【正文】 1979） —一位處理器為主的工業(yè)控制器（ 1979～ 1985） —8位微處理器為主的可編程序控制器（ 1985以后）。 采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。 高檔的 PLC除了主要采用 CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EPROM或 RAM的智能 I/O模塊、高速計數(shù)模塊、遠程 I/O模塊等專用化模塊。 ?。河烧w結構向小型模塊化結構發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。 目前，世界上有 200多個廠家生產(chǎn) PLC，較有名的：美國： AB通用電氣、莫迪康公司；日本：三菱、富士、歐姆龍、松下電工等；德國：西門子公司；法國： TE 施耐德公司；韓國：三星、 LG公司等。如： S7300 德國西門子公司 SR400 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司 SU SU6 德國西門子公司 C500 日本立石公司 GEⅢ GE公司 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 3. 大型 PLC——I/O點數(shù) 2048點；多 CPU， 16位、 32位處理器，用戶存儲器容量 8～ 16K。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 四、可編程序控制器的分類 由于 PLC的品種、型號、規(guī)格、功能各不相同，要按統(tǒng)一的標準對它們進行分類十分困難。 PLC和計算機之間具有 RS232接口，用雙絞線、同軸電纜將它們連成網(wǎng)絡，以實現(xiàn)信息的交換。 —PLC通過模擬量的 I/O模塊實現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的A/D、 D/A轉換，可實現(xiàn)對溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的PID控制。目前，制造商已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。它取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制?，F(xiàn)在三菱公司又有 FX系列 PLC，與其超小型品種 F1系列相比：面積為 47%,體積為 36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達 24～ 128點。同時， PLC的用戶程序可以在實訓室模擬調試，更減少了現(xiàn)場的調試工作量。同時還提供了功能圖、語句表等編程語言。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 ，容易掌握 目前，大多數(shù) PLC仍采用繼電器控制形式的“梯形圖編程方式”。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設備更新的情況下，不必改變 PLC的硬設備，只需改編程序就可以滿足要求。 PLC的出廠試驗項目中，有一項就是抗干擾試驗。所以， PLC在檢測到故障條件時，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲器，軟件配合對存儲器進行封閉，禁止對存儲器的任何操作，以防存儲信息被沖掉。軟件措施： 有極強的自檢及保護功能。 ④隔離 ——在微處理器與 I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地隔離 I/O接口與 CPU之間電的聯(lián)系，減少故障和誤動作；各 I/O口之間亦彼此隔離。硬件措施： 主要模塊均采用大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路，大量開關動作由無觸點的電子存儲器完成， I/O系統(tǒng)設計有完善的通道保護和信號調理電路。由于元器件不可恢復的破壞而引起的故障。由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動等引起的故障。 5. 數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 定義強調了 PLC是： 1. 數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng) ——也是一種計算機。國際電工學會（ IEC）曾先后于 、 序控制器標準草案的第一、二、三稿。至 80年代，隨大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術的發(fā)展，以 16位和 32位微處理器構成的微機化 PLC得到了驚人的發(fā)展。主要用于：邏輯運算和計時、計數(shù)等順序控制，均屬開關量控制。 1973年，西歐國家也研制出了他們的第一臺可編程序控制器。 4K字節(jié)。 6. 在成本上可與繼電器控制柜競爭 。 2. 維護方便，最好是插件式 。當時的工業(yè)控制，主要還是以繼電器 —接觸器組成控制系統(tǒng)。 PLC的應用場合。 PLC。