FX2N系列PLC硬件組成與其他類型PLC基本相同，主體由三部分組成，主要包括中央處理器CPU、存儲系統(tǒng)和輸入、輸出接口。PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。系統(tǒng)電源有些在CPU模塊內(nèi)，也有單獨作為一個單元的，編程器一般看作PLC的外設(shè)。PLC內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。

外部的開關(guān)信號、模擬信號以及各種傳感器檢測信號作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC的輸入端子進入PLC的輸入存儲器，收集和暫存被控對象實際運行的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)；經(jīng)PLC內(nèi)部運算與處理后，按被控對象實際動作要求產(chǎn)生輸出；輸出送到輸出端子作為輸出變量，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。PLC的各部分協(xié)調(diào)一致地實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制。

（1）中央處理器CPU

CPU的主要作用是解釋并執(zhí)行用戶及系統(tǒng)程序，通過運行用戶及系統(tǒng)程序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其它功能，控制整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作。常用的CPU主要有通用微處理器、單片機和雙極型位片機。

（2）存儲器模塊

隨機存取存儲器RAM用于存儲PLC內(nèi)部的輸入、輸出信息，并存儲內(nèi)部繼電器（軟繼電器）、移位寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、定時器／計數(shù)器以及累加器等的工作狀態(tài)，還可存儲用戶正在調(diào)試和修改的程序以及各種暫存的數(shù)據(jù)、中間變量等。

只讀存儲器ROM用于存儲系統(tǒng)程序?？刹脸删幊绦虻闹蛔x存儲器EPROM主要用來存放PLC的操作系統(tǒng)和監(jiān)控程序，如果用戶程序已完全調(diào)試好，也可將程序固化在EPROM中。

（3）輸入輸出模塊

可編程序控制器是一種工業(yè)控制計算機系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)過程，與DCS相似，它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系也是通過輸入輸出接口模塊(I/O)實現(xiàn)的。I/O模塊是可編程序控制器與生產(chǎn)過程相聯(lián)系的橋梁。

PLC連接的過程變量按信號類型劃分可分為開關(guān)量（即數(shù)字量）、模擬量和脈沖量等，相應(yīng)輸入輸出模塊可分為開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和脈沖量輸入模塊等。

（4）編程器

編程器是PLC的重要外部設(shè)備。編程器將用戶所希望的功能通過編程語言送到PLC的用戶程序存儲器中。編程器不僅能對程序進行寫入、讀出、修改，還能對PLC的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，同時也是用戶與PLC之間進行人機對話的界面。隨著PLC的功能不斷增強，編程語言多樣化，編程已經(jīng)可以在計算機上完成。具體介紹將在項目二、三中詳細說明。

1引言

可編程控制器（PLC）是一種新型的通用自動化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強，可*性高，使用靈活方便，易于擴展等優(yōu)點而應(yīng)用越來越廣泛。但在使用時由于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工作環(huán)境惡劣，干擾源眾多，如大功率用電設(shè)備的起動或停止引起電網(wǎng)電壓的波動形成低頻干擾，電焊機、電火花加工機床、電機的電刷等通過電磁耦合產(chǎn)生的工頻干擾等，都會影響PLC的正常工作。

盡管PLC是專門在現(xiàn)場使用的控制裝置，在設(shè)計制造時已采取了很多措施，使它對工業(yè)環(huán)境比較適應(yīng)，但是為了確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，還是應(yīng)當盡量使PLC有良好的工作環(huán)境條件， 并采取必要的抗干擾措施。

2 PLC在安裝和維護時應(yīng)注意的問題

2.1 PLC的安裝

PLC適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場，但它對使用場合、環(huán)境溫度等還是有一定要求?？刂芇LC的工作環(huán)境，可以有效地提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時，要避開下列場所：

（1）環(huán)境溫度超過0 ~ 50℃的范圍；

（2）相對濕度超過85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）；

（3）太陽光直接照射；

（4）有腐蝕和易燃的氣體，例如、等；

（5）有打量鐵屑及灰塵；

（6）頻繁或連續(xù)的振動，振動頻率為10 ~ 55Hz、幅度為0.5mm（峰-峰）；

（7）超過10g（重力加速度）的沖擊。

小型可編程控制器外殼的4個角上，均有安裝孔。有兩種安裝方法，一是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸；另一種是DIN（德國共和標準）軌道固定。DIN軌道配套使用的安裝夾板，左右各一對。在軌道上，先裝好左右夾板，裝上PLC，然后擰緊螺釘。為了使控制系統(tǒng)工作可*，通常把可編程控制器安裝在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)，安裝機器應(yīng)有足夠的通風空間，基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55C，要安裝電風扇，強迫通風。

