【正文】 能，有較豐富的指令系統(tǒng)、更大的內(nèi)存容量和更快的掃描速度。適合于自動(dòng)化控制、過(guò)程控制和過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的自動(dòng)化。面板上有編程器插座、通信口插座、外存儲(chǔ)器插座和擴(kuò)展單元接口插座等，同時(shí)也配有多種功能的擴(kuò)展單元。模塊式結(jié)構(gòu)的PLC通常把CPU、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口等均作成各自相互獨(dú)立的模塊，功能單一、品種繁多。一般可按CPU檔次、I／O點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)容量、掃描速度、網(wǎng)絡(luò)功能等方面來(lái)衡量PLC的性能。I／O點(diǎn)數(shù)包括主機(jī)的I／O點(diǎn)數(shù)和最大的可擴(kuò)展的點(diǎn)數(shù)，I／O點(diǎn)數(shù)越多，越能夠控制的器件和設(shè)備越多。 在PLC中，程序指令是按”步“存放的，1”步“占用1個(gè)地址單元，一個(gè)地址單元一般占2字節(jié)。絕大多數(shù)PLC都配置有較大容量的存儲(chǔ)器，一般能夠滿足對(duì)實(shí)際控制要求。有時(shí)也用掃描時(shí)間表述,即CPU按邏輯順序，從開(kāi)始到結(jié)束掃描一次所需的時(shí)間。（5） 內(nèi)部寄存器種類和數(shù)量PLC內(nèi)部寄存器用以存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果、數(shù)據(jù)等，還有許多輔助寄存器可供用戶使用?？紤]到實(shí)際情況的變化，在選擇PLC時(shí)要為系統(tǒng)的擴(kuò)展留有適量的余地。一般由廠家提供專用編程工具，包括專用編程器和專用編程軟件。其中美國(guó)和德國(guó)是以大型PLC而聞名，而日本主要生產(chǎn)小型的PLC。 可編程控制器主要由中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)、電源和編程器等幾部分組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖21所示 （一）、中央處理單元((CPU)可編程控制器中常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片式微處理器三種類型。（二）、存儲(chǔ)器可編程控制器配有兩種存儲(chǔ)器 ： 系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。CMOS RAM是—種可進(jìn)行讀寫(xiě)操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器存放用戶程序．生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)，存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。EPROM、EEPROM都是只讀存儲(chǔ)器。正是通過(guò)輸入輸出單元實(shí)現(xiàn)了這些信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。PLC的各種輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流型和直流型，高電壓型和低電壓型、電壓型和電流型之分。PLC輸人電路中有光耦合器隔離。 (2)、輸出接口電路 PLC的輸出有三種形式：繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸比。很顯然，繼電路輸出是利用了繼電器的接點(diǎn)和線圈將PLC的內(nèi)部電路與外部負(fù)載電路進(jìn)行了電氣隔離。 輸出電路的負(fù)載電源由外部提供。從數(shù)據(jù)類型上看有開(kāi)關(guān)量和模擬量；從電壓等級(jí)上看有直流和交流；從速度上看有低速和高速，從點(diǎn)數(shù)上看有多種類型；從距離上看可分為本地I/O和遠(yuǎn)程I/O。PLC內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)壓電源用于對(duì)PLC的CPU單元和I/O單元供電．小型PLC電源往往和CPU單元合為—體，中大型PLC都有專門電源單元，有些PLC電源部分還有以24v DC輸出，用于對(duì)外部傳感器供電，但電流往往是毫安級(jí)。利用微機(jī)作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖。目前PLC常用的編程語(yǔ)言有四種，梯形圖編程語(yǔ)言、指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言、功能圖編程語(yǔ)音、高級(jí)編程功能語(yǔ)言。形象、直觀、實(shí)用，電氣技術(shù)人員容易接受，是目前用得最多的一種PLC編程語(yǔ)言。 