集成PLC控制柜（變頻柜）具有過載、短路、斷相保護(hù)等保護(hù)功能。它結(jié)構(gòu)緊湊，工作穩(wěn)定，功能齊全?？梢愿鶕?jù)實(shí)際控制規(guī)模進(jìn)行組合，既可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)機(jī)柜的自動(dòng)控制，也可以通過工業(yè)以太網(wǎng)或工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)柜組成分布式控制系統(tǒng)(DSC)。PLC控制柜能適應(yīng)各種尺寸的工業(yè)自動(dòng)化控制場合。廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、造紙、環(huán)保污水處理等行業(yè)。
PLC控制柜的基本結(jié)構(gòu)
本質(zhì)上，可編程邏輯控制器是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)。其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)基本相同，基本結(jié)構(gòu)如下:
一、PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著非常重要的作用。沒有良好可靠的供電系統(tǒng)，就無法正常工作。因此，可編程邏輯控制器的制造商非常重視電源的設(shè)計(jì)和制造。一般交流電壓在+10%(+15%)范圍內(nèi)波動(dòng)，所以PLC可以直接接入交流電網(wǎng)，不需要采取其他措施。
二、中央處理器(CPU)中央處理器(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中心。根據(jù)可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序給出的功能，接收并存儲(chǔ)編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、內(nèi)存、I/O和警報(bào)定時(shí)器的狀態(tài)，并診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先通過掃描接收現(xiàn)場各輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存儲(chǔ)在I/O圖像區(qū)。然后，它從用戶程序存儲(chǔ)器中逐個(gè)讀取用戶程序。解釋完命令后，根據(jù)指令進(jìn)行邏輯或算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果被發(fā)送到I/O圖像區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器。在所有用戶程序執(zhí)行完畢后，I/O圖像區(qū)的每個(gè)輸出狀態(tài)或輸出寄存器中的數(shù)據(jù)最終被傳送到相應(yīng)的輸出設(shè)備，并重復(fù)該操作直到操作停止。為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來，大規(guī)?？删幊踢壿嬁刂破鞑捎秒pCPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或稱三CPU表決系統(tǒng)。這樣，即使一個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍然可以正常運(yùn)行。
三、記憶
存儲(chǔ)應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。四。輸入輸出接口電路
1.現(xiàn)場輸入接口電路由光耦電路和微機(jī)輸入接口電路組成，作為可編程邏輯控制器和現(xiàn)場控制器之間接口的輸入通道。
2.現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、門電路和中斷請(qǐng)求電路集成而成，功能可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。
四.計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。
五、通信模塊
工作原理:可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。上述三個(gè)階段的完成稱為一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。
1.輸入采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次讀入所有的輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在I/O圖像區(qū)的相應(yīng)單元中。輸入采樣后，進(jìn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映射區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)發(fā)生變化。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，以確保在任何情況下都可以讀取輸入。
2.用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是從上到下掃描用戶程序(梯形圖)。掃描每個(gè)梯形圖時(shí)，總是先掃描梯形圖左側(cè)觸點(diǎn)組成的控制電路，按照先左后右、先上后下的順序?qū)τ|點(diǎn)組成的控制電路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果刷新系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)中邏輯線圈對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新I/O圖像區(qū)中輸出線圈對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者是否執(zhí)行梯形圖中指定的特殊功能指令。即在用戶程序執(zhí)行過程中，只有I/O映像區(qū)中輸入點(diǎn)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而I/O映像區(qū)或系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)中其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)可能會(huì)發(fā)生變化，頂層梯形圖的程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)在底層使用這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖中發(fā)揮作用；相反，在底部的梯形圖中，邏輯線圈的刷新狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能在下一個(gè)掃描周期作用于它上面的程序。在程序執(zhí)行過程中，如果使用立即I/O指令，可以直接訪問I/O點(diǎn)。也就是說，如果使用I/O指令，輸入進(jìn)程映像寄存器的值不會(huì)更新，程序會(huì)直接從I/O模塊取值，輸出進(jìn)程映像寄存器會(huì)立即更新，這和立即輸入有些不同。
3.輸出刷新階段。掃描用戶程序后，可編程邏輯控制器進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU根據(jù)I/O映像區(qū)中相應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，然后通過輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)才是可編程邏輯控制器的真正輸出。
特點(diǎn):可編程邏輯控制器具有以下顯著特點(diǎn)。
（1）該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，易于擴(kuò)展，以開關(guān)控制為特色；還可以對(duì)連續(xù)過程進(jìn)行PID回路控制；并能與上位機(jī)組成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等。，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面自動(dòng)化。
（2）使用方便，編程簡單，簡單的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。此外，可以在線修改程序以改變控制方案，而無需移除硬件。
（3）能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性遠(yuǎn)高于其他機(jī)型。
