【正文】 使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國電氣制造商協(xié)會(huì) NEMA（ National Electrical Manufactory Association）經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于 1984年首先將其正式命名為 PC（ Programmable Controller），并給 PC 作了如下定義： “PC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。用來執(zhí)行諸如邏輯，順序，計(jì)時(shí) ，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或類似的輸入 /輸出模塊，以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行 PC 之功能著，亦被視為 PC，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器。 ” 以后國際電工委員會(huì) (IEC)又先后頒布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿 ,并在 1987第二章 PLC 相關(guān)概念 年 2 月通過了對(duì)它的定義： “ 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算 ,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各 種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 ” 總之，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需 PLC的主要特點(diǎn) 1．高可靠性，抗干擾能力強(qiáng) （ 1） 所有的 I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與 PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 （ 2） 各輸入端均采用 RC濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10~20ms. （ 3） 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 （ 4） 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 （ 5） 對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 （ 6） 良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 （ 7） 大型 PLC還可以采用由雙 CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU構(gòu)成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進(jìn)一步提高。 I/O接口模塊 PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的 I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕 ；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。 另外為了提高操作性能，它還有多種人 機(jī)對(duì)話的接口模塊 。 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC以外，絕大多數(shù) PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。 PLC的各個(gè)部件，包括 CPU，電源， I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電 纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 第二章 PLC 相關(guān)概念 ，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線 路的梯形圖形式，對(duì)使用者來說，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 ，安裝簡單，維修方便 PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與 PLC相應(yīng)的 I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。 由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 PLC的功能 邏輯控制 定時(shí)控制 計(jì)數(shù)控制 步進(jìn) (順序 )控制 PID控制 數(shù)據(jù)控制： PLC具有數(shù)據(jù)處理能力。 通信和聯(lián)網(wǎng) 其它： PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊， CRT模塊。 PLC的應(yīng)用范圍和發(fā)展趨勢(shì) PLC的應(yīng)用范圍 在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家， PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門。隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面。 第二章 PLC 相關(guān)概念 1．?dāng)?shù)字量的邏輯控制 PLC具有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，可以實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制、定時(shí)控制與順序邏輯控制。數(shù)字量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用 于自動(dòng)生產(chǎn)線，其應(yīng)用領(lǐng)域已遍及各行各業(yè)，甚至深入到家庭。 2．運(yùn)動(dòng)控制 PLC使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的位置、速度、和加速度進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)單軸、雙軸、 3軸和多軸位置控制，使運(yùn)動(dòng)控制與順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起。 PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能廣泛地用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床，從屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)器人，電梯等場(chǎng)合。 3．閉環(huán)過程控制 過程控制是對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。 PLC通過模擬量 I/O模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的 A/D轉(zhuǎn)換和 D/A轉(zhuǎn)換，并對(duì)模擬量實(shí)行 PID控制 ?，F(xiàn)代的大中型 PLC一般都有 PLD閉環(huán)控制功能，這一功能可以用 PID子程序或?qū)Ｓ玫?PID模塊來實(shí)現(xiàn)。其 PID閉環(huán)控制功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于塑料擠壓成形機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。 4．?dāng)?shù)據(jù)處理 現(xiàn)代的 PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算，、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序、和查表等到功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的參考值比較，也可以用通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們打印制表。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人柔性制造系統(tǒng)，也可以用于過程控制系統(tǒng) ，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 5．通信及聯(lián)網(wǎng) PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程 I/O之間的通信、多臺(tái) PLC之間的通信、 PLC與其他智能控制設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。 PLC與其他智能設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。 必須指出，并不是所有的 PLC都具有上述全部功能，有些小型 PLC只具有上述的部分功能，但是價(jià)格較低。 