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一、何為PLC

它是一種即時(shí)系統(tǒng)有別于個(gè)人電腦傳統(tǒng)式以繼電器為主的電機(jī)控制系統(tǒng)中, 每當(dāng)變更設(shè)計(jì)時(shí),整個(gè)系統(tǒng)幾乎都要重新製作, 不但費(fèi)時(shí)又費(fèi)力;同時(shí)由于繼電器還有接點(diǎn)接觸不良、磨損、體積大之缺點(diǎn), 因此造成成本升高、可靠性低、不易檢修等問(wèn)題.為了改善這些缺點(diǎn), 美國(guó)DEC在1969年首度發(fā)表：可程式控制器(Programmable Controller)。

程式控制器在發(fā)表初期被稱(chēng)為(Programmable Logic -Controller)簡(jiǎn)稱(chēng)PLC, 最先的目的是取代繼電器,執(zhí)行繼電器邏輯及其他計(jì)時(shí)或計(jì)數(shù)等功能的順序控制為主, 所以也稱(chēng)順序控制器,其結(jié)構(gòu)也像一部微電腦,所以也可稱(chēng)為微電腦可程式控制器(MCPC),直到1976年,美國(guó)電機(jī)製造協(xié)會(huì)正式給予命名為Programmable Controller, 即可程式控制器,簡(jiǎn)稱(chēng)PC,由于目前個(gè)人電腦(Personal Computer)極為普遍, 加上常與可程式控制器配合使用,為了區(qū)分兩者, 所以一般都稱(chēng)可程式控制器為PLC 以加以分別. 目前市面上之PLC種類(lèi)繁多,依照製造廠(chǎng)商及適用場(chǎng)所的不同而有所差異, 但是每種廠(chǎng)牌可依機(jī)組復(fù)雜度分為大、中、小型;而一般工廠(chǎng)及學(xué)校通常使用小型PLC, 其中以日系MITSUBISHI叁菱F系列及我國(guó)士林電機(jī)所生產(chǎn)之A系列PLC較受?chē)?guó)人愛(ài)用. 而本CAI將以叁菱FX2 PLC 為主加以介紹,望使用者能對(duì)PLC有更深的瞭解, 在使用PLC時(shí)能更得心應(yīng)手. 可程式控制器內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)可用下圖來(lái)表示, 其內(nèi)部處單元包括CPU、輸入模組、輸出模組叁大部門(mén), PLC的CPU 會(huì)經(jīng)由輸入模組取得輸入元件所產(chǎn)生的訊號(hào), 再?gòu)挠洃涹w中逐一取出原先以程式書(shū)寫(xiě)器中輸入的控制指令, 經(jīng)由運(yùn)算部門(mén)邏輯演算后,再將結(jié)果過(guò)輸出模組加以驅(qū)動(dòng)外在的輸出元件.

二、PLC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

程式輸入裝置: 負(fù)責(zé)提供操作者輸入、修改、監(jiān)視程式用作的功能

中央處理單元(CPU): 負(fù)責(zé)PLC管理、執(zhí)行、運(yùn)算、控制等功能.

程式記憶體: 負(fù)責(zé)儲(chǔ)存使用者設(shè)計(jì)的順序程式參數(shù)及註解等.

資料記憶體: 負(fù)責(zé)儲(chǔ)存輸入、輸出裝置的狀態(tài)及順序程式的轉(zhuǎn)換資料.

系統(tǒng)記憶體: 儲(chǔ)存PLC執(zhí)行順序控制所需的系統(tǒng)程式.

輸入回路: 負(fù)責(zé)接收外部輸入元件信號(hào).

輸出回路: 負(fù)責(zé)接收外部輸出元件信號(hào).

在工業(yè)用途非常廣範(fàn),如半導(dǎo)體晶圓廠(chǎng)的各種自動(dòng)化設(shè)備的控制 大樓電梯 機(jī)械停車(chē)設(shè)備 路邊的紅綠燈變換控制自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。

三、PLC基本結(jié)構(gòu)詳解

PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同.

a. 中央處理單元(CPU)

中央處理單元(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(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F(xiàn)場(chǎng)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(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)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(hù)程序執(zhí)行完畢之后，最后將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(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。

為了進(jìn)一步提高PLC的可*性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用叁CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。

b、存儲(chǔ)器

存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。

存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。

C、電源

PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可*得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。

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