CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。
　　CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。
　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。4I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。
　　輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
　　模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
　　按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。5電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。
　　電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。6底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。
　　7PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備7.1編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。
　　也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。7.2人機(jī)界面：簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。

PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
　　PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps。
　　PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺(tái)同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1臺(tái)PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）專用PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。
　　(三)通信功能大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對點(diǎn)、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。
　　(四)編程功能離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。
　　在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。

　　五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC，同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。
　　(五)診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。
　　PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。(六)處理速度PLC采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則PLC將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。
　　處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.2～0.4Ls，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型PLC的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K；大中型PLC的掃描時(shí)間不大于0.2ms/K。
　　四、機(jī)型的選擇(一)PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。

I/O（輸入/輸出部件）（I/O模塊：接口電路、I/O映像存儲(chǔ)器）——CPU與現(xiàn)場I/O裝置或其他外部設(shè)備之間的連接部件。通常，I/O模塊上還具有狀態(tài)顯示和I/O接線端子排。常可直接以電腦作為編程器，安裝相關(guān)的編程軟件編程注意：編程器不直接加入現(xiàn)場控制運(yùn)行。
　　一臺(tái)編程器可開發(fā)、監(jiān)護(hù)許多臺(tái)PLC的工作。其他外設(shè)：磁盤、光盤、EPROM寫入器（用于固化用戶程序）、打印機(jī)、圖形監(jiān)視系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)等等。5.電源：內(nèi)部——開關(guān)穩(wěn)壓電源，供內(nèi)部電路使用；大多數(shù)機(jī)型還可以向外提供DC24V穩(wěn)壓電源，為現(xiàn)場的開關(guān)信號、外部傳感器供電。

　　外部——可用一般工業(yè)電源，并備有鋰電池（備用電池），使外部電源故障時(shí)內(nèi)部重要數(shù)據(jù)不致丟失。PLC的基本性能指標(biāo)工作速度工作速度是指PLC的CPU執(zhí)行指令的速度及對急需處理的輸入信號的響應(yīng)速度。工作速度是PLC工作的基礎(chǔ)。
　　速度高了，才可能通過運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮PLC的多種多樣的作用。PLC的指令是很多的。不同的PLC。指令的條數(shù)也不同。少的幾十條，多的幾百條。指令不同，執(zhí)行的時(shí)間也不同。
　　但各種PLC總有一些基本指令，而且各種的PLC都有這些基本指令，故常以執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間來衡量這個(gè)速度。這個(gè)時(shí)間當(dāng)然越短越好，已從微秒級縮短到零點(diǎn)微秒級。并隨著微處理器技術(shù)的進(jìn)步，這個(gè)時(shí)間還在縮短。
　　PLC之執(zhí)行時(shí)間短可加快PLC對一般輸入信號的響應(yīng)速度。從討論P(yáng)LC的工作原理知，從對PLC加入輸入信號，到PLC產(chǎn)生輸出，理想的情況也要延遲一個(gè)PLC運(yùn)行程序的周期。因?yàn)镻LC監(jiān)測到輸入信號，經(jīng)運(yùn)行程序后產(chǎn)生的輸出，才是對輸入信號的響應(yīng)。
　　不理想時(shí)，還要多延長一個(gè)周期。當(dāng)輸入信號送入PLC時(shí)，PLC的輸入刷新正好結(jié)束，就是這種情況。這時(shí)，要多等待一個(gè)周期，PLC的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號。對一般的輸入信號，這個(gè)延遲雖可以接受，但對急需響應(yīng)的輸入信號，就不能接受了。
　　對急需處理的輸人信號延遲多長時(shí)間PLC能予以響應(yīng)，要另作要求。為了處理急需響應(yīng)的輸入信號，PLC有種種措施。不同的PLC措施也不完全相同，提高響應(yīng)速度的效果也不同。一般的作法是采用輸入中斷，然后再輸出即時(shí)刷新，即中斷程序運(yùn)行后，有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新，而不等到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。
　　這個(gè)效果可從兩個(gè)方面來衡量：一是能否對幾個(gè)輸入信號作快速響應(yīng)；二是快速響應(yīng)的速度有多快。多數(shù)PLC都可對一個(gè)或多個(gè)輸入點(diǎn)作快速響應(yīng)，快速響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)毫秒。性能高的、大型的PLC響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。工作速度關(guān)系到PLC對輸入信號的響應(yīng)速度，是PLC對系統(tǒng)控制是否及時(shí)的前提。
　　控制不及時(shí)，就不可能準(zhǔn)確與可靠，特別是對一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。這就是把工作速度作為PLC第一指標(biāo)的原因。2控制規(guī)模控制規(guī)模代表PLC控制能力，看其能對多少輸入、輸出點(diǎn)及對多少路模擬進(jìn)行控制。控制規(guī)模與速度有關(guān)。

