【正文】 度和加速度，確保運(yùn)動(dòng)平滑。數(shù)據(jù)處理一般用在大中型控制系統(tǒng)中；具有CNC功能：把支持順序控制的 PLC與數(shù)字控制設(shè)備緊密結(jié)合。 I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)分散控制，然后利用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)構(gòu)成集中管理信息的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 一般，按 I/O點(diǎn)數(shù)分類如下： PLC—I/O點(diǎn)數(shù) 256點(diǎn)；單 CPU、 8位或 16位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量 4K字以下。世界總銷售額不斷上升、生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新。技術(shù)發(fā)展動(dòng)向 1）產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展。 3） 不斷加強(qiáng)通訊功能。 有各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，亦有高檔的 PLC指令系統(tǒng)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題一 PLC控制器概述 我國(guó)研制與應(yīng)用 PLC較晚，在 20世紀(jì) 70年代末和 80年代初，我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國(guó)外的 PLC。如寶鋼一、二期工程就引進(jìn)了 500多套，還有咸陽(yáng)顯象管廠、秦皇島煤碼頭、汽車廠等。這幾種型號(hào)的 PLCI/O點(diǎn)數(shù)為 256～ 512，并可擴(kuò)展到1024點(diǎn)，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)研制大型 PLC的先河，先后在注塑機(jī)、恒溫室、鍋爐控制、汽車壓力機(jī)生產(chǎn)線上獲得了應(yīng)用。其代表產(chǎn)品如：南京冠德科技有限公司（原江蘇嘉華實(shí)業(yè)有限公司 PLC工廠）的 JH200系列PLC， I/O為 12～ 120點(diǎn)，具有高速計(jì)數(shù)器和模擬量功能；杭州新箭電子有限公司的 D系列 PLC， D20P的 I/O點(diǎn)數(shù)為 20點(diǎn)， D100的 I/O點(diǎn)可從40～ 120點(diǎn)；蘭州全志電子有限公司的 RD系列小型 PLC很有特點(diǎn)，RD100型 PLC的 I/O點(diǎn) 9/4點(diǎn)， 2點(diǎn)模擬量輸入，而 RD200型 PLC的 I/O為 20～ 40點(diǎn)，擴(kuò)展的功能有編碼盤測(cè)速、熱電偶測(cè)溫和模擬量 I/O，RD200型 PLC最多可 32臺(tái)連網(wǎng)，并能與上位 PLC機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。 特別是近幾年，國(guó)產(chǎn) PLC有了更新的產(chǎn)品。為方便用戶選用，該公司開發(fā)了 19種、 35個(gè)不同規(guī)格的 I/O擴(kuò)展模塊， G3型 PLC可最多擴(kuò)展 7個(gè)模塊， I/O最大可到 264點(diǎn)。該公司的 FOPLC中型機(jī)，開關(guān)量 I/O為 256點(diǎn)；內(nèi)置 TCP/IP通信接口，很容易接入管理網(wǎng)；配有 ProfibusDP現(xiàn)場(chǎng)總線的主站、從站和遠(yuǎn)程 I/O都通過(guò) ISO9001嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系認(rèn)證。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題一 PLC控制器概述 在 90%的國(guó)內(nèi) PLC市場(chǎng)由國(guó)外 PLC產(chǎn)品占領(lǐng)的今天，國(guó)產(chǎn) PLC能脫穎而出，并具有和國(guó)外同類產(chǎn)品進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的能力，相信不久的將來(lái)，國(guó)產(chǎn) PLC將占市場(chǎng)更大份額。軟 PLC的應(yīng)用范圍將更廣。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題一 PLC控制器概述 PLC產(chǎn)品 美國(guó)有 100多家 PLC制造商，著名的 PLC制造商有 AB公司、通用電氣（ GE）公司、莫迪康（ MODICON）公司、德州（ TI）儀器、西屋公司等。 