【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力。這類(lèi)機(jī)型點(diǎn)數(shù)都在100點(diǎn)以上，內(nèi)存容量64K以上。大型機(jī)適用于設(shè)備自動(dòng)化控制，過(guò)程自動(dòng)化控制和過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)中。 PLC的選型 PLC的各個(gè)組成部件及工作原理PLC的工作原理具體如下： PLC的CPU采用順序邏輯掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開(kāi)，該線圈的所有觸點(diǎn)（包括其常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)）不會(huì)立即動(dòng)作，必須等到掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作[18]。 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段[18]。具體過(guò)程如下： （1）輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元內(nèi)，輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 （2）用戶(hù)程序執(zhí)行階段 在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，PLC總是由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按照先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 （3）輸出刷新階段 當(dāng)用戶(hù)程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，在經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC真正的輸出[19]。 ——是PLC的核心部分。與通用微機(jī)CPU一樣，CPU在PC系統(tǒng)中的作用類(lèi)似于人體的神經(jīng)中樞。其功能：（1）用掃描方式（后面介紹）接收現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器；（2）接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；（3）診斷電源和PC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤；（4）在PC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后：a）執(zhí)行用戶(hù)程序——產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)（從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，經(jīng)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去啟閉有關(guān)的控制電路）b）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理——分時(shí)、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動(dòng)作，完成用戶(hù)程序中規(guī)定的邏輯或算術(shù)運(yùn)算任務(wù)c）更新輸出狀態(tài)——輸出實(shí)施控制（根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通訊等）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器——存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù)*不能由用戶(hù)直接存取用戶(hù)存儲(chǔ)器用戶(hù)程序存儲(chǔ)器——存放用戶(hù)程序。即用戶(hù)通過(guò)編程器輸入的用戶(hù)程序。功能存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）——存放用戶(hù)數(shù)據(jù)PC的用戶(hù)存儲(chǔ)器通常以字（16位/字）為單位來(lái)表示存儲(chǔ)容量。注意：系統(tǒng)程序直接關(guān)系到PC的性能，不能由用戶(hù)直接存取，所以，通常PC產(chǎn)品資料中所指的存儲(chǔ)器形式或存儲(chǔ)方式及容量，是指用戶(hù)程序存儲(chǔ)器而言。輸入輸出接口是PLC與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件和執(zhí)行元件連接的接口電路。PLC的輸入接口有直流輸入、交流輸入、交直流輸入等類(lèi)型；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類(lèi)型。晶體管和晶閘管輸出為無(wú)觸點(diǎn)輸出型電路，晶體管輸出型用于高頻小功率負(fù)載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負(fù)載；繼電器輸出為有觸點(diǎn)輸出型電路，用于低頻負(fù)載?，F(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件輸入給PLC各種控制信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)、操作按鈕、選擇開(kāi)關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量等，通過(guò)輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號(hào)。輸出接口電路將CPU送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。1)輸入接口輸入接口用于接收和采集兩種類(lèi)型的輸入信號(hào)，一類(lèi)是由按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、繼電器觸頭等開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一類(lèi)是由電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變換器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。以圖2所示的直流輸入接口電路為例，R1是限流與分壓電阻，R2與C構(gòu)成濾波電路，濾波后的輸入信號(hào)經(jīng)光耦合器T與內(nèi)部電路耦合。當(dāng)輸入端的按鈕SB接通時(shí)，光耦合器T導(dǎo)通，直流輸入信號(hào)被轉(zhuǎn)換成PLC能處理的5V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電平(簡(jiǎn)稱(chēng)TTL)，同時(shí)LED輸入指示燈亮，表示信號(hào)接通。微電腦輸入接口電路一般由寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路組成，這些電路集成在一個(gè)芯片上。交流輸入與交直流輸入接口電路與直流輸入接口電路類(lèi)似。圖2直流輸入接口電路濾波電路用以消除輸入觸頭的抖動(dòng)，光電耦合電路可防止現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干擾進(jìn)入PLC。由于輸入電信號(hào)與PLC內(nèi)部電路之間采用光信號(hào)耦合，所以?xún)烧咴陔姎馍贤耆綦x，使輸入接口具有抗干擾能力?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)通過(guò)光電耦合后轉(zhuǎn)換為5V的TTL送入輸入數(shù)據(jù)寄存器，再經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳送給CPU。2)輸出接口輸出接口電路向被控對(duì)象的各種執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。常用執(zhí)行元件有接觸器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥(模擬量)、調(diào)速裝置(模擬量)、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。輸出接口電路一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成，與輸入接口電路類(lèi)似，內(nèi)部電路與輸出接口電路之間采用光電耦合器進(jìn)行抗干擾電隔離。微電腦輸出接口電路一般由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路集成在芯片上，CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線將輸出信號(hào)送到輸出數(shù)據(jù)寄存器中，功率放大電路是為了適應(yīng)工業(yè)控制要求，將微電腦的輸出信號(hào)放大。3)其它接口若主機(jī)單元的I/O數(shù)量不夠用，可通過(guò)I/O擴(kuò)展接口電纜與I/O擴(kuò)展單元(不帶CPU)相接進(jìn)行擴(kuò)充。PLC還常配置連接各種外圍設(shè)備的接口，可通過(guò)電纜實(shí)現(xiàn)串行通信、EPROM寫(xiě)入等功能。編程器作用是將用戶(hù)編寫(xiě)的程序下載至PLC的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶(hù)程序，監(jiān)視用戶(hù)程序的執(zhí)行過(guò)程，顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。編程器有簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器兩種。簡(jiǎn)易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語(yǔ)句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型PLC的編程及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。圖形編程器既可用語(yǔ)句形式編程，又可用梯形圖編程，同時(shí)還能進(jìn)行脫機(jī)編程。目前PLC制造廠家大都開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助PLC編程支持軟件，當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了PLC編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶(hù)程序的編輯、修改，并通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶(hù)程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC運(yùn)行狀態(tài)等。PLC的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供CPU、存儲(chǔ)器等所需的直流電，是整個(gè)PLC的能源供給中心。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡(jiǎn)化外圍配置。 三菱FX系列PLC簡(jiǎn)介及型號(hào)說(shuō)明三菱公司的FX系列PLC是比較具有代表性的微型PLC，除具有基本指令表編程以外，還可以采用梯形圖編程及對(duì)應(yīng)機(jī)械動(dòng)作流程進(jìn)行順序設(shè)計(jì)的SFC（Sequential Function Chart）順序功能圖編程，而且這些程序可以相互轉(zhuǎn)換。在FX系列PLC中還設(shè)置了高速計(jì)數(shù)器、各種應(yīng)用指令及模塊，大大的擴(kuò)大展了本系列PLC的功能和應(yīng)用領(lǐng)域。FX系列PLC型號(hào)的含義如下： 其中系列名稱(chēng)：如0、0s、1s、0N、1N、2N等單元類(lèi)型： M— 基本單元 E—輸入輸出混合擴(kuò)展單元 Ex—擴(kuò)展輸入模塊 EY—擴(kuò)展輸出模塊輸出方式：R—繼電器輸出 S—晶閘管輸出 T—晶體管輸出特殊品種：D—DC電源，DC輸出 Al—AC電源，AC（AC100～120V）輸入或AC輸出模塊 H—大電流輸出擴(kuò)展模塊 V—立式端子排的擴(kuò)展模塊 C—接插口輸入輸出方式 F—輸入濾波時(shí)間為1ms的擴(kuò)展模塊例如FX2N—32MT—D表示FX2N系列，32個(gè)I/O點(diǎn)基本單位，晶體管輸出，使用直流電源，2