【正文】 行工作、多數(shù)表決的工作方式。 小：由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。如： S7300 德國(guó)西門子公司 SR400 中外合資無(wú)錫華光電子工業(yè)有限公司 SU SU6 德國(guó)西門子公司 C500 日本立石公司 GEⅢ GE公司 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題一 PLC控制器概述 3. 大型 PLC——I/O點(diǎn)數(shù) 2048點(diǎn)；多 CPU， 16位、 32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量 8～ 16K。 PLC和計(jì)算機(jī)之間具有 RS232接口，用雙絞線、同軸電纜將它們連成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換。目前，制造商已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊?，F(xiàn)在三菱公司又有 FX系列 PLC，與其超小型品種 F1系列相比：面積為 47%,體積為 36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá) 24～ 128點(diǎn)。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變 PLC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。所以， PLC在檢測(cè)到故障條件時(shí)，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，軟件配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)信息被沖掉。 ④隔離 ——在微處理器與 I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地隔離 I/O接口與 CPU之間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作；各 I/O口之間亦彼此隔離。由于元器件不可恢復(fù)的破壞而引起的故障。 5. 數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制。國(guó)際電工學(xué)會(huì)（ IEC）曾先后于 、 序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案的第一、二、三稿。主要用于：邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制，均屬開(kāi)關(guān)量控制。 4K字節(jié)。 2. 維護(hù)方便，最好是插件式 。 PLC的應(yīng)用場(chǎng)合。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題一 PLC控制器概述 1968年，美國(guó)最大的汽車制造商 ——通用汽車制造公司（ GM），為適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷翻新，試圖尋找一種新型的工業(yè)控制器，以盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)的硬件及接線、減少時(shí)間，降低成本。 7. 輸入可以是市電 。目前世界上眾多的 PLC生產(chǎn)廠家中，比較著名的公司有美國(guó)的羅克韋爾公司、哥德公司、 TI公司、通用電氣公司，德國(guó)的西門子公司，日本的三菱公司、東芝公司、富士公司和立石公司等，它們的產(chǎn)品控制著世界上大部分的 PLC市場(chǎng)。使 PLC在概念、設(shè)計(jì)、性能、價(jià)格以及應(yīng)用等方面都有了新的突破。 2. 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常，系統(tǒng)也隨之恢復(fù)正常。 ①屏蔽 ——對(duì)電源變壓器、 CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。 ①故障檢測(cè) ——軟件定期地檢測(cè)外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過(guò)低及強(qiáng)干擾信號(hào)等，以便及時(shí)進(jìn)行處理。它要求能承受幅值為 1000V，上升時(shí)間 1nS，脈沖寬度為 1μS的干擾脈沖。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。并且，由于 PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。開(kāi)關(guān)量的邏輯控制可用于單機(jī)控制，也可用于多機(jī)群控，亦可用于自動(dòng)生產(chǎn)線的控制等等。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題一 PLC控制器概述 —現(xiàn)代的 PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（包括矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算），數(shù)據(jù)傳遞、排序和查表、位操作等功能；可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。通常，按 I/O點(diǎn)數(shù)可劃分成大、中、小型三類；按功能強(qiáng)弱又可分為低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)三類。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題一 PLC控制器概述 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題一 PLC控制器概述 5） 編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語(yǔ)言趨向標(biāo)準(zhǔn)化。在對(duì)外開(kāi)放政策的推動(dòng)下，國(guó)外 PLC產(chǎn)品大量進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，一部分隨成套設(shè)備進(jìn)口?？