，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，可编程控制器原理及其应用可编程序控制器，或者说程序控制是用于小型计算机自动化现实控制的过程，如控制机器厂装配线，通常采用的微处理器，程序往往是控制复杂顺序和工程师所写的技术，程序储存在电池支持的记忆或。

定义是种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。

的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第代可编程序控制器，称的功能经历了多年的演变，包括典型的中继控制精密控制过程控制分布控制系统和复杂的网络个人计算机简称发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为，现在，仍常常将简称。

可编程控制器基本原理是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。

它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于内存中的程序，进行出入信息变换实现控制。

的发明更经济的替代了旧自动化系统，并利用成千上万的继电器和定时器通常，个方案可以取代成千上万继电器通过初步规划来控制汽车制造业，而修改软件所取代重新布线来操纵控制台。

基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。

普遍计算机进行出入信息变换，多只考虑信息本身，信息的出入，只要人机界面好就可以了。

而则还要考虑信息出入的可靠性实时性，以及信息的使用等问题。

特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。

的构成从结构上分，分为固定式和组合式模块式两种。

固定式包括板板显示面板内存块电源等，这些元素组合成个不可拆卸的整体。

模块式包括模块模块内存电源模块底板或机架，这些模块可以按照定规则组合配置。

的构成是的核心，起神经中枢的作用，每套至少有个，它按的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和内部电路的工作状态和编程过程中的语法等。

进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

主要由运算器控制器寄存器及实现它们之间联系的数据控制及状态总线构成，单元还包括外围芯片总线接口及有关电路。

内存主要用于存储程序及数据，是不可缺少的组成单元。

例如模块与电气回路的接口，是通过输入输出部分完成的。

模块集成了的电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。

输入模块将电信号变换成数字信号进入系统，输出模块相反。

分为开关量输入，开关量输出，模拟量输入，模拟量输出等模块。

电源模块电源用于为各模块的集成电路提供工作电源。

同时，有的还为输入电路提供的工作电源。

电源输入类型有交流电源或，直流电源常用的为。

可编程控制器实现控制的要点出入信息变换可靠物理实现，可以说是实现控制的两个基本要点。

出入信息变换靠运行存储于内存中的程序实现。

程序既有生产厂家的系统程序不可更改，又有用户自行开发的应用用户程序。

系统程序提供运行平台，同时，还为程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。

用户程序由用户按控制要求设计。

什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。

可靠物理实现主要靠输人及输出电路。

的电路，都是专门设计的。

输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。

而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。

输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。

输出电路还要进行功率放大，以足以带动般的工业控制元器件，如电磁阀接触器等等。

如下图所示电路是很多的，每输入点或输出点都要有个或电路。

有多用点，般也就有多少个用电路。

但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。

输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。

每输入点都有个对应的存储其信息的暂存器。

输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。

输出锁存器与输出点也是对应的。

这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是处理器口的寄存器。

它们与计算机内存交换信息通过计算机总线，并主要由运行系统程序实现。

把输人暂存器的信息读到的内存中，称输入刷新。

内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。

这个区的每对应位称之为输入继电器，或称软接点。

这些位置成，表示接点通，置成为接点断。

由于它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入状态。

输出锁存器与内存中的输出映射区也是对应的。

个输出锁存器也有个内存位与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈。

靠运行系统程序，输出继电器的状态映射到输出锁存器。

这个映射也称输出刷新。

输出刷新主要也是靠运行系统程序实现的。

这样，用户所要编的程序只是，内存中输入映射区到输出映射区的变换，特别是怎么按输入的时序变换成输出的时序。

这是个数据及逻辑处理问题。

由于有强大的指令系统，编写出满足这个要求的程序是完全可能的，而且也是较为容易的。

可编程控制器实现控制的过程简单地说，实现控制的过程般是输入刷新再运行用户程序再输出刷新再输入刷新再运行用户程序再输出刷新永不停止地循环反复地进行着。

有了上述过程，用实现控制显然是可能的。

因为有了输入刷新，可把输入电路监控得到的输入信息存入的输入映射区经运行用户程序，输出映射区将得到变换后的信息再经输出刷新，输出锁存器将反映输出映射区的状态，并通过输出电路产生相应的输出。

又由于这个过程是永不停止地循环反复地进行着，所以，输出总是反映输入的变化的。

只是响应的时间上，略有滞后。

当然，这个滞后不宜太大，否则，所实现的控制不那么及时，也就失去控制的意义。

为此，的工作速度要快。

速度快执行指令时间短，是实现控制的基础。

事实上，它的速度是很快的，执行条指令，多的几微秒几十微秒，少的才零点几，或零点零几微秒。

而且这个速度还在不断提高中。

除了刷新及运行用户程序，还要做些公共处理工作。

公共处理工作有循环时间监控外设服务及通讯处理等。

监控循环时间的目的是避免死循环，避免程序不能反复不断地重复执行。

办法是用看门狗。

只要循环超时，它可报警，或作相应处理。

外设服务是让可接受编程器对它的操作，或通过接口向输出设备如打印机输出数据通讯处理是实现与，或与计算机，或与其它工业控制装置或智能部件间信息交换的。

这也是增强控制能力的需要。

也就是说，实际的工作过程总是公共处理刷新运行用户程序再公共处理反复不停地重复着。

可编程控制器实现控制的方式用这种不断地重复运行程序实现控制称扫描方式。

是用计算机进行实时控制的种方式。

此外，计算机用于控制还有中断方式。

在中断方式下，需处理的控制先申请中断，被响应后正运行的程序停止运行，转而去处理中断工作运行有关中断服务程序。

待处理完中断，又返回运行原来程序。

哪个控制需要处理，哪个就去申请中断。

哪个不需处理，将不被理睬。

显然，中断方式与扫描方式是不同的。

在中断方式下，计算机能得到充分利用，紧急的任务也能得到及时处理。

但是，如果同时来了几个都要处理的任务该怎么办呢优先级高的还好办，低的呢可能会出现照顾不到之处。

所以，中断方式不大适合于工作现场的日常使用。

但是，在用扫描方式为主的情况下，也不排斥中断方式。

即，大量控制都用扫描方式，个别急需的处理，允许中断这个扫描运行的程序，转而去处理它。

这样，可做到所有的控制都能照顾到，个别应急的也能进行处理。

的实际工作过程比这里讲的还要复杂些，分析其基本原理，也还有些理论问题。

有关人员如果能把上面介绍的入出变换物理实现信息处理电路空间时间关系扫描方式并辅以中断方式，作为种思路加以研究，弄清了它，也就好理解是怎样去实现控制的，也就好把握住基本原理的要点了。

至于更深入的问题，在进步学习中，将再作具体介绍。

可编程控制器基本特点从讨论的工作原理知，的输入与输出在物理上是彼此隔开的，其间的联系是靠运行存储于它的内存中的程序实现。

它的入出相关，不是靠物理过程，不是用线路而是靠信息过程，用软逻辑联系。

它的工作基础是用好信息。

信息不同于物质与能量，有自身的规律。

信息便于处理，便于传递，便于存储信息还可重用，等等。

正是由于信息的这些特点，决定了的基本特点。

下