【文章內(nèi)容簡介】 容易學(xué)習(xí)和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高。(2) 易操作性：操作方便，編程方便，維修方便。(3) 靈活性：編程的靈活性，擴(kuò)展的靈活性。 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC的型號、規(guī)格繁多。它主要由中央處理單元CPU、存儲器、輸入、輸出等部分組成。(1)中央處理單元CPU(2) 存儲器PLC的存儲器用來存放程序和數(shù)據(jù)。程序分系統(tǒng)程序和用戶程序。①系統(tǒng)程序存儲器該存儲器存放系統(tǒng)程序(系統(tǒng)軟件)。系統(tǒng)程序是PLC研制者所編的程序，它是決定性能的關(guān)鍵。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、解釋程序、故障自診斷程序、標(biāo)準(zhǔn)子程序庫及其他各種管理程序等。系統(tǒng)程序由制造廠家提供，一般都固化在ROM或EPROM中，用戶不能直接存取。系統(tǒng)程序用來管理、協(xié)調(diào)PLC各部分的工作，翻譯、解釋用戶程序，進(jìn)行故障診斷等。②用戶程序存儲器該存儲器存放用戶程序(應(yīng)用軟件)。用戶程序是用戶為解決實際問題并根據(jù)PIC的指令系統(tǒng)而編制的程序，它通過編程器輸入，經(jīng)CPU存放入用戶存儲器。為便于程序的調(diào)試、修改、擴(kuò)充、完善，該存儲器使用RAM。③變量(數(shù)據(jù))存儲器變量存儲器存放PLC的內(nèi)部邏輯變量，如內(nèi)部繼電器、FO寄存器、定時器/計數(shù)器中邏輯變臉的現(xiàn)行值等，這些現(xiàn)行值在CPU進(jìn)行邏輯運算時需隨時讀出、更新有關(guān)內(nèi)容，所以，變量存儲器也采用RAM。現(xiàn)今用戶程序存儲器和變量存儲器常采用低功耗的CMOS—RAM及鋰電池供電的掉電保持技術(shù)，以提高運行可靠性。通常PLC產(chǎn)品資料中所指的內(nèi)存儲器容量，是指用戶程序存儲器而言，且以字(6位/字)為單位來表示存儲器的容量。(3) 輸入輸出接口(簡稱I/O)輸入輸出接口是CPU與工業(yè)現(xiàn)場裝置之問的連接部分，是PLC的重要組成部分。與微機(jī)的I/O接口工作于弱電的情況不同，PLC的I/O接口是按強電要求設(shè)計的，即其輸入接口可以接受強電信號，其輸出接口可以直接和強電設(shè)備相連接。對于小型PLC，廠家通常將I/O部分就裝在PLC的本體部分，而對于中、大型PLC，各廠家通常都將I/O部分做成可供選取、擴(kuò)充的模塊組件，用戶可根據(jù)自己的需要選取不同功能，不同點數(shù)的組件來組成自己的控制系統(tǒng)。為便于檢查，每個I/O點都接有指示燈，某點接通時，相應(yīng)的指示燈發(fā)光指示。用戶可以方便地檢查各點的通斷狀態(tài)。①輸入接口輸入接口的功能是采集現(xiàn)場各種開關(guān)接點的狀態(tài)信號，并將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平，送給CPU處理．一般的輸入信號多為開關(guān)量信號，各種開關(guān)量輸入接口的基本結(jié)構(gòu)大同小異，常有直流和交流開關(guān)量輸入接口電路兩種。交流開關(guān)量輸入接口電路與直流開關(guān)量輸入接口電路的主要區(qū)別是，前者要由現(xiàn)場提供交流電流，輸入的交流信號經(jīng)整流后得到直流，再去驅(qū)動光電耦合器。在機(jī)械設(shè)備中，除開關(guān)量外，還常遇到一些模擬量如溫度、壓力、位移和速度等。對這些模擬量進(jìn)行采集時，必須經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ACD)將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能為PLC的CPU所接受。②輸出接口為適應(yīng)不同的負(fù)載，輸出接口有多種方式。常用的有晶體管輸出方式、晶閘管輸出方式和繼電器輸出方式。晶體管輸出方式用于直流負(fù)載；雙向晶閘管輸出方式用交流負(fù)載，繼電器輸出方式可用于直流負(fù)載，也可用于交流負(fù)載。一些PLC還具有模擬輸出接口，用于需要摸擬信號驅(qū)動的負(fù)載。(4) 編程器編程器是PLC中一種主要的外部設(shè)備，它是開發(fā)、維護(hù)PLC擰制系統(tǒng)的必備設(shè)備。編程器用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視，還可以通過其鍵盤去調(diào)用與顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它通過通信端口與CPU聯(lián)系，完成人機(jī)對話連接。