【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 路 。 2） 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器 , 用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩種，前者用于存放用戶程序，后者用來(lái)存放用戶程序執(zhí)行過(guò)程中使用 NO/OFF狀態(tài)量或數(shù)值量，以生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)。用戶存儲(chǔ)器內(nèi)容由用戶根據(jù)控制需要可讀可寫(xiě)，可任意修改、刪除?？刹捎酶呙芏取⒌凸牡?CMOS RAM或 EPROM與EEPROM。他在 PLC技術(shù)指標(biāo)中的內(nèi)存容量系指用戶存儲(chǔ)器容量，是 PC等級(jí)的一項(xiàng)重要指標(biāo)；系統(tǒng)存儲(chǔ)器用于固化 PLC生產(chǎn)廠家編寫(xiě) 的各種系統(tǒng)工作程序，相當(dāng)于單片機(jī)的監(jiān)控程序或個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，在很大程度上他決定該種 PC的性能和質(zhì)量，用戶無(wú)法更改或調(diào)用。 3） 輸入、輸出單元（ I/O單元） I/O口單元稱為 I/O接口電路， PLC程序執(zhí)行過(guò)程中需要用的各種開(kāi)關(guān)量、數(shù)字量或模擬量等各種外部設(shè)備或設(shè)定量，都通過(guò)輸入電路進(jìn)入 PLC。而程序執(zhí)行結(jié)果又是通過(guò)輸出電路送到控制現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)外部控制功能。由于生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的信號(hào)電平、頻率是多種多樣的，外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的電平、頻率也是千差萬(wàn)別的，而 CPU處理的信號(hào)只是標(biāo)準(zhǔn)電平，其工作節(jié)拍又與外部環(huán)境不一樣。所以 PLC與通用計(jì)算機(jī) I/O電路有著類似的作用，即電平變換、速度匹配、驅(qū)動(dòng)功率放大、信號(hào)隔離等。不同的是， PC產(chǎn)品的 I/O單元是顧及其工作環(huán)境和各種要求而經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和制造的。通用計(jì)算機(jī)則要求擁護(hù)根據(jù)使用條件自行開(kāi)發(fā)，其可靠性、抗干擾能力往往達(dá)不到系統(tǒng)要求 [17]。 (1) 輸入接口電路 各種 PLC輸入電路大致相同，其輸入方式有三種類型：一種是直流輸入（ DC12V或 24V），另一種是交流輸入（ AC100～ 120V或 200～ 240V），第三種是交直流輸入（交直流 12V或 24V） 。外部輸入器件可以是無(wú)源觸點(diǎn)，如按 鈕、行程開(kāi)關(guān)、主令開(kāi)關(guān)等，也可以是有源器件，如各類傳感器、集電極開(kāi)路的晶體管接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等。在PLC內(nèi)部電源容量允許前提下，有源輸入器件可采用 PLC輸出電源，否則必須外設(shè)電 源。當(dāng)輸入信號(hào)為模擬量時(shí)，信號(hào)必須經(jīng)過(guò)專用的模擬量輸入模塊進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)輸入電路進(jìn)行 PLC。輸入信號(hào)是通過(guò)輸入斷子經(jīng) RC濾波、光電隔離進(jìn)入內(nèi)部電路。圖 24V輸入連路的內(nèi)部原理線路，由裝在 PLC面板上的來(lái)顯示某一輸入點(diǎn)是否有信號(hào)輸入。 +24V LED 內(nèi) 部 電 源 輸入口 COM 接近開(kāi)關(guān) 圖 24V輸入接口電路 (2) 輸出接口電路 為適應(yīng)不同負(fù)載需求，各類 PLC的輸出有三種方式，即繼電器輸出、晶 體管輸出和晶閘管輸出。繼電器輸出最常用，適用交直流負(fù)載，其特點(diǎn)是帶負(fù)載能力強(qiáng)，但動(dòng)作頻率和響應(yīng)速度慢。晶體管適應(yīng)直流負(fù)載，其特點(diǎn)是動(dòng)作頻率高，響應(yīng)速度快，但帶負(fù)載能力小。晶閘管輸出使用交流負(fù)載，響應(yīng)速度快，帶載能力不大。 