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PLC的系統(tǒng)組成及其功能
一．體系組成。
二．各部分的效果。
1．CPU運算和操控中心起“心臟”效果。
縱：當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲器中，然后CPU
根據(jù)體系所賦予的功用(體系程序存儲器的解說編譯程序)，把用戶程序翻譯成PLC內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。
橫：輸入狀況和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，CPU將之存入作業(yè)數(shù)據(jù)存儲器中或輸入映象寄存器。然后由CPU把數(shù)據(jù)和程序有機地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映象寄存器或作業(yè)數(shù)據(jù)存儲器中，然后輸出到輸出接口、操控外部驅(qū)動器。
組成：CPU由操控器、運算器和寄存器組成。這些電路集成在一個芯片上。CPU經(jīng)過地址總線、數(shù)據(jù)總線與I/O接口電路相連接。
2．存儲器
具有回憶功用的半導(dǎo)體電路。
分為體系程序存儲器和用戶存儲器。
體系程序存儲器用以存放體系程序，包含管理程序，監(jiān)控程序以及對用戶程序做編譯處理的解說編譯程序。由只讀存儲器、ROM組成。廠家運用的，內(nèi)容不行更改，斷電不消失。
用戶存儲器：分為用戶程序存儲區(qū)和作業(yè)數(shù)據(jù)存儲區(qū)。由隨機存取存儲器(RAM)組成。用戶運用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為3~5年。
3．輸入/輸出接口
（1）輸入接口：
光電耦合器由兩個發(fā)光二極度管和光電三極管組成。
發(fā)光二級管：在光電耦合器的輸入端加上改變的電信號，
發(fā)光二極管就發(fā)生與輸入信號改變規(guī)則相同的光信號。
光電三級管：在光信號的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號的強弱有關(guān)。
在光電耦合器的線性作業(yè)區(qū)內(nèi)，輸出信號與輸入信號有線性關(guān)系。
輸入接口電路作業(yè)過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號。也就是經(jīng)過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號。
（2）輸出接口
PLC的繼電器輸出接口電路
作業(yè)過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號0，則有電流流過，
繼電器線圈沒有電流，
然后常開觸點斷開，
斷開負(fù)載的電流或電壓。
也就是經(jīng)過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負(fù)載動作或不動作。
三種類型：
繼電器輸出：有觸點、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載
晶體管輸出：無觸點、壽命長、直流負(fù)載

PLC基本工作原理淺析
PLC控制系統(tǒng)
PLC掃描的工作方法首要分三個階段，即輸入采樣階段、用戶程序履行階段和輸出改寫階段。
 
1.輸入采樣階段
 
在輸入采樣階段，PLC以掃描方法順次讀入一切輸入狀況和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣完畢后，轉(zhuǎn)入用戶程序履行和輸出改寫階段。在這兩個階段中，即使輸入狀況和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中相應(yīng)單元的狀況和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入的是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才干確保在任何情況下，該輸入均能被讀入。
 
2.用戶程序履行階段
 
在用戶程序履行階段，PLC總是按由上而下的次序順次掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左面由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的次序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運算；然后根據(jù)邏輯運算的成果，改寫該邏輯線圈在體系RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀況，或許改寫該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀況，或許斷定是否要履行該梯形圖所規(guī)定的特別功用指令。即在用戶程序履行過程中，只要輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀況和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或體系RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀況和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序履行成果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被改寫的邏輯線圈的狀況或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才干對排在其上面的梯形圖起作用。
 
3.輸出改寫階段
 
當(dāng)用戶程序掃描完畢后，PLC就進(jìn)入輸出改寫階段。在此期間，CPU依照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀況和數(shù)據(jù)改寫一切的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。
 
輸入/輸出滯后現(xiàn)象
 
從PLC的工作過程，可以總結(jié)如下幾個結(jié)論。
 
·以掃描的方法履行程序，其輸入/輸出信號間的邏輯關(guān)系存在著原理上的滯后。掃描周期越長，滯后就越嚴(yán)峻。
 
·掃描周期除了包括輸入采樣階段、用戶程序履行階段、輸出改寫階段三個首要工作階段所占的時刻外，還包括體系管理操作占用的時刻。其中，程序履行的時刻與程序的長短及指令操作的雜亂程度有關(guān)，其他基本不變。掃描周期一般為毫微秒級。
 