PLC的發(fā)展趨勢(shì) 第二章 PLC 相關(guān)概念 長期以來， PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于 它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。另一方面， PLC還必須依靠其他新技術(shù)來面對(duì)市場(chǎng)份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè) PC所帶來的沖擊。 PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價(jià)格。 PLC技術(shù)展的最終趨勢(shì)仍然是人們所爭論的焦點(diǎn)之一。大多數(shù)人認(rèn)為， PLC將會(huì)繼續(xù)失去市場(chǎng)份額；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè) PC面前， PLC將會(huì)一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為 PLC提供一定的市場(chǎng)份額。 在全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開放與再 開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有 PLC，但這種趨勢(shì)也許不會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟 PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有 SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè) PC控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長，這些事實(shí)使傳統(tǒng) PLC供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)，在傳統(tǒng) PLC的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對(duì)于控制軟件來講，這是 PLC控制器的核心， PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對(duì) 于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將 PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。 總的說來， PLC的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為： 向高性能、高速度、大容量發(fā)展 向微型 PLC發(fā)展 大力開發(fā)智能型 I/O模塊和分布式 I/O子系統(tǒng) PLC編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化 PLC通信的易用化和“傻瓜化” PLC的軟件化與 PC（個(gè)人計(jì)算機(jī)）化 PLC與現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)合 第二章 PLC 相關(guān)概念 第三章 PLC的系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本原則： 1． PLC控制系統(tǒng)控制被控對(duì)象最大限度地滿足工藝的要求。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，搜索資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同制定控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。 2. 在滿足工藝要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)應(yīng)安全、可靠、實(shí)用，且易于維修。 3. 在滿足控制要求的前提下，系統(tǒng)應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)，性能價(jià)格比高。 4. 考慮到今后的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在硬件配置上應(yīng)留有一定的裕量。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和一般步驟 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 PLC控制 系統(tǒng)是由 PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的。因此， PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容。 1. 選擇用戶輸入設(shè)備、輸出設(shè)備以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象。 2. PLC的選擇。 PLC是 PLC控制系統(tǒng)的核心部件。正確選擇 PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。 3. 分配 I/O點(diǎn)，繪制 I/O連接圖。 4. 控制程序設(shè)計(jì)。包括控制系統(tǒng)流程圖、梯形圖、語句表等的設(shè)計(jì)。 5. 必要是還需設(shè)計(jì)控制臺(tái)。 6. 編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細(xì)表。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般可分為以下幾個(gè)步驟： 1. 根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求，需要完成的動(dòng)作（動(dòng)作順序、動(dòng)作條件、必須的保護(hù)和連鎖等）、操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)；連續(xù)、單周期、單步等）。 2. 根據(jù)控制要求確定所需要的輸入、輸出設(shè)備。據(jù)此確定 PLC的 I/O點(diǎn)數(shù)。 3. 選擇 PLC機(jī)型及容量。 4. 定義輸入、輸出點(diǎn)名稱，分配 PLC的 I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì) I/O連接圖。 5. 根據(jù) PLC所要完成的任務(wù)及應(yīng)具備的功能，進(jìn)行 PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。 第二章 PLC 相關(guān)概念 PLC機(jī)型 的選擇 這是 PLC應(yīng)用設(shè)計(jì)中很重要的一步，目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的 PLC種類很多，在選用 PLC是應(yīng)考慮以下幾方面。 1．規(guī)模要適當(dāng) 輸入、輸出點(diǎn)數(shù)以及軟件對(duì) PLC功能及指令的要求是選擇 PLC機(jī)型規(guī)模大小的重要依據(jù)。首先要確保有足夠的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，并留有一定的余地（要有 10%的備用量）。 2. 功能要相當(dāng)，結(jié)構(gòu)要合理 對(duì)于以開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)，一般的低檔機(jī)就能滿足要求。 對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，應(yīng)選用帶 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換，加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)。 3. 輸入、輸出功能及負(fù)載能力的 選擇 選擇哪一種功能的輸入、輸出形式或模塊，取決于控制系統(tǒng)中輸入和輸出信號(hào)的種類、參數(shù)要求和技術(shù)要求，選用具有相應(yīng)功能的模塊。此外，還應(yīng)考慮輸入、輸出的負(fù)載能力，要注意承受的電壓值和電流值。 4 使用環(huán)境條件 在選擇 PLC是，要考慮使用現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件是否符合它的規(guī)定。一般考慮的環(huán)境條件有：環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、電源允許的波動(dòng)范圍和抗干擾等指標(biāo)。 第四章 線路保護(hù)與生產(chǎn)步驟 本次設(shè)計(jì)是針對(duì)工廠流水生產(chǎn)線的自動(dòng)化生產(chǎn)。在生產(chǎn)的過程中線路的保護(hù)是必不可少的。所以本章分別對(duì)開關(guān)線路保護(hù)部分的元器件，開關(guān) 的選擇以及按鈕指示燈的型號(hào)選擇說明作介紹。同時(shí)對(duì)流水生產(chǎn)線過程控制也作了詳細(xì)的說明。 開關(guān)線路保護(hù)部分 為了使設(shè)備更好安全地正常工作，所以電路的設(shè)計(jì)上要增加保護(hù)電路的元件，因而選擇