上驳氖窃?90年代，由于 PLC應(yīng)用不斷深入，國(guó)內(nèi)又掀起研制 PLC的高潮，雖然仍是小型 PLC，批量亦不大，但其功能、質(zhì)量和可靠性比 70年代的產(chǎn)品有明顯的提高。程序存儲(chǔ)器的容量為 52K。 TOMC1軟 PLC可連接最多 32個(gè)本地 I/O模塊，最多 15個(gè)遠(yuǎn)程站，每個(gè)遠(yuǎn)程站可帶 32個(gè) I/O點(diǎn)。另外，日本的主推產(chǎn)品定位在小型 PLC上；而歐美則以大、中型 PLC為主。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題一 PLC控制器概述 PLC產(chǎn)品 德國(guó)的西門子（ SIEMENS）公司， AEG公司和法國(guó)的 TE公司是歐洲著名的 PLC制造商。某些用歐美中型或大型機(jī)才能實(shí)現(xiàn)的控制，日本小型機(jī)就可以解決。 FX2N系列是近幾年推出的高功能的整體式小型機(jī)，它是 FX2系列的換代產(chǎn)品。 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 知識(shí)學(xué)習(xí) 一、 PLC的基本組成 目前 PLC種類繁多，功能和指令體系也各不相同，但都是以微處理器為核心，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同，可編程控制器的本質(zhì)是工業(yè)控制專用計(jì)算機(jī)。 （ 1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)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(chǔ)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。RAM是一種高密度、低功耗的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池作為備用電源，一旦斷電就可通過(guò)鋰電池供電，保持 RAM中的內(nèi)容。電壓等級(jí)有直流5V， 12V， 24V， 48V， 110V 和交流 110V， 220V 等。 分隔式模塊的各輸入 /輸出點(diǎn)之間相互隔離，每個(gè)輸入 /輸出點(diǎn)可使用單獨(dú)的電源，如將它們的 COM端連接起來(lái)，這幾個(gè)點(diǎn)就可以使用同一電源。 交流 /直流輸入電路如 圖 124所示，輸入觸點(diǎn)接通，輸入信號(hào)被限流電阻降壓后，再經(jīng)濾波整流，交流電壓或直流電壓信號(hào)被轉(zhuǎn)換為直流電流，經(jīng)過(guò)發(fā)光二極管送給光電隔離器。與觸點(diǎn)并聯(lián)的 RC電路和壓敏電阻用來(lái)消除觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電弧。生產(chǎn)廠家開(kāi)發(fā)了許多供用戶選用的特殊功能模塊。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 小型可編程控制器往往沒(méi)有模擬量 I/O模塊，或者只有通道數(shù)有限的 8位 A/D、 D/A模塊。這些參量的變化速度很快，脈沖寬度小于可編程控制器掃描周期，若按正常掃描輸入 /輸出信號(hào)來(lái)處理，則會(huì)丟失部分參量，因此，使用脫離可編程控制器而獨(dú)立計(jì)數(shù)的高速計(jì)數(shù)器對(duì)這些參量計(jì)數(shù)。主要區(qū)別是在相同條件下，快速響應(yīng)模塊能將輸入量的變化較快地反映到輸出量上。如果用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)裝置，那么既可采用開(kāi)環(huán)控制，也可用閉環(huán)控制。 PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，許多 PLC電源還可向外部提供直流 24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡(jiǎn)化外圍配置。 停止模式。自診斷內(nèi)容包括I/O部分、存儲(chǔ)器、 CPU等，并通過(guò) CPU設(shè)置定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定的時(shí)間，如果發(fā)現(xiàn)異常，則停機(jī)并顯示出錯(cuò)。從輸入狀態(tài)映像區(qū)讀出輸入信號(hào)的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的運(yùn)算處理等，將結(jié)果寫入輸出狀態(tài)映像區(qū)。 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）輸出映像寄存器（包括各元件映像寄存器）的數(shù)據(jù)（狀態(tài)）由用戶程序中輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定。圖中的 X0、 Y0等是梯形圖中的編程元件。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 執(zhí)行第三條指令時(shí)，取出輸入映像寄存器 X1中的二進(jìn)制數(shù)數(shù)據(jù)，因?yàn)槭浅ｉ]觸點(diǎn)，取反后與前面的運(yùn)算結(jié)果相“與”（電路中的串聯(lián)對(duì)應(yīng)于“與”運(yùn)算），運(yùn)算結(jié)果存入運(yùn)算結(jié)果寄存器。 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．掃描周期與輸入 /輸出滯后 可編程控制器經(jīng)過(guò) 5個(gè)階段的工作過(guò)程，稱為一個(gè)工作周期，在運(yùn)行（ RUN）工作狀態(tài)掃描 5個(gè)階段所需時(shí)間稱為掃描周期（其典型值為1~100ms）。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 輸入 /輸出滯后時(shí)間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指可編程控制器輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)刻到它控制的輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。因?yàn)?CPU要到下一次掃描末尾刷新輸出階段之后才能讀取輸入信號(hào)，所以最大響應(yīng)時(shí)間是輸入延遲時(shí)間與輸出延遲時(shí)間及兩次掃描周期之和，如 圖 1213所示。