一、PLC的原理

PLC是用于工業現場的電控制器。它源于繼電器控制技術，但基于電子計算機。它通過運行存儲在其內存中的程序，把經輸人電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現控制。

PLC基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。普通計算機進行人出信息變換時，大多只考慮信息本身，信息人出的物理過程一般是不考慮的。而PLC則要考慮信息人出的可靠性實時性，以及信息的實際使用。特別要考慮怎么適應于工業環境，如便于安裝，便于維修及抗干擾等問題。

PLC不僅具有微處理器，人出電路，還有內存及外設。所以，它不僅可處理信息，進行入、出信息變換，還可存儲信息、顯示信息;不僅可通過輸人、輸出電路與它的控制對象交換信息而且，還可通過它的外設或通信口與外界交換信息。其功能要比繼電控制裝置多得多、強得多。

由于PLC考慮了信息人出的可靠性、實時性，考慮了怎么適應于工業環境等，所以它比計算機體積要小得多，工作要可靠得多，使用也方便得多。

二、PLC實現控制的要點

人出信息變換及可靠物理實現，可以說是 PLC實現控制的兩個基本要點。

人出信息變換通過運行存儲于PLC內存中的程序實現。PLC程序既有生產廠家開發的、內裝在PLC中的系統程序(這程序又稱監控程序，或操作系統)，又有用戶自行開發的、后裝人PLC中的應用(用戶)程序。系統程序為用戶程序提供編輯與運行平臺，同時，還進行必要的公共處理，如自檢，I/O刷新，與外設、上位計算機或其它PLC通信等處理。用戶程序由用戶按照控制的要求進行設計。有什么樣的控制要求，就應有什么樣的用戶程序。

可靠物理實現主要靠輸人(I，INPUT)及輸出(0，0UTPUT)電路。PLC的I/O電路都是專門設計的。輸人電路要對輸人信號進行濾波，以去掉高頻干擾。而且與內部微處理器電路是電隔離的，通過光的耦合建立聯系。輸出電路與內部也是電隔離的，用光或磁的耦合建立聯系。輸出電路還要進行功率放大，從而足以帶動一般的工業控制元器件，如電磁閥、接觸器等等。

I/O電路是很多的。一般講，每一個輸人點或輸出點都要有一個I或0電路。有多少0點，一般也就有多少個這樣的電路。而且，總是把若干個這些電路集成在一個模塊(或箱體)中，然后再由若干個模塊(或箱體)集成為PLC完整的IO系統(電路)。盡管這些模塊相當多，占了PLC體積的大部分，但由于它們都是由高度集成化的電路組成的，所以，PLC的體積還是不太大的。

輸入電路時刻監視著輸入點的狀態(通，0N或斷，OFF)，并將此狀態暫存于它的輸入存器中。每一輸人點都有一個與其對應的輸入暫存器。

輸出電路有輸出鎖存器。它也有兩個狀態，即高、低電位狀態。只要其控制輸入沒有新的改變，原有狀態即可鎖存。同時，它還有相應的物理電路，可把這個高、低電位的狀態傳送給輸出點。每一個輸出點都有一個與其對應的輸出鎖存器。

這里的輸人暫存器及輸出鎖存器實際是PLC的I/O口的寄存器。它們與PLC內存交換信息通過 PLC的/0總線及運行PLC的系統程序實現。

把輸人暫存器的信息讀到 PLC的內存中，稱為輸人刷新。PLC內存有專門開辟的存放輸人信息的映射區。這個區的每一對應位(bit)稱為輸入繼電器，或稱軟觸點，或稱為過程映射輸人寄存器(the process-image input register)。這些位(bit)置成1，表示觸點通，置成0表示觸點斷。由于它的狀態是由輸人刷新得到的，所以，它反映的就是輸人點的狀態。

輸出鎖存器與PLC內存中的輸出映射區也是對應的。一個輸出鎖存器也有一個內存位(bit)與其對應，這個位稱為輸出繼電器，或稱輸出線圈，或稱為過程映射輸出寄存器(theprocess-image oulput register)。通過PLC的I/O總線及運行系統程序，輸出繼電器的狀態將映射給輸出鎖存器。這個映射的完成也稱輸出刷新。

PLC除了有可接收開關信號的輸人電路，有時，還有可接收模擬信號的輸人電路(稱模擬量輸人單元或模塊)。只是后者先要進行模/數轉換，然后，再把轉換后的數據存人PLC相應的內存單元中。

如要產生模擬量輸出，則要配有模擬輸出電路(稱模擬量輸出模塊或單元)。它對PLC相應的內存單元的內容進行數/模轉換，并產生輸出。

這樣，用戶所要編的程序只是 PLC輸人有關的內存區到輸出有關的內存區的變換。特別是怎么按輸人的時序變換成輸出的時序。這是一個數據及邏輯處理問題。由于PLC有強大的指令系統，編寫出滿足這個要求的程序是完全可能的。

圖0-1對以上敘述作了說明。其中框圖代表信息存儲的地點，箭頭代表信息的流向及實現信息流動的手段。這個圖，既反映了 PLC 實現控制的兩個基本要點，同時也反應了信息在PLC中的空間關系。

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