南阳西门子授权代理商PLC

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目前PLC生产厂家很多，产品结构也各不相同，图1-7为通用PLC的结构框图，其基本组成部分如图1-8(整体式)～图1-10(组合式)所示。可以看出，PLC采用了典型的计算机结构，主要包括CPU、RAM、ROM和1/O接口电路等。其内部采用总线结构进行数据和指令的传输。如果把PLC看作一个系统，该系统由“输入变量→PLC→输出变量”组成。外部的各种开关信号、模拟信号以及传感器检测的各种信号均可作为PLC的输入变量;它们经PLC 外部输入端子输入到内部寄存器中，经PLC内部逻辑运算或其他各种运算处理后送到输出端子，它们是PLC的输出变量;由这些输出变量对外围设备进行各种控制。因此也可以把PLC看作是一个中间处理器或变换器，它将工业现场的各种输入变量转换为能控制工业现场设备的各种输出变量。

  下面结合图1-8～图1-10，具体介绍各部分的作用。

  图1-7 通用PLC的结构框图

  CPU是PLC的核心部件，整个PLC的工作过程都是在CPU的统一指挥和协调下进行的。它的主要任务是按一定的规律或要求读入被控对象的各种工作状态，然后根据用户所编制的应用程序的要求去处理有关数据，再向被控对象送出相应的控制(驱动)信号。它与被控对象之间的联系是通过各种I/O接口实现的。

  ①中央处理模板PLC中的中央处理模板通常是指PLC中的主控板，它与一般计算机系统中的CPU概念不同，后者常用CPU表示一个中央处理器，即它是一块芯片。事实上，在一个中型或大型PLC的中央处理模板上，不仅有CPU集成芯片(可能还不止一块)，还有一定数量的ROM或EPROM(储存系统的操作系统)和RAM(储存少量的数据或用户程序)。

  ②字处理器和位处理器 在中型或大型规模的PLC中常装有两个中央处理器∶字处理器和位处理器。其中字处理器是主处理器，它完成字节(Byte，B)指令的处理，并实现各种控制作用(包括对位处理器的控制)。而位处理器是辅助处理器，它主要处理位(bit)信息，其主要特点是它在处理位信息时，速度可以很高。在小型PLC中，往只用一个处理器同时完成这两方面的工作。

  ③CPU的主要功能

  a.接收用户从编程器输入的用户程序，并将它们存入用户存储区。

  b. 用扫描方式接收源自被控对象的状态信号，并存入相应的数据区(输入映射区)。

  C. 用户程序的语法错误检查，并给出错误信息。

  D. 系统状态及电源系统的监测。

  e.执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储等功能。

  E.根据数据处理的结果，刷新输出状态表，以实现对各种外部设备的实时控制和其他辅助工作(如显示和打印等)。

  目前PLC中所用的CPU多为单片机，在机中现已采用16位甚至32位的CPU。

  PLC以微处理器为核心，具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。
   微机一般采用等待命令的工作方式工作。
   PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。每一次循环扫描所用的时间称为一个扫描周期。
   对每个程序，CPU从条指令开始执行，按顺序逐条地执行指令做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至结束又返回条指令，如此周而复始不断循环。
   PLC在每次扫描工作过程中除了执行用户程序外，还要完成内部处理、输入采样、通信服务、程序执行、自诊断、输出刷新等工作。PLC工作的全过程包括三个部分，即上电处理、扫描过程和出错处理。PLC工作的全过程可用图4所示的运行框图来表示。
   PLC通电后，CPU在系统程序的控制下行内部处理，包括硬件初始化、I/O模块配置检查、停电保持范围设定及其他初始化处理等工作。
    PLC有很强的自诊断功能，PLC每扫描一次执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如电源检测、内部硬件是否正常、程序语法是否有错等。如检查出异常时，CPU面板的LED及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码；CPU能根据错误类型和程度发出信号，甚至进行相应的出错处理，使PLC停止扫描或强制变成STOP状态。
   PLC运行正常时，扫描周期的长短与用户应用程序的长短、CPU的运算速度、I/O点的情况等有关。通常用PLC执行1KB指令所需时间来说明其扫描速度（一般1-10ms/KB）。值得注意的是，不同指令执行时间是不同的，故选用不同指令所用的扫描时间将会不同。若用于高速系统要缩短扫描周期时，可从软硬件上同时考虑。PLC周期性循环扫描工作方式的显著特点是：可靠性高、抗干扰能力强，但响应滞后、速度慢。