·第n次掃描履行程序時，所根據(jù)的輸入數(shù)據(jù)是該次掃描周期中采樣階段的掃描值X根據(jù)的輸出數(shù)據(jù)有上一次掃描的輸出值Y(n-1)，也有本次的輸出值Yn；所n送往輸出端子的信號，即是本次履行全部運算后的終究成果Yn。
 
·輸入/輸出呼應(yīng)滯后不只與掃描方法有關(guān)，還與程序設(shè)計組織有關(guān)。

PLC分光器的運行原理
PLC控制系統(tǒng)

與同軸電纜傳輸系統(tǒng)一樣，光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也需求將光信號進(jìn)行耦合、分支、分配，這就需求光分路器來完成。光分路器又稱分光器，是光纖鏈路中重要的無源器件之一，是具有多個輸入端和多個輸出端的光纖匯接器件，常用M×N來表示一個分路器有M個輸入端和N個輸出端。在光纖CATV系統(tǒng)中使用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它們組成的1×N光分路器。
 
1.光分路器的分光原理
 
光分路器按原理可以分為熔融拉錐型平和面波導(dǎo)型兩種，熔融拉錐型產(chǎn)品是將兩根或多根光纖進(jìn)行旁邊面熔接而成；平面波導(dǎo)型是微光學(xué)元件型產(chǎn)品，采用光刻技術(shù)，在介質(zhì)或半導(dǎo)體基板上構(gòu)成光波導(dǎo)，完成分支分配功用。這兩種型式的分光原理相似，它們通過改動光纖間的消逝場彼此耦合(耦合度，耦合長度)以及改動光纖纖半徑來完成不同巨細(xì)分支量，反之也可以將多路光信號合為一路信號叫做合成器。熔錐型光纖耦合器因制造辦法簡略、價格便宜、簡略與外部光纖銜接成為一整體，而且可以耐孚機械振動和溫度改變等優(yōu)點，現(xiàn)在成為商場的干流制造技術(shù)。
 
熔融拉錐法就是將兩根(或兩根以上)除掉涂覆層的光纖以必定的辦法靠擾，在高溫加熱下熔融，一同向兩邊拉伸，畢竟在加熱區(qū)構(gòu)成雙錐體形式的特別波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，通過控制光纖改變的角度和拉伸的長度，可得到不同的分光比例。終把拉錐區(qū)用固化膠固化在石英基片上刺進(jìn)不銹銅管內(nèi)，這就是光分路器。這種出產(chǎn)工藝因固化膠的熱膨脹系數(shù)與石英基片、不銹鋼管的不*，在環(huán)境溫度改變時熱脹冷縮的程度就不*，此種情況簡略導(dǎo)致光分路器損壞，特別把光分路放在野外的情況更甚，這也是光分路簡略損壞得主要原因。關(guān)于更多路數(shù)的分路器出產(chǎn)可以用多個二分路器組成。
 
2.光分路器的常用技術(shù)目標(biāo)
 
(1)刺進(jìn)損耗。
 
光分路器的刺進(jìn)損耗是指每一路輸出相關(guān)于輸入光丟失的dB數(shù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Ai=-10lgPouti/Pin，其間Ai是指第i個輸出口的刺進(jìn)損耗；Pouti是第i個輸出端口的光功率；Pin是輸入端的光功率值。
 
(2)附加損耗。
 
附加損耗定義為一切輸出端口的光功率總和相關(guān)于輸入光功率丟失的DB數(shù)。值得一提的是，關(guān)于光纖耦合器，附加損耗是表現(xiàn)器件制造工藝質(zhì)量的目標(biāo)，反映的是器件制造進(jìn)程的固有損耗，這個損耗越小越好，是制造質(zhì)量好壞的查核目標(biāo)。而刺進(jìn)損耗則僅表示各個輸出端口的輸出功率情況，不只需固有損耗的要素，更考慮了分光比的影響。因而不同的光纖耦合器之間，刺進(jìn)損耗的差異并不能反映器件制造質(zhì)量的好壞。
 
