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PACSystem RX3i的电源
RX3i电源模块像I/O一样简单地扣在背板上，并且能与任何标准型号RX3i CPU协同工作。每个电源模块具有自动电压适应功能。用户无需跳线选择不同的输入电压，RX3i电源模块的输入电压可以有100-240VAC、125VDC、24VDC或12VDC等备选。电源模块具有限流功能，发生短路时，电源模块会自动关断来避免硬件损坏。其他的性能和安全特性还包括先进的诊断机制和内置智能开关熔丝。多功能电源可被配置用于增加容量或电源冗余。
离散量 I/O 模块（输入）
输入模块提供PLC和诸如接近开关、按钮、开关的接口。GE Fanuc智能设备提供一系列能支持最大允许电流、不同的电压范围和类型、隔离与响应时间的模块，来满足用户应用的需要。PACSystem RX3i的离散量输入点可以是8、16、32点等，输入电压可以是120VAC、240VAC、12VAC/DC、125VDC、24VDC、5/12VDC等。
离散量 I/O 模块（输出）
离散量I/O模块（输出）输出模块提供PLC和诸如接触器、继电器、BCD显示和指示灯这样的外部输出设备之间的接口。GE Fanuc 智能设备提供一系列能支持不同的电压范围和类型、最大允许电流、隔离与响应时间的模块，来满足用户应用的需要。PACSystem RX3i的离散量输出点可以是5、6、8、16、32点等，输出模块可以接120VAC、240VAC、12VAC/DC、125VDC、24VDC、5/12VDC等负载。输出电流有0.5A、1A、2A、4A、8A等。
模拟量I/O模块（输入）
GE Fanuc 提供易于使用的用于控制过程的模拟量输入模块，例如：流量、温度和压力等。模拟量模块将输入电流或输入电压转变成内在的数字数据，向PLC CPU提供所得的数字数据。对于差分模拟输入，转换的数据是在电压IN+和IN-之间的差值。差分输入对干扰和接地电流不太敏感。一对差分输入的双方都参照一个公共的电压（COM）。PACSystem RX3i的输入模块信号可以使电压型、也可以使电流型，通道数量可以是4、8、16、32等。
模拟量I/O模块（输出）
GE Fanuc 提供易于使用的用于控制过程的模拟量输出模块，例如：流量、温度和压力控制等。IC695ALG708为8点AO模块，具有16位分辨率。
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通讯模块
网络和分布式 I/O 系统RX3i为分布式控制和分布式I/O设计了很多可选通信模块。用户可以从以太网 EGD、Profibus-DP、Genius和DeviceNet中进行选择，这些通讯模块都能容易地安装并且快速地配置。
2.2.3 编程设备
编程设备的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。编程设备可以是专用的手持式的编程器，也可以是安装了专门的编程通信软件的个人计算机。用户可以通过键盘输入和调试程序；另外，在运行时还可以对整个控制过程进行监控。
2.3 GE PACSystems系列PLC的工作原理
2.3.1工作原理
考虑到GE PAC与传统PLC的工作原理相同。PLC作为一种特殊形式的计算机控制系统，是利用计算机技术对传统的硬件逻辑控制系统“继电器控制”进行“硬件软化”的结果。但在运行方式上，PLC的软件逻辑也与继电器控制系统的硬件逻辑存在根本性的差别。
继电器控制系统的硬件逻辑采用的是并行运行的方式，即如果一个继电器的线圈通电或放电，该继电器的所有触点（不论是常开还是常闭，也不论其处于继电器线路的哪个位置上）都会立即动作；而PLC的软件逻辑是通过CPU逐行扫描执行用户程序来实现的，即如果一个逻辑线圈被截图或断开，该线圈的所有触点并不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。为了消除两者之间由于运行方式不同而造成的这种差异，PLC在程序运行方式、输入输出操作、特殊功能模块等方面作了特别的考虑。
2.3.2 CPU扫描
在收到编程器，其他设备，或CPU上的运行/停止转换开关发出的停止命令前，CPU内的应用程序重复执行。除了执行应用程序做内部清理工作，CPU还完成通讯任务以及做自检，保存输入设备的输入数据，将输出数据传给输出设备。这个序列称为扫描。 CPU 扫描有以下三种模式：
Normal扫描 这种模式下，每次扫描时间可以不同。逻辑窗口在每一次扫描过程中完全执行。通讯窗口和后台窗口可设为受限制(Limited)或运行-完成(Run-to-Completion)模式。
Constant扫描 这种模式下，相邻的两次扫描的开始时间间隔由用户设定。逻辑窗口在每一次扫描过程中完全执行。如果还没到扫描周期时间，CPU轮流执行通讯
西南交通大学本科毕业设计（论文） 第12页 窗口和后台窗口，一直执行到设定的扫描时间。
Constant Window 这种模式下，每次扫描时间可以不同。逻辑窗口在每一次扫描过程中完全执行。CPU轮流执行通讯窗口和后台窗口，执行时间由用户确定。
