可編程控制器PLC的應用特點與結構

可編程序邏輯控制器起源于60年代，簡稱PLC（Programmable Logic Controller）。目前，已經廣泛應用于冶金、礦業、機械等領域。其特點是：

1、編程方便易學

2、運行穩定可靠

3、使用維護方便

4、對環境要求低

用可編程序控制器實施控制，如上圖，其實質是按照一定的算法進行輸入輸出變換，并將這個變換予以物理實現。入出變換、物理實現可以說是PLC實施控制的兩個基本點。而人出變換實際上就是信息處理，信息處理當今最常用的是微處理機技術，物理實現則要求PLC的輸入應當排除干擾信號適應于工業現場。輸出應放大到工業控制的水平，能為實際控制系統方便使用。這就要求I/O電路專門設計。根據PLC實施控制的基本點的分析，PLC采用了典型的計算機結構，主要是由CPU、RAM、ROM和專門設計的輸入輸出接口電路等組成。

中央處理機是PLC的大腦，如下圖它由中央處理器（CPU）和存儲器等組成 。

1、中央處理器（CPU）

中央處理器（CPU）一般由控制電路、運算器和寄存器組成，這些電路一般都集成在一個芯片上。CPU通過地址總線、數據總線和控制總線與存儲單元。輸入輸出（I/O）接口電路相連接。

它主要完成以下的功能：

（1）將輸入信號送入PLC中存儲起來。

（2）按存放的先后順序取出

用戶指令，進行編譯。

（3）完成用戶指令規定的各種操作。

（4）將結果送到輸出端。

（5）響應各種外圍設備（如變程器、打印機等）的請求。

2、存儲器

PLC內部存儲器有兩類：一類是RAM（即隨機存取存儲器），可以隨時由 CPU對它進行讀出、寫入；另一類是ROM （即只讀存儲器），CPU只

從中讀取而不能寫入。RAM主要用來存放各種暫存的數據、中間結果能及用戶正在調試的程序，ROM主要存放監控程序及用戶已調試好的程序，這些程序都事先燒在ROM芯片中，開機后便可運行其中程序。

3、輸入、輸出接口電路

它起著PLC和外圍設備之間傳遞信息的作用。用戶設備需要輸入PLC的各種控制信號，如限位開關、操作按鈕以及其它一些傳感器輸出的開關量或模擬量（要通過模數變換進入機內）等，通過輸入接口電路將這些信號轉換成CPU能接收和處理的信號。輸出接口電路將處理器輸出的弱電信號轉換成現場需要的強電信號以驅動電磁閥、接觸器等被控設備的執行元件。常

用接口電路的結構如下圖所示。

輸入輸出接口電路

為了保證電路的正常工作，這些接口電路有以下特點；

1）輸入采用光電耦合電路，可大大減少電磁干擾

2）輸出也采用光電隔離并有三種方式，即繼電器、晶體管和晶閘管。這使得 PLC可以適合各種用戶的不同要求。如低速、大功率負載一般采用繼電器輸出；高速大功率則采用晶閘管輸出；高速小功率可用晶體管輸出。還有功率放大輸出電路等，而且有些輸出電路做成模塊式，可插拔，更換起來十分方便。