【文章內容簡介】 路隔離起來，以提高 PLC 的抗干擾能力。數字兩輸出有繼電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出三種方式。模擬量輸入 /輸出模塊主要用來實現模擬量與數字量之間的轉換，即 A/D 或 D/A 轉換。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機構有一些信號是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過模擬量輸入 /輸出模塊與 PLC 的中央處理器連接。模擬量輸入模塊 A/D 轉換后的二進制數字量，經光電耦合器 和輸出鎖存器宇 PLC 的 1/0 總線掛接?，F在標準量程的模擬電壓主要是 0— 5 伏和 0—10 伏兩種。另外還有： 0— somV、 0— IV、 — 5— +SV、 — 10— +10V， 0— 10mA 等。模擬量輸入模塊接收 標準量程的模擬電壓或電流猴，把它轉換成 8 未、 10 未或 12 位的二進制數字信號，送給中央處理器進行處理。模擬量輸出模塊將中央處理器的二進制數字信號轉換成標準量程的電壓或電流輸出信號，提供給執(zhí)行機構。 四、擴展模塊 當一個 PLC 中心單元的 I/O 點數不夠用時，就要對系統(tǒng)進行擴展，擴展接口就是用于連接中心基本單元與擴展單元的。模塊隨著可編程控制器在工業(yè)控制中的廣泛應用和發(fā)展 ，使可編程控制器的功能更加強大和完善 。只能 I/O 接口模塊種類很多，例如高速計數模塊、PLCA 控制模塊、數字位基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設計置譯碼模塊、 閥門控制模塊、智能存貯弄快以及智能 I/O 模塊等。 五、編程器 它的作用是供用戶進行程序的編制、編輯、調試和監(jiān)視。有的編程器還可與打印機或磁帶機相連，以將用戶程序和有關信息打印出來或存放在它的作用是供用戶進行程序的編制、編輯、調試和監(jiān)視。有的編程器還可與打印機或磁帶機相連，以將用戶程序和有關信息打印出來或存放在磁帶上，磁帶上的信息可以重新裝入 PLC。 XXX 學院畢業(yè)設計 任務書 8 目前編程器主要有以下三種類型： 攜式編程器 (也叫簡易編程器 )； ； IBM— PC及其兼容機的編程器。 便于攜帶的特點，一般只能用指令形式編程，通過按鍵輸入指令，通過數碼管或液晶顯示器加以顯示、這種編程器適合小型可編程控制器的編程要求。 圖形編程器以液晶顯示器 (LCD)或陰極射線管 (CRT)作屏幕，用來顯示編程內容和提供如輸入、輸出、輔助繼電器的占有情況、程序容量等各種信息，還可在調試程序、檢查程序執(zhí)行時顯示各種信號狀態(tài)、出錯提示等。 使用圖形編程器可以月多種編程語言編程，梯形圖顯示在屏幕上十分直觀。圖形編程器還可與打印機 、錄音機、繪畫儀等設備連接，有較強的監(jiān)控功能。但它的價格高，適用于中、大型可編程控制器的編程要求。 用于 IBM— PC及其兼容機的編程器是個人計算機加上適當的硬件接口和軟件包作為編程器，也可直接編制成梯形圖，其監(jiān)控功能也很強。編程器工作方式主要有編程和監(jiān)控兩種，編程工作方式是在 PLC機處于停機狀態(tài)時可以進行編程，它的功能主要是輸入新的程序，或者對已有的程序予以編輯和修改。 監(jiān)控工作方式可以對運行中的控制器工作狀態(tài)進行監(jiān)視和跟蹤，一般可以對某一線圈或觸點的工作狀態(tài)進行監(jiān)視，也可以對成組器件的工作狀態(tài)進行監(jiān)視，還 可以跟蹤某一器件在不同時間的工作狀態(tài)，除搜索、監(jiān)視、跟蹤外，還可以對一些器件進行操作。因此編程器的監(jiān)控方式對控制器中新輸入程序的調試與試運行是非常有用和方便的。 編程器的結構一般包括顯示部分與鍵盤部分。顯示一般用液晶顯示器，主要的顯示內容包括地址、數據、工作方式、指令執(zhí)行情況及系統(tǒng)工作狀態(tài)等。鍵盤有單功能鍵和雙功能鍵，在使用雙功能鍵的時候鍵盤中都備有一個選擇鍵，以選擇其中一種方式工作。 現在產品越來越模塊化，可編程控制器也不例外，它的結構緊密、堅固，外形小巧，CPU本身只提供了一定數量的數字輸入和輸出點數。不 同廠家、不同型號的 PLC的輸入／輸出點數也不同，有的大型機輸入／輸出點數可達 16K，而很多小型機僅有 10來點，而且 CPU本身不帶模擬輸入與輸出，但 CPU一般都帶有擴展接口。因此，用戶選型后，所需的輸入或輸出點數不夠時，就需對系統(tǒng)做出必要的擴展，各個廠家也生產了專用于擴展用的各模板供用戶選用。