【正文】 區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后 按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 圖 11 PLC 控制系統(tǒng)示意圖 如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 為了 可以 進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余的 系統(tǒng)， 或者 采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 二 、 電源 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 24VAC）。 PLC 中的電源一般有三類： +5V 和 177。15V 直流電源：供 PLC 中 的 TTL 芯片和集成運(yùn)放使用 。 供輸出接口使用的高壓大電流功率電源 。 鋰電池及其充電電源。 plc 控制系統(tǒng)，它的 cpu 模塊工作電壓一般是 5V，而 plc 的輸入 /輸出信號電壓一般較高，如直流 24V 和交流 220V 等。 PLC一般使用 220V交流電源或 24v直流電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供 DC 5V，正負(fù) 12V,24V 等直流電源 . 小型的 PLC 可以為輸入電路和外部的電子傳感器提供 24V 直流電源 , 但是驅(qū)動(dòng) PLC 負(fù)載的直流電源一般由用戶提供。 編程器 中央處理單元 （ CPU） 輸入電路 輸出電路 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 電源 每種 PLC都有不同的接法 ,具體要看何種品牌的 PLC說明書 .現(xiàn)有一種國產(chǎn)的 PLC,他們的網(wǎng)站上有有關(guān)信號外部接線圖 , 廈門海為科技公司是一家從事設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)PLC 的專業(yè)廠家，對 PLC 的硬件、軟件擁有 100%自主產(chǎn)權(quán)， PLC 的牌子叫 Haiwell PLC，很不錯(cuò)的。 PLCI/O 接口輸入部分有的直接叢 COM 口接出的這主要取決于各種可編程序控制器的基本接線特點(diǎn)，可以從其供貨商產(chǎn)品樣本資料上得到 ，再就是取決于外部傳感器等接線要求和個(gè)人工作習(xí)慣，只要能保證信號正常輸入我認(rèn)為是可以的。 I/O 點(diǎn)比較少的 PLC，且不超過 PLC 本身電源的帶載能力（查資料），可以用其自身的24V 輸出供電； I/O 點(diǎn)比較多的大中型 PLC，超過 PLC 本身電源的帶載能力，應(yīng)采用外部另引 24V 供電；要避免同時(shí)既用內(nèi)部電源又用外部電源！ 三 、輸入 /輸出模塊 輸入 /輸出模塊是可編程控制器和 工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或 者 工業(yè)生產(chǎn)過程 中連接的接口?，F(xiàn)場的輸入信號，如行程開關(guān)、按鈕開關(guān)、 限位開關(guān)以及傳感輸 出的模擬量 或開關(guān)量，例如 壓力、流量、溫度、電壓、電流等，都要通過 PLC 的 輸入模塊送到 PLC。由于這些信號電平 形式都不同 ，而可編程控制器 的 CPU 處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以 PLC 的輸入模塊還需將這些信號轉(zhuǎn)換成 PLC 可以 接受和處理的數(shù)字信號。輸出模塊的作用 就是是接收中央處理器 以及處理 的數(shù)字信號，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行部件 可以接受的控制信號，用 驅(qū)動(dòng)如電磁閥、燈光顯示、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？删幊炭刂破饔?多種 輸入 /輸出模塊，它的 類型有 模擬量輸入 /輸出模塊和 數(shù)字量輸入 /輸出模塊和。這些模塊又分 交流和直流、電壓和電流類型，每 種類型又有不同的參數(shù)等級，主要有數(shù)字量輸入 /輸出模塊和模擬量輸入 /輸出模塊，部件上 也都設(shè)有輸入接線端子排，為了去 除信號的噪聲和便于 PLC 內(nèi)部對信號的處理，這些模塊上都帶有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號鎖存電路。數(shù)字量輸入模塊帶有光電禍合電路，其目的是把 PLC 與外部電路隔離開來，以提高 PLC 的抗千擾能力。數(shù)字量輸出有繼電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出三種方式。模擬量輸入 /輸出模塊主要用來實(shí)現(xiàn)模擬量一數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，即 A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一些信號是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必 須通過模擬量輸入 /輸出模塊與 PLC 的中央處理器連接。