FX_2N系列PLC硬件組成與其他類(lèi)型PLC基本相同，主體由三部分組成，主要包括中央處理器CPU、存儲(chǔ)系統(tǒng)和輸入、輸出接口。PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。系統(tǒng)電源有些在CPU模塊內(nèi)，也有單獨(dú)作為一個(gè)單元的，編程器一般看作PLC的外設(shè)。PLC內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。

外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)以及各種傳感器檢測(cè)信號(hào)作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC的輸入端子進(jìn)入PLC的輸入存儲(chǔ)器，收集和暫存被控對(duì)象實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)；經(jīng)PLC內(nèi)部運(yùn)算與處理后，按被控對(duì)象實(shí)際動(dòng)作要求產(chǎn)生輸出結(jié)果；輸出結(jié)果送到輸出端子作為輸出變量，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。PLC的各部分協(xié)調(diào)一致地實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。

（1）中央處理器CPU

CPU的主要作用是解釋并執(zhí)行用戶及系統(tǒng)程序，通過(guò)運(yùn)行用戶及系統(tǒng)程序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其它功能，控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作。常用的CPU主要有通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片機(jī)。

（2）存儲(chǔ)器模塊

隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM用于存儲(chǔ)PLC內(nèi)部的輸入、輸出信息，并存儲(chǔ)內(nèi)部繼電器（軟繼電器）、移位寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器以及累加器等的工作狀態(tài)，還可存儲(chǔ)用戶正在調(diào)試和修改的程序以及各種暫存的數(shù)據(jù)、中間變量等。

只讀存儲(chǔ)器ROM用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序。可擦除可編程序的只讀存儲(chǔ)器EPROM主要用來(lái)存放PLC的操作系統(tǒng)和監(jiān)控程序，如果用戶程序已完全調(diào)試好，也可將程序固化在EPROM中。

（3）輸入輸出模塊

可編程序控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，與DCS相似，它與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系也是通過(guò)輸入輸出接口模塊(I/O)實(shí)現(xiàn)的。I/O模塊是可編程序控制器與生產(chǎn)過(guò)程相聯(lián)系的橋梁。

PLC連接的過(guò)程變量按信號(hào)類(lèi)型劃分可分為開(kāi)關(guān)量（即數(shù)字量）、模擬量和脈沖量等，相應(yīng)輸入輸出模塊可分為開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和脈沖量輸入模塊等。

（4）編程器

編程器是PLC必不可少的重要外部設(shè)備。編程器將用戶所希望的功能通過(guò)編程語(yǔ)言送到PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。編程器不僅能對(duì)程序進(jìn)行寫(xiě)入、讀出、修改，還能對(duì)PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也是用戶與PLC之間進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的界面。隨著PLC的功能不斷增強(qiáng)，編程語(yǔ)言多樣化，編程已經(jīng)可以在計(jì)算機(jī)上完成。

按結(jié)構(gòu)分可將PLC分為整體式PLC、模塊式PLC、疊裝式PLC三類(lèi)。

a.整體式PLC

它是將PLC各組成部分集裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，輸入、輸出接線端子及電源進(jìn)線分別在機(jī)箱的上、下兩側(cè)，并有相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示輸入/輸出狀態(tài)。面板上留有編程器的插座、EPROM存儲(chǔ)器插座、擴(kuò)展單元的接口插座等。編程器和主機(jī)是分離的，程序編寫(xiě)完畢后即可拔下編程器。

具有這種結(jié)構(gòu)的可編程控制器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低。小型PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)。如圖2所示的三菱FX_1S系列PLC。

b.模塊式PLC

輸入/輸出點(diǎn)數(shù)較多的大、中型和部分小型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。

模塊式PLC采用積木搭接的方式組成系統(tǒng)，便于擴(kuò)展，其CPU、輸入、輸出、電源等都是獨(dú)立的模塊，有的PLC的電源包含在CPU模塊之中。PLC由框架和各模塊組成，各模塊插在相應(yīng)插槽上，通過(guò)總線連接。PLC廠家備有不同槽數(shù)的框架供用戶選用。用戶可以選用不同檔次的CPU模塊、品種繁多的I/O模塊和其他特殊模塊，硬件配置靈活，維修時(shí)更換模塊也很方便。采用這種結(jié)構(gòu)形式的有SIEMENS的S5系列、S7-300、400系列，OMRON的C500、C1000H及C2000H等以及小型CQM系列。圖3所示為三菱MELSEC-Q系列PLC的外形圖。

c.疊裝式PLC

上述兩種結(jié)構(gòu)各有特色，整體式PLC結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、體積小，易于與被控設(shè)備組成一體，但有時(shí)系統(tǒng)所配置的輸入輸出點(diǎn)不能被充分利用，且不同PLC的尺寸大小不一致，不易安裝整齊；模塊式PLC點(diǎn)數(shù)配置靈活，但是尺寸較大，很難與小型設(shè)備連成一體。為此開(kāi)發(fā)了疊裝式PLC，它吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，其基本單元、擴(kuò)展單元等高等寬，它們不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的體積小巧的長(zhǎng)方體，而且輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活。帶擴(kuò)展功能的PLC，擴(kuò)展后的結(jié)構(gòu)即為疊裝式PLC，如圖4所示的三菱公司FX_2N系列PLC外形圖。

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