PLC的外部設(shè)備有四大類：編程設(shè)備：簡單的為簡易編程器，多只接受助記將編程，個(gè)別的也可用圖形編程（如日本東芝公司的EX型可編程控制器）。復(fù)雜一點(diǎn)的有圖形編程器，可用梯形圖語編程。有的還有專用的計(jì)算機(jī)，可用其它高級語編程。

　　編程器除了用于編程，還可對系統(tǒng)作一些設(shè)定，以確定PLC控制方式，或工作方式。編程器還可監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，以進(jìn)行PLC用戶程序的調(diào)試。監(jiān)控設(shè)備：小的有數(shù)據(jù)監(jiān)視器，可監(jiān)視數(shù)據(jù)；大的還可能有圖形監(jiān)視器，可通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。
　　除了不能改變PLC的用戶程序，編程器能做的它都能做，是使用PLC很好的界面。性能好的PLC，這種外部設(shè)備已越來越豐富。存儲(chǔ)設(shè)備：它用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失。這些設(shè)備，如存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤或只讀存儲(chǔ)器。
　　而為實(shí)現(xiàn)這些存儲(chǔ)，相應(yīng)的就有存卡器、磁帶機(jī)、軟驅(qū)或ROM寫入器，以及相應(yīng)的接口部件。各種PLC大體都有這方面的配套設(shè)施。輸入輸出設(shè)備：它用以接收信號或輸出信號，便于與PLC進(jìn)行人機(jī)對話。輸入的有條碼讀入器，輸入模擬量的電位器等。
　　輸出的有打印機(jī)、編程器、監(jiān)控器雖也可對PLC輸入信息，從PLC輸出信息，但輸入輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話更方便，可在現(xiàn)場條件下實(shí)現(xiàn)，并便于使用。隨著技術(shù)進(jìn)步，這種設(shè)備將更加豐富。外部設(shè)備已發(fā)展成為PLC系統(tǒng)的不可分割的一個(gè)部分。
　　它的情況，當(dāng)然是選用PLC必須了解的重要方面，所以也應(yīng)把它列為PLC性能的重要內(nèi)容。4內(nèi)存容量PLC內(nèi)存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。用戶內(nèi)存主要用以存儲(chǔ)用戶程序，個(gè)別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。系統(tǒng)內(nèi)存是與CPU配置在一起的。
　　CPU既要具備訪問這些內(nèi)存的能力，還應(yīng)提供相應(yīng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。用戶內(nèi)存大小與可存儲(chǔ)的用戶程序量有關(guān)。內(nèi)存大，可存儲(chǔ)的程序量大，也就可進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。從發(fā)展趨勢看，內(nèi)存容量總是在不斷增大著。大型PLC的內(nèi)存容量可達(dá)幾十k，以至于一百多k。
　　系統(tǒng)內(nèi)存對于用戶，主要體現(xiàn)在PLC能提供多少內(nèi)部器件。不同的內(nèi)部器件占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域。在物理上并無這些器件，僅僅為RAM。但通過運(yùn)行程序進(jìn)行使用時(shí)，給使用者提供的卻實(shí)實(shí)在在有這些器件。內(nèi)存器件種類越多，數(shù)量越多，越便于PLC進(jìn)行種種邏輯量及模擬控制。
　　它也是代表PLC性能的重要指標(biāo)。PLC內(nèi)部器件有：I/O繼電器，或稱映射區(qū)。它與PLC所能控制的I/O點(diǎn)數(shù)及模擬量的路數(shù)直接相關(guān)。內(nèi)部繼電器數(shù)，有的稱為標(biāo)志位數(shù)，代表著PLC的內(nèi)部繼電器數(shù)。它與I/O繼電器區(qū)相聯(lián)系著，有時(shí)與后者相聯(lián)系進(jìn)行處理。
　　內(nèi)部繼電器多，便于PLC建立復(fù)雜的時(shí)序關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)多種多樣的控制要求。一般講，內(nèi)部繼電器數(shù)比I/O繼電器要多得多。有的內(nèi)部繼電器還可丟電保持，即它的狀態(tài)（ON或OFF）、PLC丟電后，靠內(nèi)部電池仍予以保持。

