PLC的組成及工作原理.doc

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1、PLC的組成及工作原理PLC的組成PLC由三個基本部分組成：輸入部分、邏輯處理部分、輸出部分?；窘Y(jié)構(gòu)示意圖參見圖2-1所示。輸入部分是指各類按鈕、行程開關(guān)、傳感器等接口電路，它收集并保存來自被控對象的各種開關(guān)量、模擬量信息和來自操作臺的命令信息等。邏輯處理部分用于處理輸入部分取得的信息，按一定的邏輯關(guān)系進行運算，并把運算結(jié)果以某種形式輸出。輸出部分是指驅(qū)動各種電磁線圈、交/直流接觸器、信號指示燈等執(zhí)行元件的接口電路，它向被控對象提供動作信息。為了使用方便，PLC還常配套有編程器等外部設(shè)備，它們可以通過總線或標準接口與PL

2、C連接，圖2-2為一般PLC組成系統(tǒng)的原理框圖。（由圖2-2可看出，PLC的組成結(jié)構(gòu)和計算機差不多，故PLC可看成用于工業(yè)控制的專用計算機）PLC主要部件功能CPUCPU是PLC的核心部件之一，它的主要功能有：①采集輸入信號；??????②執(zhí)行用戶程序；????③刷新系統(tǒng)輸出；④執(zhí)行管理和診斷程序；?⑤與外界通信。PLC常用的CPU芯片主要有：通用微處理器如INTEL（8080、8085、8086、8088，80386、80486、80586）、Zilog（Z80、Z8000）、Motorola（6800、6809、680

3、00）等。通用微處理器芯片的通用性強、價格便宜、貨源充足。單片微處理器如INTEL（8031、8039、8049、8051、8089），單片微處理器又叫單片機，它將ROM、RAM、接口電路、時鐘電路、串行口甚至A/D都集成在一個很小的芯片上，自成一個小的微處理機系統(tǒng)；另外，單片機有大量的位尋址單元和豐富的位操作指令，它為PLC在位處理方面提供了最佳的功能和速度，所以特別適用于PLC；此外，單片機集成度高、體積小、通用性強、價格低、可擴充性好、貨源足。位片式微處理器如AMD（2900、2901、2903、N8×300），位片

4、式微處理器是獨立于微型機的另一分支，因為它采用雙極型工藝，所以比一般的MOS型微機處理器在速度上要快一個數(shù)量級。上述兩種微處理器的字長、結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)是固定的，而位片機是具有CPU的一切必要附件(如寄存器、算術(shù)邏輯部件ALU等)，位片的寬度有2、4、8位幾種，用幾個位片機級聯(lián)，可組成任意字長的微處理器。還可通過改變微程序存儲器的內(nèi)容來改變機器的指令系統(tǒng)(即指令系統(tǒng)對用戶開放)；位片式結(jié)構(gòu)可使用多個微處理器，將任務分成幾個部分讓其并行處理，即重疊操作，這樣能更有效地發(fā)揮其快速的特點；其缺點是：集成度低，用的芯片較多，功耗也較

5、大。目前小型PLC一般采用8位CPU如：8080、8085、Z80、6800、MCS48、51系列，而大、中型PLC常采用位片式微處理器、16/32位通用微處理器。存儲器存儲器是保存系統(tǒng)程序、用戶程序、中間運算結(jié)果的器件，據(jù)其在系統(tǒng)中的作用，可將它們分為下列4種：系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器、數(shù)據(jù)表存儲器、高速暫存存儲器。系統(tǒng)程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器用來存放PLC的監(jiān)控程序，可分為：系統(tǒng)管理程序、命令解釋程序、故障檢測、診斷程序、通信程序。系統(tǒng)程序由PLC廠家設(shè)計，并固化在ROM/PROM/EPROM存儲器中，用戶不必對

6、它作細致的了解，更不能改變它。用戶程序存儲器用戶程序存儲器用來存放用戶編制的控制程序。PLC術(shù)語中講的存儲器容量及型式就是指的用戶程序存儲器。常用的用戶存儲器型式有：EPROM、E2ROM、帶掉電保護的RAM等。EPROM作程序存儲器的優(yōu)點是：寫入程序不會因停電而丟失，但其成本較高，主要體現(xiàn)在兩個方面：1）調(diào)試時仍要用RAM作程序存儲器，而且最好用帶電容/電池后備的RAM，這樣用戶實質(zhì)上是購了兩套用戶程序存儲器。2）對許多PLC而言，往往還要另外配套購置專用的EPROM寫入裝置和擦除裝置。E2PROM是非易失性的且可電擦除

7、的存儲器，它兼有ROM的非易失性和RAM隨機存取之優(yōu)點，它的寫入或擦除不需特殊裝置，用它作用戶程序存儲器，在程序調(diào)試階段，可用編程器直接修改程序，程序確定下來投入運行后。這是它的優(yōu)越之處，不足的是，它的寫入時間較長(約為ms級)，但對手工輸入或修改程序而言，這點是不成問題的。一般而言，用戶的控制程序必須經(jīng)過多次的調(diào)試和修改才能確定下來，據(jù)此特點，在控制程序沒確定以前，常先采用帶掉電保護的RAM作用戶程序存儲器，待程序確定后，再由廠家提供的EPROM寫入器將程序固化到EPROM中，并將該EPROM插入PLC中運行。EPROM

8、插入PLC后，PLC則運行EPROM中的用戶程序，若沒EPROM插入，PLC則運行RAM區(qū)中的用戶程序。許多用戶用掉電保護的RAM作用戶程序存儲器，因為它比另兩種價格便宜，一旦電源停電，靠后備電池/電容可以保存RAM中的程序數(shù)年/數(shù)十天，只要做到停電時間不超過這期限即可。這點對于一般的工礦企業(yè)而言是容易