可編程控制器的組成

圖4 疊裝式可編程序控制器
3、CPU模塊
1、CPU芯片
　　CPU模塊主要由CPU芯片和存儲器組成，可編程控制器使用以下幾類(lèi)CPU芯片：
（1）通用微處理器，如Intel公司的8086、80186系列Pentium系統芯片；
（2）單片微處理器（單片機），如Intel公司的MC551/96系列單片機；
（3）位片式微處理器，如AMD2900系列位片式微處理器。
2、存儲器
　　可編程控制器的存儲器分為系統程序存儲器和用戶(hù)程序存儲器，系統程序相當于個(gè)人計算機的操作系統，它使可編程控制器生產(chǎn)廠(chǎng)家設計固化在ROM內，用戶(hù)不能直接讀取，可編程控制器的用戶(hù)程序由用戶(hù)設計，它決定了可編程控制器的輸入信號與輸出信號之間的具體關(guān)系。用戶(hù)程序存儲器的容量一般以字（每個(gè)字由16位二進(jìn)制數組成）為單位，三菱的FX系列可編程控制器的用戶(hù)程序存儲器以步為單位。小型可編程控制器的用戶(hù)程序存儲器容量在1K字（1K=1024= ），大型可編程控制器的用戶(hù)程序存儲器容量可達數百K字，甚至數M（兆）字。
可編程控制器常用以下幾種存儲器：
（1）隨機存取存儲器（RAM）
用戶(hù)可以用編程器讀出RAM中的內容，也可以將用戶(hù)程序寫(xiě)入RAM，因此RAM又叫讀/寫(xiě)存儲器。它是易失性的存儲器，將它的電源斷開(kāi)后，儲存的信息將會(huì )丟失。
RAM的工作速度高，價(jià)格低，改寫(xiě)方便。為了在關(guān)煌可編程控制器外部電源后，保存RAM中的用戶(hù)程序和某些數據（如計數器的計數值），為RAM配備了一個(gè)鋰電池，一般選用耗電極少的CMOS型RAM，鋰電池可用2—5年，需要更換鋰電池時(shí)由可編程序控制器發(fā)出信號彈，通知用戶(hù)，現在大多數可編程控制器仍用RAM來(lái)儲存用戶(hù)程序。
（2）只讀存儲器（ROM）
ROM的內容只能讀出，不能寫(xiě)入。它是非易失的，它的電源消失后，仍能保存存儲的內容。
（3）可擦除可編程的只讀存儲器（EPROM）
它是非易失性的，但是可以用編程器它編程，兼有ROM的非易失性和RAM的隨機存取優(yōu)點(diǎn)，但是它比RAM和ROM的價(jià)格高一些，與入信息所需的時(shí)間比RAM長(cháng)得多，EEPROM用來(lái)存放用戶(hù)程序。有的可編程控制器將EEPROM作為基本配置，有的可編程控制器將EEPROM作為可選件。
小型可編程控制器的用戶(hù)程序存儲器的容量一般是固定的，大中型可編程控制器的用戶(hù)存儲器容量可以由用戶(hù)選擇。
4、開(kāi)關(guān)量I/O模塊的外部接線(xiàn)方式
　　開(kāi)關(guān)量I/O模塊的輸入輸出信號僅有接通和斷開(kāi)兩種狀態(tài)。電壓等級有直流5V，12V，24V，48V，110V和交流110V，220V等。
　　各I/O點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管顯示，外部接線(xiàn)一般接在模塊面板的接線(xiàn)端子上，某些模塊使用可拆裝的插座型端子板，不需斷開(kāi)端子板上的外部連線(xiàn)，就可以迅速地更換模塊。點(diǎn)數很多的高密度I/O模塊的外部接線(xiàn)一般用插座連接，用戶(hù)可選用連接插座的電纜和端子板。
開(kāi)關(guān)量I/O模塊的點(diǎn)數一般是2的n次方，如4，8，16，32，64點(diǎn)。
I/O模塊的外部接線(xiàn)方式有匯點(diǎn)式、分組式和分隔式三種（見(jiàn)圖5）。

圖5 I/O模塊的外部接線(xiàn)方式
匯點(diǎn)式模塊的各I/O電路有一個(gè)公共點(diǎn)，所有I/O點(diǎn)共用一個(gè)電源。
分組式模塊的I/O點(diǎn)分為若干個(gè)組，每一組的各I/O電路有一個(gè)公共點(diǎn)，它們共用一個(gè)電源。各組之間是分隔開(kāi)的，可分別使用不同的電源。
分隔式模塊的各I/O點(diǎn)之間相互隔離，每一I/O點(diǎn)都可以使用單獨的電源，將它們的COM端連接起來(lái)，幾點(diǎn)可以使用同一個(gè)電源。
5、輸入模塊
　　輸入電路中設有RC濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起錯誤的輸入信號。濾波電路延遲時(shí)間的典型值為10～20ms（信號上升沿）和20～50ms(信號下降沿)，輸入電流約5～10mA.

圖6 直流輸入電路
　　圖6是某直流輸入模塊的內部電路和外部接線(xiàn)圖。在本節輸入電路和輸出電路中一般只畫(huà)出了一路，COM是各路的公共點(diǎn)。圖中的輸入觸點(diǎn)直接在公共點(diǎn)和輸入端X001之間，不需要外接輸入回路的電源，有的可編程序控制器還可以為接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)之類(lèi)的傳感器提供24V電源（見(jiàn)圖6）。
　　當圖6中的外接觸點(diǎn)接通時(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管亮，光敏三極管飽和導通；外接觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管熄滅，光敏三極管截止，信號經(jīng)內部電路傳送給CPU模塊。
　　開(kāi)關(guān)量輸入模塊外接電子傳感器的輸出信號時(shí)，應注意傳感器的輸出電路與可編程序控制器輸入電路的配合，對于圖6中輸入模塊的內部電路，傳感器的輸出電路應為NPN管集電極開(kāi)路的共發(fā)射極電路。
　　圖7是另一種交流輸入電路，光電耦合器中有兩個(gè)反并聯(lián)的發(fā)光二極管，顯示用的兩個(gè)發(fā)光二極管也是反并聯(lián)的，所以這個(gè)電路可以接收外部的交流輸入電壓。
　　圖8所示的交流/直流輸入電路的輸入觸點(diǎn)的接通后，輸入信號被濾波和整流，交流電壓或直流電壓被轉換為直流電流，送給顯示用的發(fā)光二極管和光電耦合器。