【文章內容簡介】 和要求，整套 PLC系統(tǒng)有可能包含若干個機架，接口模塊就是用來把所有機架組織起來，構成一個完整的 PLC系統(tǒng)。 (5)電源模塊 PLC一般配有工業(yè)用的開關式穩(wěn)壓電源供內部電路使用。與普通電源相比，一般要求電源模塊的輸入電壓范圍寬、穩(wěn)定性好、體積小、質量輕、抗干擾能力強。 (6)編程工具 作用是編制和調試 PLC的用戶程序、設置 PLC系統(tǒng)的運行環(huán)境、在線監(jiān)視或修改運行狀態(tài)和參數(shù)，主要有 專用編程器或專用編程軟件 兩類 。 專用編程器 一般由 PLC生產(chǎn)廠家提供， 只能適用于特定 PLC的軟件編程裝置。 主要生產(chǎn)廠家一般都提供在 PC機上運行的 專用編程軟件 ，借助于相應的通信接口裝置，用戶可以在PC機上通過專用編程軟件來編輯和調試用戶程序，專用編程軟件一般 可適用于一系列的 PLC。 特點：功能強大、通用性強、升級方便等 PLC的基本工作原理 PLC的 CPU采用分時操作的原理，其工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描過程，即周期掃描方式。 PLC的整個掃描過程可以概括地歸納為上電初始化、一般處理掃描、數(shù)據(jù) I/O操作、用戶程序的掃描、外設端口服務五個階段。每一次掃描所用的時間稱為一個工作周期（掃描周期）。 PLC的掃描周期與 PLC的硬件特性和用戶程序的長短有關。 N Y 上電 初始化 檢查存儲器、硬件單元 正確 復位監(jiān)視定時器 執(zhí)行用戶程序 數(shù)據(jù) I/O 操作 復位監(jiān)視定時器 外設端口服務 置位故障標志 顯示故障指示燈 性質？ 錯誤 報警 108 PLC掃描過程示意 (1)上電初始化 ： CPU首先對 I/O、 繼電器、定時器進行清零或復位處理 (2)一般處理掃描 ： 每個掃描周期前的自檢，如 WDT的復位、 I/O總線和用戶存儲器的檢查 (3)數(shù)據(jù) I/O操作 ： (4)掃描用戶程序 ： 基于用戶程序指令，讀入外部數(shù)據(jù)和狀態(tài)、運算、輸出 (5)外設端口服務 ： 每次執(zhí)行完用戶程序后，開始外設操作請求服務，主要完成與外設端口連接的外部設備（編程器、通信適配器等）的通信。 PLC的程序設計語言 PLC的程序設計就是利用特定的表達方式（編程語言）把控制任務描述出來。 PLC是一種工業(yè)控制裝置，它的程序設計多采用面向現(xiàn)場、面向問題、簡單而直觀的自然語言，它能直接表達被控對象的動作及輸入輸出關系，通常是與電器控制線路或工藝流程圖相似的語言表達形式。常見的程序設計語言有： 梯形圖 、 語句表 、邏輯功能圖、計算機高級語言等。 (1)梯形圖 梯形圖是在繼電器控制的電器原理圖基礎上開發(fā)出來的一種直觀形象的圖形編程語言。它沿用了繼電器、觸點、串 /并聯(lián)等術語和類似的圖形符號，信號流向清楚，是多數(shù) PLC的第一用戶語言。 S B 3 S B 2 S B 1 C S B 4 電源線 ( ) 起始母線 結束母線母線 00200 00004 00003 00001 00002 串聯(lián) 并聯(lián) (a)電器控制梯形圖 (b) PLC梯形圖 圖 109 PLC梯形圖示意 PLC梯形圖的特點 ： ①梯形圖的符號不是實際的物理元件，而只是對應于存儲器中的某一位； ②梯形圖不是硬接線系統(tǒng)，但可以借助“概念電流”來理解器邏輯運算功能； ③ PLC根據(jù)梯形圖符號的排列順序，按照從左到右、自上而下的方式進行掃描，前一邏輯行的解算結果可被后面的程序所引用； ④每個梯形圖符號的常開、常閉等屬性在用戶程序中均可以被無限次的引用。 (2)語句表 語句表 STL是一種類似于匯編語言的助記符編程語言，每種控制功能通過一條或多條語句來描述。 語句表編程語言的特點是面向機器，編程靈活方便，尤其適用于模擬量的解算。語句表的基本指令格式都是由 操作碼和操作數(shù) 兩部分組成。 ( ) 起始母線 結束母線母線 00200 00004 00003 00001 00002 串聯(lián) 并聯(lián) (b) PLC梯形圖 LD 00001 OR 00002 LD NOT 00003 AND 00004 AND LD OUT 00200 語句表 PLC的程序結構 ?線性化編程 將用戶指令逐條編寫在一個連續(xù)的指令塊中，適用于比較簡單的任務。 ?結構化編程 適合編制并組織復雜的應用程序，它允許把整個應用程序劃分成若干個模塊，用一個主程序來對這些模塊進行組織和調用。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) （ Fieldbus Control System, FCS） 是在計算機網(wǎng)絡技術、通信技術、微電子技術飛速發(fā)展的基礎上，與自動控制技術相結合的產(chǎn)物。