原標(biāo)題：一點(diǎn)點(diǎn)了解可編程控制器，微型可編程控制器介紹

可編程控制器（PLC），是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置，它融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，采用面向控制過程和用戶的“自然語言”進(jìn)行編程，非常適合工業(yè)環(huán)境。以下是對可編程控制器，特別是微型可編程控制器的詳細(xì)介紹：

一、PLC的定義與分類

• 定義：PLC，即可編程控制器，是一種專為工業(yè)環(huán)境量身定制的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它內(nèi)置可編程存儲器，用于存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算等指令。借助數(shù)字或模擬輸入輸出功能，PLC能夠輕松掌控各類機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)流程。

• 分類：

• 結(jié)構(gòu)形式：PLC可分為整體式和模塊式兩大類。整體式PLC將電源、CPU、I/O接口等部件集成在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧，非常適合小型PLC的應(yīng)用。模塊式PLC則將各個(gè)部件設(shè)計(jì)成獨(dú)立的模塊，便于用戶根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活配置和擴(kuò)展。

• 功能差異：低檔PLC主要提供邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等基礎(chǔ)功能；中檔PLC增加了模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算以及遠(yuǎn)程I/O和子程序等功能；高檔PLC則進(jìn)一步擴(kuò)展了功能，如帶符號算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算等，并擁有強(qiáng)大的通信聯(lián)網(wǎng)能力。

• I/O點(diǎn)數(shù)：根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)的多少，PLC還可分為小型、中型和大型三類。小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)較少，通常配備單CPU和8位或16位處理器，用戶存儲器容量也相對較小。而大型PLC則擁有多CPU和16位或32位處理器，以及大容量的用戶存儲器。

二、PLC的基本結(jié)構(gòu)

PLC的基本結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：

• 中央處理單元（CPU）：PLC的控制中樞，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的精確控制。CPU由微處理器和控制器組成，能夠執(zhí)行邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算，并協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作。

• 存儲器：分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩部分。系統(tǒng)存儲器用于存放系統(tǒng)管理程序，而用戶存儲器則用于存放用戶編制的應(yīng)用程序和工作數(shù)據(jù)狀態(tài)。此外，PLC還配備了多種類型的存儲器，如只讀存儲器、可編程只讀存儲器等，以滿足不同的存儲需求。

• 輸入/輸出（I/O）接口：PLC與外部世界進(jìn)行交互的橋梁。輸入接口負(fù)責(zé)接收來自各種開關(guān)、按鈕、傳感器等輸入設(shè)備的信號；輸出接口則將CPU的控制信號轉(zhuǎn)化為實(shí)際驅(qū)動(dòng)設(shè)備所需信號。

• 電源：為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。

此外，PLC還可能配備編程器、打印機(jī)等外部設(shè)備，以協(xié)助編程、實(shí)現(xiàn)監(jiān)控以及進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。

三、微型可編程控制器的特點(diǎn)

微型可編程控制器，通常指的是小型PLC，其特點(diǎn)主要包括：

• 體積小巧：整體結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝和攜帶。

• 功能基礎(chǔ)：主要提供邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等基礎(chǔ)功能，滿足小型控制系統(tǒng)的需求。

• 價(jià)格實(shí)惠：相對于中型和大型PLC，微型PLC的價(jià)格更為親民，適合預(yù)算有限的用戶。

• 易于使用：編程簡單易懂，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識，用戶只需按說明書的提示進(jìn)行少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。

四、PLC的工作原理

PLC的工作流程依次經(jīng)過三個(gè)關(guān)鍵階段：輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。這三個(gè)階段的循環(huán)執(zhí)行構(gòu)成了一個(gè)完整的掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行過程中，PLC的CPU會(huì)以特定的掃描速度不斷重復(fù)這三個(gè)階段，確保系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

• 輸入采樣：在輸入采樣階段，PLC以掃描方式逐個(gè)讀入所有的輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存儲在I/O映象區(qū)中的相應(yīng)位置。

• 用戶程序執(zhí)行：在用戶程序執(zhí)行階段，PLC按照自上而下的順序逐條掃描用戶程序（即梯形圖），并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果刷新系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)邏輯線圈的狀態(tài)或更新I/O映象區(qū)中輸出線圈的狀態(tài)。

• 輸出刷新：在輸出刷新階段，PLC將I/O映象區(qū)中的輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)通過輸出接口傳送給被控設(shè)備，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件完成控制任務(wù)。

五、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

PLC已廣泛應(yīng)用于機(jī)床、控制系統(tǒng)、自動(dòng)化樓宇、鋼鐵、石油、化工、電力、建材、汽車、紡織機(jī)械、交通運(yùn)輸?shù)雀餍懈鳂I(yè)。特別是在順序控制、計(jì)數(shù)和定時(shí)控制、位置控制、模擬量處理、數(shù)據(jù)處理以及通信連網(wǎng)等方面發(fā)揮著重要作用。

綜上所述，微型可編程控制器以其體積小巧、功能基礎(chǔ)、價(jià)格實(shí)惠和易于使用等特點(diǎn)，在小型控制系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)，隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其應(yīng)用范圍還將不斷擴(kuò)大。