模擬量輸入模塊 A/D 轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)字量，經(jīng)光電禍合器和輸入鎖存緩沖器與 PLC 的 1/0 總線掛接。模擬量輸出模塊 D/A轉(zhuǎn)換前的二進(jìn)制數(shù)字量，經(jīng)光電禍合器和輸出鎖存器與 PLC 的 1/0 總線掛接。現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn) 量程的模擬電壓主要是 0一 5伏和 O一 10伏兩種，模擬電流主要是 0一 ZomA和 4一 ZomA兩種。另外還有。一 somV， o 一 IV、一 5 一 +SV、一 10 一 +10V， o 一 10mA 等。模擬量輸入模塊接收到標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓或電流后，把它轉(zhuǎn)換成 8 位、 10 位或 12 位的二制數(shù)字信號 ，送給中央處理器進(jìn)行處理。模擬量輸出模塊將中央處理器的二進(jìn)制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓或電流輸出信號，提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 四 、編程器 它的作用是供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。有的編程器還可與打印機(jī)或磁帶機(jī)相連，以將用戶程序和有關(guān)信息打印出來或存放在磁帶上，磁帶上的信息可以重新裝入 PLC。目前編程器主要有以下三種類型 :便攜式編程器 (也叫簡易編程器 )。圖形編程器 。用于 IBM 一 PC 及其兼容機(jī)的編程器。便于攜帶的特點(diǎn)，一般只能用指令形式編程，通過按鍵輸入指令，通過數(shù)碼管或液晶顯示器加以顯示、這種編程器適合 小型可編程控制器的編程要求。圖形編程器以液晶顯示器 (LCD)或陰極射線管 (CRT)作屏幕，用來顯示編程內(nèi)容和提供如輸入、輸出、輔助繼電器的占有情況、程序容量等各種信息，還可在調(diào)試程序、檢查程序執(zhí)行時(shí)顯示各種信號狀態(tài)、出錯(cuò)提示等。使用圖形編程器可以月多種編程語言編程，梯形圖顯示在屏幕上十分直觀。圖形編程器還可與打印機(jī)、錄音機(jī)、繪畫儀等設(shè)備連接，有較強(qiáng)的監(jiān)控功能。但它的價(jià)格高，適用于中、大型可編程控制器的編程要求。用于 IBM 一 PC 及其兼容機(jī)的編程器是個(gè)人計(jì)算機(jī)加上適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖鳛榫幊唐?，也可直接編制?梯形圖，其監(jiān)控功能也很強(qiáng)。編程器工作方式主要有編程和監(jiān)控兩種，編程工作方式是在 PLC 機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)可以進(jìn)行編程，它的功能主要是輸入新的程序，或者對已有的程序予以編輯和修改。監(jiān)控工作方式可以對運(yùn)行中的控制器工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤，一般可以對某一線圈或觸點(diǎn)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，也可以對成組器件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，還可以跟蹤某一器件在不同時(shí)間的工作狀態(tài)，除搜索、監(jiān)視、跟蹤外，還可以對一些器件進(jìn)行操作。因此編程器的監(jiān)控方式對控制器中新輸入程序的調(diào)試與試運(yùn)行是非常有用和方便的。編程器的結(jié)構(gòu)一般包括顯示部分與鍵盤部分。 顯示一般用液晶顯示器，主要的顯示內(nèi)容包括地址、數(shù)據(jù)、工作方式、指令執(zhí)行情況及系統(tǒng)工作狀態(tài)等。鍵盤有單功能鍵和雙功能鍵，在使用雙功能鍵的時(shí)候鍵盤中都備有一個(gè)選擇鍵，以選擇其中一種方式工作?，F(xiàn)在產(chǎn)品越來越模塊化，可編程控制器也不例外，它的結(jié)構(gòu)緊密、堅(jiān)固，外形小巧， CPU 本身只提供了一定數(shù)量的數(shù)字輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。不同廠家、不同型號的 PLC 的輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)也不同，有的大型機(jī)輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)可達(dá) 16K，而很多小型機(jī)僅有 10 來點(diǎn)，而且 CPU 本身不帶模擬輸入與輸出， 但 CPU 一般都帶有擴(kuò)展接口。