单片机可编程控制器
[1][2][3]单片机可编程控制器是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。它实际上是PLC序逻辑控制器(Programmable logic Controller)的一种。同一般PLC有所不同的是，它采用支持通用的C语言或者汇编语言的处理器，通过循环扫描来处理逻辑语言语句的方式来处理数字或模拟式输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。
单片机具有较强的开关量逻辑记忆、判断，数据运算、处理能力，并具有体积小、功能多样化、可靠性高、价格低等特点。所以，可以利用单片机通过增加一些输入输入电路，构成一个单片机型可编程控制器，完成各种自动控制。单片机可编程控制器的优点在于：系统结构紧凑、造价低、针对性强，在设计时完全按照需要扩充I/O接口，选择输入输出电路与装置的类型以及内存容量，可以更加方便灵活地构成自己适用的控制系统，没有不必要的浪费，而且在控制性能方面仍能保持PLC的优势。 相对于PLC的不足（内存有限，编程优化调试困难；价格高；针对性差等）单片机可编程控制器有更好的针对性，使用上也更加的灵活，调试方便，价格较低，但是它本身也有很大的缺陷，语言程序同普通的继电器回路差别较大，编程的逻辑方式同梯形图也有很大的不同，程序写法学习起来难度较大，对于使用者十分挑剔。由于这个原因，此类型的单片机可编程控制器推广难度大，一直在我国国内无法得到很好的推广！
开关量逻辑和顺序控制是PLC的最基本应用范围，可用PLC取代传统继电控制、顺序控制等，如组合机床的加工过程自动控制一般可由PLC完成。我们在此给出一个组合机床的控制系统实例，该组合机床具有多刀同时工作且工作自动循环的功能，控制它的是一个由单片机外加输入输出电路所构成的单片机可编程控制器。该系统不但完全可以实现对机床的开关量逻辑和顺序控制，而且具备PLC系统对各种开关量逻辑和顺序控制的特性。其硬件结构原理图见图1，软件流程图见图2。
根据输入输出信号的点数，扩充了若干个I/O接口，接口采用8255A。按照实际应用需要，输入电路应具有光电耦合器隔离、消除抖动及噪声的RC滤波器、电平转换等，在此例中，它将多个行程开关、压力继电器的状态信号输入。输出电路可以有晶体管输出型、继电器输出型、静闸管输出型等，在此例中采用了直流固态继电器和交流固态继电器，用于控制电磁铁的通断电与电机的启停。
系统软件设计采用了PLC的循环扫描工作方式，这种串行工作方式避免了继电器控制系统中触点竞争和时序分配的问题。为了配合这种工作方式，系统在内存中开辟有I/O映象区，存放现场数据和运算处理结果。每个扫描周期分为输入采样、逻辑关系处理和数据刷新、输出控制三个阶段。在输入采样阶段，顺序读入所有机床开关量输入信号（系统各工步的动作主令信号），并将读入的数据存入内存中所对应的输入映象寄存器，紧接着对输入输出映象寄存器数据与状态进行逻辑运算与处理，并根据结果刷新输出映象寄存器的内容。在输出控制阶段，将输出映象寄存器中的状态以控制信号的形式送到输出接口电路，去控制外部负载。 鉴于此，根据不同的控制目的，按照PLC的工作方式及控制理念，设计有针对性的小规模经济型控制系统，具有明显的实用性。