編程器上有供編程用的各種功能鍵和顯示燈，以及編程、監(jiān)控轉(zhuǎn)換丌關(guān)。編程器的鍵盤采用梯形圖語言鍵符，也可以采用軟件指定的功能鍵符，通過屏幕對話方式進(jìn)行編程．編程器有便攜式和CRT智能式兩大類，前者只能聯(lián)機(jī)編程，而后者既可聯(lián)機(jī)編程，又可脫機(jī)編程。便攜式編程器體積小，重量輕，可隨身攜帶，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。一般的小型PLC主要采用便攜式編程器。編程器是專用的，不同型號的PLC都有自己專用的編程器，不能通用。PLC正常工作時，不一定需要編程器。因此，多臺同型號的PLC可以只配一個編程器。(5)其他設(shè)備PLC的外部設(shè)備還有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPROM寫入器及高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控設(shè)備等。 PLC的工作原理與普通微機(jī)類似，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下，PLC才能正常地工作。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。PLC的基本工作如下：(1) 輸入現(xiàn)場信息：在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài)；(2) 執(zhí)行程序：順次掃描用戶程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進(jìn)行邏輯運算；(3) 輸出控制信號：根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點并行發(fā)出相應(yīng)的控制信號，實現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。上述過程執(zhí)行完后，又重新開始，反復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。在實際應(yīng)用中，大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的工作過程可以分為一系列不斷重復(fù)的順序操作，PLC的工作方式與此相似。因此，PLC的程序可與機(jī)器的動作一一對應(yīng)，程序編制簡單、直觀，不容易出錯，而且容易修改，從而大大減少了軟件的開發(fā)費用，縮短了軟件的開發(fā)周期。為了提高工作的可靠性，及時接收外來的控制命令，PLC在每次掃描期間，除完成上述三步操作外，通常還要進(jìn)行故障自診斷，完成與編程器等的通信。每次掃描開始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對各輸入輸出點、存儲器和CPU等進(jìn)行診斷，診斷的方法通常是測試出各部分的當(dāng)前狀態(tài)，并與正常的標(biāo)準(zhǔn)狀念進(jìn)行比較，若兩者一致，說明各部分工作正常，若不一致則認(rèn)為有故障。此時，PLC立即啟動關(guān)機(jī)程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點，然后停機(jī)。診斷結(jié)束后，如沒發(fā)現(xiàn)故障，PLC將繼續(xù)往下掃描，檢查是否有編程器等的通信請求。如果有則進(jìn)行相應(yīng)的處理，比如，接受編程器發(fā)來的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯信息送給編程器顯示等。處理完通信后，PLC繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場信息，順序執(zhí)行用戶程序，輸出控制信號，完成一個掃描周期。然后又從自診斷開始，進(jìn)行第二輪掃描。PLC就這樣不斷反復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)對機(jī)器的連續(xù)控制，直到接收到停機(jī)命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。 本章小結(jié)本章主要講了PLC的定義和發(fā)展，PLC能夠迅速發(fā)展的優(yōu)勢特點，以及講解了PLC的基本結(jié)構(gòu)和PLC的工作原理。第五章 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)主要