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1.   PLC的硬件結(jié)構(gòu)

可編程控制器主要由中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM,、ROM),、輸入輸出單元(I/O)、電源和編程器等幾組成,。PLC硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 PLC硬件結(jié)構(gòu)

2.   中央控制處理單元(CPU)

可編程控制器中常用的CPU主要采用通用微處理器,、單片機(jī)和雙極型位片式微處理器三種類型。

通用微處理器有8080,、8086,、80286、80386等,；單片機(jī)有8031,、8096等；位片式微處理器的AM2900,、AM2903等,。FX2可編程控制器使用的微處理器是16位的8096單片機(jī)。

3.   存儲器

可編程控制器配有兩種存儲器：系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器,。

系統(tǒng)存儲器：存放系統(tǒng)管理程序,。

用戶存儲器：存放用戶編制的控制程序,。

4.   輸入接口電路

PLC通過輸入單元可實(shí)現(xiàn)將不同輸入電路的電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成PLC所需的標(biāo)準(zhǔn)電平供PLC進(jìn)行處理,。

接到PLC輸入接口的輸入器件是：各種開關(guān),、按鈕、傳感器等,。各種PLC的輸入電路大都相同,，PLC輸入電路中有光耦合器隔離，并設(shè)有RC濾波器,，用以消除輸入觸點(diǎn)的抖動和外部噪聲干擾,。PLC輸入電路通常有三種類型：直流(12∽24)V輸入、交流(100∽120)V輸入與交流(200∽240)V輸入和交直流(12∽24)V輸入

圖2  直流輸入模塊

圖3  交,、直流輸入模塊

圖4  交流輸入模塊

5.   輸出接口電路

PLC的輸出有三種形式,，即繼電器輸出、晶體管輸出,、晶閘管輸出,。如圖所示：

圖5  場效應(yīng)晶體管輸出方式（直流輸出）

圖6  可控硅輸出方式（交流輸出）

圖7  繼電器輸出方式（交直流輸出）

輸出端子有兩種接法：

一種是輸出各自獨(dú)立，無公共點(diǎn)：各輸出端子各自形成獨(dú)立回路,。

一種為每4∽8個輸出點(diǎn)構(gòu)成一組,，共有一個公共點(diǎn)：在輸出共用一個公共端子時，必須用同一電壓類型和同一電壓等級,，但不同的公共點(diǎn)組可使用不同電壓類型和等級的負(fù)載,，且各輸出公共點(diǎn)之間是相互隔離的。

輸入輸出端子處理的過程如下：

6.   電源

PLC的供電電源一般是市電,，也有用直流24V電源供電的,。

7.   編程器

利用編程器可將用戶程序輸入PLC的存儲器，還可以用編程器檢查程序,、修改程序,；利用編程器還可以監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。編程器一般分簡易型 和智能型,。

8.   PLC的軟件結(jié)構(gòu)

在可編程控制器中,，PLC的軟件分為兩大部分：

1.      系統(tǒng)監(jiān)控程序：用于控制可編程控制器本身的運(yùn)行。主要由管理程序,、用戶指令解釋程序和標(biāo)準(zhǔn)程序模塊,，系統(tǒng)調(diào)用。

2.      用戶程序：它是由可編程控制器的使用者編制的,，用于控制被控裝置的運(yùn)行

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按結(jié)構(gòu)分可將PLC分為整體式PLC,、模塊式PLC、疊裝式PLC三類,。

a.整體式PLC

它是將PLC各組成部分集裝在一個機(jī)殼內(nèi),，輸入,、輸出接線端子及電源進(jìn)線分別在機(jī)箱的上、下兩側(cè),，并有相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示輸入/輸出狀態(tài),。面板上留有編程器的插座、EPROM存儲器插座,、擴(kuò)展單元的接口插座等,。編程器和主機(jī)是分離的，程序編寫完畢后即可拔下編程器,。

具有這種結(jié)構(gòu)的可編程控制器結(jié)構(gòu)緊湊,、體積小、價格低,。小型PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)。如圖2所示的三菱FX_1S系列PLC,。

b.模塊式PLC

輸入/輸出點(diǎn)數(shù)較多的大,、中型和部分小型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。

模塊式PLC采用積木搭接的方式組成系統(tǒng),，便于擴(kuò)展,，其CPU、輸入,、輸出,、電源等都是獨(dú)立的模塊，有的PLC的電源包含在CPU模塊之中,。PLC由框架和各模塊組成,，各模塊插在相應(yīng)插槽上，通過總線連接,。PLC廠家備有不同槽數(shù)的框架供用戶選用,。用戶可以選用不同檔次的CPU模塊、品種繁多的I/O模塊和其他特殊模塊,，硬件配置靈活,，維修時更換模塊也很方便。采用這種結(jié)構(gòu)形式的有SIEMENS的S5系列,、S7-300,、400系列，OMRON的C500,、C1000H及C2000H等以及小型CQM系列,。圖3所示為三菱MELSEC-Q系列PLC的外形圖。

c.疊裝式PLC

上述兩種結(jié)構(gòu)各有特色,，整體式PLC結(jié)構(gòu)緊湊,、安裝方便,、體積小，易于與被控設(shè)備組成一體,，但有時系統(tǒng)所配置的輸入輸出點(diǎn)不能被充分利用,，且不同PLC的尺寸大小不一致，不易安裝整齊,；模塊式PLC點(diǎn)數(shù)配置靈活,，但是尺寸較大，很難與小型設(shè)備連成一體,。為此開發(fā)了疊裝式PLC,，它吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，其基本單元,、擴(kuò)展單元等高等寬,，它們不用基板，僅用扁平電纜連接,，緊密拼裝后組成一個整齊的體積小巧的長方體,，而且輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活,。帶擴(kuò)展功能的PLC,，擴(kuò)展后的結(jié)構(gòu)即為疊裝式PLC，如圖4所示的三菱公司FX_2N系列PLC外形圖,。