【文章內(nèi)容簡介】 C 處于編程狀態(tài)時，控制從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接受與存儲。（2）當 PLC 處于運行狀態(tài)時，用掃描的方式通過 I/O 部件接受現(xiàn)場的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存入輸入映像存儲或數(shù)據(jù)存儲器中。（3）監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài)，診斷 PLC 內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等。不同型號的 PLC 的 CPU 芯片也是不同的，CPU 芯片的吸能關(guān)系到 PLC 處理控制信號的能力和速度，通常 CPU 位數(shù)越高，系統(tǒng)處理的信息量越大，運算速度也越快。PLC 中常用的通用微處理器有 8 位和 16 位。隨著芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC 所用的 CPU 芯片檔次也越來越高。 I/O 模塊I/O 模塊一般包括：數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊。I/O 模塊類型還可以按照操作電平、驅(qū)動能力和各種用途區(qū)分。如按照用途來分，I/O 模塊還包括：數(shù)據(jù)傳送/校驗、串/并行轉(zhuǎn)換、電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離、A/D 轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換以及其他功能模塊等。輸出模塊通常有 3 種形式：繼電器式、晶體管式和晶閘管式。I/O 接口是 PLC 與外界連接的接口。PLC 通過輸入模塊把控制現(xiàn)場的狀態(tài)、信息讀入主機，通過輸出模塊把經(jīng)用戶程序的運算與決策所得的操作結(jié)果輸出執(zhí)行機構(gòu)。輸入模塊用于將控制現(xiàn)場輸入信號變換成 CPU 能接受的信號，并對其進行濾波、電平轉(zhuǎn)換、隔離、放大等。輸出模塊用于將 CPU 的決策輸出信號變換成驅(qū)動控制對象執(zhí)行機構(gòu)的控制信號，并對輸出信號進行功率放大，隔離 PLC 內(nèi)部電路和外部執(zhí)行元件。電源模PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。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、直流電源。PLC 內(nèi)部還有一個開關(guān)是穩(wěn)壓電源。存儲器PLC 存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器用來存放由 PLC 生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，并固化在 ROM 中，用戶不可以訪問和修改。用戶存儲器包括用戶程序存儲器、功能存儲器和參數(shù)區(qū)。用戶存儲器的容量大小，關(guān)系到用戶程序容量的大小和內(nèi)部器件的多少，是反映 PLC 性能的重要指標。第二章 可編程控制器簡介 PLC 的輸入方式與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC 的工作原理是建立在計算機工作原理基礎(chǔ)上的，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的。CPU 是以分時操作方式來處理各項任務的，計算機在每一酸堿只能做一件事情，所以，程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應各電器方式，每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。用 PLC 實現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功能，CPU 從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。PLC 就是這樣周而復始地重復上述循環(huán)掃描的。由于 CPU 運算速度極高，各電器的動作似乎是同時完成的，但實際 I/O 的響應是有滯后的。PLC 采集輸入信號有兩種方式：集中采樣輸入方式一般在掃描周期的開始或結(jié)束將所有輸入信號（輸入元件的通/斷狀態(tài)）采集并放到輸入映象寄存器中。當外接的輸入電路閉合時，對應的輸入映像寄存器為“1”狀態(tài)，梯形圖中對應的常開觸點閉合。反之，外接電路斷開時，對應的輸入映像寄存器為“0”狀態(tài)，梯形圖中對應的常開觸點斷開，常閉觸點接通。執(zhí)行用戶程序所需輸入狀態(tài)均在輸入映像寄存器中取用，而不是實際的 I/O 點。立即輸入方式隨程序的執(zhí)行需要哪一個輸入信號就直接從輸入端或輸入模塊取用這個輸入狀態(tài)，如“立即輸入指令”就是這樣。此時，輸入映像寄存器的值未被更新，到下一次集中采樣輸入時才變化。PLC 的兩種工作模式：RUN 模式、STOP 模式在 RUN 模式下，通過執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制功能；在 STOP 模式，CPU 不執(zhí)行用戶程序，可以用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，設置 PLC 的硬件功能，并將用戶程序和硬件設置信息下載到 PLC。如果有致命錯誤，在消除他之前不允許從 STOP 模式進入 RUN 模式。PLC 操作系統(tǒng)存儲非致命錯誤，供用戶檢查，但不會從 RUN 模式自動進入 STOP 模式 [1]。PLC 工作模式的掃描過程：RUN 模式 STOP 模式圖 21 PLC 工作模式的掃描過程 PLC 的工作過程（1）上電處理 PLC 上電后對系統(tǒng)進行一次初始化工作，包括：硬件初始化，I/O 模塊配置檢查，停電保持范圍設定及其他初始化處理等。