一、理論知識

1、認(rèn)識PLC

⑴ 什么是PLC？ ：

PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。

其中系列名稱：如0、2、0S、1S、ON、1N、2N、2NC等

單元類型： M──基本單元 E──輸入輸出混合擴(kuò)展單元

Ex──擴(kuò)展輸入模塊 EY──擴(kuò)展輸出模塊

輸出方式：

R──繼電器輸出 S──晶閘管輸出

T──晶體管輸出

特殊品種：

D──DC電源，DC輸出 A──AC電源，AC（AC100~120V）輸入或AC輸出模塊

H──大電流輸出擴(kuò)展模塊 V──立式端子排的擴(kuò)展模塊

C──接插口輸入輸出方式 F──輸入濾波時間常數(shù)為1ms的擴(kuò)展模塊

如果特殊品種一項無符號，為AC電源、DC輸入、橫式端子排、標(biāo)準(zhǔn)輸出。

例如FX2N－48MR－D表示FX2N系列，48個I/O點基本單元，繼電器輸出，使用直流電源，24V直流輸出型。

⑵ PLC的外部結(jié)構(gòu)：

FX2N基本單元各部分說明：

⑵ PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?：

PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源和編程器（或編程軟件）組成，CPU模塊通過輸入模塊將外部控制現(xiàn)場的控制信號讀入CPU模塊的存儲器中，經(jīng)過用戶程序處理后，再將控制信號通過輸出模塊來控制外部控制現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如圖1-4是PLC控制系統(tǒng)的示意圖。

◆中央處理單元 （ CPU ） 模塊

PLC的CPU模塊由CPU芯片和存儲器組成。

CPU是PLC的核心部件，整個PLC的工作過程都是在CPU的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下進(jìn)行的，它包括微處理器和控制接口電路。

微處理器是可編程序控制器的運(yùn)算控制中心，由它實現(xiàn)邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作。它的運(yùn)行是按照系統(tǒng)程序所賦予的任務(wù)進(jìn)行的。主要任務(wù)有：

· 控制接收與存儲來自編程器的用戶程序和數(shù)據(jù)。

· 進(jìn)行自診斷（電源、 PLC 內(nèi)部電路、語法錯誤）。

· 執(zhí)行用戶程序

· 用掃描的方式接收現(xiàn)場輸入信號的狀態(tài)或數(shù)據(jù)（開關(guān)量 / 模擬量），并存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)存儲器中。

· 執(zhí)行用戶程序時，從存儲器逐條讀取指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞、邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算等；

· 根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄存器的內(nèi)容，再經(jīng)由輸出部件實現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功能。

控制接口電路是微處理器與主機(jī)內(nèi)部其他單元進(jìn)行聯(lián)系的部件（實現(xiàn)信息交換、時序配合），它主要有數(shù)據(jù)緩沖、單元選擇、信號匹配、中斷管理等功能。

◆存儲器

(RAM) 隨機(jī)存取存儲器：可讀可寫，沒有斷電保持功能。

(ROM)只讀存儲器：只讀，不能寫。

(EPROM)可擦除可編程序的只讀存儲器：非易失性.用紫外線照射芯片上的透鏡窗口，可以擦除已寫入的內(nèi)容,寫入新內(nèi)容。

(EPPROM)可電擦除：的[p1] 它是非易失的,間有ROM的非易失性和RAM的隨機(jī)存取的優(yōu)點.但價格比較高。

◆開關(guān)量輸入/輸出接口

PLC與工業(yè)過程相連接的接口即為I/O接口，I/O接口有兩個要求：一是接口有良好的抗干擾能力，二是接口能滿足工業(yè)現(xiàn)場各類信號的匹配要求，所以接口電路一般都包含光電隔離電路和RC濾波電路。

① 開關(guān)量輸入接口

開關(guān)量輸入電路的作用是將現(xiàn)場的開關(guān)量信號變成PLC內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號。開關(guān)量輸入電路可分為三類：直流輸入接口，交流輸入接口，交直流輸入接口。

② 開關(guān)量輸出接口

開關(guān)量輸出電路的作用是將PLC的輸出信號傳送到用戶輸出設(shè)備（負(fù)載），開關(guān)量輸出電路可分為三類：直流輸出接口，交流輸出接口，交直流輸出接口。按輸出開關(guān)器件的種類不同，開關(guān)量輸出電路也可分為三類：晶體管輸出型，繼電器輸出型，雙向晶閘管輸出型。

1）直流輸出接口（晶體管型）

⑵ PLC的控制系統(tǒng)

① 接線程序控制系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的繼電器和電子邏輯控制系統(tǒng)中，完成控制任務(wù)的邏輯控制部分是將繼電器、接觸器、電子元件等用導(dǎo)線連接起來的。這種控制系統(tǒng)稱為接線程序控制系統(tǒng)，邏輯程序就在導(dǎo)線連接中，所以也稱為接線程序，如圖1－11所示。在接線程序控制系統(tǒng)中，控制功能的更改必須通過改變導(dǎo)線的連接才能實現(xiàn)。

② 存儲程序控制系統(tǒng)

所謂存儲程序控制，就是將控制邏輯以程序語言的形式存放在存儲器中，通過執(zhí)行存儲器中的程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的控制要求。在存儲程序控制系統(tǒng)中，控制功能的更改只需改變程序而不必改變導(dǎo)線的連接就能實現(xiàn)?？删幊炭刂葡到y(tǒng)就是存儲程序控制系統(tǒng)，如圖1－12所示。它由輸入設(shè)備、可編程序控制器內(nèi)部控制電路、輸出設(shè)備三部分組成。

⑵ PLC的特點?：

① 高可靠性

② 編程簡單，使用方便

可采用梯形圖編程方式，與實際繼電器控制電路非常接近，一般電氣工作者很容易接受。

③ 環(huán)境要求低

適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。

④ 體積小，重量輕

⑤ 擴(kuò)充方便，組合靈活