浅析单片机仿真PLC的原理

　　0 引言

　　随着计算机技术的成熟和发展，微机控制系统产生了PLC 控制和单片机控制两大分支。PLC 以其高可靠性，使用简便等优点，以高价格占据了工业微控市场;单片机又以其体积小，重量轻，价格便宜等优势广泛应用于家电产品。本文主要阐述了应用MCS-51 单片机仿真三菱FX2N-16MR-001 型号PLC 控制的原理。

　　1 单片机与PLC 的联系与区别

　　1.1 基本结构

　　单片机是将计算机的基本环节：如CPU，存储器，总线，输入输出接口等，采用集成电路技术集成在一块硅基片上。因此，从控制的观点，我们也常称它为单片控制器。PLC 的硬件系统主要由五部分组成：CPU、存储器模块、输入输出模块、编程器、电源。

　　CPU 是两者的控制中枢，起运算和控制的作用。存储器主要功能是存储程序和数据。单片机一般都是将已设计好的程序固化在存储器中。PLC 对于不同控制系统的程序可将存储器中的程序清除重新编写。它是使用编程器进行编程，现在一般都使用个人电脑进行编程，将编写好的程序通过编程电缆下载到PLC 的用户存储器中。单片机的工作电源是直流5V，PLC 内部有一个专用的开关式稳压电源，将交/ 直流供电电源转换为PLC 内部电路需要的工作电源(5V 直流)。

　　PLC 目前大量的应用单片机制成，PLC 是单片机在继电器控制系统中的应用。

　　1.2 工作原理

　　单片机和PLC 的基本工作原理是一样的，即：

　　1)从输入接口接收来自外界的信息存入存储器。这些信息主要包括两部分的来源一部分是来自于诸如温度、压力等传感器的信息;另一部分是来自人工干预的一些手动信息，如开关、按钮等;

　　2)CPU 根据存储器中的程序对输入的数据进行高速运算处理;

　　3)将运算处理的结果通过输出接口送去控制执行机构，如继电器，电机，灯泡等。上面3 步不断重复，即系统中的微电脑不断监视着各种信息，并及时做出不同的处理使系统正常运行。

　　1.3 应用场合

　　由于单片机体积小，功能强，因而广泛用于电子设备中做控制器之用。目前，大到导弹火箭国防尖端武器，小至电视机微波炉等现代家用电器，都运用单片机作为控制器。PLC 一般用于工业控制领域。

　　2 单片机仿真PLC 的原理

　　硬件仿真的原理：

　　1)输入输出模块

　　单片机具有最简单的输入输出结构，PLC 的输入/ 输出接口部分采取了光电隔离、滤波等抗干扰技术措施，具有很高的可靠性。

　　所以单片机仿真PLC 时，单片机的作为输入的接口应按照实际应用需要接有光电耦合器隔离、消除抖动及噪声的RC 滤波器、电平转换等部分。PLC 的输出模块可以有晶体管输出型、继电器输出型、晶闸管输出型等，如仿真继电器输出型PLC 时，作为单片机输出口的部分也可接上光电耦合电路和驱动电路，控制继电器。