PLC的基本构成与工作原理详解

常见PLC结构构成原理基本相同，都是采用以微处理器为核心的结构。PLC主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源和编程器等组成，如图5-3所示。

图5-3　PLC的基本结构示意

1.中央处理器（CPU）

中央处理器是PLC的核心，可以完成逻辑运算、算数运算、信号变换等任务，并协助整个系统的工作。CPU的主要作用有以下几点。

（1）接收、存储由编程器输入的用户程序和数据，并可通过显示器显示出程序的内容和存贮地址。

（2）检查、校验用户程序。

（3）接收、调用现场信息。

（4）执行用户程序。

（5）故障诊断。

2.存储器

PLC的存储器分为以下两种。

（1）系统程序存储器：用于存储监控程序，为只读存储器（ROM）。

（2）用户程序存储器：用于存放用户程序。

不同的PLC，其存储器类型可能不同。有的PLC，其用户存储器采用锂电池或大电容后备的RAM；有些PLC，采用快闪存储器（FLASH MEMORY）；有些PLC，采用EPROM。

3.输入/输出（I/O）单元

（1）输入单元。输入单元由输入端子和输入继电器组成。

输入端子是外部开关（按钮开关、行程开关）及传感器向PLC输入信号的端口。

输入继电器是一种采用光电隔离的电子继电器，只能由接到输入端的外部信号 来驱动，而不能由程序驱动。输入继电器有无数的动合触点和动断触点供PLC编程使用。(www.xing528.com)

开关量输入接口电路分为3类：直流输入接口、交流输入接口、交直流输入接口，使用时根据输入信号的类型选择合适的输入模块，其接口原理示意图如图5-4所示。

图5-4　输入接口电路示意

（a）直流输入接口　（b）交流输入接口　（c）交直流输入接口

（2）输出单元。输出单元由输出端子和输出继电器组成。

输出端子是PLC向外部负载（接触器线圈、电磁阀、指示灯等）输出控制信号的端口。

输出继电器的外部输出触点在PLC内与输出端子相连接，从而驱动外部负载。输出继电器有无数的动合触点和动断触点供PLC编程使用。

根据负载的性质不同，PLC的输出有以下三种类型。

①继电器输出单元。继电器输出用于低速、大功率负载，可以驱动交、直流负载；

②晶体管输出单元。晶体管输出用于高速、小功率负载，只能驱动直流负载；

③双向晶闸管输出单元。双向晶闸管输出用于高速、大功率负载，只能驱动交流负载，如图5-5所示。

图5-5　输出接口电路示意

（a）继电器输出型　（b）晶体管输出型　（c）晶闸管输出型

4.电源部分

PLC一般配有开关式稳压电源向内部电路供电，外加220V/110VAC输入电源。有的PLC能向外部提供24VDC电源，请参阅随机手册。

5.编程工具

（1）专用编程器。由PLC制造厂提供，可分为简易（手持式）编程器和图形编程器。

（2）计算机辅助编程。PLC制造厂提供计算机辅助编程软件，就能在PC机上完成编程与监视工作。