PLC的梯形圖是形象化的編程語(yǔ)言，梯形圖左右兩端的母線是不接任何電源的。PLC梯形圖中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)梯級(jí)組成。（二）指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言 這種編程語(yǔ)言是一種與計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言相類似的助匯符編程方式，用一系列操作指令組成的語(yǔ)句表將控制流程描述出來(lái)，并通過(guò)編程器送到PLC中去。 指令語(yǔ)句表是由若干條語(yǔ)句組成的程序。操作碼用助記符表不(如L1表示取、OR表示或等)，用來(lái)執(zhí)行要執(zhí)行的功能，告訴PLC該進(jìn)行什么操作，例如邏輯運(yùn)算的與、或、非；算術(shù)運(yùn)算的加、減、乘、除；時(shí)間或條件控制中的計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、移位等功能。（三）、功能圖編程語(yǔ)言 這是一種較新的編程方法。圖25是一個(gè)先”與”后“或”操作的功能圖編程語(yǔ)言圖。 三、可編程控制器的工作原理 （一）、 PLC的編程器件概述 PLC內(nèi)部有多具有不同功能的插件，實(shí)際上這些器件是由電子電路和存儲(chǔ)器組成的。從工作過(guò)程看，我們只注重器件的功能．按器件的功能給名稱，例如輸入繼電器x、輸出繼電器Y等、而且每個(gè)器件都有確定的地址編號(hào)．這對(duì)編程十分重要； 需要特別指出的是，不同廠家、甚至同—廠家的不同型號(hào)的PLC編程器件的數(shù)量和種類都不一樣，下面我們以FX小型PLC為藍(lán)本，介紹編程器件。輸入繼電器必須有外部信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)．不能用程序驅(qū)動(dòng)。輸出繼電器的地址編號(hào)也是八進(jìn)制。 在邏輯運(yùn)算中經(jīng)常需要—些利用繼電器作為輔助運(yùn)算用，這些器件持往用作狀態(tài)暫存、移位等運(yùn)算。（2） 斷電保持輔助繼電器M500~M1023(524點(diǎn))PLC在運(yùn)行中若發(fā)生停電．輸出繼電器相通用輔助繼電器全部成為斷開(kāi)狀態(tài)。（3） 特殊輔助繼電器M8000~8255(256點(diǎn))PLC內(nèi)有256個(gè)特殊輔助繼電器，這些特殊輔助繼電器各自具有特定的功能；下面可分兩大類： 1） 只能利用其接點(diǎn)的持殊輔助繼電器。 M8012為產(chǎn)生100ms時(shí)鐘脈沖的特殊輔助繼電器。 M8039為定時(shí)掃描特殊輔助繼電器。2） 回零狀態(tài)器Sl0—S19共10點(diǎn)。這100個(gè)狀態(tài)器器件可用作外部故障診斷輸出。對(duì)于每—個(gè)定時(shí)器，這三個(gè)量使用同—地址編號(hào)名稱．但使用場(chǎng)合不一樣，其所指也不—樣。這里使用的數(shù)據(jù)寄存器應(yīng)有斷電功能。驅(qū)動(dòng)輸入x0斷開(kāi)或發(fā)生斷電時(shí)，計(jì)數(shù)器就復(fù)位、輸出接點(diǎn)也復(fù)位。輸入X1再接通或復(fù)電時(shí)．計(jì)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)累積時(shí)間為(345)s＝。從驅(qū)動(dòng)定時(shí)器線圈到其接點(diǎn)動(dòng)作稱為定時(shí)器接點(diǎn)動(dòng)作精度時(shí)間t，t＝T+T0。 。單位為s；a為定時(shí)器的時(shí)鐘周期，1ms、10ms、l 。當(dāng)復(fù)位輸入X 2接通時(shí)，計(jì)數(shù)器就復(fù)位，接點(diǎn)也復(fù)位。當(dāng)定時(shí)器線圈250的驅(qū)動(dòng)輸入X1接通時(shí)，T250的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器開(kāi)始累積100ms的時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)．當(dāng)該值與設(shè)定值K345對(duì)相等時(shí)，定時(shí)器的輸出接點(diǎn)接通。圖27是定時(shí)器的工作原理圖。（1） 定時(shí)器的動(dòng)作及地址編號(hào) 在PLC內(nèi)定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)的．時(shí)鐘脈沖有1ms，、10ms、l00ms三檔．當(dāng)所計(jì)時(shí)間到達(dá)設(shè)定位時(shí)，輸出接點(diǎn)動(dòng)作。不用步進(jìn)順控指令時(shí)，狀態(tài)器S可以作為輔助繼電器M在程序中使用。4） 保持狀態(tài)器S500—S899共400點(diǎn)。 