擴展模板的外形一般也小巧、堅固，有易于接線的端子排，帶有擴展總線或通過總線連接器與 CPU相連。主要有數字輸入／輸出模板，模擬輸入／輸出模板，熱電阻、熱電偶擴展模板，還有智能模板等許多具有專用功能的特殊模板。 用擴展模板來 擴展系統(tǒng)具有以下的優(yōu)點： 用戶可根據自己時間控制系統(tǒng)的要求，選用各種合適的擴展模塊對 PLC作硬 件組態(tài)，以求達到各種功能或控制精度，同時節(jié)省開支，減少不必要的投資。 當已運行的系統(tǒng)需要改造或擴充時， PLC可以隨時進行升級或改版，所作的工作僅僅是 XXX 學院畢業(yè)設計 任務書 9 替換或增加擴展模板和修改相應的控制軟件。特殊模板及智能模板的開發(fā)將進一步擴展可編程控制的功能，專用模板的開發(fā)不僅擴大了可編程控制系統(tǒng)的控制功能，而且將進一步提高控制質量與可靠性。 六 、電源 PLC中的電源一般有三類： +5V、 177。15V直流電源：供 PLC中 TTL芯片和集成運放使用； 供輸出接口使用的高壓大電流的功率電源； 鋰電池及其充電電源。 考慮到系統(tǒng)的可靠性以及光電隔離器的使用，不同類型的電源其地線也不同。 目前 PLC的發(fā)展非常迅速，型號眾多，各種特殊功能模板不斷涌現。通常根據其 I/O點的數量將 PLC分為三大類： 小型機： 256點以下（無模擬量）； 中型機： 256 ~ 2048點（ 64 ~ 128路模擬量）； 大型機： 2048點以上（ 128 ~ 512路模擬量）。 具體實現時，通常采用模板式結構，以便用戶根據實際應用需求進行配置。但一些小型機常 制作成一體機，其配置固定，主要供定型成套設備使用；而一些大型機一般在電源、或者 CPU，甚至兩者都作了熱備份。 PLC 特點 (一 ) 高可靠性 1. 所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離使工業(yè)現場的外電路與 PLC 內部電路之間電氣上隔離 2. 各輸入端均采用 RC 濾波器其濾波時間常數一般為 10~20ms. 3. 各模塊均采用屏蔽措施以防止輻射干擾 4. 采用性能優(yōu)良的開關電源 5. 對采用的器件進行嚴格的篩選 6. 良好的自診斷功能一旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況 CPU 立即采用有效措施以防止故障擴大 7. 大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進一步提高 (二 ) 豐富的 I/O 接口模塊 1. PLC 針對不同的工業(yè)現場信號如：交流或直流；開關量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強電或弱電等。 XXX 學院畢業(yè)設計 任務書 10 2. 有相應的 I/O 模塊與工業(yè)現場的器件或設備如：按鈕；行程開關；接近開關；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥。 3. 直接連接另外為了提高操作性能它還有多種人 機對話的接口模塊 。 為了組成工業(yè)局部網絡它還有多種通訊聯網的接口模塊等等。 (三 ) 采用模塊化結構 為了適應 各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數 PLC 均采用模塊化結構， PLC 的各個部件包括 CPU 電源 I/O 等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據用戶的需要自行組合。 (四 ) 編程簡單易學 PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。 (五 ) 安裝簡單維修方便 PLC 不需要專門的機房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行，使用時只需將現場的各種設備與PLC 相應的 I/O 端相連接 即可投入運行，各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障，由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復運行。 PLC 的工作原理 最初研制生產的 PLC 主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的： （ 1）繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運行的方式，即如果這個繼電器