可编程控制器（PLC）基本结构及工作原理

PLC（Programmable Logic Controller）是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器。它的高可靠性，简单直观的编程方式，及越来越完善的功能使得它在产业控制领域中得到了广泛应用。其中，在很多自动控制系统中都是由PLC来控制步进电机，当PLC发送脉冲信号和方向信号时，步进电机的驱动器通过PLC的脉冲输出口接收脉冲信号和方向信号来控制步进电机工作，一个脉冲信号可以使步进电机旋转一个固定角度，那么脉冲数和频率之间一定存在某种关系，步进电机的频率曲线直观的反映了这种关系。在中药自动配药系统的开发与研制中通过PLC控制步进电机的脉冲数，保证了取药小车能正确到达取药位置取药的目的。假如脉冲数和频率设置不当，取药小车不仅运行速度慢，还可能出现抖动、噪音大、加快机器磨损等不良因素，从而影响了整个系统的工作效率，因此对步进电机的频率曲线进行优化是很有必要的。

PLC从结构上分为固定式和组合式（模块式）。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等；模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，各模块可以按照一定规则组合配置。CPU是PLC的控制中枢，由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成。输进模块通过接收和采集信号输进至CPU 处理；输出模块接收由CPU成功处理的信息并控制接触器、数字显示装置等输出设备。此外，PLC的编程装置用来天生用户程序，常用的手持式编程器用来给小型PLC编程，一般由计算机（运行编程软件）充当。国际电工委员会（IEC）于1994年公布了PLC的编程语言标准（IEC113123），该标准定义了5种PLC编程语言：梯形图LAD（Ladder Diagram）、语句表STL（Inst ruction List）、功能块图FBD（Function Block Diagram）、结构文本ST（St ructured Text）、顺序功能图SFC（Sequential Function Chart）。使用编程软件可在屏幕上直接天生和编辑梯形图、顺序功能图等程序，并可实现不同的编程语言的相互转换，程序被编译后下载到PLC的存储器中。PLC采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作，CPU根据存储器中的用户程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，在没有中断或跳转指令的情况下，CPU开始按顺序逐条执行程序，进行各信号之间的逻辑运算，最后将结果写进输出过程映像寄存器，信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，从而使外部负载通电工作。