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 1968年，美國最大的汽車制造商 ——通用汽車制造公司（ GM），為適應汽車型號的不斷翻新，試圖尋找一種新型的工業(yè)控制器，以盡可能減少重新設計和更換繼電器控制系統(tǒng)的硬件及接線、減少時間，降低成本。 3. 可靠性高于繼電器控制柜 。 7. 輸入可以是市電 。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 1969年，美國數(shù)字設備公司（ GEC）首先研制成功第一臺可編程序控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。目前世界上眾多的 PLC生產(chǎn)廠家中，比較著名的公司有美國的羅克韋爾公司、哥德公司、 TI公司、通用電氣公司，德國的西門子公司，日本的三菱公司、東芝公司、富士公司和立石公司等，它們的產(chǎn)品控制著世界上大部分的 PLC市場。所以，通常稱為可編程序邏輯控制器（ PLC—Programmable Logic Controller）。使 PLC在概念、設計、性能、價格以及應用等方面都有了新的突破。在第三稿中，對 PLC作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。 2. 專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。 6. 易與控制系統(tǒng)聯(lián)成一體。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復正常，系統(tǒng)也隨之恢復正常。如果能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，如果能使 PLC在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍，使 PLC在惡劣條件消失后自動恢復正常，這樣就能提高平均故障間隔時間；如果能在 PLC上增加一些診斷措施和適當?shù)谋Ｗo手段，在永久性故障出現(xiàn)時，能很快查出故障發(fā)生點，并將故障限制在局部，就能降低 PLC的平均修復時間。 ①屏蔽 ——對電源變壓器、 CPU、編程器等主要部件，采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽，以防外界干擾。 ⑤采用模塊式結構 ——這種結構有助于在故障情況下短時修復。 ①故障檢測 ——軟件定期地檢測外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強干擾信號等，以便及時進行處理。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 ③ 設置警戒時鐘 WDT（看門狗） ——如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間超過了 WDT規(guī)定的時間，預示了程序進入死循環(huán)，立即報警。它要求能承受幅值為 1000V，上升時間 1nS，脈沖寬度為 1μS的干擾脈沖。因此， PLC除應用于單機控制外，在工廠自動化中也被大量采用。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術人員的讀圖習慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。 PLC在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序將它翻譯成匯編語言然后執(zhí)行。并且，由于 PLC的低故障率及很強的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 三、可編程序控制器的應用 隨著 PLC的性能價格比的不斷提高：①微處理器的芯片及有關的元件價格大大降低， PLC的成本下降；② PLC的功能大大增強，因而 PLC的應用日益廣泛。開關量的邏輯控制可用于單機控制，也可用于多機群控，亦可用于自動生產(chǎn)線的控制等等。即：把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模塊，模塊移動一軸或多軸到目標位置。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 —現(xiàn)代的 PLC具有數(shù)學運算（包括矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算），數(shù)據(jù)傳遞、排序和查表、位操作等功能；可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。還可以構成“集中管理，分散控制”的分布控制系統(tǒng)。通常，按 I/O點數(shù)可劃分成大、中、小型三類；按功能強弱又可分為低檔機、中檔機和高檔機三類。如： S7400 德國西門子公司 GEⅣ GE公司 C2022 立石公司 K3 三菱公司等 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 五、可編程序控制器的發(fā)展 PLC發(fā)展概況 PLC自問世以來，經(jīng)過 40多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 2） PLC在閉環(huán)過程控制中應用日益廣泛。