【正文】 驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少 PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少。 PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。 維修工作量少，維修方便 PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。學(xué)得辛苦，做得舒服 PLC的結(jié)構(gòu)與工作過程 PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)計算機(jī)，只不過它比一般的計算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適應(yīng)于控制要求的編程語言，故PLC與計算機(jī)的組成十分相似，如下圖所示。CPU通過數(shù)據(jù)總線總線、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(diào)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(nèi)容，可電擦除可編程只讀存儲器還有E2PROM、FLASH等?！AM是一種高密度、低功耗的半導(dǎo)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(nèi)容。現(xiàn)場控制或檢測元件輸入給PLC各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量等，通過輸入接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號。當(dāng)輸入端的按鈕SB接通時，光耦合器T導(dǎo)通，直流輸入信號被轉(zhuǎn)換成PLC能處理的5V標(biāo)準(zhǔn)信號電平(簡稱TTL)，同時LED輸入指示燈亮，表示信號接通。由于輸入電信號與PLC內(nèi)部電路之間采用光信號耦合，所以兩者在電氣上完全隔離，使輸入接口具有抗干擾能力。輸出接口電路一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成，與輸入接口電路類似，內(nèi)部電路與輸出接口電路之間采用光電耦合器進(jìn)行抗干擾電隔離。4. 編程器編程器作用是將用戶編寫的程序下載至PLC的用戶程序存儲器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。目前PLC制造廠家大都開發(fā)了計算機(jī)輔助PLC編程支持軟件，當(dāng)個人計算機(jī)安裝了PLC編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過個人計算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC運(yùn)行狀態(tài)等。 眾所周知，繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行方式，即如果某繼電器的線圈通電或斷電，那么該繼電器所有的觸點(diǎn)（包括其常開或常閉觸點(diǎn)），無論在繼電器控制線路的哪個位置上都會同時動作。 PLC的工作方式是一個不斷的循環(huán)的順序掃描工作方式。 PLC運(yùn)行正常時，掃描周期的長短與CPU的運(yùn)算速度、I/O點(diǎn)的情況、用戶應(yīng)用程序的長短及編程情況等均有關(guān)。PLC工作的全過程可用下圖所示的運(yùn)行框圖來表示。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變?！　〖?，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用?！　⊥瑯拥娜舾蓷l梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。三. 出錯處理 在PLC的每個掃描周期都要執(zhí)行一次自診斷檢查，以確定PLC自身的動作是否正常，如CPU、電池電壓、程序存儲I/O、通信等是否異?