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PLC的硬件组成部分都有哪些
PLC的硬件主要由*处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。
 
对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。
 
尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能作用是相同的，下面对PLC主要组成各部分进行简单介绍。
 
1、*处理单元(CPU)
 
同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器(如Z80、8086、80286等)、单片微处理器(如8031、8096等)和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。
 
目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制要求。
 
在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面：
 
1)接收从编程器输入的用户程序和数据。
 
2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
 
3)通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。
 
4)从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。
 
5)根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。
 
2、存储器
 
存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。
 
系统程序是由PLC 的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。
 
用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。
 
工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
 
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用，许多PLC还提供有存储器扩展功能。
 
3、输入/输出单元
 
输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。
 
由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗*力。另外，I/O接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。
 
PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口，有各种各样功能的I/O接口供用户选用。I/O接口的主要类型有：数字量(开关量)输入、数字量(开关量)输出、模拟量输入、模拟量输出等。
 
常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流输入接口、交流输入接口和交/直流输入接口。
 
常用的开关量输出接口按输出开关器件不同有三种类型：是继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出。继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高，但前者只能用于驱动直流负载，后者只能用于交流负载。
 
PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为PLC输入/ 输出(I/O)点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。

模仿量，如电流、电压、温度、压力等等，它的大小是持续变更的。工业生产，特别是持续型生产过程，常要对这些物理量停止控制。
 
作为一种工业控制电子装配，PLC若不能对这些量停止控制，那是一大不敷，为此各PLC厂家都在这方面停止大批的开辟。今朝，不只大型、中型机能够停止模仿量控制，便是小型机，也能停止如许的控制。PLC停止模仿量控制，要设置装备摆设有模仿量与数字量互相转换的A/D、D/A单位。它也是I/O单位，不外是特别的I/O单位。
 
A/D单位是把外电路的模仿量，转换成数字量，而后送入PLC;D/A单位，是把PLC的数字量转换成模仿量，再送给外电路。作为一种特别的I/O单位，它仍具备I/O电路抗干扰、内外电路断绝、与输出输出继电器(或外部继电器，它也是PLC事情内存的一个区，可读写)互换信息等等特色。
 
这里的A/D中的A，多为电流，或电压，也有温度。D/A中的A，多为电压，或电流。电压、电流变更规模多为0～5V，0～10V，4～20mA，有的还可处置正负值的。这里的D，小型机多为8位二进制数，中、大型多为12位二进制数。A/D、D/A有单路，也有多路。多路占的输出输出继电器多。有了A/D、D/A单位，余下的处置都是数字量，这对有信息处置能力的PLC并不难。中、大型PLC处置能力更强，不只可停止数字的加、减、乘、除，还可开方、插值，还可停止浮点运算，有的另有PID指令，可对误差制量停止比例、微分、积分运算，进而发生响应的输出，计算机能算的它几乎都能算。
 
如许，用PLC完成模仿量控制是*可能的。
 
PLC停止模仿量控制，另有A/D、D/A组合在一起的单位，并可用PID或隐约控制算法完成控制，可得到很高的控制品质。用PLC停止模仿量控制的利益是，在停止模仿量控制的同时，开关量也可控制。这个长处是其余控制器所不具备的，或控制的完成不如PLC便利。固然，若纯为模仿量的体系，用PLC可能在性能价格比上不如用调节器。
 
三、用于活动控制
 
现实的物理量，除开关量、模仿量，另有活动控制。如机床部件的位移，常以数字量表现。活动控制，有用的方法是NC，即数字控制技巧。这是50年月诞生于美国的基于计算机的控制技巧。现今已很遍及，并也很*。今朝，先辈国度的金属切削机床，数控化的比率已跨越40%～80%，有的乃至更高。PLC也是基于计算机的技巧，并日益*。PLC可接管计数脉冲，频率可高达几k到几十k赫兹，可用多种方法接管这脉冲，还可多路接管。有的PLC另有脉冲输出功效，脉冲频率也可达几十k，有了这两种功效，加之PLC有数据处置及运算能力，若再装备响应的传感器(如扭转编码器)或脉冲伺服装配，则完*够依NC的道理完成各种控制。高、中档的PLC，还开辟有NC单位，或活动单位，可完成点位控制。活动单位还可完成曲线插补，可控制曲线活动。以是，若PLC设置装备摆设了这类单位，则完*够用NC的方法，停止数字量的控制。新开辟的活动单位，乃至还发行了NC技巧的编程语言，为更好地用PLC停止数字控制供给了便利。
 
四、用于数据收集
 
跟着PLC技巧的成长，其数据存储区愈来愈大。如德维森公司的PLC，其数据存储区(DM区)可到达9999个字。如许庞大的数据存储区，能够存储大批数据。数据收集能够用计数器，累计记载收集到的脉冲数，并准时地转存到DM区中去。数据收集也可用A/D单位，当模仿量转换成数字量后，再准时地转存到DM区中去。PLC还可设置装备摆设上小型打印机，按期把DM区的数据打进去。
 
PLC也可与计算机通信，由计算机把DM区的数据读出，并由计算机再对这些数据作处置。这时候，PLC即成为计算机的数据终端。
 
电力用户曾利用PLC，用以及时记载用户用电环境，以完成分歧用电光阴、分歧计价的免费方法，勉励用户在用电低谷时多用电，到达正当用电与勤俭用电的目的。
 
五、用于旌旗灯号监控
 
PLC自检旌旗灯号许多，外部器件也许多，多半利用者未充分发挥其感化。实在，*可利用它停止PLC本身事情的监控，或对控制工具停止监控。对一个繁杂的控制体系，特别是主动控制体系，监控以致进一步能自诊断是异常需要的，它可减少体系的毛病，出了毛病也好查找，可进步累计均匀无毛病运转光阴，低落毛病修复光阴，进步体系的靠得住性。
 
六、用于联网、通信
 
PLC联网、通信能力很强，持续有新的联网的布局推出。
 
PLC可与小我计算机相衔接停止通信，可用计算机介入编程及对PLC停止控制的治理，使PLC用起来更便利。
 
为了充分发挥计算机的感化，可实行一台计算机控制与治理多台PLC，多的可达32台。也可一台PLC与两台或更多的计算机通信，互换信息，以完成多的对PLC控制体系的监控。PLC与PLC也可通信，可一对一PLC通信，可几个PLC通信，可多到几十、几百。
 
PLC与智能仪表、智能履行装配(如变频器)，也可联网通信，互换数据，互相操纵。可联接成长途控制体系，体系规模面可大到10千米或更大。可构成部分网，不只PLC，并且高级计算机、各类智能装配也均可进网。可用总线网，也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把不计其数的PLC、计算机、智能装配组织在一个网中。网间的结点可直接或间接地通信、互换信息。
 
联网、通信，正适应了现今计算机集成制造体系(CIMS)及智能化工场成长的需要。它可以使工业控制从点(Point)、到线((Line)再到面(Aero)，使装备级的控制、生产线的控制、工场治理层的控制连成一个全体，进而可发明更高的效益。这个无穷美好的远景，已愈来愈清楚地展如今咱们这一代人的眼前。
 
以上几点利用是侧重从质上讲的。从量上讲，PLC有大、有小。以是它的控制规模也可大、可小。小的只控制一个装备，乃至一个部件，一个站点;大的可控制多台装备，一条生产线，以致于全部工场。能够说工业控制的大小场所，都离不开PLC。

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