【正文】 第一章 PLC基礎(chǔ)知識(shí) PLC的概述可編程控制器（簡(jiǎn)稱PLC）是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，集計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)及通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置。PLC改變?cè)瓊鹘y(tǒng)的“硬”接線程序控制方式為存儲(chǔ)程序控制方式，即通過運(yùn)行事先編好，并存于程序存儲(chǔ)器中的用戶程序來完成控制的功能。而控制要求改變時(shí)只需修改存儲(chǔ)器中用戶程序的部分語句即可?？删幊炭刂破饕云淇煽啃愿?，組合靈活，編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)被日趨廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)控制領(lǐng)域，它的應(yīng)用深度和廣度已成為一個(gè)國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志。 PLC的由來 早期工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的電器自動(dòng)控制系統(tǒng)是繼電器接觸器控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱繼電器控制系統(tǒng)，隨著20世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日趨縮短，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)難以滿足現(xiàn)代社會(huì)小批量、多品種、低成本、高質(zhì)量生產(chǎn)方式的生產(chǎn)控制要求，為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在1969年公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并從用戶角度提出了招標(biāo)研制新一代工業(yè)控制器（可編程序邏輯控制器）的十條要求，即： 編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序，可迅速重新設(shè)計(jì)；可靠性高于繼電器控制裝置，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性高；維修簡(jiǎn)單，采用模塊化結(jié)構(gòu)；體積小于繼電器控制裝置，能量消耗??；能與中央處理系統(tǒng)進(jìn)行通信，以便監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和情況；系統(tǒng)能接受按鈕及限位開關(guān)的信號(hào)流；輸出信號(hào)能直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器及電磁閥線圈；在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更，并在很短時(shí)間內(nèi)變更完畢；成本可與繼電器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4000個(gè)存儲(chǔ)字節(jié)或存儲(chǔ)單元。 這就是著名的GM10條，1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出第一臺(tái)PLC，在美國通用汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可行性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。到1971年，已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國家的高度重視。1971日本從美國引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺(tái)PLC。1973年，西歐國家也研制出它們的第一臺(tái)PLC。我國從1974年開始研制。于1977年開始工業(yè)應(yīng)用。 PLC的定義可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC可編程控制器一直在迅速發(fā)展中，因此到目前為止，尚未對(duì)其下最后的定義。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 年2 月通過了對(duì)它的如下定義：“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。可編程控制器及其有關(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，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。 PLC的工作原理和過程PLC雖然以微處理器為核心，具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同，危機(jī)一般采用等待命令和中斷的工作方式，而PLC則是采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編寫好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束，然后重返回第一條指令，開始下一輪掃描。每次完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作，如此周而復(fù)始。PLC工作過程大體分三個(gè)階段：輸入刷新階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。1 輸入刷新階段PLC在此階段首先以掃描方式按順序從輸入鎖存器中讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將其存入內(nèi)存中各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)映像寄存器中，這一過程稱為輸入刷新。隨后關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行階段，即使輸入端狀態(tài)有變化，輸入狀態(tài)映像寄存器中的內(nèi)容也不發(fā)生變化。變化了的輸入信號(hào)狀態(tài)只能在下一周期的輸入刷新階段被讀入。2 程序執(zhí)行階段PLC在程序執(zhí)行階段，按用戶程序順序掃描執(zhí)行每條命令，所需的執(zhí)行條件可以從輸入映像寄存器中和元件狀態(tài)寄存器中讀入，經(jīng)過相應(yīng)的