　PLC的用戶程序一般是從零地址的指令開始執(zhí)行，按順序推進(jìn)。但遇到流程控制指令也可作相應(yīng)改變。流程控制指令也較多，運(yùn)用得好，可使程序簡練，并便于調(diào)試與閱讀。狀態(tài)監(jiān)控指令，用以監(jiān)視及記錄PLC及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對提高PLC控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。
　　當(dāng)然，并不是所有的PLC都有上述那么多類的指令，也不是有的PLC僅有上述幾類指令。以上只是指出幾個(gè)例子，說明要從哪幾個(gè)方面了解PLC指令，從中也可大致看出指令的多少及功能將怎樣影響PLC的性能。除了指令，為進(jìn)行通訊，PLC還有相應(yīng)的協(xié)議與通訊指令或命令，這些也反映了PLC的性能。
　　6支持軟件為了便于編制PLC程序，多數(shù)PLC廠家都開發(fā)有關(guān)計(jì)算機(jī)支持軟件。從本質(zhì)上講，PLC所能識(shí)別的只是機(jī)器語言。它之所以能使用一些助記符語言、梯形圖語言、流程圖語言，以至高級語言，全靠為使用這些語言而開發(fā)的種種軟件。
　　助記符語言是基本也是簡單的PLC語言。它類似計(jì)算機(jī)的匯編語言，PLC的指令系統(tǒng)就是用這種語言表達(dá)的。這種語言僅使用文字符號，所使用的編程工具簡單，用簡易編程器即可。所以，多數(shù)PLC都配備有這種語言。梯形圖語言是圖形語言，它用類似于繼電器電路圖的符號表達(dá)PLC實(shí)現(xiàn)控制的邏輯關(guān)系。
　　這種語言與符號語言有對應(yīng)關(guān)系，很容易互相轉(zhuǎn)換，并便于電氣工程師了解與熟悉，故用得很普遍，幾乎所有的PLC都開發(fā)有這種語言。由于它是用圖形表達(dá)，小的編程器不好使用它，得有較大的液晶畫面的編程器，才能使用它。
　　多數(shù)是在計(jì)算機(jī)對PLC編程時(shí)，才使用這種語言。流程圖語言，它也是圖形語言，不過所用的符號不與電氣元件符號相似，而與計(jì)算機(jī)用的流程圖符號相似，便干計(jì)算機(jī)工作人員了解與熟悉。流程圖語言與符號語言也有一一對應(yīng)關(guān)系，只是它對應(yīng)的符號語言與梯形圖的對應(yīng)不一樣。

　　熟悉計(jì)算機(jī)而又未從事過一般電氣工作的人員，樂于用這種語言對PLC編程。日本OMRON公司開發(fā)的F系列機(jī)就是使用這種語言。梯形圖與流程圖混合語言。這種語言，梯形圖與流程圖兩者兼用，可使PLC程序結(jié)構(gòu)化。它用流程圖把PLC程序劃分成若干結(jié)構(gòu)塊，并規(guī)范塊間的邏輯聯(lián)系。
　　用梯形圖再確定塊中的種種量間的邏輯關(guān)系。這種混合語言有不同的實(shí)現(xiàn)方法，而且多用于大型的PLC的編程高級語言，PLC編程也可以使用高級語言，如BASIC、C語言等。可以在DOS，也可在WINDOWS平臺(tái)上運(yùn)行。
　　關(guān)鍵在于要把用高級語言編寫的程序轉(zhuǎn)換成助記符語言，或直接轉(zhuǎn)換成PLC所能識(shí)別的機(jī)器語言。從根本上講，只要能實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)換的，什么高級語言都可以。而編寫這個(gè)轉(zhuǎn)換的軟件工作量很大，當(dāng)然應(yīng)由有關(guān)廠家開發(fā)與提供。

