【正文】 個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制開(kāi)始、復(fù)位、答題計(jì)時(shí)，每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示該組的編號(hào)，同時(shí)綠色指示燈亮，音響電路發(fā)出聲響提示信號(hào)（持續(xù)三秒）以指示搶答成功，并對(duì)其后的搶答信號(hào)不在相應(yīng)，選手答題完畢后，由主持人按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始下一輪搶答。若選手在未開(kāi)始搶答時(shí)提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時(shí)數(shù)碼管顯示其編號(hào)同時(shí)紅燈亮音響電路發(fā)出聲響。當(dāng)主持人按下?lián)尨鹌靼粹o時(shí)定時(shí)器T0 開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定 30 秒）若 30 秒限制到時(shí)仍無(wú)人搶答則黃燈亮音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。在搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)按鈕，同時(shí)數(shù)碼管顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間改時(shí)間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，此設(shè)定為 50 秒，選手必須在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成答題，否則，音響電路發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)。其中以上功能都通過(guò)編制的 PLC 程序來(lái)控 3 個(gè)制數(shù)碼管和 3 個(gè)指示燈以及一個(gè)喇叭來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖 所示: 圖 搶答器模型圖濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 42 PLC 概述 PLC 的產(chǎn)生、定義、組成、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì) PLC 的產(chǎn)生 可編程序控制器(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱(chēng) PLC)，是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)力式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的需要而產(chǎn)牛、發(fā)展起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置。 PLC 從 1969 年問(wèn)世以來(lái)，雖然至今還不到 40 年，但由于其具有道用靈活的控制性能、可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性與簡(jiǎn)單方便的使用性能，在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。曾經(jīng)有人將 PLC 技術(shù)與數(shù)控技術(shù)(CNC)、CAD／CAM 技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)并稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的四大支柱。 眾所周知，制造業(yè)中使用的生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程的控制，一般都需要通過(guò)工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、原動(dòng)機(jī)以及控制系統(tǒng)等部分實(shí)現(xiàn)。特別是當(dāng)原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)時(shí)，還需要對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟／制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速與定位等動(dòng)作進(jìn)行控制。生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程的電器操作與控制部分，稱(chēng)為電氣自動(dòng)控制裝置或電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。 最初的電氣自動(dòng)控制裝置(包括日前使用的一些簡(jiǎn)單機(jī)械)，只是一些簡(jiǎn)單的手動(dòng)電器(如刀開(kāi)關(guān)、正反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)等)。這些電器只適合于電機(jī)容量小、控制要求簡(jiǎn)單、動(dòng)作單一的場(chǎng)合。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電氣自動(dòng)控制提出了越來(lái)越高的要求，電氣自動(dòng)控制裝置逐步發(fā)展成了各種形式的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。 作為常用電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的一種，人們習(xí)慣上把以繼電器、接觸器、按鈕、開(kāi)關(guān)等為主要器件所組成的邏輯控制系統(tǒng)，稱(chēng)為“繼電—接觸器控制系統(tǒng)” 。 “繼電—接觸器控制系統(tǒng)”的基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、抗干擾能力強(qiáng)、故障檢修立觀方便、運(yùn)用范圍廣。它不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，而且還可以滿足大容量、遠(yuǎn)距離、集中控制的要求。因此，直到今天“繼電—接觸器控制系統(tǒng)”仍是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域最基本的控制系統(tǒng)之一。 但是，出于“繼電－接觸器控制系統(tǒng)”的控制元件(繼電器、接觸器)均為獨(dú)立元件，它決定了系統(tǒng)的“邏輯控制”與“順序控制”功能只能通過(guò)控制元件間的不同連接實(shí)現(xiàn)，因此，它不可避免地存在以下不足：濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5① 通用性、靈活性差。② 體積大，材料消耗多。③ 功能局限性大。④ 可靠性較低，性用壽命較短。⑤ 不具備現(xiàn)代工業(yè)控制所需要的數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)控制等功能。 正因?yàn)槿绱?，“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”難以適應(yīng)現(xiàn)代復(fù)雜多變的生產(chǎn)控制要求與生產(chǎn)過(guò)程摔制集成化、網(wǎng)絡(luò)化需要。 