；虺鲥e。PLC能不能像計算機(jī)那樣采用中斷輸人的方法，即當(dāng)有中斷申請信號輸人后，系統(tǒng)會中斷正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相關(guān)的中斷子程序。 一般微機(jī)系統(tǒng)的CPU，在每一條指令執(zhí)行結(jié)束時都要查詢有無中斷申請。系統(tǒng)接到中斷申請后，順序掃描中斷源，它可能只有一個中斷源申請中斷，也可能同時有多個中斷源申請中斷系統(tǒng)在掃描中斷源的過程中，就在存儲器的一個特定區(qū)建立起“中斷處理表”，按順序存放中斷信息，中斷源被掃描過后，中斷處理表也已建立完畢，系統(tǒng)就按該表順序先后轉(zhuǎn)至相應(yīng)的中斷子程序人口地址去工作。 PLC按巡回掃描方式工作，正常的輸入/輸出在掃描周期的一定階段進(jìn)行，這給外設(shè)希望及時響應(yīng)帶來了困難。 PLC的I/O系統(tǒng) 1. I/O響應(yīng)時間 為了增強(qiáng)PLC的抗干擾能力，提高其可靠性，PLC的每個開關(guān)量輸人端都采用光隔離等技術(shù)。響應(yīng)時間是可變的，例如，在一個掃描周期的輸人采樣階段開始前瞬間收到一個輸人信號，則在本周期內(nèi)該信號就起作用，這個響應(yīng)時間最短，等于輸人采樣時間、一個用戶程序執(zhí)行時間和輸出刷新時間之和 如果在一個掃描周期的輸人采樣階段剛過就收到一個輸人信號，則該信號在本周期內(nèi)不起作用，必須等到下一個掃描周期才起作用，這時響應(yīng)時間最長，等于輸人采樣時間、兩個用戶程序執(zhí)行時間、輸出刷新時間之和 2. 1/O尋址方式 PLC的硬件結(jié)構(gòu)主要分單元式和模塊式兩種。 I/O 尋址方式有以下三種： （1）固定的I/O尋址方式這種尋址方式是由PLC制造廠家設(shè)計、生產(chǎn)PLC時確定的，它是每一個輸入/輸出點(diǎn)都有一個明確的固定不變的地址。 PLC的編程語言 可編程控制器是通過程序?qū)ο到y(tǒng)控制的，各種機(jī)型的PLC都有自己的編程語言。不同廠家的PLC各有自己的一套梯形圖符號。 圖是用繼電器控制的電動機(jī)直接啟、停(也稱啟保停)控制梯形圖， (b)是用PLC控制的梯形圖程序。之所以稱為“軟繼電器”，是因?yàn)樗哂信c物理繼電器相似的功能。 (3)PLC的輸入繼電器是由外部信號所驅(qū)動的，在梯形圖中只能使用輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)它的線圈。而PLC梯形圖的母線并不接電源，它只表示每一個梯級的起始和終了，PLC的每一個梯級中并沒有實(shí)際的電流通過。、 ，、 ，輸入和輸出 端子各有自己的公共端COM。由于沒有按動SB2。在電動機(jī)運(yùn)行過程中按下SB2， ，使KM斷電，于是電動機(jī)停轉(zhuǎn)。一個復(fù)雜的控制功能是用較長的語句表來描述的。 用戶定義的功能塊中可以包含用不同編程語言實(shí)現(xiàn)的、與傳統(tǒng)PLC程序相似的控制代碼。梯形圖功能塊是由完成特定功能的程序段組成的。內(nèi)部變量不能與功能塊的I/O參數(shù)直接建立聯(lián)系，例如，不能從功能塊的輸入?yún)?shù)直接獲得數(shù)據(jù)，也不能將數(shù)據(jù)直接從功能塊輸出。每個功能塊都由一個默認(rèn)輸出變量ENO，ENO為使能輸出變量，功能塊創(chuàng)建時自動生成，不需要用戶定義，功能塊執(zhí)行時，ENO處于ON狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)化文本隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC的高級功能越來越多，如果任然用梯形圖來實(shí)現(xiàn)，會很不方便。ST語言類似于PASCAL語言，但在表達(dá)式和語句的種類方面都做了簡化。運(yùn)算符包括算數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和比較運(yùn)算等算法。