PLC的基本概念

可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員,，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),，簡稱PLC,，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展,，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍,，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器,，簡稱PC,。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC

2,、PLC的基本結(jié)構(gòu)

PLC實質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計算機,，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，如圖所示：

a. 處理單元(CPU)

處理單元(CPU)是PLC的控制中樞,。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù),；檢查電源、存儲器,、I/O以及警戒定時器的狀態(tài),，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時,，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi),。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置,，如此循環(huán)運行,，直到停止運行,。

為了進一步提高PLC的可*性,，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng),。這樣,，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行,。

b,、存儲器

存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器,。

存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。

C,、電源

PLC的

一. 掃描技術(shù)

當PLC投入運行后,，據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內(nèi),。輸入采樣結(jié)束后,，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。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映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此,，如果輸入是脈沖信號,，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能在任何情況下,，該輸入均能被讀入,。

(二) 用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖),。在掃描每一條梯形圖時,，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右,、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài),；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài),；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

即,，在用戶程序執(zhí)行過程中,，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,，而且排在上面的梯形圖,，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反,，排在下面的梯形圖,，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

(三) 輸出刷新階段照I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設,。這時，才是PLC的真正輸出,。

比較下二個程序的異同：

程序1：

程序2：

這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果*一樣,，但在PL

※ 程序1只用一次掃描周期,，就可完成對%M4的刷新；

※ 程序2要用四次掃描周期,，才能完成對%M4的刷新,。

這兩個例子說明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同,，執(zhí)行的結(jié)果也不同,。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果有所區(qū)別,。當然,，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽

一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷,、通訊等,，如下圖所示，即一個掃描周期等于自診斷,、通訊,、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行,、輸出刷新等所有時間的總和,。

二. PLC的I/O響應時間

為了增強PLC的抗干擾能力，提高其可*性,，PLC的每個開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù),。

為了能實現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計算機的運行方式(掃描技術(shù)),。

以上兩個主要原因,，使得PLC得I/O響應比一般微型計算機構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，一下該三種產(chǎn)品的一些特性,。

S7-200

針對低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng),，它多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線,，它的網(wǎng)絡聯(lián)接有RS-485通訊接口和Profibus兩種,，可通過編程器PG訪問所有模塊，帶有電源,、CPU和I/O的一體化單元設備,。

其中的擴展模塊（EM）有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊（DI）——24VDC 和 120/230VAC；數(shù)字量輸出（DO）——24VDC 和 繼電器,；模擬量輸入模塊（AI）——電壓,、電流,、電阻和熱電偶,；模擬量輸出模塊——電壓和電流,。  還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器（CP）——該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執(zhí)行器接口），