【正文】 壓塊下限開(kāi)關(guān)SQ3閉合，剪切電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，控制剪刀下落。此時(shí)，SQ4閉合，直到把板料剪斷，板料落入小車(chē)。光電接近開(kāi)關(guān)SQ7對(duì)落入小車(chē)的板料進(jìn)行檢測(cè)并產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖。當(dāng)小車(chē)上的板料達(dá)到設(shè)定數(shù)時(shí)，啟動(dòng)小車(chē)控制電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)小車(chē)右行，將切好的板料送至包裝線。卸下后，再啟動(dòng)小車(chē)左行，重新返回到剪切機(jī)下，開(kāi)始下一車(chē)的工作循環(huán)。 PLC控制電路分析可編程控制器（以下簡(jiǎn)稱PLC）由于采用了微機(jī)技術(shù)，具有微機(jī)的許多優(yōu)良性能，又有較強(qiáng)的抗干擾能力，可在強(qiáng)電磁干擾的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)合可靠運(yùn)行，因而得到很快的發(fā)展。它比傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)控制精度高、時(shí)間響應(yīng)快、改變控制程序方便、開(kāi)發(fā)周期大大縮短，而且設(shè)備體積小、能耗少。設(shè)備結(jié)構(gòu)除超小型、小型機(jī)為整體式的外，大多采用模塊結(jié)構(gòu)，用戶可根據(jù)控制要求選擇模塊組成系統(tǒng)，非常靈活，維護(hù)維修也容易，而軟件大多采用梯形圖程序，具有繼電接觸控制線路清晰直觀的優(yōu)點(diǎn)，易被廣大熟悉繼電接觸控制線路的工程技術(shù)人員接受。隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展和新電子器件的不斷出現(xiàn)，PLC 技術(shù)必將得到更大的發(fā)展，成為工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)控制設(shè)備之一。PLC技術(shù)進(jìn)入我國(guó)只有十幾年時(shí)間，已經(jīng)得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，許多工廠企業(yè)已把它作為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、老產(chǎn)品更新及舊設(shè)備改造的重要控制手段。其中應(yīng)用最多的是進(jìn)行開(kāi)關(guān)邏輯控制。目前國(guó)內(nèi)的PC產(chǎn)品，功能越來(lái)越多樣，有些小型機(jī)、超小型機(jī)也裝置有一些特殊單元，如高速計(jì)數(shù)、定位、定時(shí)單元，甚至有模擬量輸入、模擬量輸出和PID單元，可用來(lái)進(jìn)行閉環(huán)過(guò)程控制圖，應(yīng)用前景非常廣闊。 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展可編程控制器是以自動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的新一代工業(yè)控制裝置，目前它已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。早期的可編程控制器只能進(jìn)行計(jì)數(shù)、定時(shí)及對(duì)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。因此，可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱PLC。后來(lái)，可編程控制器采用微處理器作為其控制核心，它的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)邏輯控制的范疇，于是人們又將其稱為Programmable Controller ，簡(jiǎn)稱PC 。但個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）也常簡(jiǎn)稱PC，為避免混淆，可編程控制器仍被稱為PLC。1987年，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）在可編程控制器國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿中，對(duì)可編程控制器定義如下：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入與輸出，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC是生產(chǎn)力發(fā)展的必然產(chǎn)物。20世紀(jì)60年代初，美國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短，其生產(chǎn)線必須隨之頻繁的變更。傳統(tǒng)的繼電器控制對(duì)頻繁變動(dòng)的生產(chǎn)線很不適應(yīng)。自然，人們對(duì)控制裝置提出了更高的要求，即經(jīng)濟(jì)、可靠、通用、易變、易修。首先提出PLC概念的是美國(guó)最大的汽車(chē)制造廠家通用公司（GM）。1986年，該公司提出用一種新型控制裝置替代繼電器控制，這種控制裝置更把計(jì)算機(jī)的通用、靈活、功能完善等優(yōu)點(diǎn)與繼電器控制的簡(jiǎn)單、易懂、操作方便、價(jià)格便宜等特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，而且要使那些不很熟悉電腦的人也能方便的使用。根據(jù)這種設(shè)想，1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺(tái)PLC，并在美國(guó)GM公司的汽車(chē)自動(dòng)裝置生產(chǎn)線上試用獲得成功。由于PLC優(yōu)越的性能，其問(wèn)世后發(fā)展極為迅速。