（2）存儲(chǔ)器模塊隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM用于存儲(chǔ)PLC內(nèi)部的輸入、輸出信息，并存儲(chǔ)內(nèi)部繼電器（軟繼電器）、移位寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器以及累加器等的工作狀態(tài)，還可存儲(chǔ)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。
　　常用的CPU主要有通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片機(jī)。只讀存儲(chǔ)器ROM用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序。可擦除可編程序的只讀存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)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(shí)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必不可少的重要外部設(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(chǔ)器中。編程器不僅能對程序進(jìn)行寫入、讀出、修改，還能對PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也是用戶與PLC之間進(jìn)行人機(jī)對話的界面。隨著PLC的功能不斷增強(qiáng)，編程語言多樣化，編程已經(jīng)可以在計(jì)算機(jī)上完成。
　　PLC節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)的方法（1）分組輸出如圖7所示，當(dāng)兩組負(fù)載不會(huì)同時(shí)工作時(shí)，可通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)或受PLC控制的電器觸點(diǎn)進(jìn)行切換，使PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)可以控制兩個(gè)不同時(shí)工作的負(fù)載。7分組輸出（2）矩陣輸出如圖8所示為4×4矩陣輸出電路，用8個(gè)輸出點(diǎn)可控制16個(gè)負(fù)載。
　　要使某個(gè)負(fù)載接通工作，只要它所在的行與列對應(yīng)的輸出繼電器接通即可。例如，當(dāng)Y010與Y004同時(shí)接通時(shí)，KM1得電吸合。應(yīng)當(dāng)注意的是：當(dāng)只有某一行對應(yīng)的輸出繼電器接通，各列對應(yīng)的輸出繼電器才可以任意接通；或者當(dāng)只有某一列對應(yīng)的輸出繼電器接通，各行對應(yīng)的輸出繼電器才可以任意接通。
　　否則將會(huì)錯(cuò)誤接通負(fù)載。因此，采用矩陣輸出時(shí)，必須將同一時(shí)間段接通的負(fù)載安排在同一行或同一列中，否則將無法控制。8矩陣輸出（3）并聯(lián)輸出通斷狀態(tài)完全相同的負(fù)載，可以并聯(lián)后共用PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)（要考慮PLC輸出點(diǎn)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力）。
　　例如PLC控制的交通信燈，對應(yīng)方向（東與西對應(yīng)、南與北對應(yīng)）的燈通斷規(guī)律完全相同，將對應(yīng)的燈并聯(lián)后可以節(jié)省一半的輸出點(diǎn)。（4）負(fù)載多功能化一個(gè)負(fù)載實(shí)現(xiàn)多種用途。例如，在傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)中，一個(gè)指示燈只指示一種狀態(tài)。
　　在PLC控制系統(tǒng)中，利用PLC的軟件很容易實(shí)現(xiàn)利用一個(gè)輸出點(diǎn)控制指示燈的常亮和閃亮，這樣就可以利用一個(gè)指示燈表示兩種不同的信息，從而節(jié)省PLC的輸出點(diǎn)。（5）某些輸出信號不進(jìn)入PLC系統(tǒng)中某些相對獨(dú)立、比較簡單的部分可以考慮不用PLC來控制，直接采用繼電器控制即可。
　　（6）利用輸出點(diǎn)擴(kuò)展輸出點(diǎn)與利用輸出點(diǎn)擴(kuò)展輸入點(diǎn)相似，也可以用輸出點(diǎn)分時(shí)控制一組輸出點(diǎn)的輸出內(nèi)容。例如：在輸出端口上接有多位LED7段碼顯示器時(shí)，如果采用直接連接，所需的輸出點(diǎn)是很多的。這時(shí)可使用圖9的電路利用輸出點(diǎn)的分時(shí)接通逐個(gè)點(diǎn)亮多位LED7段碼顯示器。
　　在圖9所示的電路中，CD4513是具有鎖存、譯碼功能的專用共陰極7圖9輸出口擴(kuò)展輸出口段碼顯示器驅(qū)動(dòng)電路，兩只CD4513的數(shù)據(jù)輸入端A～D共用可編程序控制器的4個(gè)輸入端，其中A為低位，D為高位。LE端是鎖存使能輸入端，在LE信號的上升沿將數(shù)據(jù)輸入端的BCD數(shù)據(jù)鎖存在片內(nèi)的寄存器中，并將該數(shù)譯碼后顯示出來，LE為低電平時(shí)，顯示器的數(shù)不受數(shù)據(jù)輸入信號的影響。
　　顯然，N位顯示器所占用的輸出點(diǎn)P=4+N。圖9中Y004及YOO5分別接通時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)分別送到上下兩片CD4513中。PLC的用戶程序執(zhí)行過程對于用戶來說，在編寫用戶程序或選擇設(shè)備時(shí)，必須清楚下面介紹的三個(gè)階段，即用戶程序執(zhí)行過程的原理。

