可編程控制器PLC的應用特點與結(jié)構(gòu)

可編程序邏輯控制器起源于60年代，簡稱PLC（Programmable Logic Controller）。目前，已經(jīng)廣泛應用于冶金、礦業(yè)、機械等領(lǐng)域。其特點是：

1、編程方便易學

2、運行穩(wěn)定可靠

3、使用維護方便

4、對環(huán)境要求低

用可編程序控制器實施控制，如上圖，其實質(zhì)是按照一定的算法進行輸入輸出變換，并將這個變換予以物理實現(xiàn)。入出變換、物理實現(xiàn)可以說是PLC實施控制的兩個基本點。而人出變換實際上就是信息處理，信息處理當今最常用的是微處理機技術(shù)，物理實現(xiàn)則要求PLC的輸入應當排除干擾信號適應于工業(yè)現(xiàn)場。輸出應放大到工業(yè)控制的水平，能為實際控制系統(tǒng)方便使用。這就要求I/O電路專門設(shè)計。根據(jù)PLC實施控制的基本點的分析，PLC采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、RAM、ROM和專門設(shè)計的輸入輸出接口電路等組成。

中央處理機是PLC的大腦，如下圖它由中央處理器（CPU）和存儲器等組成 。

1、中央處理器（CPU）

中央處理器（CPU）一般由控制電路、運算器和寄存器組成，這些電路一般都集成在一個芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲單元。輸入輸出（I/O）接口電路相連接。

它主要完成以下的功能：

（1）將輸入信號送入PLC中存儲起來。

（2）按存放的先后順序取出

用戶指令，進行編譯。

（3）完成用戶指令規(guī)定的各種操作。

（4）將結(jié)果送到輸出端。

（5）響應各種外圍設(shè)備（如變程器、打印機等）的請求。

2、存儲器

PLC內(nèi)部存儲器有兩類：一類是RAM（即隨機存取存儲器），可以隨時由 CPU對它進行讀出、寫入；另一類是ROM （即只讀存儲器），CPU只

從中讀取而不能寫入。RAM主要用來存放各種暫存的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果能及用戶正在調(diào)試的程序，ROM主要存放監(jiān)控程序及用戶已調(diào)試好的程序，這些程序都事先燒在ROM芯片中，開機后便可運行其中程序。

3、輸入、輸出接口電路

它起著PLC和外圍設(shè)備之間傳遞信息的作用。用戶設(shè)備需要輸入PLC的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕以及其它一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量（要通過模數(shù)變換進入機內(nèi)）等，通過輸入接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成CPU能接收和處理的信號。輸出接口電路將處理器輸出的弱電信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號以驅(qū)動電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。常

用接口電路的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

輸入輸出接口電路

為了保證電路的正常工作，這些接口電路有以下特點；

1）輸入采用光電耦合電路，可大大減少電磁干擾

2）輸出也采用光電隔離并有三種方式，即繼電器、晶體管和晶閘管。這使得 PLC可以適合各種用戶的不同要求。如低速、大功率負載一般采用繼電器輸出；高速大功率則采用晶閘管輸出；高速小功率可用晶體管輸出。還有功率放大輸出電路等，而且有些輸出電路做成模塊式，可插拔，更換起來十分方便。