冷熱沖擊試驗箱PLC內(nèi)部結構

PLC由CPU、電源、輸入電路、輸出電路、存儲器和通信接口電路幾大部分組成如圖所示

一、CPU

PLC的CPU實際上就是中央處理器，能夠進行各種數(shù)據(jù)的運算和處理，將各種輸入信號轉化輸入寄存器，然后進行邏輯的運算、計時、計數(shù)、算數(shù)運算、數(shù)據(jù)的處理和傳送、通信聯(lián)網(wǎng)以及各種操作，對編制的程序進行編譯、執(zhí)行命令，把結果傳送到輸出端，去響應各種外部設備。

二、存儲器

PLC系統(tǒng)中的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。PLC的存儲器包括系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。

1. 系統(tǒng)程序存儲器（ROM）

系統(tǒng)程序存儲器（ROM）用以存儲系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序和系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，PLC出廠前已將其固化在只讀存儲器ROM或者PROM中，用戶不能更改。

2. 用戶存儲器（RAM）

RAM包括用戶程序存儲器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。

RAM存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結果和用戶程序。這類存儲器一般有低功率的CMOS-RAM構成，其中的存儲內(nèi)容可以讀出并修改。掉電后存儲內(nèi)容丟失，一般由鋰電池保持。也就是說用戶存儲器用來存放用戶針對具體控制任務，采用PLC編程語言編寫的各種程序。用戶存儲器根據(jù)所選擇的存儲器的類型不同（可以是RAM、EPROM和EEPROM存儲器），用戶可以對程序進行修改和增減。用戶數(shù)據(jù)存儲器可以用來存放用戶所使用的器件的ON/OFF狀態(tài)和數(shù)據(jù)等，用戶存存儲器的大小關系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標。

PLC為了便于讀出、寫入和修改，用戶程序一般存儲在CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池保持電源的持續(xù)供應，以保證掉電后程序不會丟失。
存放在RAM中的工作數(shù)據(jù)是PLC運行過程中經(jīng)常變化和經(jīng)常存取得一些數(shù)據(jù)，用來適應隨機存取的需求，在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲器中，設有存入輸入輸出繼電器、輔助繼電器、計數(shù)器、定時器等邏輯數(shù)據(jù)存儲區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是有用戶程序的初始值設置和運行情況而確定的。根據(jù)需求，部分數(shù)據(jù)在掉電時用備用電池維持現(xiàn)有狀態(tài)，這部分在掉電時可保存數(shù)據(jù)的存儲區(qū)稱為保持數(shù)據(jù)區(qū)。

三、開關量的輸入輸出接口（I/O）

開關量的輸入輸出接口是與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場控制電器相連接的接口。

開關量的輸入輸出接口采用光電隔離和RC濾波，實現(xiàn)了PLC內(nèi)部電路和外部電路的電氣隔離，并減小了電磁干擾，同時滿足工業(yè)現(xiàn)場的各類信號的匹配需求。例如，開關量輸入接口電路采用光電耦合電路，將限位開關、手動開關、編碼器等現(xiàn)場輸入設備的控制信號轉換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號。

1. 輸入接口

輸入接口是用來接受、采集外部的輸入信號，并將這些信號轉換成CPU可接受的內(nèi)部信息。

輸入接口電路可采集的信號有三大類，包括有源開關、無源開關和模擬量信號。按鈕，接觸器觸點和行程開關等都是無源開關，而接近開關、晶體管開關電路等屬于有源開關，而模擬量信號則是電位器、測速發(fā)電機和各類變送器所產(chǎn)生的信號。

2. 輸出接口

輸出接口電路是PLC與外部負載之間的一個橋梁，能夠將PLC向外輸出信號轉化成可以驅動外部電路的控制信號，以便控制如接觸器線圈等電器的通斷電。

開關量輸出電路包括繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種輸出形式。

繼電器輸出響應慢，帶負載能力大，每個口輸出的大電流為2A,可以接直流或者交流負載。

晶體管輸出響應快，帶負載能力小，每個口輸出的電流在幾十毫安，可連接直流負載，等效電路如圖：

四、電源模塊

PLC的電源模塊可以將外部的輸入電源經(jīng)過處理后，轉化成PLC的CPU、存儲器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源。許多PLC的直流電源采用直流穩(wěn)壓開關電源，不僅可以提供多種獨立的電壓供內(nèi)部使用，而且還可以為外部輸入（如傳感器）提供電源，PLC根據(jù)型號不同，有的采用單項交流電源，一般為220v，有的采用直流電源，一般為24V.

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