　PLC可接收計(jì)數(shù)脈沖，頻率可高達(dá)幾k到幾十k赫茲。可用多種方式接收這脈沖，還可多路接收。有的PLC還有脈沖輸出功能，脈沖頻率也可達(dá)幾十k。有了這兩種功能，加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算能力，若再配備相應(yīng)的傳感器（如旋轉(zhuǎn)編碼器）或脈沖伺服裝置（如環(huán)形分配器、功放、步進(jìn)電機(jī)），則完全可以依NC的原理實(shí)現(xiàn)種種控制。

　　高、中檔的PLC，還開發(fā)有NC單元，或運(yùn)動(dòng)單元，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制。運(yùn)動(dòng)單元還可實(shí)現(xiàn)曲線插補(bǔ)，可控制曲線運(yùn)動(dòng)。所以，若PLC配置了這種單元，則完全可以用NC的辦法，進(jìn)行數(shù)字量的控制。新開發(fā)的運(yùn)動(dòng)單元，甚至還發(fā)行了NC技術(shù)的編程語言，為更好地用PLC進(jìn)行數(shù)字控制提供了方便。
　　4用于數(shù)據(jù)采集隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)越來越大。如OMRON公司的PLC，前期產(chǎn)品C60P的DM區(qū)僅64個(gè)字，而后來的C60H達(dá)到1000個(gè)字；到了CQMI可多達(dá)6000個(gè)字。這樣龐大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。
　　數(shù)據(jù)采集可以用計(jì)數(shù)器，累計(jì)記錄采集到的脈沖數(shù)，并定時(shí)地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。數(shù)據(jù)采集也可用A/D單元，當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再定時(shí)地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。PLC還可配置上小型打印機(jī)，定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來。
　　PLC也可與計(jì)算機(jī)通訊，由計(jì)算機(jī)把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出，并由計(jì)算機(jī)再對這些數(shù)據(jù)作處理。這時(shí)，PLC即成為計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)終端。電業(yè)部門曾這么使用PLC，用以實(shí)時(shí)記錄用戶用電情況，以實(shí)現(xiàn)不同用電時(shí)間、不同計(jì)價(jià)的收費(fèi)辦法，鼓勵(lì)用戶在用電低谷時(shí)多用電，達(dá)到合理用電與節(jié)約用電的目的。
　　5用于進(jìn)行監(jiān)控PLC自檢信號很多，內(nèi)部器件也很多，多數(shù)使用者未充分發(fā)揮其作用。其實(shí)，完全可利用它進(jìn)行PLC自身工作的監(jiān)控，或?qū)刂茖ο筮M(jìn)行監(jiān)控。這里介紹一種用PLC定時(shí)器作看門狗，對控制對象工作情況進(jìn)行監(jiān)控的思路。
　　如用PLC控制某運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作，看施加控制后動(dòng)作進(jìn)行了沒有，可用看門狗辦法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。具體作法是在施加控制的同時(shí)，令看門狗定時(shí)器計(jì)時(shí)。如在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作完成，即定時(shí)器未超過好戒值的情況下，已收到動(dòng)作完成信號，則說明控制對象工作正常，無需報(bào)好。
　　若超時(shí)，說明不正常，可作相應(yīng)處理。如果控制對象的各重要控制環(huán)節(jié)，都用這樣一些看門狗"看"著，那系統(tǒng)的工作將了如指掌，出現(xiàn)了問題，卡在什么環(huán)節(jié)上也很好查找。還有其它一些監(jiān)控工作可做。對一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，特別是自動(dòng)控制系統(tǒng)，監(jiān)控以至進(jìn)一步能自診斷是非常必要的。
　　它可減少系統(tǒng)的故障，出了故障也好查找，可提高累計(jì)平均無故障運(yùn)行時(shí)間，降低故障修復(fù)時(shí)間，提高系統(tǒng)的可靠性。6用于聯(lián)網(wǎng)、通訊PLC聯(lián)網(wǎng)、通訊能力很強(qiáng)，不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出。PLC可與個(gè)人計(jì)算機(jī)相連接進(jìn)行通訊，可用計(jì)算機(jī)參與編程及對PLC進(jìn)行控制的管理，使PLC用起來更方便。
　　為了充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用，可實(shí)行一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制與管理多臺(tái)PLC，多的可達(dá)32臺(tái)。也可一臺(tái)PLC與兩臺(tái)或更多的計(jì)算機(jī)通訊，交換信息，以實(shí)現(xiàn)多地對PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控。PLC與PLC也可通訊。可一對一PLC通訊。

