【正文】 可靠措施都是圍繞提高 MTBF 及 MTTR 值進(jìn)行的。這在介紹 PLC 的特點(diǎn)時(shí)已作了敘述。 PLC的用戶也可基于 DOS或 WINDOWS平臺(tái)開發(fā)用于 PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，以提高 PLC 系統(tǒng)自動(dòng)化及智能化水平。 支持軟件不僅編制 PLC 程序需要，監(jiān)控 PLC 運(yùn)行，特別是監(jiān)視 PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況也需要。當(dāng)前不少 PLC 廠家已有提供?？梢栽?DOS，也可在 WINDOWS 平臺(tái)上運(yùn)行。這種語(yǔ)言，梯形圖與流程圖兩者兼用，可使PLC 程序結(jié)構(gòu)化。流程圖語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言也有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，只是它對(duì)應(yīng)的符號(hào)語(yǔ)言與梯形圖的對(duì)應(yīng)不一樣。這種語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言有對(duì)應(yīng)關(guān)系，很容易互相轉(zhuǎn)換，并便于電氣工程師了解與熟悉 ，故用得很普遍，幾乎所有的 PLC 都開發(fā)有這種語(yǔ)言。它類似計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言， PLC 的指令系統(tǒng)就是用這種語(yǔ)言表達(dá)的。 （六） 支持軟件 為了便于編制 PLC 程序，多數(shù) PLC 廠家都開發(fā)有關(guān)計(jì)算機(jī)支持軟件。 狀態(tài)監(jiān)控指令，用以監(jiān)視及記錄 PLC 及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對(duì)提高 PLC 控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。 流程控制指令，用以控制程序運(yùn)行流程。 PLC 的指令繁多，但主要的有這么幾種類型： 基本邏輯指令，用于處理邏輯關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)邏輯控制。 內(nèi)部器件也是 PLC 指令的操作數(shù)，不弄清楚是無(wú)法編程的。如日本 OMRON公司的 CQM1機(jī)，其 DM區(qū)就有 6k字。多以字、兩字或多字為單位予以使用，是 PLC 進(jìn)行模擬量控制，或記錄數(shù)據(jù)所必不可少的。定時(shí)器有多少，設(shè)定范圍有多大，設(shè)定值的分辨率又是多少，這些都代表定時(shí)器件的性能。再上電 后可繼續(xù)丟電前的狀態(tài)。它與 I/O 繼電器區(qū)相聯(lián)系著，有時(shí)與后者相聯(lián)系進(jìn)行處理。它也是代表 PLC 性能的重要指標(biāo)。不同的內(nèi)部器件占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域。內(nèi)存大，可存儲(chǔ)的程序量大，也就可進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。用戶內(nèi)存主要用以存儲(chǔ)用戶程序，個(gè)別的還將其中的一 部分劃為系統(tǒng)所用。隨著技術(shù)進(jìn)步，這種設(shè)備將更加豐富。各種 PLC 大體都有這方面的配套設(shè)施。性能好的 PLC，這種外部設(shè)備已越來(lái)越豐富。編程器除了用于編程，還可對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定，以確定 PLC 控制 第 13 頁(yè)共 83 頁(yè) 方式，或工作方式。故一種 PLC 的性能如何，與這種 PLC 所具外部設(shè)備豐富與否，外部設(shè)備好用與否直接相關(guān)。 掌握 PLC 性能，一定要了解它的模塊，并通過(guò)了解模塊的性能，去弄清楚 PLC 的性能。這些模塊有自己的 CPU，可對(duì)信號(hào)作預(yù)處理或后處理，以簡(jiǎn)化 PLC 的 CPU 對(duì)復(fù)雜的程控制量的控制。 箱體式的 PLC 還有 I/O 擴(kuò)展箱體，它不含 CPU，僅有電源及 I/O 單元的功能。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)存模塊都是附加 于 CPU 模塊之中。 PLC 的主要性能，如速度、規(guī)模都由它的性能來(lái)體現(xiàn)。相反，小型 PLC、檔次低的 PLC 模塊種類也少，規(guī)格也少，指標(biāo)也低。在此，不妨把 PLC 的模塊組成當(dāng)作所有 PLC 的結(jié)構(gòu)性能。所以，規(guī)模大，所使用的模塊也多。這個(gè)區(qū)大，相應(yīng)地內(nèi)部器件（解釋見后）也要增多，這些都要求有更大的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)。所以，大型 PLC 的工作速度總是比小的要快。 （二） 控制規(guī)模 控制規(guī)模代表 PLC 控制能力，看其能對(duì)多少輸入、輸出點(diǎn)及對(duì)多少路模擬進(jìn)行控制。性能高的、大型的 PLC 響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。不同的 PLC 措施也不完全相同，提高響應(yīng)速度的效果也不同。這時(shí)，要多等待一個(gè)周期， PLC 的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號(hào)。從討論 PLC 的工作原理知，從對(duì) PLC 加入輸入信號(hào)，到 PLC 產(chǎn)生輸出，最理想的情況也要延遲一個(gè) PLC 運(yùn)行程序的周期。但各種 PLC 總有一些基本指令，而且各種的 PLC 都有這些基本指令，故常以執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間來(lái)衡量這個(gè)速度。不同的 PLC。 了解了 PLC 的基本結(jié)構(gòu)，我們?cè)谫?gòu)買程控器時(shí)就有了一個(gè)基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮 PLC 所提供的最佳 PLC 的基本性能指標(biāo) 可編程控制器的基本性能可用如下八條予以概括： （一） 工作速度 工作速度是 指 PLC 的 CPU 執(zhí)行指令的速度及對(duì)急需處理的輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。 2. 監(jiān)控設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器 和圖形監(jiān)視器?，F(xiàn)在幾乎所有的 PLC 新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計(jì)算機(jī)一樣具有 RS232 接口，通過(guò)雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。 人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng) 人機(jī)界面非常普及。 4 按 I/O 點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可 少，但其最大數(shù)受CPU 所能 管 理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 I/O 分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。如果沒(méi)有一個(gè)良好的可靠得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此 PLC 的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視，一般交流電壓波動(dòng)在 +10%(+15%)范圍內(nèi)可以不采取其它措施，而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。 系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) 除了 I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)還包括 PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備 (邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等 )的存儲(chǔ)區(qū)，該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在 PLC 斷電時(shí)由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失，后者當(dāng) PLC 斷電時(shí)數(shù)據(jù)被清零 1) 邏輯 線圈 第 8 頁(yè)共 83 頁(yè) 與開關(guān)輸出一樣，每個(gè)邏輯線圈占用系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)位，但不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，只供用戶在編程中使用，其作用類似于電器控制線路中的繼電器，另外不同的 PLC 還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。 