一、可程式設計控制器簡介
可程式設計序控制器，英文稱programmable logical controller，簡稱plc。它是乙個以微處理器為核心的數字運算操作的電子系統裝置，專為在工業現場應用而設計，它採用可程式設計序的儲存器，用以在其內部儲存執行邏輯運算、順序控制、定時/計數和算術運算等操作指令，並通過數字式或模擬式的輸入、輸出介面，控制各種型別的機械或生產過程。plc是微機技術與傳統的繼電接觸摸制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸摸制系統中的機械觸點的複雜接線、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優點，又照顧到現場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是plc的程式編制，不需要專門的計算機程式語言知識，而是採用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使使用者程式編制形象、直觀、方便易學；除錯與查錯也都很方便。
使用者在購到所需的plc後，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的使用者程式的編制工作，就可靈活方便地將plc應用於生產實踐。
一、plc的結構及各部分的作用
plc的型別繁多，功能和指令系統也不盡相同，但結構與工作原理則大同小異，通常由主機、輸入/輸出介面、電源、程式設計器、擴充套件器介面和外部裝置介面等幾個主要部分組成。plc的硬體系統結構如圖所示：
1.主機
主機部分包括**處理器（cpu）、系統程式儲存器和使用者程式及資料儲存器。cpu是plc的核心，它用以執行使用者程式、監控輸入/輸出介面狀態、作出邏輯判斷和進行資料處理，即讀取輸入變數、完成使用者指令規定的各種操作，將結果送到輸出端，並響應外部裝置（如程式設計器、電腦、印表機等）的請求以及進行各種內部判斷等。plc的內部儲存器有兩類，一類是系統程式儲存器，主要存放系統管理和監控程式及對使用者程式作編譯處理的程式，系統程式已由廠家固定，使用者不能更改；另一類是使用者程式及資料儲存器，主要存放使用者編制的應用程式及各種暫存資料和中間結果。
2.輸入/輸出（i/o）介面
i/o介面是plc與輸入/輸出裝置連線的部件。輸入介面接受輸入裝置（如按鈕、感測器、觸點、行程開關等）的控制訊號。輸出介面是將主機經處理後的結果通過功放電路去驅動輸出裝置（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。
i/o介面一般採用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。i/o點數即輸入/輸出端子數是plc的一項主要技術指標，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。
3．電源
圖中電源是指為cpu、儲存器、i/o介面等內部電子電路工作所配置的直流開關穩壓電源，通常也為輸入裝置提供直流電源。
4．程式設計器
程式設計器是plc的外部程式設計裝置，使用者可通過程式設計器輸入、檢查、修改、除錯程式或監示plc的工作情況。也可以通過專用的程式設計電纜線將plc與電腦聯接起來，並利用程式設計軟體進行電腦程式設計和監控。
5．輸入/輸出擴充套件單元
i/o擴充套件介面用於將擴充外部輸入/輸出端子數的擴充套件單元與基本單元（即主機）連線在一起。
6．外部裝置介面
此介面可將程式設計器、印表機、條碼掃瞄器,變頻器等外部裝置與主機相聯，以完成相應的操作。
二、變頻器的簡介
變頻器是運動控制系統中的功率變換器。當今的運動控制系統包含多種學科的技術領域，總的發展趨勢是：驅動的交流化，功率變換器的高頻化，控制的數位化、智慧型化和網路化。
因此，變頻器作為系統的重要功率變換部件，提供可控的高效能變壓變頻的交流電源而得到迅猛發展。
隨著新型電力電子器件和高效能微處理器的應用以及控制技術的發展，變頻器的效能**比越來越高，體積越來越小，而廠家仍然在不斷地提高可靠性實現變頻器的進一步小型輕量化、高效能化和多功能化以及無公害化而做著新的努力。變頻器效能的優劣，一要看其輸出交流電壓的諧波對電機的影響；二要看對電網的諧波汙染和輸入功率因數；三要看本身的能量損耗（即效率）如何。這裡僅以量大面廣的交—直—交變頻器為例，闡述它的發展趨勢：