　(一)I／O點(diǎn)數(shù)的選擇PLC平均的I／O點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I／O點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的I／O點(diǎn)少，但必須留有一定的裕量。通常I／O點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實(shí)際需要，再加上10％~15％的裕量來確定。
　　(二)存儲(chǔ)容量的選擇用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時(shí)，其程序量可能相差25％之多，所以對于初學(xué)者應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。
　　PLC的I／O點(diǎn)數(shù)的多少，在很大程序上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可在I／O點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加20％~30％的裕量。存儲(chǔ)容量（字節(jié)）＝開關(guān)量I／O點(diǎn)數(shù)×10＋模擬量I／O通道數(shù)×100另外，在存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí)，注意對存儲(chǔ)器的類型的選擇。

　　PLC的故障診斷任何PLC都具有自診斷功能，當(dāng)PLC異常時(shí)應(yīng)該充分利用其自診斷功能以分析故障原因。一般當(dāng)PLC發(fā)生異常時(shí)，首先請檢查電源電壓、PLC及I/O端子的螺絲和接插件是否松動(dòng)，以及有無其他異常。
　　然后再根據(jù)PLC基本單元上設(shè)置的各種LED的指示燈狀況，以檢查PLC自身和外部有無異常。下面以FX系列PLC為例，來說明根據(jù)LED指示燈狀況以診斷PLC故障原因的方法。1.電源指示（[POWER]LED指示）當(dāng)向PLC基本單元供電時(shí)，基本單元表面上設(shè)置的［POWER］LED指示燈會(huì)亮。
　　如果電源合上但［POWER］LED指示燈不亮，請確認(rèn)電源接線。另外，若同一電源有驅(qū)動(dòng)傳感器等時(shí)，請確認(rèn)有無負(fù)載短路或過電流。若不是上述原因，則可能是PLC內(nèi)混入導(dǎo)電性異物或其他異常情況，使基本單元內(nèi)的保險(xiǎn)絲熔斷，此時(shí)可通過更換保險(xiǎn)絲來解決。
　　2.出錯(cuò)指示（［EPROR］LED閃爍）當(dāng)程序語法錯(cuò)誤（如忘記設(shè)定定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的常數(shù)等），或有異常噪音、導(dǎo)電性異物混入等原因而引起程序內(nèi)存的內(nèi)容變化時(shí)，［EPROR］LED會(huì)閃爍，PLC處于STOP狀態(tài)，同時(shí)輸出全部變?yōu)镺FF。
　　在這種情況下，應(yīng)檢查程序是否有錯(cuò)，檢查有無導(dǎo)電性異物混入和高強(qiáng)度噪音源。發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，8009、8060~8068其中之一的值被寫入特殊數(shù)據(jù)寄存器D8004中，假設(shè)這個(gè)寫入D8004中內(nèi)容是8064，則通過查看D8064的內(nèi)容便可知道出錯(cuò)代碼。
　　3.出錯(cuò)指示（［EPROR］LED燈亮）由于PLC內(nèi)部混入導(dǎo)電性異物或受外部異常噪音的影響，導(dǎo)致CPU失控或運(yùn)算周期超過200ms，則WDT出錯(cuò)，［EPROR］LED燈亮，PLC處于STOP，同時(shí)輸出全部都變?yōu)镺FF。

