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的基本結構

PLC實質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計算機,，其硬件結構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構成冗余系統(tǒng),，

存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器,。

C

當PLC投入運行后象區(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成的控制線路，并按先左后右,、先上后下的順序?qū)τ捎|點構成的控制線路進行邏輯運算,，然后根據(jù)邏輯運算的結果,，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)行的結果也不同,。另外,，也可以看到：采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區(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的每個開關量輸入端都采用光電隔離等技術,。

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)。

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）,，