GE公司的代表產(chǎn)品是 GEⅠ GEⅢ GEⅥ 等系列，分別為小型機(jī)、中型機(jī)及大型機(jī)， GEⅥ /P最多可配置 4000個(gè) I/O點(diǎn)。德國(guó)西門子公司的電子產(chǎn)品以性能精良而久負(fù)盛名。其中 S7200是微型機(jī)， S7300是中型機(jī)、小型機(jī)， S7400大型機(jī)。日本有許多 PLC制造商，如三菱、歐姆、松下、富士、日立、東芝等。 F1/F2系列加強(qiáng)了指令系統(tǒng)，增加了特殊功能單元和通信功能，比 F系列有了更強(qiáng)的控制能力。近年來(lái)三菱公司還推出了滿足不同要求的微型機(jī) PLC，如 FX0S、 FX1S、 FX0N、 FX1N等系列的產(chǎn)品。 松下公司的 PLC產(chǎn)品中， FP0為微型機(jī)； FP1為整體式小型機(jī)； FP3為中型機(jī)； FP5/FP FP10S、 FP20為大型機(jī)。它的軟、硬件配置與計(jì)算機(jī)極為類似。 小型 PLC的 CPU采用 8位或 16位微處理器或單片機(jī)，如 803 M68000等，這類芯片價(jià)格很低；中型 PLC的 CPU采用 16位或 32位微處理器或單片機(jī)，如 808 96系列單片機(jī)等，這類芯片主要特點(diǎn)是集成度高、運(yùn)算速度快且可靠性高；而大型 PLC則需采用高速位片式微處理器。 系統(tǒng)管理程序主要控制 PLC的運(yùn)行，使 PLC按正確的次序工作；用戶指令解釋程序?qū)?PLC的用戶指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言指令，傳輸?shù)紺PU內(nèi)執(zhí)行；功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用則負(fù)責(zé)調(diào)用不同的功能子程序及其管理程序。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 （ 2）用戶程序存儲(chǔ)器 用戶程序存儲(chǔ)器用于存放用戶載入的 PLC應(yīng)用程序，載入初期的用戶程序因需修改與調(diào)試，所以稱為用戶調(diào)試程序，存放在可以隨機(jī)讀寫操作的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 RAM內(nèi)以方便用戶修改與調(diào)試。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 3. 輸入 /輸出模板 輸入 (Input)和輸出 (Output)模板簡(jiǎn)稱 I/O模塊， PLC通過(guò)此模塊實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的連接，它是可編程控制器與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程連接的接口，也是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和 CPU模塊的重要橋梁。 數(shù)字量（包括開關(guān)量）輸入、輸出模塊，主要的問(wèn)題是隔離問(wèn)題，需實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與可編程控制器電氣上的隔離，從而保持系統(tǒng)工作的可靠性。 各輸入 /輸出點(diǎn)的通 /斷狀態(tài)用發(fā)光二極管顯示，外部接線一般接在模塊面板的接線端子上。 匯點(diǎn)式模塊的所有輸入、輸出電路只有一個(gè)公共點(diǎn)，且共用一個(gè)電源。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 （ 4）輸入模塊的電路結(jié)構(gòu) 輸入電路中設(shè)有 RC濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)。圖中的輸入觸點(diǎn)直接接在公共點(diǎn)和輸入端 X001之間， 不需要外接輸入回路的電源（ PLC內(nèi)部有自帶 24V電源）。另外，交流信號(hào)輸入也可采用雙向發(fā)光二極管來(lái)保證信號(hào)連續(xù)，如圖 124所示，顯示用的兩個(gè)發(fā)光二極管也是反向并聯(lián)的。 輸出電流的額定值與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，如某端子輸出可驅(qū)動(dòng) AC220V/2A的電阻性負(fù)載，但只能驅(qū)動(dòng) AC220V/80VA的電感性負(fù)載和 100W的白燈；額定輸出電流還與溫度有關(guān)。 晶體管輸出電路如 圖 126所示，只能帶直流負(fù)載，直流電源由用戶提供。輸出信號(hào)經(jīng)光電隔離器控制雙向可控硅。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 （ 1）模擬量輸入輸出模塊 模擬量的輸入在過(guò)程控制中的應(yīng)用很廣泛，如溫度、壓力、流量、酸堿度、位移等工業(yè)檢測(cè)都是對(duì)應(yīng)電壓、電流的大小模擬量，再經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算（如 PID）后控制生產(chǎn)過(guò)程，達(dá)到一定的目的（如恒溫、恒壓等）。