(3)分光比。
 
分光比定義為光分路器各輸出端口的輸出功率比值，在系統(tǒng)使用中，分光比的確是根據(jù)實踐系統(tǒng)光節(jié)點所需的光功率的多少，斷定合適的分光比(平均分配的在外)，光分路器的分光比與傳輸光的波長有關(guān)，例如一個光分路在傳輸1.31微米的光時兩個輸出端的分光比為50：50；在傳輸1.5μm的光時，則變?yōu)?0：30(之所以呈現(xiàn)這種情況，是因為光分路器都有必定的帶寬，即分光比底子不變時所傳輸光信號的頻帶寬度)。所以在訂做光分路器時必定要注明波長。
 
(4)阻隔度。
 
阻隔度是指光分路器的某一光路對其他光路中的光信號的阻隔能力。在以上各目標(biāo)中，阻隔度關(guān)于光分路器的含義更為嚴(yán)重，在實踐系統(tǒng)使用中往往需求阻隔度達(dá)到40dB以上的器件，否則將影響整個系統(tǒng)的功用。
 
另外光分路器的穩(wěn)定性也是一個重要的目標(biāo)，所謂穩(wěn)定性是指在外界溫度改變，其它器件的作業(yè)狀態(tài)改變時，光分路器的分光比和其它功用目標(biāo)都應(yīng)底子堅持不變，實踐上光分路器的穩(wěn)定性*取決于出產(chǎn)廠家的工藝水平，不同廠家的產(chǎn)品，質(zhì)量懸殊恰當(dāng)大。在實踐使用中，自己也的確碰到許多質(zhì)量低質(zhì)的光分路器，不只功用目標(biāo)劣化快，而且損壞率恰當(dāng)高，作于光纖干線的重要器件，在選購時必定加以留意，不能光看價格，工藝水平低的光分路價格必定低。
 
此外，均勻性、回波損耗、方向性、PDL都在光分路器的功用目標(biāo)中占有非常重要的方位.
 
平面波導(dǎo)型和熔融拉錐型光分路器現(xiàn)在，光分路器主要有平面光波導(dǎo)技術(shù)和熔融拉錐技術(shù)兩種。
 
1.平面波導(dǎo)型光分路器
 
PLC由一個光分路器芯片和兩頭的光纖陣列耦合組成,采用半導(dǎo)體技術(shù)，工藝穩(wěn)定性、*性好，損耗與光波長不相關(guān)，通道均勻性好，結(jié)構(gòu)緊湊體積小，大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術(shù)老練。
 
2.熔融拉錐光纖分路器
 
熔融拉錐技術(shù)是將兩根或多根光纖捆在一同，然后在拉錐機上熔融拉伸，其間一端保存一根光纖(其他剪掉)作為輸入端，另一端則作多路輸出端。
 
3.兩種器件功用的比較a)作業(yè)波長
 
平面波導(dǎo)型光分路器作業(yè)波長達(dá)到1260~1650nm，覆蓋了現(xiàn)階段各種PON所需求的波長。拉錐型光分路器可根據(jù)需求調(diào)整波長到1310nm，1490nm，1550nm等,工藝較復(fù)雜，而且工藝控制欠好，跟著作業(yè)時間和溫度的改變，插損會發(fā)生改變。b)分光均勻性平面波導(dǎo)器件的分光比由于半導(dǎo)體工藝的*性高，器件通道的均勻性非常好。拉錐型分路器的分光比均勻性差，但拉錐型分路器分光比可變是此器件的勢。c)溫度相關(guān)性TDL。
 
平面波導(dǎo)器件作業(yè)溫度改變量較??；拉錐型分路器刺進(jìn)損耗隨溫度改變較大。d)本錢按現(xiàn)在的出產(chǎn)本錢，1×8是臨界點，1×16以上PLC性價比明顯占優(yōu)，1×4以下拉錐型分路器性價比占優(yōu)。e)可靠性PLC與拉錐型分路器比較，PLC理論上只需兩個交接面存在缺點點，而1×N拉錐型分路器有2N-3個缺點點。

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