5.可編程控制器的工作原理

可編程控制器的基本工作原理：

可編程控制器（PLC）的工作有兩個(gè)要點(diǎn)：入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn)，入出信息變換主要由運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。這程序既有系統(tǒng)的（這程序又稱(chēng)監(jiān)控程序，或操作系統(tǒng)），又有用戶的。系統(tǒng)程序?yàn)橛脩舫绦蛱峁┚庉嬇c運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還進(jìn)行必要的公共處理，如自檢，I/O刷新，與外設(shè)、上位計(jì)算機(jī)或其它PLC通訊等處理。用戶程序由用戶按照控制的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。什么樣的控制，就有什么樣的用戶程序。

可靠物理實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)輸入（I， INPUT）及輸出（O， OUTPUT）電路。每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)就有一個(gè)I或O電路。而且，總是把若干個(gè)這樣電路集成在一個(gè)模塊（或箱體）中，然后再由若干個(gè)模塊（或箱體）集成為PLC完整的I/O系統(tǒng)（電路）。盡管這些模塊相當(dāng)多，占了PLC體積的大部分，但由于它們都是由高度集成化的，所以，PLC的體積還是不太大的。

輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入點(diǎn)的（通、ON或斷、OFF）狀態(tài)，并將此狀態(tài)暫存于它的輸入暫存器（還可能有別的稱(chēng)謂）中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的輸入暫存器。

輸出電路有輸出鎖存器（還可能有別的稱(chēng)謂）。它也有兩個(gè)狀態(tài)，高、低電位狀態(tài)，并可鎖存。同時(shí)，它還有相應(yīng)的物理電路，可把這個(gè)高、低電位的狀態(tài)傳送給輸出點(diǎn)。每一輸出點(diǎn)都有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的輸出鎖存器。

這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際是PLC的I/O電路的寄存器。它們與PLC內(nèi)存交換信息通過(guò)PLC I/O總線及運(yùn)行PLC的系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。

把輸入暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中，稱(chēng)輸入刷新。PLC內(nèi)存有專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個(gè)區(qū)的每一對(duì)應(yīng)位（bit）稱(chēng)為輸入繼電器，或稱(chēng)軟觸點(diǎn)，或稱(chēng)為過(guò)程映射輸入寄存器（the process-image input register）。這些位（bit）置成1，表示觸點(diǎn)通，置成0為觸點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入點(diǎn)的狀態(tài)。

輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對(duì)應(yīng)的。一個(gè)輸出鎖存器也有一個(gè)內(nèi)存位（bit）與其對(duì)應(yīng)，這個(gè)位稱(chēng)為輸出繼電器，或稱(chēng)輸出線圈，或稱(chēng)為過(guò)程映射輸出寄存器（the process-image output register）。通過(guò)PLC I/O總線及運(yùn)行系統(tǒng)程序，輸出繼電器的狀態(tài)將映射給輸出鎖存器。這個(gè)映射的完成也稱(chēng)輸出刷新。

PLC除了有可接收開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸入電路，有時(shí)，還有接收模擬信號(hào)的輸入電路（稱(chēng)模擬量輸入單元或模塊）。只是后者先要進(jìn)行模、數(shù)轉(zhuǎn)換，然后，再把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元中。

如要產(chǎn)生模擬量輸出，則要配有模擬量輸出電路（稱(chēng)模擬量輸出模塊或單元）?？克鼘?duì)PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)、模轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生輸出。

這樣，用戶所要編的程序只是，PLC輸入有關(guān)的內(nèi)存區(qū)到輸出有關(guān)的內(nèi)存區(qū)的變換。這是一個(gè)數(shù)據(jù)及邏輯處理問(wèn)題。由于PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，編寫(xiě)出滿足這個(gè)要求的程序是完全可能的。