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 模擬量輸出模塊是將 CPU模塊處理后的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。大中型可編程控制器可以配置成百上千個(gè)模擬量通道，它們的 D/A， A/D轉(zhuǎn)換器是 12位的。 10V 和 177。高速計(jì)數(shù)模塊可對(duì)幾萬(wàn)赫茲甚至上兆赫茲的脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值等于或大于預(yù)置值時(shí)，輸出被驅(qū)動(dòng)（這一過(guò)程與可編程控制器的掃描過(guò)程無(wú)關(guān)，可保證負(fù)載被及時(shí)驅(qū)動(dòng)）。在 PID模塊上有輸入 (輸出接口和進(jìn)行閉環(huán)控制運(yùn)算的 CPU，模塊一般可以控制多個(gè)閉環(huán)。 可編程控制器的輸入量與輸出量之間存在因掃描工作方式引起的延遲（輸入量的變化，一般要在一個(gè)掃描周期后，才能反映到輸出上），這種延遲最長(zhǎng)可達(dá)兩個(gè)多掃描周期。可編程控制器的通信模塊一般配有幾種接口，可以通過(guò)通信模塊上的選擇開關(guān)進(jìn)行接口選擇，實(shí)現(xiàn)與別的可編程控制器智能控制設(shè)備或計(jì)算機(jī)之間的通信。模塊用存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)給定的運(yùn)動(dòng)曲線，模塊從位置傳感器得到當(dāng)前的位置值，并與給定值相比較，比較的結(jié)果用來(lái)控制伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。圖形編程器既可用語(yǔ)句形式編程，又可用梯形圖編程，同時(shí)還能進(jìn)行脫機(jī)編程。 二、 PLC的工作原理 1. PLC工作方式 雖然 PLC以微處理器為核心，故具有許多計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。即 PLC從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后才又返回第一條指令，如此周而復(fù)始，不斷循環(huán)。在停止模式下， PLC只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作，在內(nèi)部處理階段， PLC檢查 CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常，進(jìn)行監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位等工作。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。若自診斷正常，則繼續(xù)向下掃描。 （ 4）輸出處理 同輸入狀態(tài)映像區(qū)一樣， PLC內(nèi)存中也有一塊專門的區(qū)域稱為輸出狀態(tài)映像區(qū)。通常將自診斷和通訊服務(wù)合稱為監(jiān)視服務(wù)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 3． PLC對(duì)輸入 /輸出的處理 根據(jù)可編程控制器的工作特點(diǎn)，可編程控制器的輸入 /輸出處理的原理如下。 （ 4）輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)（狀態(tài)）由上一個(gè)掃描周期的輸出處理階段存入到輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)確定，直到本掃描周期的輸出處理階段，其數(shù)據(jù)才被刷新。 圖 1211(b) 所示為三個(gè) I/O變量對(duì)應(yīng)的I/O映像寄存器。編程元件 X0與接在輸入端子 X0的 SB1的常開觸點(diǎn)及輸入映像寄存器 X0相對(duì)應(yīng)，編程元件 Y0與輸出映像寄存器 Y0 相對(duì)應(yīng)，也與接在輸出端子 Y0的可編程控制器內(nèi)的輸出電路相對(duì)應(yīng)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 在輸入掃描階段， CPU將 SB1和 SB2的常開觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)狀態(tài)讀入相應(yīng)的輸入映像寄存器，外部觸點(diǎn)接通時(shí)存入映像寄存器的是二進(jìn)制數(shù) 1，反之存入 0。 執(zhí)行第四條指令時(shí)， CPU將運(yùn)算結(jié)果寄存器的二進(jìn)制數(shù)數(shù)據(jù)送入 Y0的輸出映像寄存器。