外部負(fù)載直接與 PLC輸出端子相聯(lián)，輸出電路的負(fù)載電源由用戶根據(jù)負(fù)載要求自行分配。輸出電路僅是提供輸出通道。同時(shí)考慮不同類型，不同性質(zhì)負(fù)載的接線要求，通常 PLC輸出端口的公共端子是分組設(shè)置的。每 48點(diǎn)共一個(gè) COM端子，各組相互隔離。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該注意各類 PLC輸出端子的輸出電流不能超出其 額定值，同時(shí)還要注意輸出電流與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，例如 FX2型 PLC繼電器輸出的負(fù)載能力在電源電壓 250V以下時(shí)，電阻性負(fù)載為 2A/點(diǎn)；感性負(fù)載為 80VA/點(diǎn)，燈負(fù)載為 100W/點(diǎn)。 4. 電源單元 PLC對(duì)供電電源要求不高，可直接采用普通單相交流電。允許電源電壓額定值在 +10%～ 15%范圍內(nèi)波動(dòng)。也有用直流 24V供電。 PLC內(nèi)部有一個(gè)高質(zhì)量開(kāi)關(guān)型 穩(wěn)壓電源，用于對(duì) CPU、 I/O單元供電，還可以為外部傳感器提供 DC24V電源 [18]。 PLC的選型原則 輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10%～20%的可擴(kuò)展 余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替 代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10～ 15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16 位為一個(gè)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(yùn)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 。 對(duì) PLC 響應(yīng)時(shí)間的要求 響應(yīng)速度即響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間，輸出濾波時(shí)間和掃描周期。 PLC 一般以順序掃描工作方式進(jìn)行工作，對(duì)小于掃描時(shí)間的輸入信號(hào)，有可能造成接 收信號(hào)不可靠。因此，對(duì)有維持很短時(shí)間的輸入信號(hào)來(lái)講，需要選取掃描速度高的 PLC。一般機(jī)器對(duì)掃描時(shí)間的限定值為 100～ 200ms，而實(shí)際上執(zhí)行一千條指令僅需時(shí)間 1～ 10ms ,對(duì)一般規(guī)模的 PLC 程序，則輸入信號(hào)能維持在 10ms 左右就完全能安全地被接收到，但對(duì)模擬量輸入則需要考慮與 PLC 的響應(yīng)時(shí)間的配合問(wèn)題。 系統(tǒng)可靠性 根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境及工藝要求，應(yīng)采用功能完善可靠性適宜的 PLC。對(duì)可靠性要求極高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備份系統(tǒng)。 編程器與外圍設(shè)備 小型 PLC 控制系統(tǒng)一般選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn) 易編程器；如果系統(tǒng)較大或多臺(tái) PLC共用，可以選用功能強(qiáng)，編程方便的圖形編輯器；如果有現(xiàn)成的個(gè)人計(jì)算機(jī)，可選用能在計(jì)算機(jī)上使用的編程軟件 [19]。 三菱 PLC 分類： FX1S 系列 :三菱 PLC 是一種集成型小型單元式 PLC。且具有完整的 性能和通訊功 能等擴(kuò)展性。如果考慮安裝空間和成本是一種理想的選擇。 FX1N 系列 :是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型 PLC。具有擴(kuò)展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴(kuò)展性。是一款廣泛應(yīng)用于一般的順序控制三菱 PLC。 FX2N 系列 :是三菱 PLC 是 FX 家族中最先進(jìn)的系列。 具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的 特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 FX3U:是三菱電機(jī)公司新近推出的新型第三代三菱 PLC,可能稱得上是小型至尊產(chǎn)品。