【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。內(nèi)部繼電器沒(méi)有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的常開(kāi)/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通過(guò)輸出繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。內(nèi)部繼電器一般分為通用內(nèi)部繼電器和特殊內(nèi)部繼電器。 1) 通用內(nèi)部繼電器 PLC中都有一定數(shù)量的通用內(nèi)部繼電器。這類(lèi)繼電器的觸點(diǎn)和線(xiàn)圈在程序中都可以使用，但線(xiàn)圈一般只能用 1次，而對(duì)應(yīng)的常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)則可以無(wú)限制地重復(fù)使用。 可編程控制器的資源與編程語(yǔ)言 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 2) 特殊內(nèi)部繼電器 特殊內(nèi)部繼電器也叫專(zhuān)用內(nèi)部繼電器，每一個(gè)都有專(zhuān)門(mén)的用途，用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)工作時(shí)的一些特定狀態(tài)信息。這類(lèi)繼電器只能單個(gè)使用，而且只能使用觸點(diǎn)，不能使用線(xiàn)圈。 不同的 PLC其輸入繼電器、輸出繼電器和內(nèi)部繼電器的編址方式 (即編號(hào) )不同，數(shù)量多少也不一樣。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一定要明確其編址方式和數(shù)量。它們一般既可單個(gè)使用，也能以字節(jié) (由 8個(gè)繼電器組成 )、字 (由 16個(gè)繼電器組成 )或雙字 (由 32個(gè)繼電器組成 )的形式使用。 4. 定時(shí)器 PLC中的定時(shí)器根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積計(jì)時(shí)。當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作。時(shí)鐘脈沖一般有 1ms、 10ms和 100ms，有些 PLC還提供 1s的時(shí)鐘，可以滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求。定時(shí)器可以采用用戶(hù)程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù)作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容作為設(shè)定值。 每個(gè)定時(shí)器只有一個(gè)輸入。編程時(shí)，設(shè)定值由用戶(hù)確定。與常規(guī)的時(shí)間繼電器一樣，線(xiàn)圈通電時(shí)，定時(shí)器的當(dāng)前值開(kāi)始減計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)。在當(dāng)前值計(jì)到 0時(shí)，相應(yīng)的常開(kāi) /常閉觸點(diǎn)都動(dòng)作，常開(kāi)的閉合，常閉的斷開(kāi)；斷電時(shí)自動(dòng)復(fù)位，所有的觸點(diǎn)釋放，不保存中間數(shù)值，當(dāng)前值又變?yōu)樵O(shè)定值。需要注意的是， PLC中的定時(shí)器沒(méi)有常規(guī)的時(shí)間繼電器一樣的瞬動(dòng)觸點(diǎn)。 可編程控制器的資源與編程語(yǔ)言 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 5. 計(jì)數(shù)器 PLC中的計(jì)數(shù)器一般是 16位減法計(jì)數(shù)器，都有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于計(jì)數(shù)，一個(gè)用于復(fù)位。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來(lái)的數(shù)值減 1。在當(dāng)前值減到 0時(shí)停止計(jì)數(shù)，同時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)復(fù)位控制信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位。復(fù)位信號(hào)斷開(kāi)后，計(jì)數(shù)器重新進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。與定時(shí)器不同的是，如果在計(jì)數(shù)過(guò)程中系統(tǒng)斷電，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值一般能自動(dòng)保存下來(lái)。在系統(tǒng)上電重新運(yùn)行時(shí)，計(jì)數(shù)器就接著斷電時(shí)的參數(shù)值繼續(xù)計(jì)數(shù)。 不同的 PLC其定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的編址方式 (即編號(hào) )不同，具體工作特性和數(shù)量的多少也不一樣。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一定要十分熟悉其編址方式、特性和數(shù)量。一個(gè)定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的線(xiàn)圈一般只能使用一次，但其常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)都沒(méi)有使用次數(shù)的限制，在編程時(shí)可以重復(fù)使用。 6. 數(shù)據(jù)寄存器 數(shù)據(jù)寄存器不能使用線(xiàn)圈或觸點(diǎn)，而是以字存儲(chǔ)單元的形式使用，用于存放各種數(shù)據(jù)。 PLC中每一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是一個(gè)字存儲(chǔ)單元，都是 16位 (最高位為正、負(fù)符號(hào)位 )，也可用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器組合起來(lái)存儲(chǔ) 32位數(shù)據(jù) (最高位為正、負(fù)符號(hào)位 )。不同的 PLC提供的數(shù)據(jù)寄存器的種類(lèi)的數(shù)量不同，編址方式 (即編號(hào) )也不一樣。數(shù)據(jù)寄存器一般分為通用和專(zhuān)用兩種。 