【文章內容簡介】 規(guī)定的時間，預示了程序進入死循環(huán)，立即報警。④ 加強對程序的檢查和校驗——一旦程序有錯，立即報警，并停止執(zhí)行。⑤ 對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備——停電后，利用后備電池供電，有關狀態(tài)及信息就不會丟失。PLC 的出廠試驗項目中，有一項就是抗干擾試驗。它要求能承受幅值為 1000V，上升時間 1nS，脈沖寬度為 1μS 的干擾脈沖。一般，平均故障間隔時間可達幾十萬～上千萬小時；制成系統(tǒng)亦可達 4～5 萬小時甚至更長時間。[2] 配套齊全，功能完善，適用性強 PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。[3] 易學易用，深受工程技術人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用 PLC 的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。[4] 系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。[5] 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。 PLC 的輸入與輸出PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O 模塊集成了PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O 分為開關量輸入（DI ） ，開關量輸出（DO） ，模擬量輸入（AI） ，模擬量輸出（AO）等模塊。開關量是指只有開和關（或 1 和 0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的 I/O 分類如下：開關量：按電壓水平分，有 220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型（420mA,020mA） 、電壓型（010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按 I/O 點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。電源模塊：PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC） ，直流電源（常用的為 24VAC） 。底板或機架：大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。 PLC 的發(fā)展趨勢長期以來，PLC 始終處于工業(yè)自動化控制領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非?？煽康目刂茟?。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面，PLC 還必須依靠其他新技術來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè) PC 所帶來的沖擊。PLC 需要解決的問題依然是新技術的采用、系統(tǒng)開放性和價格。 PLC 技術展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數(shù)人認為，PLC 將會繼續(xù)失去市場份額；更有甚者認為，在工業(yè) PC 面前， PLC 將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應用領域仍將為 PLC 提供一定的市場份額。 在全球工業(yè)計算機控制領域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有 PLC，但這種趨勢也許不會繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟 PLC（SoftPLC ）控制組態(tài)軟件技術的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有 SoftPLC 組態(tài)軟件和基于工業(yè) PC 控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統(tǒng) PLC 供應商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實，在傳統(tǒng) PLC 的技術發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對于控制軟件來講，這是 PLC 控制器的核心，PLC 供應商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡技術也得到了突破，其結果是將 PLC 融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。 隨著微處理器技術、超大規(guī)模集成電路技術和數(shù)字通訊技術的進步和發(fā)展，可編程序控制器也得到了迅速發(fā)展，其功能已遠遠超出了其定義所指的范圍，其概念也日趨模糊，現(xiàn)代可編程控制器的發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面: (1) 用高性能器件，盡量縮小與工業(yè)控制計算機之間的差距。例如，德國 FESTO公司的 IPC(Industrial PC)由一系列符合工業(yè)標準的模塊組成，它與微機兼容且具有PLC 的功能。 (2) 豐富 I/O 模塊，使 PLC 在實時性、精度、分辨率、人機對話等性能方面進一步得到改善和提高。 (3) 進一步強化網(wǎng)絡功能，以實現(xiàn)信息管理自動化。例如 IPC 型控制器具備多種現(xiàn)場總線接口。如 FESTO 總線、 Profibus、ASI、CAN 等，以及各種網(wǎng)絡連接模塊，如Novell 等，從而使 PLC 與 PLC、PLC 與 PC、PLC 與現(xiàn)場設備之間建立通訊聯(lián)網(wǎng)。 (4) 多種編程語言并存，互補不足。IPC 型控制器除了采用梯形圖、指令表編程以外，還可以用 IEC1131 規(guī)定的用于順序控制的標準化語言以及 C、Basic 等計算機語言進行編程。 (5) 硬件結構集成化、冗余化。隨著專用集成電路(ASIC，Application Specific Integrated Circuits)和表面安裝技術(SMT，SurfaceMout Technology)在 PLC 硬件設計上的運用，使得 PLC 產品硬件元件數(shù)量更少，集成度更高，體積更小，其可靠性更高。同時，為了進一步提高系統(tǒng)的可靠性，PLC 產品還采用了硬件冗余和容錯技術。用戶可以選擇 CPU 單元、通信單元、電源單元或 I/O 單元甚至整個系統(tǒng)的冗余配置，使得整個 PLC 系統(tǒng)的可靠性得以進一步加強。 PLC 的選型原則在 PLC 系統(tǒng)設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。PLC 及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC 應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC 的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設計相應的控制系統(tǒng)。輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算I/O 點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～20%的可擴展　余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。 存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點數(shù)的 10～15 倍，加上模擬 I/O 點數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內存的總字數(shù)（16 位為一個字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量?？刂乒δ艿倪x擇：該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 運算功能簡單 PLC 的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通 PLC 的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型 PLC中還有模擬量的 PID 運算和其他高級運算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在 PLC 中都已具有通信功能，有些產品具有與下位機的通信，有些產品具有與同位機或上位機的通信，有些產品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā)，合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應用場合，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能，有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉換和 PID 運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。 控制功能控制功能包括 PID 控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據(jù)控制要求確定。PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用 PID 控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC 碼轉換單元等。 通信功能　 大中型 PLC 系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議（如 TCP/IP），需要時應能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應符合 ISO/IEEE 通信標準，應是開放的通信網(wǎng)絡?！? PLC 系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口（RS2232C