當(dāng)tt1時(shí) ,CPU讀取輸入映像寄存器 X0和 X1的均為二進(jìn)制數(shù) 0，此時(shí)輸出映像寄存器 Y0中的為二進(jìn)制數(shù) 0，在程序執(zhí)行階段，經(jīng)過(guò)上述邏輯運(yùn)算過(guò)程之后，運(yùn)算結(jié)果仍為 Y0=0，所以 KM的線圈處于斷電狀態(tài)。完成一個(gè)掃描周期，又重新執(zhí)行上述過(guò)程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行?，F(xiàn)在廠家生產(chǎn)的基型 PLC的一個(gè)掃描周期大約為 10ms，這對(duì)于一般的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)完全是允許的，不但不會(huì)造成影響，反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，這是因?yàn)檩斎氩蓸觾H在輸入刷新階段進(jìn)行。響應(yīng)時(shí)間由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分組成。 （ 1）可編程控制器的最小 I/O響應(yīng)時(shí)間 如果可編程控制器剛好在輸入掃描階段優(yōu)先接收一輸入信號(hào)，則響應(yīng)最快。 由上述知，由掃描工作方式引起的延時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)兩個(gè)多掃描周期。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 (1）梯形圖的表達(dá)式沿用了原電氣控制系統(tǒng)中的繼電器接觸器控制電路的形式，二者的基本構(gòu)思基本是一致，只是使用符號(hào)和表達(dá)形式有所區(qū)別。最后為輸出類指令，實(shí)現(xiàn)輸出控制，或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工作。 2）圖左、右邊垂直線稱為起始母線、終止母線。同一廠家的 PLC產(chǎn)品，其助記符語(yǔ)言與梯形圖語(yǔ)言是相互對(duì)應(yīng)的，可互相轉(zhuǎn)換?？梢詫?duì)已有相近或者類似的實(shí)例按照控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行修改，直到滿足控制系統(tǒng)的要求。解析法比較嚴(yán)謹(jǐn)，可以避免編程的盲目性。 時(shí)序圖法適用于時(shí)間控制電路，先把對(duì)應(yīng)信號(hào)的波形畫出來(lái)，再依照時(shí)間順序用邏輯關(guān)系去組合，就可以把控制程序設(shè)計(jì)出來(lái)。解析法要畫圖，圖解法也要列解析式，只是兩種方法的側(cè)重點(diǎn)不一樣。 (5) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用 PLC通過(guò)上位鏈接單元與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)連接，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程。 下一頁(yè) 返回 課題三 FX系列 PLC的操作 知識(shí)學(xué)習(xí) 一、 GX Develope編程軟件的安裝 系統(tǒng)支持 WINDOWS 98/2022/XP，至少得有 512MB內(nèi)存，以及100MB空余的硬盤。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題三 FX系列 PLC的操作 “下一個(gè)”按鈕，彈出“輸入產(chǎn)品序列號(hào)”對(duì)話框。其他兩個(gè)地方圖 134和圖 135可以打勾。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題三 FX系列 PLC的操作 二、 PLC與計(jì)算機(jī)的連接及通信 1．接口單元 采用 FX—232AWC型 RS232/RS422轉(zhuǎn)換器（便攜式）或 FX—232AW型 RS232C/RS422（內(nèi)置式），以及其他指定的轉(zhuǎn)換器。另外更有多種不同的特殊功能模塊提供給不同客戶。 ② 輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)： 4～ 128點(diǎn) ③ 單元區(qū)別： M－基本單元； E－輸入輸出混合擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊；EX－輸入專用擴(kuò)展模塊； EY－輸出專用擴(kuò)展模塊。擴(kuò)展單元（ Extension Unit）是用于增加可編程控制器 I/O 點(diǎn)數(shù)的裝置，內(nèi)部設(shè)有電源。這里只對(duì) FX 2系列可編程控制器的基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊的型號(hào)規(guī)格作一個(gè)簡(jiǎn)單