　二、合理的安裝與布線1.注意電源安裝電源是干擾進(jìn)入PLC的主要途徑。PLC系統(tǒng)的電源有兩類：外部電源和內(nèi)部電源。外部電源是用來驅(qū)動(dòng)PLC輸出設(shè)備(負(fù)載)和提供輸入信號的，又稱用戶電源，同一臺(tái)PLC的外部電源可能有多規(guī)格。
　　外部電源的容量與性能由輸出設(shè)備和PLC的輸入電路決定。由于PLC的I／O電路都具有濾波、隔離功能，所以外部電源對PLC性能影響不大。因此，對外部電源的要求不高。內(nèi)部電源是PLC的工作電源，即PLC內(nèi)部電路的工作電源。
　　它的性能好壞直接影響到PLC的可靠性。因此，為了保證PLC的正常工作，對內(nèi)部電源有較高的要求。一般PLC的內(nèi)部電源都采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源或原邊帶低通濾波器的穩(wěn)壓電源。在干擾較強(qiáng)或可靠性要求較高的場合，應(yīng)該用帶屏蔽層的隔離變壓器，對PLC系統(tǒng)供電。
　　同時(shí)，在安裝時(shí)還應(yīng)注意以下問題：1)隔離變壓器與PLC和I/O電源之間采用雙絞線連接，以控制串模干擾；2)系統(tǒng)的動(dòng)力線應(yīng)足夠粗，以降低大容量設(shè)備起動(dòng)時(shí)引起的線路壓降；3)PLC輸入電路用外接直流電源時(shí)，采用穩(wěn)壓電源，以保證正確的輸入信號。
　　還可以在隔離變壓器二次側(cè)串接LC濾波電路。否則可能使PLC接收到錯(cuò)誤的信號。2.遠(yuǎn)離高壓PLC不能在高壓電器和高壓電源線附近安裝，更不能與高壓電器安裝在同一個(gè)控制柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離高壓電源線，二者間距離應(yīng)大于200mm。
　　3.合理的布線1)I/O線、動(dòng)力線及其它控制線應(yīng)分開走線，盡量不要在同一線槽中布線。2)交流線與直流線、輸入線與輸出線分開走線。3)開關(guān)與模擬量的Ｉ/Ｏ線分開走線，對于傳送模擬量信號的Ｉ/Ｏ線用屏蔽線，且屏蔽線的屏敝層應(yīng)一端接地。
　　4)PLC的基本單元與擴(kuò)展單元之間電纜傳送的信號小、頻率高，很容易受干擾，不能與其它的連線敷埋在同一線槽內(nèi)。5）PLC的I/O回路配線，必須使用壓接端子或單股線，不宜用多股絞合線直接與PLC的接線端于連接，否則容易出現(xiàn)火花。
　　為了抑制干擾，PLC一般單獨(dú)接地，與其它設(shè)備分別使用各自的接地裝置，如圖6-37a所示；也可以采用公共接地，如圖6-37b所示；但禁止使用如圖6-37c所示的串聯(lián)接地方式，因?yàn)檫@種接地方式會(huì)產(chǎn)生PLC與設(shè)備之間的電位差。