為了避免其他外圍設(shè)備的電干擾，可編程控制器應(yīng)盡可能遠離高壓電源線和高壓設(shè)備，可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線之間應(yīng)留出至少200mm的距離。

當可編程控制器垂直安裝時，要嚴防導(dǎo)線頭、鐵屑等從通風窗掉入可編程控制器內(nèi)部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至永久損壞。

2.2 電源接線

PLC供電電源為50Hz、220V±10%的交流電。

FX系列可編程控制器有直流24V輸出接線端。該接線端可為輸入傳感（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流24V電源。

如果電源發(fā)生故障，中斷時間少于10ms，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點均同時斷開。當電源恢復(fù)時，若RUN輸入接通，則操作自動進行。

對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴重，可以安裝一個變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。

2.3 接地

良好的接地是保證PLC可*工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴展單元，其接地點應(yīng)與基本單元的接地點接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給可編程控制器接上專用地線，接地點應(yīng)與動力設(shè)備（如電機）的接地點分開。若達不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點應(yīng)盡可能*近PLC。

2.4 直流24V接線端

使用無源觸點的輸入器件時，PLC內(nèi)部24V電源通過輸入器件向輸入端提供每點7mA的電流。

PLC上的24V接線端子，還可以向外部傳感器（如接近開關(guān)或光電開關(guān)）提供電流。24V端子作傳感器電源時，COM端子是直流24V地端。如果采用擴展船員，則應(yīng)將基本單元和擴展單元的24V端連接起來。另外，任何外部電源不能接到這個端子。

如果發(fā)生過載現(xiàn)象，電壓將自動跌落，該點輸入對可編程控制器不起作用。

每種型號的PLC的輸入點數(shù)量是有規(guī)定的。對每一個尚未使用的輸入點，它不耗電，因此在這種情況下，24V電源端子向外供電流的能力可以增加。

FX系列PLC的空位端子，在任何情況下都不能使用。

2.5 輸入接線

PLC一般接受行程開關(guān)、限位開關(guān)等輸入的開關(guān)量信號。輸入接線端子是PLC與外部傳感器負載轉(zhuǎn)換信號的端口。輸入接線，一般指外部傳感器與輸入端口的接線。

輸入器件可以是任何無源的觸點或集電極開路的NPN管。輸入器件接通時，輸入端接通，輸入線路閉合，同時輸入指示的發(fā)光二極管亮。

輸入端的一次電路與二次電路之間，采用光電耦合隔離。二次電路帶RC濾波器，以防止由于輸入觸點抖動或從輸入線路串入的電噪聲引起PLC誤動作。

若在輸入觸點電路串聯(lián)二極管，在串聯(lián)二極管上的電壓應(yīng)小于4V。若使用帶發(fā)光二極管的舌簧開關(guān)，串聯(lián)二極管的數(shù)目不能超過兩只。

另外，輸入接線還應(yīng)特別注意以下幾點：

（1）輸入接線一般不要超過30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。

（2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。

（3）可編程控制器所能接受的脈沖信號的寬度，應(yīng)大于掃描周期的時間。

2.6 輸出接線

（1）可編程控制器有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出3種形式。

（2）輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。當PLC的輸出繼電器或晶閘管動作時，同一號碼的兩個輸出端接通。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。

（3）由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒毀印制電路板，因此，應(yīng)用熔絲保護輸出元件。

（4）采用繼電器輸出時，承受的電感性負載大小影響到繼電器的工作壽命，因此繼電器工作壽命要求長。

（5）PLC的輸出負載可能產(chǎn)生噪聲干擾，因此要采取措施加以控制。

此外，對于能使用戶造成傷害的危險負載，除了在控制程序中加以考慮之外，還應(yīng)設(shè)計外部緊急停車電路，使得可編程控制器發(fā)生故障時，能將引起傷害的負載電源切斷。

交流輸出線和直流輸出線不要用同一本電纜，輸出線應(yīng)盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。

3 結(jié)語

PLC以其顯著的優(yōu)點而廣泛用于工業(yè)控制，其實際應(yīng)用涉及的問題很多，本文只是就其現(xiàn)場安裝和維護問題提出了一些注意事項，供從事PLC設(shè)計及應(yīng)用人員參考。