一個結(jié)構(gòu)文本如圖所示，此例包含CASE（選擇）語句和IF（條件）語句。懂得高級語言的用戶編寫好復(fù)雜的ST語言功能塊后，其他用戶甚至不熟悉ST語言的操作人員也可以使用該功能塊，這就大大降低了對操作人員所使用編程語言的限制。工作速度是PLC工作的基礎(chǔ)。指令的條數(shù)也不同。這個時間當(dāng)然越短越好，已從微秒級縮短到零點(diǎn)微秒級。因?yàn)镻LC監(jiān)測到輸入信號，經(jīng)運(yùn)行程序后產(chǎn)生的輸出，才是對輸入信號的響應(yīng)。對一般的輸入信號，這個延遲雖可以接受，但對急需響應(yīng)的輸入信號，就不能接受了。一般的作法是采用輸入中斷，然后再輸出即時刷新，即中斷程序運(yùn)行后，有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新，而不等到整個程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。工作速度關(guān)系到PLC對輸入信號的響應(yīng)速度，是PLC對系統(tǒng)控制是否及時的前提。 控制規(guī)模與速度有關(guān)。控制規(guī)模還與內(nèi)存區(qū)的大小有關(guān)?？刂埔?guī)模還與輸入、輸出電路數(shù)有關(guān)?？刂埔?guī)模還與PLC指令系統(tǒng)有關(guān)。在此，不妨把PLC的模塊組成當(dāng)作所有PLC的結(jié)構(gòu)性能。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。PLC的主要性能，如速度、規(guī)模都由它的性能來體現(xiàn)。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)存模塊都是附加于CPU模塊之中。 箱體式的小型PLC的主箱體就是把上述幾種模塊集成在一個箱體內(nèi)的，并依可能提供I/O點(diǎn)數(shù)的多少，劃分為不同的規(guī)格。如A/D（模入）模塊、D/A（模出）模塊、高速計數(shù)模塊、位控模塊、溫度模塊等等。通訊模塊代表PLC的組網(wǎng)能力，代表著當(dāng)今PLC性能的重要方面。然而，要對PLC編程，要監(jiān)控PLC及其所控制的系統(tǒng)的工作狀況，以及存儲用戶程序、打印數(shù)據(jù)等，就得使用PLC的外部設(shè)備。有的還有專用的計算機(jī)，可用其它高級語編程。除了不能改變PLC的用戶程序，編程器能做的它都能做，是使用PLC很好的界面。而為實(shí)現(xiàn)這些存儲，相應(yīng)的就有存卡器、磁帶機(jī)、軟驅(qū)或ROM寫入器，以及相應(yīng)的接口部件。輸出的有打印機(jī)、編程器、監(jiān)控器雖也可對PLC輸入信息，從PLC輸出信息，但輸入輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話更方便，可在現(xiàn)場條件下實(shí)現(xiàn)，并便于使用。 4內(nèi)存容量 PLC內(nèi)存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。 大型PLC的內(nèi)存容量可達(dá)幾十k，以至于一百多k。但通過運(yùn)行程序進(jìn)行使用時，給使用者提供的卻實(shí)實(shí)在在有這些器件。它與PLC所能控制的I/O點(diǎn)數(shù)及模擬量的路數(shù)直接相關(guān)。一般講，內(nèi)部繼電器數(shù)比I/O繼電器要多得多。 定時器，可進(jìn)行定時控制。可進(jìn)行什么樣的計數(shù)，計數(shù)范圍多大，怎么設(shè)定，有多少計數(shù)器，則是PLC計數(shù)器性能的代表指標(biāo)。趨勢也是越來越大。大型機(jī)的DM可達(dá)10K以至幾十K。你不懂PLC指令怎么編程，沒有程序，PLC又怎么工作？ PLC的指令越來越多，越來越豐富。 數(shù)據(jù)處理指令，用于處理數(shù)據(jù)，如譯碼，編碼，傳送、移位等等。但遇到流程控制指令也可作相應(yīng)改變。以上只是指出幾個例子，說明要從哪幾個方面了解PLC指令，從中也可大致看出指令的多少及功能將怎樣影響PLC的性能。