可編程控制器的資源與編程語(yǔ)言 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 1) 通用數(shù)據(jù)寄存器 通用數(shù)據(jù)寄存器用于存放各種數(shù)據(jù)，只要不寫(xiě)入其他數(shù)據(jù)，已寫(xiě)入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。默認(rèn)狀態(tài)下各個(gè)單元的數(shù)據(jù)均為 0。 2) 專(zhuān)用數(shù)據(jù)寄存器 專(zhuān)用數(shù)據(jù)寄存器也叫特殊數(shù)據(jù)寄存器。與專(zhuān)用內(nèi)部繼電器類(lèi)似，每一個(gè)都有專(zhuān)門(mén)的用途。這類(lèi)存儲(chǔ)單元只能以字的形式使用。 上文對(duì) PLC的繼電器資源作了簡(jiǎn)要的介紹，具體的應(yīng)用在后續(xù)章節(jié)中再結(jié)合相應(yīng)的 PLC產(chǎn)品和指令詳細(xì)討論。實(shí)際上，對(duì)于任意一種 PLC，不論是為了學(xué)習(xí)還是實(shí)際使用，熟練掌握其所提供的繼電器的種類(lèi)、數(shù)量和各自的特性都非常重要。這是學(xué)習(xí)和使用 PLC的重要基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)的前提條件，所以一定要熟練掌握這一部分的知識(shí)點(diǎn)。 可編程控制器的資源與編程語(yǔ)言 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 可編程控制器的編程語(yǔ)言 PLC是一種專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，具體控制功能的實(shí)現(xiàn)也是通過(guò)開(kāi)發(fā)人員設(shè)計(jì)的程序來(lái)完成的。所以，采用 PLC進(jìn)行控制就涉及到用相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)完成編程的任務(wù)。 PLC存在的主要缺點(diǎn)在于 PLC的軟件和硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開(kāi)放的。絕大多數(shù)的 PLC是專(zhuān)用總線(xiàn)、專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議。編程雖然都可采用梯形圖，但不同公司的 PLC產(chǎn)品在尋址、語(yǔ)法結(jié)構(gòu)等方面不一致，使各種 PLC互不兼容。國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)在 1992年頒布了可編程控制器的編程軟件標(biāo)準(zhǔn)IEC11313，為各 PLC廠家編程的標(biāo)準(zhǔn)化鋪平了道路。開(kāi)發(fā)以 PC為基礎(chǔ)、在Windows平臺(tái)下，符合 IEC11313國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的新一代開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的 PLC正在規(guī)劃中。 國(guó)際電工委員會(huì)制訂的 5種標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言如下。 (1) 梯形圖 (Ladder Diagram， LD) 適合于邏輯控制的程序設(shè)計(jì)。 (2) 指令表 (Instruction List， IL) 適合于簡(jiǎn)單文本的程序設(shè)計(jì)。 (3) 順序功能圖 (Sequential Function Chart， SFC) 適合于時(shí)序混合型的多進(jìn)程復(fù)雜控制。 可編程控制器的資源與編程語(yǔ)言 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 (4) 功能塊圖 (Function Block Diagram， FBD) 適合于典型固定復(fù)雜算法控制，如 PID調(diào)節(jié)等。 (5) 結(jié)構(gòu)化文本 (Structured Text， ST) 適合于自編專(zhuān)用的復(fù)雜程序，如特殊的模型算法。 1. 梯形圖 梯形圖語(yǔ)言是 PLC中應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的一種標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，也是在實(shí)際設(shè)計(jì)中最常用的一種語(yǔ)言。因與繼電器電路很相似，具有直觀易懂的特點(diǎn)，很容易被熟悉繼電器控制的電氣人員所掌握，特別適合于數(shù)字邏輯控制，但不適于編寫(xiě)控制功能復(fù)雜的大型程序。 梯形圖是一種圖形化的編程語(yǔ)言，沿用了傳統(tǒng)的電氣控制原理圖中的繼電器觸點(diǎn)、線(xiàn)圈、串聯(lián)和并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線(xiàn)稱(chēng)為左右母線(xiàn)。在程序中，最左邊是主信號(hào)流，信號(hào)流總是從左向右流動(dòng)的。梯形圖由觸點(diǎn)、線(xiàn)圈和指令框等構(gòu)成。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，線(xiàn)圈代表邏輯運(yùn)算結(jié)果，指令框用來(lái)表示定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算等功能指令。梯形圖中的觸點(diǎn)只有常開(kāi)和常閉兩種，觸點(diǎn)可以是 PLC外部開(kāi)關(guān)連接的輸入繼電器的觸點(diǎn)，也可以是 PLC內(nèi)部繼電器的觸點(diǎn)或內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的觸點(diǎn)。 可編程控制器的資源與編程語(yǔ)言 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 梯形圖中的觸點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線(xiàn)圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能作為中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。 PLC是按循環(huán)掃描的方式處理控制任務(wù)，沿梯形圖先后順序執(zhí)行。在同一掃描周期中的結(jié)果存儲(chǔ)在輸出狀態(tài)暫存器中，所以輸出點(diǎn)的值在用戶(hù)程序中可以當(dāng)作條件使用。 2. 指令表 指令表是一種類(lèi)似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言的一種文本編程語(yǔ)言，即用特定的助記符來(lái)表示某種邏輯運(yùn)算關(guān)系。一般由多條語(yǔ)句組成一個(gè)程序段。指令表適合于經(jīng)驗(yàn)