因此，用戶選型后，所需的輸入或 輸出點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，就需對系統(tǒng)做出必要的擴(kuò)展，各個(gè)廠家也生產(chǎn)了專用于擴(kuò)展用的各模板供用戶選用。擴(kuò)展模板的外形一般也小巧、堅(jiān)固，有易于接線的端子排，帶有擴(kuò)展總線或通過總線連接器與CPU 相連。主要有數(shù)字輸入 /輸出模板，模擬輸入 /輸出模板，熱電阻、電偶擴(kuò)展模板，還有智能模板等許多具有專用功能的特殊模板。用擴(kuò)展模板來擴(kuò)展系統(tǒng)，具有以下的優(yōu)點(diǎn) 用戶可根據(jù)自己時(shí)間控制系統(tǒng)的要求，選用各種合適的擴(kuò)展模塊對 PLC作硬件組態(tài)，以求達(dá)到各種功能或控制精度，同時(shí)節(jié)省開支，減少不必要的投資。當(dāng)己運(yùn)行的系統(tǒng)需要改造或擴(kuò)充時(shí)， PLC 可以隨 時(shí)進(jìn)行升級或改版，所作的工作僅僅是替換或增加擴(kuò)展模板和修改相應(yīng)的控制軟件。特殊模板及智能模板的開發(fā)將進(jìn)一步擴(kuò)展可編程控制的功能，專用模板的開發(fā)不僅擴(kuò)大了可編程控制系統(tǒng)的控制功能，而且將進(jìn)一步提高控制質(zhì)量與可靠性。 五 、擴(kuò)展模塊 當(dāng)一個(gè) PLC 中心單元的 1/0 點(diǎn)數(shù)不夠用時(shí)，就要對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展接口就是用于連接中心基本單元與擴(kuò)展單元的。模塊隨著可編程控制器在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，各可編程控制器制造廠家已經(jīng)開發(fā)出一系列的智能接口模塊，使可編程控制器的功能更加強(qiáng)大和完善。智能 1/0 接口模塊種類很多，例如高速 技術(shù)模塊、 PLCA 控制模塊、數(shù)字位基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)置譯碼模塊、閥門控制模塊、中斷控制模塊、智能存貯模塊以及智能 1/0 模塊等。 PLC 的 控制 原理 PLC 采用 “ 順序掃描，不斷循環(huán) ” 的工作方式 1．每次掃描過程，集中采集輸入信號，集中對輸出信號進(jìn)行刷新。 2．輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。 3．一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。 4．元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化 而變化的。 5．掃描周期的長短由三條決定。（ 1） CPU 執(zhí)行指令的速度（ 2）指令本身占有的時(shí)間（ 3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的 PLC 掃描速度都是非?？斓?。 6．由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入 /輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入 /輸出響 應(yīng)延遲 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號 ，則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有 輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)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，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間， CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是 PLC 的真正 輸出。 一般來說， PLC 的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。 如圖 13所示 上電RUN自診斷通訊輸入采樣用戶程序執(zhí)行輸出刷新故障 圖 13 PLC 掃描周期 示意圖 PLC 的 特點(diǎn) 、通用性強(qiáng) —— PLC 的硬件是標(biāo)準(zhǔn)化的，加之 PLC 的產(chǎn)品已系列化，功能模塊品種多，可以靈活組成各種不同大小和不同功能的控制系統(tǒng)。在 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在 PLC 的端子上接入相應(yīng)的輸入輸出信號線。當(dāng)需要變更控制系統(tǒng)的 功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個(gè) PLC 裝置用于不同的控制對象，只是輸入輸出組件和應(yīng)用軟件的不同 、抗干擾能力強(qiáng) —— 微機(jī)功能強(qiáng)大但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場的電磁