CPU以以下四种模式中的一种运行 ■ 运行/不输出 ■ 运行/输出使能 ■ 停止/IO 扫描 ■ 停止/无IO
CPU扫描的各个部分典型的部分包括7个阶段：
内部清理：内部清理部分完成扫描开始前的准备工作。包括更新%S位，确定定时器的最新值，确定扫描模式(停止或者运行)以及检测扩展机架。 循环检测以确定扩展机架电源是否正常。一旦检测到扩展机架，则扩展机架配置及所有模块数据传到控制器通讯窗口中。
输入扫描：输入扫描过程中，CPU从Genius总线控制器和输入模块读取输入数据。如果数据是从EGD页得到的，CPU会将页内数据从以太网接口拷贝到适当的存储位置。 应用程序执行：CPU执行程序逻辑时，总是从第1 条指令开始，执行到最后一条指令终止。执行完最后一条指令后产生新的输出数据。
输出扫描：CPU将输出数据写到总线控制器或输出模块。用户程序检查投入使用。 输出扫描过程中，CPU向Genius总线控制器和输出模块写入输出数据。到达EGD发送页时间节点时，CPU从存储器上的对应位置向以太网接口拷贝输出页数据。所有输出数据发出之后，输出扫描完成。 如果CPU处于运行模式并且配置为执行后台检测，则后台检测在输出扫描进程的最后时间段内执行。检测字数的缺省值为16。如果每次扫描的检测字数设为0，则这个过程跳过。后台检测帮助确认运行模式下的CPU 内的程序的完整性。
控制器通讯窗口：板子上的以太网和串行端口服务。重新配置这部分扫描时的扩展机架和独立模块。 CPU总是执行这个窗口。执行的窗口条目如下：
■ 重新配置扩展机架和独立模块。控制器窗口内优先级高的重新配置。在分配给这个窗口的时间内，需要的话重新配置模块。重新配置模块需要几个扫描周期。
■ 通讯活动包括内置以太网接口和2 个CPU串行端口
是否执行控制器通讯窗口和执行控制器通讯窗口的时间可以使用编程软件进行配置。也可以在用户程序中使用服务请求功能3 进行动态配置。窗口时间可以设定为0~255
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图2-2
毫秒，缺省值为10毫秒。
背板通讯窗口：通过此窗口与智能设备进行通讯。基于机架的以太网接口模块在背板通讯窗口通讯。在本阶段扫描过程中，CPU与Genius总线控制器和TCP/IP以太网模块等智能模块进行通讯 。在这个窗口，CPU在执行队列中的请求之前，首先完成前面未完成的请求。分配给这个窗口的时间用完以后，进程停止。 背板通讯窗口缺省为完成(运行-完成)模式。这意味着所有智能模块中当前未完成的请求在每个扫描过程中都要处理。这个窗口也可以以限制(Limited) 模式运行，这种情况下需设定每个扫描周期内分配给本窗口的最大时间。 模式和时间可以配置并且存储到CPU当中，
西南交通大学本科毕业设计（论文） 第14页 也可以在用户程序中使用服务请求功能4 进行动态配置。通讯窗口时间可以设定为0~255 毫秒，缺省值为255 毫秒。扫描时间比较紧张的时候跳过此功能
后台窗口：本窗口进行CPU自检。自检中包括对CPU操作系统软件的检测。 后台窗口时间缺省值为0 毫秒。也可以设定其他的值并存储到CPU当中或者通过编程软件在线更改。 后台窗口的执行和时间也可以在用户程序中使用服务请求功能5 进行动态配置。扫描时间比较紧张的时候跳过后台功能。
2.4 梯形图编程知识
2.4.1 梯形图的基本概念
PLC是专为工业控制而开发的装置，其主要使用者是工厂广大电气技术人员，为了适应他们的传统习惯和掌握能力，通常PLC不采用微机的编程语言，而常常采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程。国际电工委员会（IEC）1994年5月公布的IEC1131-3（可编程控制器语言标准）详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言：功能表图、梯形图、功能块图、指令表、结构文本。梯形图和功能块图为图形语言，指令表和结构文本为文字语言，功能表图是一种结构块控制流程图。梯形图与电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。
梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载（LD）指令开始，必要时再继以若干个输入指令（含LD指令），以建立逻辑条件。最后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令，以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。
要了解梯形图必须理解软继电器的概念。PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器，而是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。如果该存储单元为“0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。
根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的顺序进行