基本性能大幅提升，晶體管輸出型的基本單元內(nèi)置了 3 軸獨(dú)立最高 100kHz 的定位功能，并且增加了新的定位指令，從而使得定位控制功能更加強(qiáng)大，使用更為方便。 FX1NC、 FX2NC、 FX3UC 三菱 PLC:在保持了原有強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了極為可觀的規(guī)模縮小 I/O 型接線接口降低了接線成本，并大大節(jié)省了時(shí)間。 Q 系列三菱 PLC:三菱機(jī) 公司推出的大型 PLC,CPU 類型有基本型 CPU，高性能型CPU，過(guò)程控制 CPU,運(yùn)動(dòng)控制 CPU,冗余 CPU 等?？梢詽M足各種復(fù)雜的控制需求。三菱電機(jī)中國(guó)事業(yè)的快速發(fā)展，為了更好地滿足國(guó)內(nèi)用戶對(duì)三菱 PLC， Q 系列產(chǎn)品高性能、低成本的要求，三菱電機(jī)自動(dòng)化特推出經(jīng)濟(jì)型 QUTESET 型三菱 PLC，即一款以自帶 64 點(diǎn)高密度混合單元的 5 槽 Q00JCOUSET；另一款自帶 2 塊 16 點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入及2 塊 16 點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出的 8 槽 Q00JCPUS8SET，其性能指標(biāo)與 Q00J 完全兼容，也完全支持 GXDeveloper 等軟件，故具有 極佳的性價(jià)比。 A 系列三菱 PLC: 使用三菱專用順控芯片（ MSP），速度 /指令可媲美大型三菱PLC。A2ASCPU支持 32個(gè) PID 回路。而 QnASCPU的回路數(shù)目無(wú)限制，可隨內(nèi)存容量的大小而改變；程序容量由 8K 步至 124K 步，如使用存儲(chǔ)器卡， QnASCPU 則內(nèi)存量可擴(kuò)充到 2M 字節(jié)；有多種特殊模塊可選擇，包括網(wǎng)絡(luò)，定位控制，高速計(jì)數(shù)，溫度控制等模塊 。 FX2N 系列 PLC 是功能齊全的中小型 PLC，其控制規(guī)模包括 16 點(diǎn) /32 點(diǎn) /48 點(diǎn) /64點(diǎn) /80 點(diǎn) /128 點(diǎn) PLC，輸出具有繼電器 /晶體管 /晶閘管輸出，內(nèi)置 8KB 容量的EEPROM 存儲(chǔ)器， CPU 運(yùn)算處理速度 ，可連接 I/O 擴(kuò)展模塊和特殊功能模塊。 根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求可以了解系統(tǒng)所需要的 I/O 點(diǎn)數(shù)，選擇 FX2N48MR001型 PLC[20]。 PLC 的技術(shù)指標(biāo) 1)FX2N 系列小型 PLC 一般技術(shù)指標(biāo) 一般技術(shù)指標(biāo)主要是指 PLC 產(chǎn)品的工作條件與一般工作環(huán)境的適應(yīng)程度。 PLC 是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，充分考慮了工業(yè)環(huán)境種種惡劣因數(shù)。其技術(shù)指標(biāo)如表 31 所示。 表 一般技術(shù)指標(biāo) 環(huán)境溫度 0～ 55℃ 環(huán)境濕度 35%～ 85%RH（不結(jié)露） 抗震 JIS C0911 標(biāo)準(zhǔn) 10～ 55Hz （最大 2g） 3 軸方向各 2h 抗沖擊 JIS C0912 標(biāo)準(zhǔn) 10g 3 軸方向各 3 個(gè) 抗噪音干擾 用噪音仿真器產(chǎn)生電壓為 1000Vpp,噪音脈沖寬度為 1μs,頻率為30～ 100Hz 噪音，在此噪音干擾下 PLC 正常工作 耐壓 1500AC 1min 絕緣電壓 5M 以上， 500V DC 接地 第 3 種接地，不能接地時(shí)，亦可浮空 使用環(huán)境 禁止腐蝕性氣體，嚴(yán)禁塵埃 2)性能技術(shù)指標(biāo) 性能技術(shù)指標(biāo)標(biāo)志某種 PLC 在硬件和軟 件反面所具備功能。不同機(jī)型差異較大，在 PLC 選型時(shí)要逐一考慮該項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)能否滿足要求。 PLC 的性能包括：輸入指標(biāo)、輸出指標(biāo)和電源指標(biāo)方面。如表 3 3 34 所示。 表 輸入技術(shù)指標(biāo) 輸入電壓 24V DC 隔離 光電耦合 輸出電流 7mA 響應(yīng)時(shí)間 10ms