tài)和數據都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執行結果會(huì )對排在下面的凡是用到這些線(xiàn)圈或數據的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線(xiàn)圈的狀態(tài)或數據只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段 當掃描用戶(hù)程序結束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區內對應的狀態(tài)和數據刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅動(dòng)相應的外設。這時(shí),才是PLC的真正輸出?! ⊥瑯拥娜舾蓷l梯形圖,其排列次序不同,執行的結果也不同。另外,采用掃描用戶(hù)程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然,如果掃描周期所占用的時(shí)間對整個(gè)運行來(lái)說(shuō)可以忽略,那么二者之間就沒(méi)有什么區別了。
a. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯誤。當PLC投入運行時(shí),首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數據,并分別存入I/O映象區,然后從用戶(hù)程序存儲器中逐條讀取用戶(hù)程序,經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶(hù)程序執行完畢之后,最后將I/O映象區的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置,如此循環(huán)運行,直到停止運行?! 榱诉M(jìn)一步提高PLC的可*性,近年來(lái)對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統,或采用三CPU的表決式系統。這樣,即使某個(gè)CPU出現故障,整個(gè)系統仍能正常運行。
b、存儲器 存放系統軟件的存儲器稱(chēng)為系統程序存儲器?! 〈娣艖密浖拇鎯ζ鞣Q(chēng)為用戶(hù)程序存儲器。
C、電源 PLC的電源在整個(gè)系統中起著(zhù)十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可*得電源系統是無(wú)法正常工作的,因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內,可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。 PLC的工作原理一. 掃描技術(shù) 當PLC投入運行后,其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶(hù)程序執行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個(gè)階段。
(一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段,PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數據,并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后,轉入用戶(hù)程序執行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數據發(fā)生變化,I/O映象區中的相應單元的狀態(tài)和數據也不會(huì )改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。
(二) 用戶(hù)程序執行階段 在用戶(hù)程序執行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路,并按先左后右、先上后下的順序對由觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路進(jìn)行邏輯運算,然后根據邏輯運算的結果,刷新該邏輯線(xiàn)圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態(tài);或者刷新該輸出線(xiàn)圈在I/O映象區中對應位的狀態(tài);或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令?! 〖?,在用戶(hù)程序執行過(guò)程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區內的狀態(tài)和數據不會(huì )發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態(tài)和數據都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執行結果會(huì )對排在下面的凡是用到這些線(xiàn)圈或數據的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線(xiàn)圈的狀態(tài)或數據只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段 當掃描用戶(hù)程序結束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區內對應的狀態(tài)和數據刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅動(dòng)相應的外設。這時(shí),才是PLC的真正輸出?! ⊥瑯拥娜舾蓷l梯形圖,其排列次序不同,執行的結果也不同。另外,采用掃描用戶(hù)程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然,如果掃描周期所占用的時(shí)間對整個(gè)運行來(lái)說(shuō)可以忽略,那么二者之間就沒(méi)有什么區別了。