PLC的组成部分及作用详解

1.组成部分

组成PLC的模块是PLC的硬件基础，只有弄清所选用的PLC都具有哪些模块及其特点，才能正确选用模块，去组成一台完整的PLC（见图7-3），以满足控制系统对PLC的要求。

图7-3 PLC的组成示意

常见的PLC模块有：

1）CPU模块，它是PLC的硬件核心。PLC的主要性能，如速度、规模都由它的性能来体现。

如图7-4所示，CPU模块由微处理器系统、系统程序存储器和用户程序存储器，其本质为一台计算机，该计算机负责系统程序的调度、管理、运行和PLC的自诊断，负担将用户程序作出编译解释处理以及调度用户目标程序运行的任务。

2）电源模块，它为PLC运行提供内部工作电源，而且，有的还可为输入、输出信号提供电源，如图7-5所示。

图7-4 CPU模块

PLC的工作电源一般为交流单相电源，电源电压必须与额定电压相符，如AC110V或220AC，当然也有直流24V供电的。PLC对电源的稳定性要求不高，一般都允许电源电压额定值在±15%的范围内波动，有些交流输入电源甚至允许在AC85～240V的范围内。

3）I/O模块，它包括输入输出I/O电路，并根据类型划分为不同规格的模块，如图7-6所示。

图7-5 电源模块

图7-6 I/O模块

输入部分

PLC与生产过程相连接的输入通道，输入部分接受来自生产现场的各种信号，如行程开关、热电偶、光电开关、按钮等信号。

输出部分

PLC与生产过程相连接的输出通道，输出部分接收CPU的处理输出，并转换成被控设备所能接受的电压、电流信号，以驱动被控设备，如继电器、电磁阀、指示灯等。

4）内存模块，它主要存储用户程序，有的还为系统提供辅助的工作内存，在结构上内存模块都是附加于CPU模块之中，如图7-7所示为西门子S7-300PLC的MMC内存模块。(www.xing528.com)

5）底板、机架模块，它为PLC各模块的安装提供基板，并为模块间的联系提供总线。若干底板间的联系有的用接口模块，有的用总线接口。不同厂家或同一厂家但不同类型的PLC都不大相同，如图7-8所示为PLC的主底板和辅助底板。

图7-7 西门子内存模块

图7-8 底板

2.特殊功能模块

除了常见的模块，PLC还有特殊的或称智能或称功能模块，如A-D（模拟输入）模块、D-A（模拟输出）模块、高速计数模块、位置控制模块、温度模块等。这些模块有自己的处理器，可对信号作预处理或后处理，以简化PLC的CPU对复杂的过程控制量的计算。智能模块的种类、特性也大不相同，性能好的PLC，这些模块种类多，性能也好。

通信模块，它接入PLC后，可使PLC与计算机，或PLC与PLC进行通信，有的还可实现与其他控制部件，如变频器、温控器通信，或组成局部网络。通信模块代表PLC的组网能力，代表着当今PLC性能的重要方面。

3.PLC的外部设备

尽管用PLC实现对系统的控制可不用外部设备，配置好合适的模块就行了。然而，要对PLC编程，要监控PLC及其所控制的系统的工作状况，以及存储用户程序、打印数据等，就得使用PLC的外部设备。故一种PLC的性能如何，与这种PLC所具外部设备丰富与否，外部设备好用与否直接相关。

PLC的外部设备有四大类。

（1）编程设备

简单的为简易编程器，多只接受助记将编程，个别的也可用图形编程。复杂一点的有图形编程器，可用梯形图语编程。有的还有专用的计算机，可用其他高级语言进行编程。编程器除了用于编程，还可对系统作一些设定，以确定PLC控制方式，或工作方式。编程器还可监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，以进行PLC用户程序的调试。

（2）监控设备

小的有数据监视器，可监视数据；大的还可能有图形监视器，可通过画面监视数据。除了不能改变PLC的用户程序，编程器能做的它都能做，是使用PLC很好的界面。性能好的PLC，这种外部设备已越来越丰富。

（3）存储设备

它用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失。这些设备，如存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器。而为实现这些存储，相应的就有磁带机、软驱或ROM写入器，以及相应的接口部件。各种PLC大体都有这方面的配套设施。

（4）输入输出设备

它用以接收信号或输出信号，便于与PLC进行人机对话。输入的有条码读入器，输入模拟量的电位器等。输出的有打印机、编程器、监控器虽也可对PLC输入信息，从PLC输出信息，但输入输出设备实现人机对话更方便，可在现场条件下实现，并便于使用。随着技术进步，这种设备将更加丰富。

外部设备已发展成为PLC系统的不可分割的一个部分。它的情况，当然是选用PLC必须了解的重要方面，所以也应把它列为PLC性能的重要内容。