典型PLC的输入/输出结构

    任一台PLC的硬件与上一节剖析的类似，主要由中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入／输出器件（I/O接口）、电源等几大部分构成。其硬件结构框图如图1-6所示。    PLC对用户程序的执行过程是通过CPU的周期循环扫描并采用集中采样、集中输出的方式来完成的。当PLC开始运行时，首先清除输入寄存器状态表的原有内容，然后进行自诊断，自检CPU及I/O组件，确认其工作正常后，开始循环扫描。循环扫描分3个阶段，如图1-7所示。    每次从读入输入状态到发出输出信号的这段时间称为扫描周期。扫描周期的长短随PLC本身的时钟频率及用户程序的长短而有所不同，由于扫描速度很快，大约一个扫描周期通常为十到几十毫秒，对一般工业被控对象来说，扫描过程几乎是与输入同时完成的。
    图1-6    PLC结构框图
    图1-7    循环扫描三个阶段    在一个扫描周期中，输入采样工作只在输入处理阶段进行，对全部输入端扫描一遍并记下它们的状态后，即进入程序处理阶段，此时不管输入端的状态作任何改变，输入状态表不会变化，直到下一个循环的输入处理阶段才根据当时扫描到的状态予以刷新。这种集中采样、集中输出的工作方式使PI．C在运行中的绝大部分时间实质上与外部设备是隔离的，这就从根本上提高了PLC的抗干扰能力，提高了可靠性。    用户程序是由程序员按照PLC所完成的工作任务来编写的。程序写入PLC，并进行调试和监控是通过编程器或个人电脑实现的。因此编程器或个人电脑是PLC必不可少的外部设备，它一方面可PLC进行编程或修改；另一方面又能对PLC的工作状态进行监控。    PLC与外界的联系是通过其输入／输出电路接口进行的，通过输入／输出接口与工业控制现场各类信号连接。输入接口用来接受生产过程的各种参数。输出接口用来送出可编程控制器运算后得出的控制信息，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。生产现场对可编程控制器接口的要求主要有两点：①有较好的抗干扰能力；②能满足工业现场各类信号的匹配要求。因此厂家为可编程序控制器设计了不同的接口单元。主要有开关量输入单元、开关量输出单元、模拟输入单元、模拟输出单元、通信单元、电源单元等。