內(nèi)部橫豎線把一個(gè)個(gè)梯形圖符號(hào)指令連成一個(gè)指令組，這個(gè)指令組一般總是從裝載（ LD）指令開(kāi)始，必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令（含 LD指令），以建立邏輯條件。 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) 助記符語(yǔ)言表 助記符語(yǔ)言又稱命令語(yǔ)句表達(dá)式語(yǔ)言，它常用一些助記符來(lái)表示 PLC某種操作，它類似于微機(jī)中的匯編語(yǔ)言，但比匯編語(yǔ)言更直觀易懂。可以根據(jù)組合邏輯或者時(shí)序邏輯的理論，并運(yùn)用相應(yīng)的解析方法，對(duì)其進(jìn)行邏輯關(guān)系求解，按照求解的結(jié)果編制梯形圖或者直接編寫指令。 圖解法和解析法不是彼此獨(dú)立的。 2．掌握 PLC與計(jì)算機(jī)的連接及通信。如 圖 13 13 135所示，注意，圖 133―監(jiān)視專用”這里不能打勾。為了進(jìn)一步迎合不同客戶的要求， FX系列有多種不同的型號(hào)供選擇?；締卧?Basic Unit）包括 CPU 、存儲(chǔ)器、輸入輸出及電源，是 PLC 的主要部分。 FX 2系列可編。擴(kuò)展模塊（ Extension Module）用于增加可編程控制器 I/O點(diǎn)數(shù)，內(nèi)部無(wú)電源，所用電源由基本單元或擴(kuò)展單元供給。主要應(yīng)用于機(jī)械配套，如：注塑機(jī)、電梯控制、印刷機(jī)、包裝機(jī)和紡織機(jī)等行業(yè)。 然后一直點(diǎn)“下一個(gè)”，就開(kāi)始安裝了， 510分鐘后，安裝完成，系統(tǒng)彈出提示，安裝結(jié)束。 ，先安裝 EnvMEL\，再返回主目錄，安裝主目錄下的“ ‖，雙擊安裝運(yùn)行文件，屏幕會(huì)彈出“安裝程序?qū)υ捒颉保硎酒湔谶M(jìn)行軟件安裝前的準(zhǔn)備。 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) 技巧法 技巧法是在經(jīng)驗(yàn)法和解析法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用技巧進(jìn)行編程，以提高編程質(zhì)量。 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）圖解法 圖解法是依照畫(huà)圖的方法進(jìn)行 PLC程序設(shè)計(jì)。 (3) 順序功能圖 順序功能圖 (Sequential Function Chart， SFC)又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 ,它是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形 ,也是設(shè)計(jì)可編程程序控制器的順序控制程序的有力工具。母線是用來(lái)連接指令組的。 總之，可編程控制器的響應(yīng)延遲時(shí)間一般只有幾十毫秒，對(duì)于一般的控制系統(tǒng)是適用的；而對(duì)于一些具有定時(shí)控制要求的系統(tǒng)或?qū)斎胼敵鲰憫?yīng)要求高的系統(tǒng)，可選用掃描速度快的可編程控制器或采取其他措施。 輸入模塊的 RC濾波電路主要用來(lái)消除由輸入端引入的干擾噪聲和因外部輸入觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)引起的不良影響， RC電路的時(shí)間常數(shù)決定了輸入濾波時(shí)間的長(zhǎng)短，其典型值為 10ms。掃描周期是可編程控制器的重要指標(biāo)之一。 在刷新輸出階段， CPU將各輸出映像寄存器中的二進(jìn)制數(shù)數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊并鎖存起來(lái)，并由輸出端子輸出（直到下個(gè)掃描周期的刷新輸出為止）。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 梯形圖以指令的形式存儲(chǔ)在可編程控制器的用戶程序存儲(chǔ)器中。 （ 5）輸出端子上的輸出數(shù)據(jù)（狀態(tài)）由輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)決定。輸入刷新和輸出刷新稱為 I/O刷新。 （ 2）通訊服務(wù) PLC檢查是否有與編程器、計(jì)算機(jī)等的通訊要求，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理。在通信服務(wù)階段， PLC與其他的帶 CPU的智能裝置通信。計(jì)算機(jī)一般采用等待命令的工作方式，如在常見(jiàn)的鍵盤掃描方式或 I/O掃描方式下，有鍵按下或 I/O有輸入動(dòng)作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序；無(wú)鍵按下或 I/O無(wú)輸入動(dòng)作則繼續(xù)掃描鍵盤和I/O口。 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. 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(chǔ)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(guò)程，顯示 PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。用快速響應(yīng)模塊可實(shí)現(xiàn)快速輸入/輸出控制。 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） PID過(guò)程控制模塊 比例 /積分 /微分（ PID）控制模塊是實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)變化的模擬量閉環(huán)控制的智能模塊。模擬量 I/O模塊的輸入、輸出信號(hào)可以是電壓或電流 。模擬量經(jīng)傳感器和變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)（ IEC 標(biāo)準(zhǔn)4~20mA為電流信號(hào)，或 1~5V， 10~10V， 0~10V 的直流電壓信號(hào)）。輸出信號(hào)經(jīng)光電隔離器送給輸出晶體管，晶體管的飽和導(dǎo)通