（2）掃描過程 PLC 完成與其他外設的通信處理，再次進行時鐘、特殊寄存器更新。當 CPU 處于 STOP 模式時，轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。當 CPU 處于 RUN 模式時，還要完成用戶程序的執(zhí)行和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。（3）出錯處理 PLC 每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定 PLC 自身的動作是否正常，例如，CPU、電池電壓、程序存儲器、I/O、通信等是否異?；虺鲥e。如果檢查出異常時，CPU 面板上的 LED 及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。當出現(xiàn)致命錯誤時，CPU 被強制為 STOP 模式，所有的掃描停止。圖 22 PLC 工作過程 可編程控制器的性能指標（一）I/O 點數(shù)指 PLC 主機的輸入、輸出端子數(shù)。在選用 PLC 時，要根據(jù)控制對象需要的 I/O 點數(shù)來選定 PLC 的機型。當主機的 I/O 點數(shù)不夠時，可通過接擴展單元來擴展 I/O 點數(shù)。但因為一般的擴展單元只有接口和驅(qū)動電路而沒有 CPU，它是由主機的 CPU 來尋址的，所以最大擴展點數(shù)受 CPU 尋址能力的限制。（二）內(nèi)存容量PLC 中程序指令是按“步”存放的（一條指令往往不止一步），“步”占用一個地址單元，一個地址單元占兩個字節(jié)。內(nèi)存容量和最大 I/O 點數(shù)大體成正比。 （三）指令功能可以從兩個方面來衡量 PLC 指令功能的強弱：一是指令條數(shù)的多少；二是在指令中有多少綜合性指令，因為一條綜合性指令一般就能完成一項專門操作（如查表、排序、PID 控制等），相當于一個子程序。（四）掃描速度一般指執(zhí)行一步指令所需的時間，單位為 us/步。有時也用執(zhí)行 1000 步指令的時間計算，則單位為 ms/千步。 PLC 的主要特點PLC 是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的，具有以下主要特點。（1）可靠性高、抗干擾性能力強PLC 在惡劣的工業(yè)環(huán)境下能可靠地工作，具有很強的抗干擾能力。例如，能夠抗擊電噪聲、電源波動、震動、電池干擾等，能抵抗 1000V、1μs 脈沖的干擾：能在高溫、高濕以及空氣中存有各種強腐蝕物質(zhì)粒子的惡劣環(huán)境下可靠地的工作：能承受電網(wǎng)電壓的變化，可直接由交流市電供電，允許電壓波動范圍大。一般由直流 24V 供電的機型，電源電壓允許為 16V~32V；由交流供電的機型，允許電壓為 115V/230V、47Hz~63Hz 的電源供電。即使在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作。（2）通用性強、靈活性好、功能齊全PLC 是通過軟件實現(xiàn)控制的，其控制程序編在軟件中，實現(xiàn)程序軟件化，因而對于不同的控制對象都可以采用相同的硬件進行配置。（3）編程簡單、使用方便PLC 在基本控制方面采用梯形圖語言進行編程，其電路符號和表達式與繼電器電路原理圖相似，形式簡練、直觀，容易被廣大電器工程人員接受。用梯形圖編程出錯率比匯編語言低的多。PLC 還可以采用面向控制過程的控制系統(tǒng)流程圖編程和語句表達方程式編程。梯形圖、流程圖、語句表之間可有條件地相互轉(zhuǎn)換，使用極其方便。這是 PLC 能夠迅速普及和推廣的重要原因之一。（4）模塊化結(jié)構(gòu)PLC 各個部件，包括 CPU、電源、I/O 等均采用模塊化設計，由機架和電纜將各模塊連接起來。系統(tǒng)的功能和規(guī)模可根據(jù)用戶的實際需求自行配置，從而實現(xiàn)最佳性能價格比。由于配置靈活，使擴展、維護更加方便。（5）安裝簡便、調(diào)試方便PLC 安裝簡便，只要吧現(xiàn)場的 I/O 設備與 PLC 相應的 I/O 端子相連就完成了全部的接線任務，縮短了安裝時間。PLC 的調(diào)試工作氛圍室內(nèi)調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試。室內(nèi)調(diào)試時，用模擬開關(guān)模擬輸入信號，其輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)可以觀察 PLC 上的相應的發(fā)光二級管和編程器提供的信息方便地進行測試、排錯和修改。室內(nèi)跳模擬調(diào)試后，即可到現(xiàn)場進行聯(lián)機調(diào)試。（6）維修工作量小、維護方便PLC 的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC 或外部的輸入裝置和，執(zhí)行結(jié)構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，更換相應的故障模塊。（7）體積小、耗能低對于復雜的控制系統(tǒng)，使用 PLC 后，可以減少大量的中間繼電器和實踐繼電器，小型 PLC 的體積僅相當于幾個繼電器的大小，極大地減小了開關(guān)柜的體積。另外，PLC 的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線少的多，節(jié)省了大量的配線和附件，因此，可以節(jié)省大量的費用。PLC 體積小、耗能低，便于設備的機電一體化控制 [1]。小結(jié)：PLC 在電梯控制上的應用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于 PLC 具有邏輯運算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過程中，各種邏輯開關(guān)控制與 PLC 很