1、 第一章 PLC 的概述 1.1 PLC 的基本概念 随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机可以分为几类，例如可编程控制器、基于 PC 总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统 (DCS)和现场总线控制系统 (FCS)等。 现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为了满足这一要求，生产设备和自动化生产线的控制系统必须具有极高的可靠 性和灵活性，可编程控制器 (Programmable Logic Controller
2、， PLC)正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。 PLC 的应用面广、功能强大、使用方便，是当代工业自动化的主要设备之一。PLC 已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中， PLC 在其它领域，例如民用和家庭自动化的应用也得到了迅速的发展。 国际电工委员会 (IEC)在 1985 年的 PLC 标准草案第三稿中，对 PLC 作了如下定义： “ 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境控 制下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控
3、制各种类型的机械和生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 ” 从上述定义可以看出， PLC 是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，除了能完成各种各样的控制功能外，还有与其他计算机通信联网的功能。 1.2 PLC 的工作原理、结构 根据 PLC 的结构形式，可讲 PLC 分为整体式和模块式两种。 (1)整体式 PLC 整体式 PLC 是将电源、 CPU、 I/O 接口等部件都集中子一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型 PLC 一般采用这种整体式结构。整体式 PLC 由不同 I/O 点数的基本单元 (又称主机 )
4、和扩展单元组成。基本单元内有 CPU、 I/O 接口、与 I/O 扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或 EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有 I/O 和电源等，没有 CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式 PLC 一般还可以配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。 (2)模块式 PLC 模块式 PLC 是将 PLC 各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如 CPU 模块、 I/O 模块、电源模块 (有的含在 CPU 模块模块中 )以及各种功能模块。模块式 PLC 由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或者基板上。这种模块式 PLC 的特点是
5、配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型 PLC 一般采用模块式结构。 还有一些 PLC 将整体式和模块式的特点相结合，构成所谓叠装式 PLC。叠装式 PLC 其 CPU、电源、 I/O 接口等也是各自独立的模块，但是它们之间是靠电缆进行连 接，并且各模块可以一层层叠装。这样不但系统可以灵活配置，又可做得体积小巧。 工作原理： PLC 通电后，需要对硬件和软件作一些初始化的工作。为了使 PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后反复不停地分阶段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作模式称为扫描工作模式。 1读取输入 在 PLC 的存储器中，设置了一片区域来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入过程映像寄存器和输出过程映像寄存器。 CPU 以字节 (8 位 )为单位来读写输入偷出过程映像寄存器。 在读取输入阶段， PLC 把所有外 部数字量输入电路的 1/0 状态（或称 ON/OFF状态）读入输入过程映像寄存器。外接的输入电路闭合时，对应的输入过程映像
