【正文】 段執(zhí)行用戶程序的掃描時間也不盡相同。 第 5章 可編程序控制器原理 4． I/O刷新階段 在 I/O刷新階段， CPU與輸入 /輸出電路直接打交道。 完成上述各階段的處理后，又返回公共處理階段，周而復始地進行掃描。如果由于 CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進入死循環(huán)，那么掃描周期將超過監(jiān)視定時器的定時時間。因此 ， I/O點數(shù)是衡量 PLC性能的重要指標之一 。 第 5章 可編程序控制器原理 6) 擴展能力 大部分 PLC可以用 I/O擴展單元進行 I/O點數(shù)的擴展；有的 PLC可以使用各種功能模塊進行功能擴展等 。在邏輯運算部分，幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖。 5) 強化調(diào)試手段 無論是匯編程序，還是高級語言程序調(diào)試，都是令編輯人員頭疼的事，而 PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件使用編程器。 第 5章 可編程序控制器原理 表 51 兩種繼電器符號的對照 線 圈物理繼電器 P L C 繼電器常開常閉觸點第 5章 可編程序控制器原理 01000KMSB2SB1KM( a )000000100000001( b )圖 57 兩種控制方式的梯形圖 (a) 繼電器控制梯形圖； (b) ?PLC控制梯形圖 第 5章 可編程序控制器原理 1) 兩種繼電器的區(qū)別 (1) 繼電器控制電路中使用的繼電器都是物理的電器，繼電器與其他控制電器間的連接必須通過硬接線來完成； PLC的繼電器不是物理的電器，它是 PLC內(nèi)部的寄存器位，常稱之為“軟繼電器”，因為它具有與物理繼電器相似的功能。通常說 PLC的線圈接通了，這只不過是為了分析問題方便而假設(shè)的概念電流通路，而且概念電流的方向只能從左向右，這是 PLC梯形圖與繼電器控制電路本質(zhì)的區(qū)別。 對同樣功能的指令 ， 不同廠家的 PLC使用的助記符一般不同 。某些用歐美的中型機或大型機才能實現(xiàn)的控制，用日本的小型機就可以解決。日本的 PLC是在引進美國 PLC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。當01000輸出端子對應(yīng)的輸出繼電器線圈通電時，外部負載 KM的線圈通電。 第 5章 可編程序控制器原理 2) 兩種梯形圖的區(qū)別 PLC梯形圖左右的兩根線也叫母線，但與繼電器控制電路的兩根母線不同。 表 51列出了物理的繼電器與 CPM1A系列 PLC繼電器的梯形圖符號。 第 5章 可編程序控制器原理 4) 簡化應(yīng)用軟件生成過程 使用匯編語言和高級語言編寫程序 ， 要完成編輯 、 編譯和鏈接三個過程；而使用 PLC編程語言 ， 只需要編輯一個過程 ， 其余由系統(tǒng)軟件自動完成 。 第 5章 可編程序控制器原理 PLC的編程語言 1) 圖形式指令 程序由圖形方式表達，指令由不同的圖形符號組成，易于理解和記憶。 5) 內(nèi)部器件的種類和數(shù)量 內(nèi)部器件包括各種繼電器、計數(shù)器 /定時器、數(shù)據(jù)存儲器等。 第 5章 可編程序控制器原理 2) 輸入 /輸出 (I/O)點數(shù) I/O點數(shù)指 PLC面板上的輸入 、 輸出端子的個數(shù) 。在 PLC內(nèi)部設(shè)置了一個監(jiān)視定時器 (WDT)，其定時時間可設(shè)置為大于用戶程序的掃描時間，在每個掃描周期的公共處理階段將監(jiān)視定時器復位。 例如 ， 接收由編程器送來的程序 、命令和各種數(shù)據(jù) ， 并把要顯示的狀態(tài) 、 數(shù)據(jù) 、 出錯信息等發(fā)送給編程器進行顯示 。但對控制時間要求較嚴格，響應(yīng)速度要求快的系統(tǒng)，則應(yīng)考慮 PLC的運算速度；并且應(yīng)精確計算響應(yīng)時間，精心編排程序，合理安排指令的順序；盡可能減少掃描周期造成的響應(yīng)延時等不良影響。 CPU從輸入映像寄存器和元件映像寄存器中讀取各繼電器當前的狀態(tài) ， 根據(jù)用戶程序給出的邏輯關(guān)系進行邏輯運算 ， 運算結(jié)果再寫入元件映像寄存器中 。有的 PLC還能向外部提供 24 V的直流電源，給輸入單元所連接的外部開關(guān)或傳感器供電。輸出電路抗干擾能力強，負載能力大 (工作電流可達 2～ 5 A)，但信號響應(yīng)速度較慢，其延遲一般為 8～ 10 ms。輸入單元只有一個公共端子 (COM)的稱為共點式，外部各輸入元件都有一個端子與 COM相接；分組式是將輸入端子分為若干組，每組各共用一個公共端子；隔離式輸入電路是具有公共端子的各組輸入點之間互相隔離，可各自使用的獨立電源。 由于電路中采用了光電耦合器，故在電性能上是完全隔離開的，同時，由于發(fā)光二極管的正向阻抗約為 100～ 1 kΩ，因此輸入阻抗較低。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值及A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量和數(shù)學運算的結(jié)果等。根據(jù)生產(chǎn)過程或工藝的要求，用戶程序經(jīng)常需要改動，所以用戶程序存儲器必須可讀寫。也有一些 PLC采用單片機，如805 8031等；另一個 CPU則作為從處理器，專門用來處理位操作指令和在機器操作系統(tǒng)的管理下實現(xiàn) PLC編程語言向機器語言的轉(zhuǎn)換，它是加快 PLC工作處理速度的關(guān)鍵。當 PLC投入運行時，首先以掃描方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O映像區(qū)；然后從用戶程序存儲器中逐條取指令，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術(shù)運算任務(wù)，并將運算結(jié)果存入 I/O映像區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 綜合起來看 ， PLC的發(fā)展趨勢有以下幾個方面 。 第 5章 可編程序控制器原理 2) 軟件方面的抗干擾措施 ? PLC通過監(jiān)控程序定時地對電源及強干擾信號等進行檢測 。 第 5章 可編程序控制器原理 我國從 20世紀 70年代中期開始研制和開發(fā)國產(chǎn) PLC，許多企業(yè)在 PLC的應(yīng)用方面進行了積極的探索，取得了成功的經(jīng)驗和良好的效益。到 20世紀 90年代中期之后， PLC幾乎完全計算機化，其速度更快，功能更強，PLC的各種智能化模塊不斷被開發(fā)出來。可編程序控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。由于早期的可編程序控制器只能進行計數(shù)、定時以及對開關(guān)量的邏輯控制，因此，它被稱為可編程序邏輯控制器 (Programmable Logic Controller)，簡稱 PLC。 傳統(tǒng)的繼電器控制對頻繁變動的生產(chǎn)線很不適應(yīng) ， 因此人們對控制裝置提出了更高的要求 ， 即經(jīng)濟 、可靠 、 通用 、 易變 、