它實際是繼儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)后的新一代控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場總線 是 20世紀 80年代中期在國際上開始出現(xiàn) ，90年代初發(fā)展形成的 。 它是應用于生產(chǎn)現(xiàn)場 、 微機化測量設備之間以及現(xiàn)場與控制室 （ 或控制設備 ） 之間的一種雙向串行 、 多節(jié)點的數(shù)字通信系統(tǒng) ， 也被稱為開放式 、 數(shù)字化 、 多節(jié)點通信的底層控制網(wǎng)絡 。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的發(fā)展 (1)現(xiàn)場總線是綜合自動化發(fā)展的需要 隨著計算機、信息技術的飛速發(fā)展， 20 世紀末世界最重大的變化是全球市場的逐漸形成，從而導致競爭空前加劇，產(chǎn)品技術含量高、更新?lián)Q代快。處于全球市場中的工業(yè)生產(chǎn)必須加快新產(chǎn)品的開發(fā)，按市場需求調整產(chǎn)品的上市時間T(Time to market)， 改善質量 Q(Quality)， 降低成本 C(Cost)，完善售后服務 S(Service)。 追求完善的 T、 Q、 C、 S是一個永無止境的過程，它能不斷的促進技術進步與管理改革。因此形成了 計算機集成制造系統(tǒng) CIMS(Computer Integrated Manufacturing System) ， 它采用系統(tǒng)集成、信息集成的觀點來組織生產(chǎn)。把市場、生產(chǎn)技術、制造過程、企業(yè)管理、售后服務看作要統(tǒng)一考慮的生產(chǎn)過程，并采用計算機、自動化、通信等技術來實現(xiàn)整個過程的綜合自動化，以改善生產(chǎn)加工、管理決策等。 計算機為 CIMS的實施提供了良好的物質基礎。但處于企業(yè)生產(chǎn)過程底層的測控自動化系統(tǒng)，要與外界交換信息，要實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的信息集成，要實施綜合自動化，就必須設計出一種能在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境運行的、性能可靠、造價低廉的通信系統(tǒng)，以實現(xiàn)現(xiàn)場自動化智能設備之間的 多點數(shù)字通信 ，形成工廠底層網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)底層現(xiàn)場設備之間以及生產(chǎn)現(xiàn)場與外界的信息交換。 現(xiàn)場總線就是在這種背景下產(chǎn)生的。 (2)高新技術的發(fā)展為現(xiàn)場總線的出現(xiàn)奠定了基礎 傳輸信號的數(shù)字化是實現(xiàn)數(shù)字通信的基礎。1983年， Honeywell推出了智能化儀表 —— Smar變送器，這些帶有微處理器芯片的儀表除了在原有模擬儀表的基礎上增加了復雜的計算功能外，還在輸出的 4~20mA直流信號上迭加了數(shù)字信號，使現(xiàn)場與控制室之間的連接由模擬信號過渡到了數(shù)字信號。這種屬于 模擬混合儀表 ，其系統(tǒng)或設備間只能按模擬信號方式一對一地布線，難以實現(xiàn)智能儀表之間的信息交換，智能儀表能處理多個信息和復雜計算的優(yōu)越性難以充分發(fā)揮，應用需求呼喚著具備通信功能的、傳輸信號全數(shù)字化的儀表與系統(tǒng)的出現(xiàn)。 (3)現(xiàn)場總線將朝著開放系統(tǒng)、統(tǒng)一標準的方向發(fā)展 以微處理器芯片為基礎的各種智能儀表，為現(xiàn)場信號的數(shù)字化以及實現(xiàn)復雜的應用功能提供了條件。但不同廠商所提供的設備之間的通信標準不統(tǒng)一，嚴重束縛了工廠底層網(wǎng)絡的發(fā)展。從用戶到設備制造商都強烈要求形成統(tǒng)一的標準，組成開放互連網(wǎng)絡。把不同廠商提供的自動化設備互連為系統(tǒng)。這里的 開放 意味著對同一標準的共同遵從，意味著這些來自不同廠商而遵從相同標準的設備可互連為一致通信系統(tǒng)。所以 現(xiàn)場總線就是工廠自動化領域的開放互連系統(tǒng) 。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點與優(yōu)點 (1) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的 結構特點 現(xiàn)場總線系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結構形式。 傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)采用一對一的設備連線，按控制回路分別進