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PLC教程理论篇之 PLC 基本知识一 关键词：PLC、入出信息变换、可靠物理实现、扫描方式、中断方式、西门子、OMRON、三菱、箱体式 PLC、模块式 PLC、信息的特点、可靠性、PLC 的“可”、PLC 的功能、PLC的性能、PLC 的应用 一、什么是 PLC PLC 是可编程控制器的英文缩写，于上世纪 70 年代诞生于美国。1987 年 2 月，国际电 工委员会（IEC）通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专 为在工业环境应用而设计的。它采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、 顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入、输出控制 各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联 成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” 可知，PLC 这个电子系统，也是靠存贮程序、执行指令，进行信息处理，实现输入到 输出的变换。但它的目的是用以控制各种类型机械或生产过程。所以，从实质上讲，它是一 台工业环境应用的、满足实时控制要求的专用计算机。与普通计算机所不同的主要是： 它没有键盘，代之为一个个输入电路，并用其获取控制命令或现场信号。同时，此输 入电路具有滤波能力的，与内部电路为电隔离的，但可通过光耦合建立联系； 它没有显示器，代之为一个个输出电路，并用其产生控制输出。由于此电路具有驱动 能力，故可以驱动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等。同时，此电路与内部电路 也是电隔离的，用光或磁耦合建立联系； 它没有硬盘，只有内存。但可配备存贮卡，以为程序与数据建立备份； 它配置有外设或通讯接口，可用以编程或下载程序、监控及联网通讯； 它的结构为模块化，体积小，安装方便，比较坚固，具有很强的抗干扰、抗冲击、抗 震动特性。 总之，PLC 只是一台没有键盘、没有显示器、没有硬盘，但有很多输入、输出电路、配有接口，可在工业现场实时使用的、模块化、小型化的特殊计算机。 要指出的是，随着技术进步，PLC 的性能在不断提高，应用在不断扩展，类型在不断增多。所以，它的概念也在不断更新。无疑的是，它已发展成为当今方方面面自动化、信息化的重要支柱。 二、PLC是怎么工作的 它的工作有两个要点：入出信息变换、可靠物理实现。 入出信息变换主要由运行存储于 PLC 内存中的程序实现。这程序既有系统的（这程序又称监控程序，或操作系统），又有用户的。系统程序为用户程序提供编辑与运行平台，同时，还进行必要的公共处理，如自检，I/O 刷新，与外设、上位计算机或其它 PLC 通讯等处理。用户程序由用户按照控制的要求进行设计。什么样的控制，就有什么样的用户程序。 可靠物理实现主要通过输入（I， INPUT）及输出（O， OUTPUT）电路。每一输入点或输出点就有一个 I 或 O 电路。而且，总是把若干个这样电路集成在一个模块（或箱体）中，然后再由若干个模块（或箱体）集成为 PLC 完整的 I/O 系统（电路）。尽管这些模块相当多，占了 PLC 体积的大部分，但由于它们都是由高度集成化的，所以，PLC 的体积还是不太大的。 输入电路时刻监视着输入点的（通、ON 或断、OFF）状态，并将此状态暂存于它的输入暂存器（还可能有别的称谓）中。每一输入点都有一个与其对应的输入暂存器。 输出电路有输出锁存器（还可能有别的称谓）。它也有两个状态，高、低电位状态，并可锁存。同时，它还有相应的物理电路，可把这个高、低电位的状态传送给输出点。每一输出点都有一个与其对应的输出锁存器。 PLC的I/O电路的寄存器。它们与PLC内存交换信息通过PLC I/O总线及运行PLC的系统程序实现。 把输入暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位（bit）称为输入继电器，或称软触点，或称为过程映射输入寄存器（the process-image input register）。这些位（bit）置成1，表示触点通，置成0为触点断。由于它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入点的状态。 输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位（bit）与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈，或称为过程映射输出寄存器（the process-image output register）。通过PLC I/O总线及运行系统程序，输出继电器的状态将映射给输出锁存器。这个映射的完成也称输出刷新。 PLC 除了有可接收开关信号的输入电路，有时，还有接收模拟信号的输入电路（称模拟量输入单元或模块）。只是后者先要进行模、数转换，然后，再把