1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC
2、PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。
a. 中央處理單元(CPU)
中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。北京捷麥PLC上電前3秒為初始化時(shí)間。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。
b、存儲(chǔ)器
存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，它的作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。其中系統(tǒng)程序是控制PLC實(shí)現(xiàn)各種功能的程序，由PLC生產(chǎn)廠家編寫，并固化到只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，用戶不能訪問。
用戶可實(shí)際用到的部分為用戶程序和邏輯變量。
c 、輸入輸出單元
輸入單元是PLC與被控設(shè)備相連的輸入接口，是信號(hào)進(jìn)入PLC的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來的信號(hào)。輸入的類型有開關(guān)量輸入DI、模擬量輸入AI。
輸出單元也是PLC與被控設(shè)備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號(hào)傳送給被控設(shè)備，即將中央處理器送出的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備的執(zhí)行元件。輸出的類型有繼電器輸出DO、晶體管輸出DO、模擬量電壓或電流輸出AO。
d、接口
PLC的接口是PLC與其它設(shè)備進(jìn)行交互的通道。傳統(tǒng)PLC只有串口(一般為RS485)或者網(wǎng)口用來連接上位機(jī)組態(tài)軟件或者其它終端設(shè)備。 北京捷麥PLC除了提供串口外大部分都提供了網(wǎng)口、4G(GPRS)、短信、電臺(tái)、WIFI等一種或多種通訊方式，為遠(yuǎn)程組態(tài)提供了極大的便利。
e、電源
PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。在標(biāo)稱的電源波動(dòng)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到電源上。 北京捷麥PLC可使用DC9~30V寬電壓供電，工業(yè)控制中常用的DC12V和DC24V都可不做任何改變直接接入。
3、PLC的工作原理
掃描技術(shù)。當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 北京捷麥PLC的掃描周期為1ms。
a、輸入采樣階段
在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
b、用戶程序執(zhí)行階段
在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。
c、輸出刷新階段
當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。
4、北京捷麥PLC選型
北京捷麥PLC產(chǎn)品列表（截至2020年6月） | ||||||
型號(hào) | IO清單 | 接口清單 | 備注 | |||
AI/DI | DI | 晶體管輸出 | 繼電器輸出 | |||
3 | - | 2 | - | 0.5W433M電臺(tái)、串口 | ||
3 | - | 2 | - | WIFI、串口 | ||
8 | 4 | - | 6 | 網(wǎng)口、TTL串口*3、RS485 | 共四路串口 | |
3 | - | 2 | - | 4G、串口 | ||
8 | 4 | - | 6 | 網(wǎng)口、TTL串口*2、RS485 | 共三路串口 | |
8 | 8 | - | 8 | 雙網(wǎng)口、TTL串口、雙路RS485 | 共三路串口 | |
4 | - | - | 2 | 4G、網(wǎng)口、TTL串口、RS485 | 共兩路串口 | |
8 | 4 | - | 6 | 4G、網(wǎng)口、TTL串口*2、RS485 | 共三路串口 | |
8 | 8 | - | 8 | 4G、雙網(wǎng)口、TTL串口、雙路RS485 | 共三路串口 | |
3 | 3 | - | 3 | 網(wǎng)口、TTL串口*2、RS485 | 共三路串口 | |
3 | 3 | - | 3 | 4G、雙網(wǎng)口、TTL串口、雙路RS485 | 共三路串口 | |
注① ：上表中的TTL串口可轉(zhuǎn)換為其它電平，訂貨時(shí)告知，默認(rèn)TTL電平。
注② ：“AI/DI”表示AI和DI復(fù)用通道，可設(shè)置檔位。
注③ ：所有PLC都可以選擇C語言編程或者梯形圖編程(類西門子梯形圖語法)
注④ ：T33E和T63E都可測試1路AC交流電壓和2路AC交流電流。
注⑤ ：T31P、T41P、T33E、T63E有默認(rèn)出廠程序，不用編程也可以正常使用。