2 PLC 存儲(chǔ)空間的分配 雖然各種 PLC 的 CPU 的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù) PLC 的工作原理其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)； 系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū) (包括 I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等 )； 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)。 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù)，它們決定著 PLC 的工作速度， IO 數(shù)量及軟件容量等，因此 限制著控制規(guī)模 （二） 存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器； 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。 相同如圖所示： （一） 第 6 頁(yè)共 83 頁(yè) 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞，它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查 電源、存儲(chǔ)器I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。實(shí)現(xiàn)高速上網(wǎng)、 IP 電話以及 IP 視頻等多媒體接入服務(wù)。頭端一般安裝在配電變壓器低壓出線端，它主要實(shí)現(xiàn) PLC 高頻信號(hào)和傳統(tǒng)的寬帶通信信號(hào)的互相轉(zhuǎn)換。 OFDM 技術(shù)起源于二十世紀(jì)六十年代，主要用于軍用高頻通信系統(tǒng)。 PLC 的工作原理：電力線是一個(gè)極其不穩(wěn)定的高躁聲、強(qiáng)衰減的傳輸通道，要實(shí)現(xiàn)可靠的電力線高速數(shù)據(jù)通信，必須解決低壓配電網(wǎng)上各種因素如：噪聲、阻抗波動(dòng)、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電磁兼容性以及線路阻抗和容性負(fù)載引起的信號(hào)衰減等主要因素對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?。迄今?PLC 技術(shù)已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，在技術(shù)發(fā)展的各個(gè)階段，電力系統(tǒng)已經(jīng)得到了不同的應(yīng)用。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC做了如下定義： “PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 1973 年，西歐國(guó)家也研制出它們的第一 第 4 頁(yè)共 83 頁(yè) 臺(tái) PLC。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(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域 推廣應(yīng)用。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。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(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。因此，本人選擇制作十字路口交通燈。 交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。作為交通控制的重要組成部份的交通信號(hào)燈也應(yīng)適合社會(huì)實(shí)際情況。s characteristic to bine concretly, perfect . The appearance of the traffic signal lamp , make the traffic be controlled effectively, for dredging the flow of traffic, improving the traffic capacity of the road, there are obvious results to reduce the traffic accident. As China joins WTO, we will 第 2 頁(yè)共 83 頁(yè) not only be in line with international standards in such different fields as economy ,culture ,sciencandtechnology ,etc. should be in line with international standards too in traffic control. As the saying goes want rich , repair the roads first , but way build up if control do road well to be unable to ensure the unblocked security in traffic. The traffic signal lamp of the important position ponent controlled as the traffic should be suitable for the social actual conditions too. So, I choose to make the crossroad 第 3 頁(yè)共 83 頁(yè) 第一章 PLC 的基礎(chǔ)知識(shí) 概述 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。 PLC 的由來(lái) 在 60 年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的。 1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制出第一臺(tái) PLC，在美國(guó)通用汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功。 1971 日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺(tái) PLC。 PLC的定義 可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PLC（ Programmable logic Controller） ,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。 ” PLC 的工作原理 PLC(Power Line Communication)即電力線通信是指利用電力 線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式。在中壓配電網(wǎng)傳輸技術(shù)方面，高于 10Mbps 數(shù)據(jù)信號(hào)的設(shè)想和方案也日益引起人們的重視并開 發(fā)成功。通過(guò)動(dòng)態(tài)選擇可用的子載波，該技術(shù)可以減少窄帶干擾和頻率的谷點(diǎn)的影響。 PLC 的幾種接入方案 在低壓配電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般 情況下，由頭端（ HE）和用戶端（ CE）組成。用戶的計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)接口或 USB 接口、普通話機(jī)通過(guò) RJ11 接口與 “ 電力貓 ”相連。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC 至少有一個(gè) CPU，它按 PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。 在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析 CPU 的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。 （ 3 ） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種電可擦除的