PLC的基本结构组成

plc 从组成形式上一般分为整体式和模块式两种，但在逻辑结构上基本上相同。整体式PLC一般由CPU 板、I/O板、显示面板、内存和电源等组成，一般按PLC 性能又分为若干型号，并按I/O 点数分为若干规格。模块式PLC 一般由CPU 模块、I/O 模块、内存模块、电源模块、底板或机架等组成。无论哪种结构类型的PLC ，都属于总线式的开放结构，其I/O 能力可根据用户需要进行扩展与组合。PLC 的组成如图1所示。

图1 PLC 的组成结构
1．微处理器（CPU）
同一般的微机一样，CPU是PLC的核心，相当于人的大脑，是PLC的运算、控制中心，用来实现逻辑、算术运算，并对整机进行控制。
不同型号可编程控制器的CPU芯片是不同的，有的采用通用CPU 芯片，如 8031、 8051、8086、80826 等，也有采用厂家自行设计的专用 CPU 芯片（如西门子公司的 S7-200 系列可编程控制器均采用其自行研制的专用芯片），随着CPU芯片技术的不断发展，可编程控制器所用的CPU芯片也越来越高档。
注意： CPU 芯片的性能关系到可编程控制器处理控制信号的能力与速度，CPU 位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也越快。
2．存储器
存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序是由PLC的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、 通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在 PLC 使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM 或 EPROM中，用户不能访问和修改。
根据控制要求而编制的应用程序称为用户程序。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务，用规定的可编程控制器编程语言编写的各种用户程序。目前较先进的的可编程控制器采用可随时读写的快闪存储器作为用户程序存储器。快闪存储器不需后备电池，掉电时数据也不会丢失。
注意： PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的。
3．输入/输出（I/O）单元
输入/输出接口是PLC 与外界连接的接口。是CPU与现场I/O装置或其他外部设备之间的连接部件。如图2所示为三菱FX2N型PLC外部I/O端口。
输入接口用来接收和采集两种类型的输入信号，一类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等的开关量输入信号。另一类是由电位器、测速发电机和各种变送器等来的模拟量输入信号。
输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀（模拟量）、调速装置（模拟量）等。

图2 三菱FX2N外部I/O端口
生产现场对可编程控制器接口的要求是：一要有较好的抗干扰能力，二是能满足工业现场各类信号的匹配要求。输入接口中都有滤波电路及耦合隔离电路，具有抗干扰及产生标准信号的作用。各类输出接口中也都具有光电耦合电路。
特别需要指出的是，输出接口本身不带电源。在考虑外驱动电源时，还需考虑输出器件的类型。继电器式的输出接口可用交直流两种电源，但通、断频率低；晶体管式的输出接口有较高的通、断频率，但只适用于直流驱动的场合；可控硅型的输出接口仅适用于交流驱动场合。
4.电源
电源部件用来将外部供电电源转换成供PLC的CPU、存储器、I/O接口等电子电路工作所需要的直流电源，使PLC能正常工作。
PLC的电源部件有很好的稳压措施，因此对外部电源的要求不高。PLC的供电电源一般是市电，也有用直流24V电源供电的。
一般情况下，PLC还为用户提供24V直流电源作为输入电源或负载电源。
注意：为防止因外部电源发生故障，造成PLC内部重要数据丢失，故一般备有后备电源。
5. 编程器
编程器有简易编程器和智能图形编程器两种，主要用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件。
除了以上所述的部件和设备外，PLC还有许多外部设备，如EPROM写入器、外存储器、 人/机接口装置等，用户可以根据需要进行选用，以满足控制系统要求。