PLC的等效工作电路

    为了便于说明PLC的工作原理，对于开关量顺序控制（逻辑运算）的PLC，可以利用如图1-8所示的等效继电器控制电路进行描述。

    在等效工作电路图中，PLC可以分为输入电路、内部控制电路与输出电路三部分。其中，输入电路代表实际PLC的输入接口电路、输出采样、输入缓冲等部分；内部控制电路代表实际PLC的控制程序执行过程；输出电路代表实际PLC的输出接口电路、输出刷新、输出缓冲等部分。

    值得注意的是，图1-8所示的电路仅是为了说明PLC工作原理而“虚拟”的等效工作电路，实际PLC的内部组成电路、I/O连接方式、I/O接口等硬件均与此不同，如实际PLC中并不存在图1-8中的10.0~10.7等“输入继电器”。

 

图1-8  PLC顺序控制等效工作电路图

   (1)输入电路

    输入电路由外部输入信号、PLC输入接线端子、等效输入继电器三部分组成。外部输入信号包括各类按钮、转换开关、行程开关、接近开关、光电开关等。外部输入信号经PLC的输入接线端与输入继电器连接（事实上PLC内部无这些输入继电器，它们相当于实际PLC中的“输入映像”）。每个输入继电器与输入信号一一对应，当外部输入为“1”时，输入继电器“线圈”得电，内部控制电路中对应的输入触点“吸合”。

    在实际PLC中，由于“输入映像”可以在程序中进行无限次使用，因此，应认为等效电路中的输入继电器触点也是无限的，它们同样可以在内部控制电路中无限次使用。此外，由于在用户程序中，绝大部分PLC都不允许将输入信号地址作为PLC程序中的“输出”，因此，假设输入继电器也同样不可以用内部控制电路进行驱动，即等效电路中的输入继电器只能受外部输入信号的控制，在内部控制电路中只能使用它们的“触点”。

   (2)输出电路

    输出电路由内部输出触点、PLC输出接线端子、输出执行元件三部分组成。输出执行元件包括各种电磁阀线圈、接触器、信号指示灯等。内部输出触点经PLC的输出接线端子与输出执行元件连接，每个输出触点与内部控制电路中的输出线圈一一对应，当输出线圈为“1”时，输出触点接通（即相当于继电器控制线路中的“常开”触点），且每一输出线圈只能有一个用于驱动外部执行元件的触点。

    在实际PLC中，输出触点的输出形式与连接方式取决于PLC输出的类型，它们可以是继电器的触点，也可以是其他形式的输出，如晶体管、双向晶闸管等；触点连接可以是如图1-8所示的共用公共端形式，也可以是每一触点单独输出或者8输出触点共用一个公共端。同时，由于在PLC程序中“输出映像”不仅可以作为输出线圈驱动实际输出，而且在程序中可以作为“触点”无限次使用。因此，应假设等效输出电路中的输出触点，对于外部只能连接一个执行元件，但在内部控制电路中却可无限次使用。

   (3)内部控制电路

    内部控制电路由PLC用户控制程序转化而来，它将PLC程序中的顺序控制逻辑转化成了普通的继电器控制电路。诚然，在实际PLC工作时，这两者事实上存在一些不同，但它与说明PLC工作原理无关。

    在等效内部控制电路中，PLC的定时器、计数器同样可以用继电器控制电路的时间继电器、计数器进行等效，但其使用比实际时间继电器、计数器更加灵活，可以对计时、计数的实际值进行即时检查，且精度更高、范围更大。

    此外，在PLC程序中还大量使用了PLC标志寄存器，在等效电路里，它们除不可以用来驱动外部执行元件外，其余与输出继电器完全相同。