1971年，日本引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)并開(kāi)始生產(chǎn)PLC。70年代中期，歐美及日本的一些生產(chǎn)廠家，其PLC產(chǎn)品中多以微處理器及大規(guī)模集成電路芯片為其核心部件，使PLC的功能進(jìn)一步擴(kuò)展，并且有了自診斷功能，可靠性得到進(jìn)一步提高。隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，80年代中期，PLC幾乎完全計(jì)算機(jī)化，其速度更快、功能更強(qiáng)，PLC的各種智能化模塊不斷的被開(kāi)發(fā)出來(lái)，一些廠家還推出了PLC的計(jì)算機(jī)輔助編程軟件，許多小型PLC的性能也不可小視?，F(xiàn)在，PLC不僅能進(jìn)行邏輯控制，在模擬量的閉環(huán)控制、數(shù)字量的智能控制、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、通信聯(lián)網(wǎng)及集散控制等方面都得到廣泛的應(yīng)用。如今大、中、甚至小型PLC都配有A/D、D/A轉(zhuǎn)換及算術(shù)運(yùn)算功能，有的還具有PID功能。這些功能使PLC應(yīng)用與模擬量的閉合相應(yīng)的傳感器及伺服裝置，PLC可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的智能控制；PLC配合可編程終端設(shè)備（如觸摸屏）可以實(shí)時(shí)顯示采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，為分析、研究系統(tǒng)提供依據(jù)；利用PLC的自檢信號(hào)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控；PLC具有較強(qiáng)的通信功能，可與計(jì)算機(jī)或其他智能裝置進(jìn)行通信和聯(lián)網(wǎng)，從而能方便地實(shí)現(xiàn)集散控制。功能完備的PLC不僅能滿足控制的要求，還能滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。目前，世界上一些著名的電器生產(chǎn)廠家?guī)缀醵荚谏a(chǎn)PLC，產(chǎn)品功能日趨完善、換代周期越來(lái)越短。為了進(jìn)一步擴(kuò)大PLC在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，適應(yīng)大、中、小型企業(yè)的不同需要，PLC產(chǎn)品大致向兩個(gè)方向發(fā)展：小型PLC向體積縮小、功能增強(qiáng)、速度加快、價(jià)格低廉的方向發(fā)展，使之能更加廣泛地取代繼電器控制，更便于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化；大中型PLC向可靠性、高速度、多功能、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，將PLC系統(tǒng)的控制功能和信息管理功能融為一體，使之能對(duì)大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動(dòng)控制。我國(guó)從70年代中期開(kāi)始研制PLC。1977年，我國(guó)采用美國(guó)Motorola公司的一位機(jī)集成芯片，研制成功了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)有實(shí)用價(jià)值的PLC。此后，在不斷引進(jìn)國(guó)外PLC生產(chǎn)線的同時(shí)，積極開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)PLC。許多企業(yè)在PLC的應(yīng)用方面進(jìn)行了積極的探索，取得了成功的經(jīng)驗(yàn)和良好的效益。隨著PLC產(chǎn)品性能價(jià)格比的不斷提高，中小企業(yè)普及應(yīng)用PLC的投資已經(jīng)完全可以承受?？梢灶A(yù)見(jiàn)，PLC技術(shù)的推廣應(yīng)用會(huì)使我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化水平產(chǎn)生一個(gè)革命性的飛躍。 PLC的基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)可編程控制器內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)與普通微機(jī)是類似的，特別是和單片機(jī)的結(jié)構(gòu)極為相似?？删幊炭刂破鲗?shí)施控制的基本原理是按一定算法實(shí)現(xiàn)輸入、輸出變換，并加以物理實(shí)現(xiàn)。這種輸入、輸出變換就是信息處理。當(dāng)今工業(yè)控制中信息處理最為常用的方式是采用微處理機(jī)技術(shù)，PLC也是利用微處理機(jī)技術(shù)將其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，使其專業(yè)化。相對(duì)于普通微機(jī)，物理實(shí)現(xiàn)是PLC的特長(zhǎng)，因?yàn)槠胀ㄎC(jī)大多只考慮自身的數(shù)據(jù)、信息處理能力和通信等功能，又要考慮實(shí)際控制能力及其實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題。因此，PLC在硬件設(shè)計(jì)時(shí)更注重I/O接口技術(shù)和抗干擾等問(wèn)題的解決。根據(jù)控制系統(tǒng)的基本要求，PLC采用典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要由中央處理單元CPU、存儲(chǔ)器（RAM，ROM，EFPROM，EEPROM等）、專門(mén)設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路、通信接口電源等單元組成。PLC優(yōu)越的性能表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 繼電器控制系統(tǒng)的控制電路要使用大量的控制電器，需要通過(guò)人工布線、焊接、組裝來(lái)完成電路的連接。