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 5） 編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標準化。 7）追求軟硬件的標準化。在對外開放政策的推動下，國外 PLC產(chǎn)品大量進入我國市場，一部分隨成套設備進口。特別值得一提的是國家科委和原機械工業(yè)部在儀器儀表重點課題攻關專項中組織了“六五”、“七五”、“八五”的可編程序控制器子項攻關，由部屬北京機械工業(yè)自動化研究所負責，先后研制開發(fā)了 MPC MPCMPC85型 PLC?？上驳氖窃?90年代，由于 PLC應用不斷深入，國內又掀起研制 PLC的高潮，雖然仍是小型 PLC，批量亦不大，但其功能、質量和可靠性比 70年代的產(chǎn)品有明顯的提高。中外合資、引進技術，使國產(chǎn) PLC上了一個新的臺階。程序存儲器的容量為 52K。通過該接口可方便的掛到Profibus等總線上去。 TOMC1軟 PLC可連接最多 32個本地 I/O模塊，最多 15個遠程站，每個遠程站可帶 32個 I/O點。標準化的IEC611313PLC編程語言已被眾多 PLC廠商所接受，其推廣速度越來越快。另外，日本的主推產(chǎn)品定位在小型 PLC上；而歐美則以大、中型 PLC為主。AB公司的小型機產(chǎn)品有 SLC500系列等。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 PLC產(chǎn)品 德國的西門子（ SIEMENS）公司， AEG公司和法國的 TE公司是歐洲著名的 PLC制造商。 S7系列含 S7200、 S7300、 S7400系列。某些用歐美中型或大型機才能實現(xiàn)的控制，日本小型機就可以解決。其小型機 F1/F2系列是F系列的升級產(chǎn)品，早期在我國的銷量也不小。 FX2N系列是近幾年推出的高功能的整體式小型機，它是 FX2系列的換代產(chǎn)品。微型機以 SP系列為代表；小型機有 P型、 H型、 CPM1A、 CPM2A系列機 CPM2C、 CQM1系列等；中型機有 C200H、 C200HS、 C200HX、C200HG、 C200HE及 CS1等系列。 下一頁 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 知識學習 一、 PLC的基本組成 目前 PLC種類繁多，功能和指令體系也各不相同，但都是以微處理器為核心，所以其結構和工作原理大致相同，可編程控制器的本質是工業(yè)控制專用計算機。 CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和電源總線與存儲器、輸入輸出接口、編程器和電源相連接。 （ 1）系統(tǒng)程序存儲器 PLC系統(tǒng)程序決定了 PLC的基本功能，該部分程序由 PLC制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)程序存儲器中，主要有系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調用等部分。 EPEROM為可電擦除只讀存儲器，須用紫外線照射芯片上的透鏡窗口才能擦除已寫入內容，可電擦除可編程只讀存儲器還有E2PROM、 FLASH等。RAM是一種高密度、低功耗的半導體存儲器，可用鋰電池作為備用電源，一旦斷電就可通過鋰電池供電，保持 RAM中的內容。 上一頁 下一頁 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 輸出模塊的作用是接收中央處理器處理過的數(shù)字信號，并把它轉換成現(xiàn)場的執(zhí)行部件能接收的信號，控制接觸器、電磁閥、調節(jié)閥、調速裝置，控制的另一類負載是指示燈、數(shù)字顯示器和報警裝置等。電壓等級有直流5V， 12V， 24V， 48V， 110V 和交流 110V， 220V 等。 上一頁 下一頁 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 開關量輸入 /輸出模塊的外部接線方式有匯點式、分組式和分隔式，如 圖 122所示。 分隔式模塊的各輸入 /輸出點之間相互隔離，每個輸入 /輸出點可使用單獨的電源，如將它們的 COM端連接起來，這幾個點就可以使用同一電源。 直流輸入模塊的內部電路和外部接線圖如 圖 123所示（為說明問題，以后各圖只畫出一路輸入和輸出， COM是公共點。 交流 /直流輸入電路如 圖 124所示，輸入觸點接通，輸入信號被限流電阻降壓后，再經(jīng)濾波整流，交流電壓或直流電壓信號被轉換為直流電流，經(jīng)過發(fā)光二極管送給光電隔離器。輸出電流典型值為~2A，負載電源由外部現(xiàn)場提供。與觸點并聯(lián)的 RC電路和壓敏電阻用來消除觸點斷開時產(chǎn)生的電弧。 上一頁 下一頁 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 雙向可控硅輸出電路如 圖 127 所示，只能帶交流負載（屬于交流輸出方式），交流電源由用戶提供。生產(chǎn)廠家開發(fā)了許多供用戶選用的特殊功能模塊。因此，模擬量輸入模塊又叫 A/D轉換輸入模塊。