可編程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣,但其組成的一般原理基本相同,都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)。通常由中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)、電源和編程器等幾個(gè)部分組成。
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1.中央處理單元(CPU)
CPU作為整個(gè)PLC的核心,起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個(gè)集成電路的芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。CPU的功能有以下一些:從存儲器中讀取指令,執(zhí)行指令,取下一條指令,處理中斷。
2.存儲器(RAM、ROM)
存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器;存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器;存放工作數(shù)據(jù)的存儲器稱為數(shù)據(jù)存儲器。常用的存儲器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進(jìn)行讀寫操作的隨機(jī)存儲器存放用戶程序,生成用戶數(shù)據(jù)區(qū),存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價(jià)格便宜的半導(dǎo)體存儲器,可用鋰電池做備用電源。掉電時(shí),可有效地保持存儲的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲器。用這些類型存儲器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。
3.輸入輸出單元(I/O單元)
I/O單元實(shí)際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器,而繼電器有交流和直流型,高電壓型和低電壓型,電壓型和電流型。
4.電源
PLC電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池,電源單元的作用是把外部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。PLC內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)壓電源用于對PLC的CPU單元和I/O單元供電。
5.編程器
編程器是PLC的最重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器,還可以用編程器檢查程序,修改程序,監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。除此以外,在個(gè)人計(jì)算機(jī)上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖?,即可用個(gè)人計(jì)算機(jī)對PLC編程。利用微機(jī)作為編程器,可以直接編制并顯示梯形圖。
可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制、定時(shí)、計(jì)算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn),充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)。
可編程控制器對用戶來說,是一種無觸點(diǎn)設(shè)備,改變程序即可改變生產(chǎn)工藝,因此可在初步設(shè)計(jì)階段選用可編程控制器,在實(shí)施階段再確定工藝過程。另一方面,從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看,在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計(jì)控制器,適合批量生產(chǎn)。由于這些特點(diǎn),可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎,并得到迅速的發(fā)展。目前,可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具,得到了廣泛的應(yīng)用。