從本質(zhì)上講，PLC自動控制器是一種專門用于工業(yè)控制的計算機。其硬件結(jié)構(gòu)與微機基本相同：

　　1、 電源

　　PLC電源在整個系統(tǒng)中起著重要的作用。如果沒有良好可靠的供電系統(tǒng)，就不能正常工作。因此，PLC生產(chǎn)廠家非常重視電源的設(shè)計和制造。交流電壓波動一般在+10%（+15%）以內(nèi)。可編程控制器可直接接入交流電網(wǎng)，無需其他措施

　　2、 中央處理器

　　中央處理器（CPU）是PLC的控制中心。它根據(jù)PLC系統(tǒng)程序給定的功能，接收和存儲程序員輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，檢查電源、存儲器、I/O和報警定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC投入運行時，首先通過掃描接收現(xiàn)場各輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存儲到I/O圖像區(qū)。然后，它從用戶程序存儲器中逐個讀取用戶程序。在命令被解釋后，根據(jù)指令執(zhí)行邏輯或算術(shù)運算，并將結(jié)果發(fā)送到I/O圖像區(qū)域或數(shù)據(jù)寄存器。直到輸出到寄存器I中的每一個程序都停止運行，直到輸出到寄存器I中的每一個程序都停止運行。

　　為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來大型PLC采用雙CPU冗余系統(tǒng)或三CPU表決系統(tǒng)。這樣，即使CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍然可以正常運行。

　　3、 記憶

　　用于存儲系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。

　　用于存儲應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。

　　4、 I/O接口電路

　?。?）、場輸入接口電路由光耦合電路和微機輸入接口電路組成。作為PLC與現(xiàn)場控制接口的輸入通道。

　?。?）、現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、門電路和中斷請求電路組成。可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場執(zhí)行單元輸出相應(yīng)的控制信號。

　　5、 功能模塊

　　如計數(shù)、定位等功能模塊。

　　6、 通信模塊

　　工作原理：PLC投入運行后，其工作過程一般分為輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。這三個階段的完成稱為掃描周期。在整個運行過程中，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)上述三個階段。

　?。?）、輸入采樣階段

　　在輸入采樣階段，PLC以掃描模式讀取所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將其存儲到I/O圖像區(qū)的相應(yīng)單元中。輸入采樣完成后，用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段被轉(zhuǎn)移。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映射區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，以確保在任何情況下都可以讀取輸入。

　　（2）、用戶程序執(zhí)行階段

　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按從上到下的順序掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每個梯形圖時，總是先掃描梯形圖左側(cè)各觸點組成的控制電路，然后按照從左到右、從上到下的順序?qū)τ捎|點組成的控制電路進(jìn)行邏輯計算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果刷新系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中邏輯線圈對應(yīng)的位狀態(tài)，或者在I/O鏡像區(qū)刷新輸出線圈對應(yīng)位的狀態(tài)；或者決定是否執(zhí)行梯形圖中指定的特殊功能指令。

　　換言之，在用戶程序的執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O圖像區(qū)域中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會改變，而I/O圖像區(qū)域或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)域中的其他輸出點和軟件設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)可以改變。此外，上述梯形圖的程序執(zhí)行結(jié)果將與使用這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖一致，相反，在下面的梯形圖中刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能在其上面列出的程序上工作，直到下一個掃描周期。

　　如果在程序執(zhí)行過程中使用即時I/O指令，則可以直接訪問I/O點。換句話說，如果使用I/O指令，則不會更新輸入處理圖像寄存器的值。程序直接從I/O模塊中獲取值，輸出過程圖像寄存器立即更新，這與直接輸入不同。

　?。?）、輸出刷新階段

　　掃描用戶程序完成后，PLC進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU根據(jù)I/O圖像區(qū)域中的相應(yīng)狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有輸出鎖存電路，然后通過輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外圍設(shè)備。此時，它是PLC的實際輸出。

　　功能特點：PLC具有以下特點。

　　1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，易于擴展，以開關(guān)量控制為特點，還可進(jìn)行連續(xù)過程PID回路控制，并可與DDC、DCS等上位機組成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。

　　2、該系統(tǒng)易于使用和編程。它使用簡潔的編程語言，如梯形圖、邏輯圖或語句表，而不需要計算機知識。因此，系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。此外，該程序可以在線修改以改變控制方案，而不需要移除硬件。

　　3、它能適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他機型。
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