可编程控制器的组成

图4 叠装式可编程序控制器
3、CPU模块
1、CPU芯片
　　CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成，可编程控制器使用以下几类CPU芯片：
（1）通用微处理器，如Intel公司的8086、80186系列Pentium系统芯片；
（2）单片微处理器（单片机），如Intel公司的MC551/96系列单片机；
（3）位片式微处理器，如AMD2900系列位片式微处理器。
2、存储器
　　可编程控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器，系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使可编程控制器生产厂家设计固化在ROM内，用户不能直接读取，可编程控制器的用户程序由用户设计，它决定了可编程控制器的输入信号与输出信号之间的具体关系。用户程序存储器的容量一般以字（每个字由16位二进制数组成）为单位，三菱的FX系列可编程控制器的用户程序存储器以步为单位。小型可编程控制器的用户程序存储器容量在1K字（1K=1024= ），大型可编程控制器的用户程序存储器容量可达数百K字，甚至数M（兆）字。
可编程控制器常用以下几种存储器：
（1）随机存取存储器（RAM）
用户可以用编程器读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，因此RAM又叫读/写存储器。它是易失性的存储器，将它的电源断开后，储存的信息将会丢失。
RAM的工作速度高，价格低，改写方便。为了在关煌可编程控制器外部电源后，保存RAM中的用户程序和某些数据（如计数器的计数值），为RAM配备了一个锂电池，一般选用耗电极少的CMOS型RAM，锂电池可用2—5年，需要更换锂电池时由可编程序控制器发出信号弹，通知用户，现在大多数可编程控制器仍用RAM来储存用户程序。
（2）只读存储器（ROM）
ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存存储的内容。
（3）可擦除可编程的只读存储器（EPROM）
它是非易失性的，但是可以用编程器它编程，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点，但是它比RAM和ROM的价格高一些，与入信息所需的时间比RAM长得多，EEPROM用来存放用户程序。有的可编程控制器将EEPROM作为基本配置，有的可编程控制器将EEPROM作为可选件。
小型可编程控制器的用户程序存储器的容量一般是固定的，大中型可编程控制器的用户存储器容量可以由用户选择。
4、开关量I/O模块的外部接线方式
　　开关量I/O模块的输入输出信号仅有接通和断开两种状态。电压等级有直流5V，12V，24V，48V，110V和交流110V，220V等。
　　各I/O点的通/断状态用发光二极管显示，外部接线一般接在模块面板的接线端子上，某些模块使用可拆装的插座型端子板，不需断开端子板上的外部连线，就可以迅速地更换模块。点数很多的高密度I/O模块的外部接线一般用插座连接，用户可选用连接插座的电缆和端子板。
开关量I/O模块的点数一般是2的n次方，如4，8，16，32，64点。
I/O模块的外部接线方式有汇点式、分组式和分隔式三种（见图5）。

图5 I/O模块的外部接线方式
汇点式模块的各I/O电路有一个公共点，所有I/O点共用一个电源。
分组式模块的I/O点分为若干个组，每一组的各I/O电路有一个公共点，它们共用一个电源。各组之间是分隔开的，可分别使用不同的电源。
分隔式模块的各I/O点之间相互隔离，每一I/O点都可以使用单独的电源，将它们的COM端连接起来，几点可以使用同一个电源。
5、输入模块
　　输入电路中设有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起错误的输入信号。滤波电路延迟时间的典型值为10～20ms（信号上升沿）和20～50ms(信号下降沿)，输入电流约5～10mA.

图6 直流输入电路
　　图6是某直流输入模块的内部电路和外部接线图。在本节输入电路和输出电路中一般只画出了一路，COM是各路的公共点。图中的输入触点直接在公共点和输入端X001之间，不需要外接输入回路的电源，有的可编程序控制器还可以为接近开关、光电开关之类的传感器提供24V电源（见图6）。
　　当图6中的外接触点接通时，光电耦合器中的发光二极管亮，光敏三极管饱和导通；外接触点断开时，光电耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，信号经内部电路传送给CPU模块。
　　开关量输入模块外接电子传感器的输出信号时，应注意传感器的输出电路与可编程序控制器输入电路的配合，对于图6中输入模块的内部电路，传感器的输出电路应为NPN管集电极开路的共发射极电路。
　　图7是另一种交流输入电路，光电耦合器中有两个反并联的发光二极管，显示用的两个发光二极管也是反并联的，所以这个电路可以接收外部的交流输入电压。
　　图8所示的交流/直流输入电路的输入触点的接通后，输入信号被滤波和整流，交流电压或直流电压被转换为直流电流，送给显示用的发光二极管和光电耦合器。