主電路功率開關元件的自關斷化、模組化、整合化、智慧型化；開關頻率不斷提高，開關損耗進一步降低。
變頻器主電路的拓撲結構方面。變頻器的網側變流器對低壓小容量的裝置常採用6脈衝變流器，而對中壓大容量的裝置採用多重化12脈衝以上的變流器。負載側變流器對低壓小容量裝置常採用兩電平的橋式逆變器，而對中壓大容量的裝置採用多電平逆變器。
對於四象限執行的轉動，為實現變頻器再生能量向電網回饋和節省能量，網側變流器應為可逆變流器，同時出現了功率可雙向流動的雙pwm變頻器，對網側變流器加以適當控制可使輸入電流接近正弦波，減少對電網的公害。脈寬調變變壓變頻器的控制方法可以採用正弦波脈寬調變控制、消除指定次數諧波的pwm控制、電流跟蹤控制、電壓空間向量控制（磁鏈跟蹤控制）。
。微處理器的進步使數字控制成為現代控制器的發展方向。運動控制系統是快速系統，特別是交流電動機高效能的控制需要儲存多種資料和快速實時處理大量資訊。
近幾年來，國外各大公司紛紛推出以dsp（數字訊號處理器）為基礎的核心，配以電機控制所需的外圍功能電路，整合在單一晶元內的稱為dsp單片電機控制器，**大大降低，體積縮小，結構緊湊，使用便捷，可靠性提高。dsp和普通的微控制器相比，處理數字運算能力增強10～15倍，可確保系統有更優越的控制效能。數字控制使硬體簡化，柔性的控制演算法使控制具有很大的靈活性，可實現複雜控制規律，使現代控制理論在運動控制系統中應用成為現實，易於與上層系統連線進行資料傳輸，便於故障診斷、加強保護和監視功能，使系統智慧型化（如有些變頻器具有自調整功能）。
一、plc的工作原理
plc是採用「順序掃瞄，不斷迴圈」的方式進行工作的。即在plc執行時，cpu根據使用者按控制要求編制好並存於使用者儲存器中的程式，按指令步序號（或位址號）作週期性迴圈掃瞄，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執行使用者程式，直到程式結束。然後重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃瞄。
在每次掃瞄過程中，還要完成對輸入訊號的取樣和對輸出狀態的重新整理等工作。
plc的掃瞄乙個週期必經輸入取樣、程式執行和輸出重新整理三個階段。
plc在輸入取樣階段：首先以掃瞄方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中的輸入端子的通斷狀態或輸入資料讀入，並將其寫入各對應的輸入狀態暫存器中，即重新整理輸入。隨即關閉輸入埠，進入程式執行階段。
plc在程式執行階段：按使用者程式指令存放的先後順序掃瞄執行每條指令，經相應的運算和處理後，其結果再寫入輸出狀態暫存器中，輸出狀態暫存器中所有的內容隨著程式的執行而改變。
輸出重新整理階段：當所有指令執行完畢，輸出狀態暫存器的通斷狀態在輸出重新整理階段送至輸出鎖存器中，並通過一定的方式（繼電器、電晶體或閘流體）輸出，驅動相應輸出裝置工作。
二、記憶體區域的分布及i/o配置
cpm2ah可使用下列記憶體區表
cpm2ah的i/o位址分配如下：
注 ： 1.在上表中i/o最大數的值包括了擴充套件i/o單元的i/o。
2.在使用乙個cpm2a cpu單元時，多達3個擴充套件單元或擴充套件i/o單元可與pc相連。
三、plc的程式編制
1.程式設計元件
plc是採用軟體編制程式來實現控制要求的。程式設計時要使用到各種程式設計元件，它們可提供無數個動合和動斷觸點。程式設計元件是指輸入暫存器、輸出暫存器、位儲存器、定時器、計數器、通用暫存器、資料暫存器及特殊功能儲存器等。
plc內部這些儲存器的作用和繼電接觸摸制系統中使用的繼電器十分相似，也有「線圈」與「觸點」，但它們不是「硬」繼電器，而是plc儲存器的儲存單元。當寫入該單元的邏輯狀態為「1」時，則表示相應繼電器線圈得電，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。所以，內部的這些繼電器稱之為「軟」繼電器。
2.程式語言
所謂程式編制，就是使用者根據控制物件的要求，利用plc廠家提供的程式編制語言，將乙個控制要求描述出來的過程。plc最常用的程式語言是梯形圖語言和指令語句表語言，且兩者經常聯合使用。
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