輔助繼電器的常開(kāi)常閉接點(diǎn)在PLC內(nèi)部可無(wú)限次的自由使用。 M8033為PLC停止時(shí)輸出保持特殊輔助繼電器。例如： M8000為運(yùn)行監(jiān)控用．PLC運(yùn)行時(shí)M8000接通。不少控制系統(tǒng)要求保持?jǐn)嚯娝查g狀態(tài)。下面是幾種常見(jiàn)的輔助繼電器。 輔助繼電器M PLC內(nèi)部有很多輔助繼電器，它的常開(kāi)常閉接點(diǎn)在PLC內(nèi)部編程時(shí)可以無(wú)限次的自由使用。每一個(gè)輸出繼電器有一個(gè)外部輸出的常開(kāi)接點(diǎn)。與輸人端子連接的輸入繼電器是光電隔離的電子繼電器，其線圈、常開(kāi)接點(diǎn)、常間接點(diǎn)與傳統(tǒng)硬繼電器表示方法一樣，如圖26左邊所示。為了把它們與通常的硬器件區(qū)分開(kāi)，我們通常把上面的器件稱為軟器件，是等效概念抽象模擬的器件。采用高級(jí)語(yǔ)言編程后，用戶可以象使用普通微型計(jì)算機(jī)一樣操作PLC。不同廠家的PLC對(duì)這種編程語(yǔ)言所用的符號(hào)和名稱也不一樣。標(biāo)識(shí)符表示操作數(shù)的類別，例如表明是輸入繼電器、輸出繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器等。每個(gè)操作功能由—條或幾條語(yǔ)句來(lái)執(zhí)行。書(shū)寫(xiě)的語(yǔ)句表并不相同。例如圖24b中梯形圖由兩個(gè)梯級(jí)組成，梯級(jí)1）中有4個(gè)編程元件(XXY1和Y2)，最右邊的Y1是輸出元件。把PLC梯形圖左邊路線假想為電源相線．而把右邊母線假想為電源地線：假想電流只能從左向右流動(dòng)．層次改變只能先上后下。PLC梯形圖中的繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器不是物理繼電器、物理定時(shí)器、物理計(jì)數(shù)器，這些器件實(shí)際上是存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)器，因此稱為軟器件。（一）梯形圖編程語(yǔ)言 該語(yǔ)言習(xí)慣上叫梯形圖。不光有硬件，軟件也必不可少 ，一提到軟件就必然和編程語(yǔ)言相聯(lián)系。編程器—般分簡(jiǎn)易型編程器和智能型編程器，小型PLC常用簡(jiǎn)易型編程器．大中型PLC多用智能型CRT編程器，除此以外，在個(gè)人計(jì)算機(jī)上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖?。（四）、電源單元PLC的供電電源是一般市電、也有用直流24v供電的。例如FX2型FLC繼電器輸出的負(fù)載能力．電源電壓在250v AC以下時(shí)，對(duì)電阻負(fù)載為2A/點(diǎn)；對(duì)感性負(fù)載為80V *A；對(duì)燈負(fù)載為100W。第三種是雙向晶閘管輸出型，采用了光觸發(fā)型雙向晶閘管。 繼電器輸出型最常用。當(dāng)輸入開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，一次電路中流過(guò)電流，輸入指示燈亮．光耦合器被激勵(lì)．三極管從截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)轱柡蛯?dǎo)通狀態(tài)，這是一個(gè)數(shù)據(jù)輸入過(guò)程。另一種是交流(100120)v、(200240)V輸入，第三種是交直流〔12一24〕V輸入。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。又有可整片擦除的功能。掉電時(shí)，可以有效地保持存儲(chǔ)的信息。小型可編程控制器的存儲(chǔ)器容量—般在8K字節(jié)以下?？删幊炭刂破鞯臋n次越高．CPU的位數(shù)也越多、運(yùn)算進(jìn)度也越快，功能指今越強(qiáng)。第三節(jié) 可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理一、 可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成 可編程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣。三、 PLC主要生產(chǎn)廠家目前，世界上生產(chǎn)PLC的廠家已有200多個(gè)，各種型號(hào)和系列。其種類和數(shù)量越多，說(shuō)明PLC功能越強(qiáng)大。PLC寄存器種類和數(shù)量配置情況是衡量PLC硬件功能的一個(gè)指標(biāo)。指令的種類和數(shù)量決定了用戶編輯程序的方式和PLC的處理能力和控制能力。它在一個(gè)掃描周期內(nèi)， 執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)部處理、B輸入采樣、輸出刷新所需要的時(shí)間是基本固定的，但它所執(zhí)行的用戶程序所需的時(shí)間隨