其致命的弱點(diǎn)是，如果工藝的要求稍有改變，控制電路必須隨之做相應(yīng)的變動(dòng)，耗時(shí)且費(fèi)力。PLC是利用存儲(chǔ)在主機(jī)內(nèi)的程序?qū)崿F(xiàn)各種控制功能的。因此，在PLC外部接線改動(dòng)極少，甚至可不必改動(dòng)。一臺(tái)PLC可以用于不同的控制系統(tǒng)中，只不過(guò)改變了其中的程序罷了。其靈活性和通用性是繼電器控制電路所無(wú)法比擬的。、可靠性高繼電器控制系統(tǒng)中，由于器件老化、脫焊、觸點(diǎn)的抖動(dòng)以及觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象是不可避免的，大大降低了系統(tǒng)的可靠性。繼電器控制系統(tǒng)的維修工作不僅耗力費(fèi)時(shí)，而且停產(chǎn)維修所造成的損失也不可估量。而在PLC控制系統(tǒng)中大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作是由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，因此PLC可以直接安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而穩(wěn)定的工作。從國(guó)外使用PLC的實(shí)際情況來(lái)看，平均無(wú)故障率可以達(dá)到幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)小時(shí)以上。因此PLC被譽(yù)為“專為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)”。PLC在硬件和軟件方面主要采取以下措施來(lái)提高其可靠性：(1)硬件方面采取的措施對(duì)電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，均采用嚴(yán)格措施進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾；對(duì)供電系統(tǒng)及輸入電路采用多種形式的濾波，以消除或抑制高頻干擾,也削弱了各部分之間的相互影響；對(duì)PLC內(nèi)部所需的+5V電源采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以消除由于交流電網(wǎng)的波動(dòng)引起的過(guò)電壓、欠電壓的影響；采用光電隔離措施，有效地隔離了內(nèi)部與外部電路之間的直接電聯(lián)系，以減少故障和誤動(dòng)作；采用模塊結(jié)構(gòu)的PLC，一旦某一模塊有故障，就可以迅速更換模塊，從而盡可能縮短系統(tǒng)的故障停機(jī)時(shí)間。(2)軟件方面采取的措施其一，對(duì)掉電、欠電壓、后備電池電壓過(guò)低及強(qiáng)干擾信號(hào)等，PLC通過(guò)監(jiān)控程序定時(shí)的進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，立即把當(dāng)前狀態(tài)保存起來(lái)，并禁止對(duì)程序的任何操作，以防止存儲(chǔ)信息被沖掉。故障排除后立即恢復(fù)到故障前的狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行程序。其二，PLC設(shè)置了監(jiān)視定時(shí)器，如果程序每次循環(huán)的執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了規(guī)定值，表明程序進(jìn)入了死循環(huán)，則立即報(bào)警。其三，加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤立即報(bào)警，并停止程序的執(zhí)行。其四，利用后備電池對(duì)用戶程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，確保停電時(shí)信息不丟失。由于采取了以上措施，PLC的抗干擾能力和可靠性得到了大大的提高。雖然PLC是以微型計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的控制裝置，但是不要求使用者精通計(jì)算機(jī)方面復(fù)雜的硬件和軟件知識(shí)。大多數(shù)PLC采用類似繼電器控制電路的“梯形圖”語(yǔ)言編程，清晰直觀，簡(jiǎn)單易學(xué)，了解繼電器控制線路的電氣技術(shù)人員很容易接受。，使用方便用微機(jī)控制時(shí)，要在輸入/輸出接口電路上做大量的工作，才能使微機(jī)與控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備連接起來(lái)，調(diào)試也比較麻煩。而PLC的輸入/輸出接口已經(jīng)做好，其輸入接口具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可以直接與繼電器、接觸器、電磁閥等強(qiáng)電電器連接，接線簡(jiǎn)單，使用方便。、功能的擴(kuò)展能力強(qiáng)其一，PLC利用程序進(jìn)行定義、計(jì)數(shù)、順序、步進(jìn)等控制，十分準(zhǔn)確可靠。而用繼電器控制時(shí)，需使用大量時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器、進(jìn)步控制開(kāi)關(guān)等設(shè)備，其準(zhǔn)確性與可靠性無(wú)法與PLC相比。其二，PLC還具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制等功能。因此它即可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，又可對(duì)模擬量進(jìn)行控制，也可遠(yuǎn)距離對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。PLC的功能擴(kuò)展極為方便，硬件配置相當(dāng)靈活，根據(jù)控制要求的改變，可以隨時(shí)變動(dòng)特殊功能單元的種類和個(gè)數(shù)，再相應(yīng)修改用戶程序就可以達(dá)到變換和增加控制功能的目的。