【正文】 ................. 22 原件清單 .................................................................................................................... 25 第五章 結(jié)論 ......................................................................................................................... 26 謝辭 .............................................................................................................................................. 27 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 28 5 第一章 PLC 的簡(jiǎn)介 可編程序控制器的概述 隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已領(lǐng)域?，F(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。為了滿足 這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性?？删幊绦蚩刂破髡琼槕?yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。 可編程序控制器（ Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱 PLC，它具有編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試工作量少、維修工作量小，維修方便、體積小，能耗低等特點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要控制設(shè)備之一，在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域得到了廣泛的使用，在其 它領(lǐng)域（例如民用和家庭自動(dòng)化）的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。 PLC 的推廣應(yīng)用在我國(guó)得到了迅猛的發(fā)展，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的電氣控制裝置中。了解 PLC 的工作原理，具備設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù) PLC 控制系統(tǒng)的能力，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電氣技術(shù)人員和工科學(xué)生的基本要求。 PLC 的簡(jiǎn)介 PLC 簡(jiǎn)介 可編程序控制器是 20 實(shí)際 60 年代開始發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置，用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定記數(shù)等功能。高檔 PLC 還能實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)， 以及聯(lián)網(wǎng)通信。它具有通用性強(qiáng)、可靠性高、指令系統(tǒng)簡(jiǎn)單、編程簡(jiǎn)單易學(xué)、易于掌握、體積小、維修工作少、現(xiàn)場(chǎng)連接安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于冶金、采礦、建材、石油、化工、機(jī)械制造、汽車、電力、造紙、紡織、裝卸、環(huán)保等領(lǐng)域，尤其在機(jī)械加工、機(jī)床控制上應(yīng)用廣泛。在自動(dòng)化領(lǐng)域 CAD/CAM、工業(yè)機(jī)器人并稱為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。 隨著微處理器技術(shù)的日趨成熟，可編程序控制器的處理速度大大提高，功能不斷完善，性能不斷提高，不但能進(jìn)行邏輯運(yùn)算、處理開關(guān)量，還能進(jìn)行數(shù)字運(yùn)、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)，體積縮小，實(shí)現(xiàn)了小型化。 6 硬件介紹 可編程序控制器的核心是一太單板機(jī)，其外圍配置了相應(yīng)的接口電路，內(nèi)部配置 PLC的硬件包括基本組成部分、 I/O 擴(kuò)展部分和外部設(shè)備三大部分。 （ 1） CPU CPU 即微處理器，實(shí)際是一太單片機(jī)，上面除了 CPU，還有存儲(chǔ)器和并行接口、竄行接口、時(shí)鐘。其作用是： ①對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理。 ②進(jìn)行程序解釋，根據(jù)用戶程序執(zhí)行輸入、輸出操作等。 （ 2）存儲(chǔ)器 PLC 的存儲(chǔ)器有兩種：一是單片機(jī)上帶的存儲(chǔ)器，主要用于存儲(chǔ)系統(tǒng)監(jiān)控程序及系統(tǒng)工作區(qū)間，生成用戶環(huán)境，二是用戶程序存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)程序及參數(shù)，用鋰電池作后備，調(diào) 試起來(lái)方便。 （ 3）輸入 /輸出接口電路 輸入 /輸出接口電路是 PLC 與被控對(duì)象聯(lián)系的橋梁。 （ 4）電源 電源是 PLC 整機(jī)的能源供給中心。 PLC 系統(tǒng)中有兩種電源：一種是內(nèi)部電源，是 PLC主機(jī)內(nèi)部電路的工作電源，要求性能穩(wěn)定、工作可靠，一般用開關(guān)穩(wěn)壓電源。另一種是外部電源，用于傳輸現(xiàn)場(chǎng)信息或驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常由用戶另備。 