它之所以能使用一些助記符語言、梯形圖語言、流程圖語言，以至高級語言，全靠為使用這些語言而開發(fā)的種種軟件。所以，多數(shù)PLC都配備有這種語言。多數(shù)是在計算機(jī)對PLC編程時，才使用這種語言。日本OMRON公司開發(fā)的F系列機(jī)就是使用這種語言。用梯形圖再確定塊中的種種量間的邏輯關(guān)系。從根本上講，只要能實(shí)現(xiàn)這個轉(zhuǎn)換的，什么高級語言都可以。再前進(jìn)一步，從理論上講使用自然語言編程也是完全可能的。此外，也有專用于監(jiān)控PLC工作的軟件，它多與PLC的監(jiān)視終端連用。 總之，為了用好PLC，PLC的支持軟件越來越豐富，性能也越來越好，其界面也越來越友好，也因此，它的情況如何，已成為評判PLC性能的指標(biāo)之一。 A=MTBF/(MTBF+MTTR) 式中A有效率 MTBF平均故障間隔時間 MTTR平均修復(fù)時間 當(dāng)然，A值越大越好，它可使PLC系統(tǒng)得到充分的利用，是為什么要使用PLC的重要指標(biāo)。所以，這個指標(biāo)也是重要的。對經(jīng)濟(jì)指標(biāo)還要作綜合分析，要看使用了PLC能否帶來效益，然后，再分析使用哪家的PLC效益更好些。CP1E將設(shè)備制造商從繁重的控制系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試和維護(hù)中解放出來，令其可以更加專注于設(shè)備本身的制造。E型是基本型CPU單元，提供了低成本和必須的基本功能。通過修正了元器件的成本而非犧牲性能來實(shí)現(xiàn)。編程軟件新增“智能輸入”功能。 PLC鏈接功能實(shí)現(xiàn)9臺CP1H/CP1L和CP1E之間的無程序聯(lián)網(wǎng)。滅上述情況以外PRPHL（黃）USB端口通信指示閃爍外圍設(shè)備USB端口處于通信中時燈滅不通信時4 CDW1000F型磁粉探傷機(jī)PLC控制機(jī)械動作應(yīng)用分析 CDW1000F型磁粉探傷機(jī)分析1工件； 2漏磁場；3裂紋； 5磁力線；4近表面氣孔；當(dāng)鐵磁性材料工件放在磁中，磁場的磁力線將沿著工件平行地從S極到N極。：CDW——1000F型多功能熒光磁粉探傷機(jī)屬固定式、多功能熒光磁粉探傷設(shè)備。對各向主變壓器溫度、氣源壓力等參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，并可在人機(jī)界面上進(jìn)行報警顯示條的顯示，保證設(shè)備主變壓器的安全運(yùn)行。各種磁化參數(shù)、磁化方法均可在人機(jī)界面上顯示，并由PLC可編程序控制器自動完成各種磁化方法的自由切換。螺帽與銷軸共用一套自動上料機(jī)構(gòu)。螺帽在振動盤出來后，經(jīng)過直線送料器，將螺帽自動地串在一復(fù)合芯棒上，然后人工將復(fù)合芯棒連同螺帽一并放在夾持裝置上進(jìn)行磁化。外形如圖所示。在箱體的前面裝有控制面板，面板上裝有HMI人機(jī)界面及各種功能的控制按鈕。在箱體端部裝有四只與控制柜通訊連接的接線航空插座。在中層為控制主電路的空氣開關(guān)及交流接觸器、可控硅、平衡電抗器、分流器等。移動電極箱可在直線光軸上作前后移動，以便調(diào)整電極間距。 磁懸液噴淋與回收裝置磁懸液噴淋與回收裝置由磁懸液儲液箱、噴淋電泵、攪拌電泵、管路及噴嘴與閥門等組成。振動盤的振幅由電子控制器控制，振幅大小可調(diào)。螺栓與銷軸被磁化后，電極松開，工件落到傳送帶上，由傳送帶送到檢測臺上。檢測臺上方設(shè)有頂棚，在頂棚的四周有可以拉開或收攏的帷幕，用于遮光用，從而保證檢測的效果。閉合磁路的間隙調(diào)整可通過磁極上的手柄轉(zhuǎn)動完成順時針轉(zhuǎn)動，間距加大；反之減小。總停按一下，所有工作都停止并回到初始狀態(tài) CDW1000F型磁粉探傷機(jī)工作過程 CDW1000F型磁粉探傷機(jī)PLC的設(shè)計 PLC控制原理圖　3 I/O端口設(shè)計功能IN OUT復(fù)位1010002　　　自動手動11　　　　工作12　　　　磁化310004100051000610007噴淋4　10202　　夾緊/松開5　1010010101　排料6　10204　　抓取