由于PLC是通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制，所以設(shè)計(jì)人員可以在實(shí)驗(yàn)室里設(shè)計(jì)和修改程序。更為方便的是可在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行系統(tǒng)的模擬運(yùn)行調(diào)試，使現(xiàn)場(chǎng)工作量大為減少。而繼電器控制系統(tǒng)是靠調(diào)整電路的接線來(lái)改變控制功能的，調(diào)試時(shí)費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化由于PLC內(nèi)部電路主要采用半導(dǎo)體集成電路，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、功耗低的特點(diǎn)；更由于它具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，因而它已成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化十分理想的控制裝置。. PLC基本工作原理各與單元的作用 PLC與普通微機(jī)在許多方面有相似之處，但其工作方式卻與微機(jī)有很大的不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，如在常見(jiàn)的鍵盤(pán)掃描方式或I/O動(dòng)作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序，無(wú)鍵按下I/O不動(dòng)作則繼續(xù)掃描鍵盤(pán)和I/O口。PLC則采用循環(huán)工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，其工作方式如圖32所示，掃描周期如圖33所示，即CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，掃描輸入的狀態(tài)（輸入刷新）。整個(gè)工作過(guò)程可分為5個(gè)階段：自診斷，與編程器或計(jì)算機(jī)等的通信，現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)的采集，用戶程序執(zhí)行，輸出結(jié)果。PLC的工作過(guò)程如圖34所示。第一階段：自診斷。每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自掃描程序。洗診斷內(nèi)容分為I/O、存儲(chǔ)器、CPU等，發(fā)現(xiàn)異常停機(jī)顯示出錯(cuò)。若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。第二階段：與編程器或計(jì)算機(jī)通信。PLC檢查是否有與編程器或計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求，若有則進(jìn)行相應(yīng)的處理，例如接受由編程器送來(lái)的程序、命令和各種數(shù)據(jù)，并把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、出錯(cuò)信息等發(fā)送給編程器進(jìn)行顯示。如果有與計(jì)算機(jī)的通信請(qǐng)求，也在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)送完成數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送任務(wù)。 PLC工作方式示意圖 PLC掃描周期示意圖 PLC工作過(guò)程流程圖第三階段：讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。PLC的中央處理器對(duì)各個(gè)輸入端進(jìn)行掃描，將輸入端的狀態(tài)送到狀態(tài)存儲(chǔ)器，也即輸入采樣階段。第四階段：執(zhí)行用戶程序。CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，以對(duì)輸入和輸出的狀態(tài)進(jìn)行處理，即按程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯、運(yùn)算，再將正確的結(jié)果送到輸出狀態(tài)存儲(chǔ)器中，這就是程序執(zhí)行階段。第五階段：輸出結(jié)果。當(dāng)所有的指令執(zhí)行完畢時(shí)，集中把輸出狀態(tài)存儲(chǔ)器的狀態(tài)通過(guò)輸出部件轉(zhuǎn)換成被控制設(shè)備所能接受的電壓或電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備，這就是輸出刷新階段。PLC經(jīng)過(guò)這5個(gè)階段的工作過(guò)程，稱為一個(gè)掃描周期。完成一個(gè)掃描周期后，又重新執(zhí)行上述過(guò)程，掃描周期周而復(fù)始的進(jìn)行。掃描周期是PLC的重要指標(biāo)之一，PLC在正常工作情況下，掃描周期T為T(mén)=（運(yùn)算速度*程序步數(shù)+I/O刷新時(shí)間+故障診斷時(shí)間）由于I/O刷新時(shí)間和故障時(shí)間相對(duì)用戶程序執(zhí)行時(shí)間要小得多，因此掃描時(shí)間主要由用戶程序和的長(zhǎng)短和CPU的運(yùn)算速度決定，一般每秒鐘可掃描數(shù)十次以上，這對(duì)于一般工業(yè)設(shè)備控制通常沒(méi)有什么影響，但對(duì)于控制時(shí)間要求較嚴(yán)格，響應(yīng)速度要求快的系統(tǒng)，則應(yīng)考慮PLC的速度，并且應(yīng)該精確計(jì)算響應(yīng)的時(shí)間，精心編排程序，合理安排指令的順序，盡可能減少掃描周期造成的響應(yīng)時(shí)間。由于PLC是采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸入輸出響應(yīng)速度受掃描周期的影響較大。PLC與繼電器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同，繼電器是按并行方式工作的，也就是說(shuō)是按同