軟件介紹 （ 1） 監(jiān)控程序 監(jiān)控程序是由廠家編制的，用于管理、協(xié)調(diào) PLC 各部分工作，充分發(fā)揮系統(tǒng)硬件功能，方便用戶使用的通用程序。具有以下功能： ①系統(tǒng)配置登記及初始化。 ② 系統(tǒng)自診斷。 ③命令識(shí)別與處理。 ④用戶程序編譯。 ⑤模塊化子程序及調(diào)用管理。 （ 2）用戶程序 用戶程序又稱應(yīng)用程序，由由用戶根據(jù)控制需要用 PLC 的編程語(yǔ)言編制而成。 （ 3）用戶程序 用戶程序是由監(jiān)控程序生成的，包括用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、用戶元件區(qū)分配、用戶程序存儲(chǔ)區(qū)、用戶參數(shù)、文件存儲(chǔ)區(qū)等。 7 （ 4） PLC 的內(nèi)部等效電路 PLC 是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)，包括了 CPU、存儲(chǔ)器、 I/O 接線口等硬件。 元件介紹 （ 1） 輸入繼電器 輸入繼電器是 PLC 接受外部輸入的開關(guān)量信號(hào)的窗口。 PLC 通過(guò)光耦合器，將外部 信號(hào)的裝態(tài)讀入并存儲(chǔ)在影響寄存器中。輸入繼電器的狀態(tài)唯一的取決于外部輸入的信號(hào)狀態(tài)，不可能受用戶程序的控制，因此在梯形圖中絕對(duì)不能出現(xiàn)輸入繼電器。 （ 2） 輸出繼電器 輸出繼電器是 PLC 向外部負(fù)載發(fā)送信號(hào)窗口。輸出繼電器用來(lái)將 PLC 的輸出信號(hào)傳送給輸出模塊，再由后者驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。在梯形圖中，每一個(gè)輸出繼電器的常開出點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)都可以使用多次。 （ 3） 輔助繼電器 輔助繼電器 (M)是用軟件實(shí)現(xiàn)的，它們不能接受外部的輸入信號(hào)，也不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，是一種內(nèi)部的狀態(tài)標(biāo)志。相當(dāng)于電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器。 （ 4） 定時(shí)器 PLC 中的定 時(shí)器（ T）相當(dāng)于繼電器的時(shí)間繼電器。它有一個(gè)設(shè)定值寄存器字，一個(gè)當(dāng)前值存儲(chǔ)器字，和一個(gè)用來(lái)存儲(chǔ)其觸點(diǎn)狀態(tài)的影響寄存器位，這三個(gè)存儲(chǔ)單元使用同一個(gè)元件號(hào)。 （ 5） 內(nèi)部計(jì)數(shù)器 內(nèi)部計(jì)數(shù)器（ C）用來(lái)對(duì) PLC 的內(nèi)部影響寄存器（ X、 Y、 M 和 S）提供的信號(hào)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖為 ON 或 OFF 的持續(xù)時(shí)間，應(yīng)大于 PLC 的掃描周期，其響應(yīng)速度通常小于數(shù)十赫茲。 PLC 的特點(diǎn) （ 1） 編程方法簡(jiǎn)單易學(xué) 可編程序控制器采用專門的編程語(yǔ)言，指令少，簡(jiǎn)單易學(xué)。 （ 2） 功能強(qiáng)，性價(jià)比高 一太小型 PLC 內(nèi)有成千上百個(gè)可供用戶使用的編 程元件，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性價(jià)比。 （ 3） 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) PLC 產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。 （ 4） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) PLC 采用了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到 8 數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)少現(xiàn)場(chǎng)，已經(jīng)被認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 （ 5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量大大減少。 （ 6） 維修工作量小，維修方便 PLC 的故障率很低，且有完善的自診斷功能。用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。 （ 7）體積小，能耗低 小型 PLC 的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可以將開關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的 1/2 甚至 1/10，故可以省下大量的配線和附件，減少很多安裝接線工時(shí)，節(jié)約大量費(fèi)用。 硬件設(shè)計(jì)介紹 機(jī)型選擇 FX1 2 3 4 5 ①子系列名稱，例如 1S、 1N、 2N 等。 ②輸入、 輸出的總點(diǎn)數(shù)。 ③單元類型： M 為基本單元， E 為輸入、輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊， EX 為輸入專用擴(kuò)展?？?， EY 為輸出專用口占模塊。 ④輸出形式： R 為繼電器輸出， T 為晶體管輸出， S 為雙向晶體管輸出。 表 11 FX 系列 PLC 的輸出技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 繼電器輸出 晶閘管輸出 晶體管輸出 外部電源 最大為 AC1240V或 DC30V AC85~242V DC5~30V 最大負(fù)載 電阻負(fù)載 2A/1 點(diǎn)， 8A/COM ,，感性負(fù)載 AC80VA,120/240V AC36VA/240V DC12W/24V 白熾燈負(fù)載 100W 30W 最小負(fù)載 DC 電壓 5V 時(shí)2mA 響應(yīng)時(shí)間 OFF→ ON 100ms 1ms ON→ OFF 10ms 10ms 開路漏電流 電路隔離 繼電