可编程控制器的组成、功能及特点介绍

1.可编程控制器的组成

可编程控制器(Programmable Logic Controller，PLC) 是一种以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统。PLC控制器的关键组成部分包括：中央处理器(CPU)、存储器、编程器、输入/输出接口、扩展接口、外部设备接口和电源等。

(1)中央处理器(CPU)：CPU 是 PLC 最核心的部件，主要用来读取输入装置的数据，运行用户程序并，完成用户指令操作，从而控制输出设备，并响应外部设备(如编程器、打印机、扫描仪等)的请求以及进行各种内部诊断。

(2)存储器：PLC 存储器包括系统程序存储器和用户程序及数据存储器。前者存放“系统管理/监控程序”和“用户程序编译程序”(均为厂家给定无法修改);后者存放用户编制的相关的程序和数据(内容具有可变性和多样性)。

(3)编程器：是 PLC 的一种关键的外部设备，可实现用户输入、检查、修改、调试程序或监视 PLC 运行情况等功能。为确保 PLC 编程/监控功能，编程器一般通过接口与PLC 内部连接。编程器包括手持式编程器或计算机编程器。

(4)输入/输出(I/O)接口：I/O 接口是实现 CPU 与现场输入输出设备互联的部件。输入接口接受输入设备(如继电器触点、行程开关、传感器等)的控制信号;输出接口是将 CPU 处理结果通过输出电路去驱动输出设备(如指示灯、电磁阀、继电器等)。

(5)扩展接口：即 I/O 扩展接口，主要功能是对输入/输出单元进行扩展。通过 I/O扩展接口，能够非常方便地进行 PLC 规模控制配置;另一方面，I/O 扩展接口还可以针对高速计数即模拟量开关的 I/O 单元进行控制配置。

(6)外部设备接口：其功能是将外部设备(如编程器、操作面板、显示器、计算机、打印机、条码扫描仪等)与主机的 CPU 互联通讯。

(7)电源：PLC 的电源是指为内部电子电路(如 CPU、储存器、I/O 接口)和外部输入设备提供直流稳压电源。电压范围因用途各异，如5V电源一般供 PLC 内部使用，24V电源既可以在内部使用，还可以供输入/输出单元和各种“传感器”使用。

2.可编程控制器的功能

(1)逻辑控制功能

与、或、非、异或和触发器等逻辑运算功能，可以代替继电器进行开关量控制。

(2)数据运算处理功能

基本算术：加、减、乘、除。

扩展算术：平方根、三角函数和浮点运算。

比较：大于、小于和等于。

数据处理：选择、组织、规格化、移动和先入先出。

(3)定时控制功能

为用户提供了若干个电子定时器，用户可自行设定：接通延时、关断延时和定时脉冲等方式。

(4)PID 控制功能

根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，实现压力、温度、流量、液位的控制。

(5)自诊断功能

运行过程中，检测自身状态，当出错时，自动进行出错处理。

(6)通信功能

具有现场总线通信接口，如 RS232、RS485、Profibus-DP、DeviceNet、CANopen、工业以太网等通信口，可与其他设备组网，实现数据交换。

(7)扩展功能

支持扩展模块连接，可扩展数字量、模块量、温度量等，最多连接 8 个扩展模块(直流型可连接 3 个扩展模块)。

(8)运动控制功能

具备多轴协同控制能力，可实现直线插补、圆弧插补、脉冲同步等复杂运动控制功能。

3.可编程控制器的特点

(1)抗干扰能力强，可靠性高

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工业现场环境恶劣，具有很强的电磁干扰，要求 PLC 具有很强的抗干扰能力才能适用于这种环境。PLC 产品的设计和生产，采用多种抗干扰设计和元器件精选等措施，使得 PLC 可靠性非常高，平均无故障时间可达数万小时。

(2)编程简单，易学易用

PLC 一般采用梯形图语言。这种语言与继电器电路图类似、易于理解、易于掌握。应用人员短时间内即可掌握 PLC 编程方法。

(3)维护方便

用户可以方便地对 PLC 进行程序读写、仿真、监控、调试。PLC 还具备自诊断功能，能够记录故障信息，反馈给用户。这样，用户可以迅速识别、检查、定位故障、排除故障。从而降低了系统的故障恢复时间。

(4)设计应用周期短

PLC 用程序逻辑替代物理逻辑，大幅减少设备外部的接线，使系统搭建的时间大为缩短。

以上梳理了可编程控制器的组成、功能及特点，希望对你有所帮助，如果你想了解更多相关内容，敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。

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