【正文】 和截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于觸點的接通和斷開。此電路可接收交流信號與直流信號。濾波電路輸入電流為 5~10mA,濾波延遲時間的典型值為 10~20ms（信號上升沿）和 20~50ms（信號下降沿）。某些模塊使用可拆裝的插座式端子板，不需要斷開端子板上的外部接線，即可迅速地更換模塊。 輸入模塊用來接收和采集輸入信號，輸入信號有兩類：一類是由按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等提供的開關(guān)量輸入信號；另一類是從電位器、熱電、測速電機(jī)、各種變送器送來的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。 上一頁 下一頁 返回 課題二 PLC的基本組成和工作原理 系統(tǒng)程序?qū)儆谛栝L期保存的重要數(shù)據(jù)，所以其存儲器采用 ROM或EPROM。主要包括中央處理單元（ CPU模塊）、存儲器 ROM和 RAM、輸入輸出模塊、電源 I/O擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等，如 圖 121所示。本書以三菱 FX2N系列機(jī)型介紹 PLC的應(yīng)用技術(shù)。在世界小型機(jī)市場上，日本的產(chǎn)品約占 70%的份額。在大、中型 PLC產(chǎn)品領(lǐng)域與美國的 AB公司齊名。其中 AB公司的產(chǎn)品規(guī)格齊全、種類豐富，其主推的產(chǎn)品為大、中型的 PLC5系列。 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前不斷擴(kuò)大，并延伸到過程控制、批處理、運(yùn)動和傳動控制、無線電遙控以至實現(xiàn)全廠的綜合自動化。 G3系列 PLC有符合 IEC611313的 5種編程語言，編程軟件具有超強(qiáng)的計算功能，如其他小型 PLC所不具備的 64位浮點數(shù)運(yùn)算、優(yōu)化的 PID可同時處理有十幾個模擬量的多個閉環(huán)回路。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 為了盡快提升我國 PLC的技術(shù)水平，引進(jìn) PLC的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，中外合資或外商獨資企業(yè)在國內(nèi)開始批量生產(chǎn) PLC?，F(xiàn)在， PLC在國內(nèi)的各行各業(yè)也有了極大的應(yīng)用，技術(shù)含量也越來越高。 6） 發(fā)展容錯技術(shù)。 大： I/O點數(shù)達(dá) 14336點、 32位為微處理器、多 CPU并行工作、大容量存儲器、掃描速度高速化。如： 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 GEI型 美國通用電氣（ GE）公司 TI100 美國德洲儀器公司 F、 F F2 日本三菱電氣公司 C20 C40 日本立石公司（歐姆龍） S7200 德國西門子公司 EX20 EX40 日本東芝公司 SR20/21 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 2. 中型 PLC——I/O點數(shù) 256～ 2048點；雙 CPU，用戶存儲器容量 2～ 8K。 —PLC 的通訊包括 PLC與 PLC之間、 PLC與上位計算機(jī)之間和它的智能設(shè)備之間的通訊。早期直接用開關(guān)量 I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)械，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動模塊。以三菱公司的 F140M型 PLC為例：其外型尺寸僅為 305 110 110mm，重量 ，功耗小于 25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力。通過閱讀 PLC的用戶手冊或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會用梯形圖編制控制程序。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 ，控制程序可變，使用方便 PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計和制作硬件裝置。一旦故障條件消失，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來的程序工作。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 ③ 電源調(diào)整與保護(hù) ——對微處理器這個核心部件所需的 +5V電源，采用多級濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動和過電壓、欠電壓的影響。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 2）永久性故障。 4. 邏輯運(yùn)算、順序控制、定時計算和算術(shù)操作。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 二、可編程序控制器的定義 可編程序控制器一直在發(fā)展中，所以至今尚未對其下最后的定義。早期的可編程序控制器是為取代繼電器控制線路、存儲程序指令、完成順序控制而設(shè)計的。 9. 在擴(kuò)展時，原有系統(tǒng)只要很少變更 。即：硬件減少，軟件靈活、簡單，針對上述設(shè)想，通用汽車公司提出了這種新型控制器所必須具備的十大條件： 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 1. 編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序 。模塊一 PLC應(yīng)用基礎(chǔ)知識 課題一 PLC控制器概述 課題二 PLC的基本組成和工作原理 課題三 FX系列 PLC的操作 課題四 GX Develope編程軟件的應(yīng)用 課題一 PLC控制器概述 學(xué)習(xí)目標(biāo) 。因而設(shè)想把計算機(jī)的完備功能、靈活及通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，制成一種適合于工業(yè)環(huán)境的通用控制裝置，并把計算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡化，用 “面向控制過程，面向?qū)ο蟆钡摹白匀徽Z言”進(jìn)行編程，使不熟悉計算機(jī)的人也能方便地使用。 8. 輸出可驅(qū)動市電 2A以下的負(fù)荷，可直接驅(qū)動電磁閥 。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 我國從 1974年開始研制， 1977年開始工業(yè)應(yīng)用。不僅控制功能增強(qiáng)，功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便，而且隨著遠(yuǎn)程 I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展，使 PLC向用于連續(xù)生產(chǎn)過程控制的方向發(fā)展，成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的一大支柱。 3. 面向用戶指令 ——編程方便。但對 PLC而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲的信息可能被破壞。 ②濾波 ——對供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，如 LC或 π型濾波網(wǎng)絡(luò)，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。 ②信息保護(hù)與恢復(fù) ——當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時，不破壞 PLC內(nèi)部的信息。一般，平均故障間隔時間可達(dá)幾十萬～上千萬小時；制成系統(tǒng)亦可達(dá) 4～ 5萬小時甚至更長時間。梯形圖語言的編程元件的符號和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。 、重量輕、功耗低、維護(hù)方便 PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊、堅固、體積小、重量輕、功耗低。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 ——PLC可用于直線運(yùn)動或圓周運(yùn)動的控制。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。 一般，按 I/O點數(shù)分類如下： PLC—I/O點數(shù) 256點；單 CPU、 8位或 16位處理器、用戶存儲器容量 4K字以下。技術(shù)發(fā)展動向 1）產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個方向發(fā)展。 有各種簡單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有高檔的 PLC指令系統(tǒng)。如寶鋼一、二期工程就引進(jìn)了 500多套，還有咸陽顯象管廠、秦皇島煤碼頭、汽車廠等。其代表產(chǎn)品如：南京冠德科技有限公司（原江蘇嘉華實業(yè)有限公司 PLC工廠）的 JH200系列PLC， I/O為 12～ 120點，具有高速計數(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點數(shù)為 20點， D100的 I/O點可從40～ 120點；蘭州全志電子有限公司的 RD系列小型 PLC很有特點，RD100型 PLC的 I/O點 9/4點， 2點模擬量輸入，而 RD200型 PLC的 I/O為 20～ 40點，擴(kuò)展的功能有編碼盤測速、熱電偶測溫和模擬量 I/O，RD200型 PLC最多可 32臺連網(wǎng)，并能與上位 PLC機(jī)進(jìn)行實時通信。為方便用戶選用，該公司開發(fā)了 19種、 35個不同規(guī)格的 I/O擴(kuò)展模塊， G3型 PLC可最多擴(kuò)展 7個模塊， I/O最大可到 264點。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 在 90%的國內(nèi) PLC市場由國外 PLC產(chǎn)品占領(lǐng)的今天，國產(chǎn) PLC能脫穎而出，并具有和國外同類產(chǎn)品進(jìn)行競爭的能力，相信不久的將來，國產(chǎn) PLC將占市場更大份額。 上一頁 下一頁 返回 課題一 PLC控制器概述 PLC產(chǎn)品 美國有 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。德國西門子公司的電子產(chǎn)品以性能精良而久負(fù)盛名。日本有許多 PLC制造商，如三菱、歐姆、松下、富士、日立、東芝等。近年來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。它的軟、硬件配置與計算機(jī)極為類似。 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 下一頁 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)模板簡稱 I/O模塊， PLC通過此模塊實現(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)過程連接的接口，也是聯(lián)系外部現(xiàn)場和 CPU模塊的重要橋梁。 各輸入 /輸出點的通 /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。 上一頁 下一頁 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抖動或外部干擾脈沖引起錯誤的輸入信號。另外，交流信號輸入也可采用雙向發(fā)光二極管來保證信號連續(xù)，如圖 124所示，顯示用的兩個發(fā)光二極管也是反向并聯(lián)的。 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。 上一頁 下一頁 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)檢測都是對應(yīng)電壓、電流的大小模擬量，再經(jīng)過一定的運(yùn)算（如 PID）后控制生產(chǎn)過程，達(dá)到一定的目的（如恒溫、恒壓等）。大中型可編程控制器可以配置成百上千個模擬量通道，它們的 D/A， A/D轉(zhuǎn)換器是 12位的。高速計數(shù)模塊可對幾萬赫茲甚至上兆赫茲的脈沖計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器的當(dāng)前值等于或大于預(yù)置值時，輸出被驅(qū)動（這一過程與可編程控制器的掃描過程無關(guān)，可保證負(fù)載被及時驅(qū)動）。 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，一般要在一個掃描周期后，才能反映到輸出上），這種延遲最長可達(dá)兩個多掃描周期。模塊用存儲器來存儲給定的運(yùn)動曲線，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)果用來控制伺服電動機(jī)或步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動裝置。 二、 PLC的工作原理 1. PLC工作方式 雖然 PLC以微處理器為核心，故具有許多計算機(jī)的特點，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。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)控定時器復(fù)位等工作。若自診斷正常，則繼續(xù)向下掃描。通常將自診斷和通訊服務(wù)合稱為監(jiān)視服務(wù)。 （ 4）輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)（狀態(tài)）由上一個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。編程元件 X0與接在輸入端子 X0的 SB1的常開觸點及輸入映像寄存器 X0相對應(yīng)，編程元件 Y0與輸出映像寄存器 Y0 相對應(yīng)，也與接在輸出端子 Y0的可編程控制器內(nèi)的輸出電路相對應(yīng)。 執(zhí)行第四條指令時， 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。完成一個掃描周期，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。響應(yīng)時間由輸入電路濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間三部分組成。 由上述知，由掃描工作方式引起的延時時間最長可達(dá)兩個多掃描周期。最后為輸出類指令，實現(xiàn)輸出控制，或為數(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。同一廠家的 PLC產(chǎn)品，其助記符語言與梯形圖語言是相互對應(yīng)的，可互相轉(zhuǎn)換。解析法比較嚴(yán)謹(jǐn)，可以避免編程的盲目性。解析法要畫圖，圖解法也要列解析式，只是兩種方法的側(cè)重點不一樣。 下一頁 返回 課題三 FX系列 PLC的操作 知識學(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。其他兩個地方圖 134和圖 135可以打勾。另外更有多種不同的特殊功能模塊提供給不同客戶。擴(kuò)展單元（ Extension Unit）是用于增加可編程控制器 I/O 點數(shù)的裝置，內(nèi)部設(shè)有