為了解決“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”存在的通用性、靈活性關(guān)，功能局限性大與通信、網(wǎng)絡(luò)方面欠缺的問(wèn)題，20 世紀(jì) 50 年代末．人們?cè)O(shè)想利用計(jì)算機(jī)功能先備、通用性和靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)來(lái)解次以上問(wèn)題。但由于當(dāng)時(shí)的汁算機(jī)原理復(fù)雜，生產(chǎn)成術(shù)高，程序編制難度大，加工業(yè)上控制需要大量的外圍接口設(shè)備，可靠性問(wèn)題突出，使得它在面廣量大的一般工業(yè)控制領(lǐng)域難以普及與應(yīng)用。 到了 20 世紀(jì) 60 年代木，有人這樣設(shè)想：能否把計(jì)算機(jī)通用、靈活、功能完善的特點(diǎn)與“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”的簡(jiǎn)單易懂、使用方便、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，生產(chǎn)出一種而向生產(chǎn)過(guò)程順序控制，PLC 利用簡(jiǎn)單語(yǔ)言編程，能讓完全不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便使用的控制器呢？ 這一設(shè)想最早由美國(guó)最大的汽車(chē)制造商——通用汽車(chē)公司(GM 公司)于 1968 年提出。當(dāng)時(shí)，該公司為了適應(yīng)汽車(chē)市場(chǎng)多品種、小批量的生產(chǎn)要求，需要解決汽車(chē)生產(chǎn)線“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”中普遍存在的通用性、靈活性問(wèn)題，提到了對(duì)一種新穎控制器的十大技術(shù)要求，并面向社會(huì)進(jìn)行招標(biāo)。 十大技術(shù)要求具體如下：1) 編樣方使，從可以在現(xiàn)場(chǎng)方便地編輯、修改控制程序；2) 價(jià)格便宜，性能價(jià)格比要而于繼電器系統(tǒng)；3) 體積要明顯小于繼電器控制系統(tǒng)；4) 可靠性要明顯高于繼電器控制系統(tǒng)：5) 具有數(shù)據(jù)通信功能；6) 輸入可以是 AC115V；7) 輸出驅(qū)動(dòng)能力在 AC115V/2A 以上；8) 硬件維護(hù)方便，最好采即 “插接式”結(jié)構(gòu)；濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 69) 擴(kuò)展時(shí)，只需要對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行很小的改動(dòng)；10) 用戶(hù)存儲(chǔ)器容量至少可以擴(kuò)展到 4KB。根據(jù)以上要求，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC 公司)在 1969 年首先研制比了全世界第一臺(tái)可編程序控制器，并稱(chēng)之為“可編程序邏輯制器”〔Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱(chēng) PLC)。試樣機(jī)在 GM 公司的應(yīng)用獲得了成功。此后，PLC 得到了快速發(fā)展，并被廣泛用于各種開(kāi)義量邏輯運(yùn)算與處理的場(chǎng)合。早期 PLC 的硬件主要由分立元件與小規(guī)模集成電路構(gòu)成，它雖然采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，但指令系統(tǒng)、軟件與功能相對(duì)較簡(jiǎn)單，一般只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算的處理，同時(shí)通過(guò)簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與改進(jìn)可靠性等措施，使之能與工業(yè)環(huán)境相適應(yīng)。正因?yàn)槿绱耍?20 世紀(jì) 70 年代初期曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一些出二極管矩陣、集成電路等器件組成的所謂“順序控制器”；20 世紀(jì) 70 年末期曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)以 MCl4500 工業(yè)控制單元(Industrial control unit，簡(jiǎn)稱(chēng) ICU)為核心．出 8 通道數(shù)據(jù)選擇器〔MCl4512)、指令計(jì)數(shù)器(MCl4516)、8 位可尋址雙向鎖存器(MCl4599)、存儲(chǔ)器(2732)等組成的“可編程序控制器”等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品與 PLC 相比，雖然具有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但最終還是因可靠性、功能等多方面的原因，未能得到進(jìn)一步的推廣與發(fā)展；而 PLC 則隨著微處理器價(jià)格的全面下降，最終以其優(yōu)良的性能價(jià)格比，得到了迅速發(fā)展，并最終成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的重要支柱枝術(shù)之一。．PLC 的定義PLC 技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，立即引起了全世界的廣泛關(guān)注，1969 年首先將其進(jìn)行商品化并推向市場(chǎng)的是美國(guó) GOULD 公司；1971 年，在引進(jìn)美國(guó)技術(shù)后，日木研制出了自己的第一臺(tái) PLC；l973 年，德國(guó) SIEMENS 公司也研制出了歐洲第一臺(tái) PLC；1974 年，法國(guó)隨之也研制出了 PLC。到了 20 世紀(jì) 70 年代中期，PLC 開(kāi)始采用微處理器。PLC 的功能也從最初的邏輯運(yùn)算拓展到具有數(shù)據(jù)處理功能，并得到了更為廣泛的應(yīng)用。由于當(dāng)時(shí)的 PLC 功能已經(jīng)不再局限于邏輯處理的范疇，為此，PLC 也隨之改稱(chēng)為可編程序控制器(Programmable Controller，簡(jiǎn)稱(chēng) PC)。 1980 年，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(National Electronic Manufacture Association，簡(jiǎn)稱(chēng) NEMA)對(duì)可編程序控制器進(jìn)行了如下定義：濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7“可編程序控制器是一種帶有指令存儲(chǔ)器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口；以位運(yùn)算為主；能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能；面向機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制裝置”。并將其統(tǒng)一命名為 Programmable Controller (PC)。 PLC 的基本結(jié)構(gòu)PLC 實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