【文章內(nèi)容簡介】 典型 的中型機(jī)有 SIEMENS 公司的 S7300 系列、 OMRON 公司的 C200H 系列。 大型機(jī) （ I/O 點(diǎn)數(shù)在 1024 點(diǎn)以上） 典型的大型 PLC 有 SIEMENS 公司的 S7400、 OMRON 公司的 CVM1 和 CS1 系列。 二、 按結(jié)構(gòu)形式分 ： 根據(jù) PLC 結(jié)構(gòu)形式的不同， PLC 主要可分為整體式和模塊式兩類。 整體式結(jié)構(gòu) 微型和小型 PLC 一般為整體式結(jié)構(gòu)。如西門子的 S7200。 模塊式結(jié)構(gòu) 目前大、中型 PLC 都采用這種方式。如西門子的 S7300 和 S7400 系列。 三 、 PLC 的性能指標(biāo) ： I/O 點(diǎn)數(shù) I/O 點(diǎn)數(shù)，即 PLC 面板上的 I/O 端子的個數(shù)。 I/O 點(diǎn)數(shù)越多，外部可以連接的 I/O器件就越多，控制規(guī)模就越大。它是衡量 PLC 性能的重要指標(biāo)之一。 存儲容量 這里專指用戶存儲器的存儲容量，它決定了用戶所編程序的長短。大、中、小型PLC 的存儲容量變化范圍一般為 2KB～ 2MB。 掃描速度 湖南軟件職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 第 一 章 PLC 概述 6 掃 描 速度是指 PLC 執(zhí)行程序的快慢，是一個重要的性能指標(biāo)，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制取代繼電器控制的穩(wěn)合程度。 可編程控制器采用循環(huán)掃描的工作方式。 指令 系統(tǒng) 它是衡量 PLC 能力強(qiáng)弱的標(biāo)志，決定了 PLC 的處理能力、控制能力的強(qiáng)弱。限 定了計(jì)算機(jī)發(fā)揮運(yùn)算功能、完成復(fù)雜控制的能力。 通信功能 通信有 PLC之間的通信和 PLC與計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備之間的通信。主要涉及通信模塊、通信接口、通信協(xié)議、通信指令等。 擴(kuò)展能力 擴(kuò)展能力包括 I/O 點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和 PLC 功能的擴(kuò)展兩方面的內(nèi)容。 特殊功能單元 特殊功能單元種類多，也可以說 PLC 的功能多。典型的特殊功能單元有模擬量、模糊控制連網(wǎng)等功能。 PLC 的用途 PLC 的初期由于其價格高于繼電器控制裝置 ,使其應(yīng)用受到限制。但近年來由于微處理器芯片及有關(guān)元件價格大大下降 ,使 PLC的成本下降 ,同 時又由于 PLC的功能大大增強(qiáng) ,使 PLC 的應(yīng)用越來越廣泛 ,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、石油、化工、采礦、電力、機(jī)械制造、汽車、造紙、紡織、環(huán)保等行業(yè)。 PLC 的應(yīng)用通?？煞譃槲宸N類型 【 11】 ： （ 1）順序控制 這是 PLC 應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。PLC 可應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動線控制等。如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。 （ 2）運(yùn)動控制 PLC 制造商目前已提供了拖動步進(jìn)電動機(jī)或伺服電動機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。在多數(shù)情況 下， PLC 把掃描目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模版塊，其輸出移動一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?，確保運(yùn)動平滑。 相對來說，位置控制模塊比計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（ CNC）裝置體積更小，價格更低，速度更快，操作方便。 （ 3）閉環(huán)過程控制 PLC 能控制大量的物理參數(shù)，如溫度、壓力、速度和流量等。PID（ Proportional Intergral Derivative）模塊的提供使 PLC 具有閉環(huán)控制功能 ,即一個具有 PID 控制能力的 PLC 可用于過程控制。當(dāng)過程控制中某一個變量出現(xiàn)偏差時 ,PID 控制算法會計(jì)算出正確的輸出 ,把變量保持在設(shè)定值上。 （ 4）數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的 PLC 和計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（ CNC）設(shè)備緊密結(jié)合的趨向。著名的日本 FANUC 公司推出的 Systen 1 12 系列，已將 CNC控制功能作為 PLC的一部分。為了實(shí)現(xiàn) PLC和 CNC設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞，該公司采用了窗口軟件。通過窗口軟件，用戶可以獨(dú)自編程，由 PLC 送至 CNC 設(shè)備使用。湖南軟件職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 第 一 章 PLC 概述 7 美國 GE 公司的 CNC 設(shè)備新機(jī)種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的 PLC。預(yù)計(jì)今后幾年 CNC系統(tǒng)將變成以 PLC 為主體的控制和管理系統(tǒng)。 （ 5）通信和聯(lián)網(wǎng) 為了適應(yīng)國外近幾年來興起的工 廠自動化（ FA）系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）及集散控制系統(tǒng)（ DCS）等發(fā)展的需要，必須發(fā)展 PLC 之間， PLC 和上級計(jì)算機(jī)之間的通信功能。作為實(shí)時控制系統(tǒng)，不僅 PLC 數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電故障時的對策。 湖南軟件職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二章 PLC 搶答器的介紹 8 第 二 章 PLC 搶答器的介紹 PLC 與單片機(jī)的對比 搶答器，顧名思義就是用于比賽時，跟對手比反應(yīng)時間，思維運(yùn)轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會科技技術(shù)的不斷發(fā)展，他的應(yīng)用場合也隨之增加；技術(shù)含量大大提升；更加方便可靠。目前 ,形式多樣、功能完備的搶答器已廣泛應(yīng)用于電視臺、商業(yè)機(jī)構(gòu)、學(xué)校及企事業(yè) 單位 ,它為各種競賽增添了刺激性、娛樂性 ,在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。用 PLC 進(jìn)行知識競賽搶答器設(shè)計(jì)，其控制方便，靈活，只要改變輸入 PLC 的控制程序，便可改變競賽搶答器的搶答方案。 PLC 搶答器 與 單片機(jī)搶答器 相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性 .首先說一下單片機(jī)搶答器 ， 所謂單片機(jī)系統(tǒng)就是采用目前市場上的單片機(jī) CPU 及其它外圍芯片，根據(jù)不同系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路板，最終設(shè)計(jì)成一臺簡易的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所要求的控制功能。這種形式在 80 年代國內(nèi)很流行，但由于受到本身可靠性及其它方面 的限制，目前除了儀 表上仍然采用外，在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用已逐步被 PLC 所代替。 單片機(jī)的可靠性：由于目前國內(nèi)市場上的單片機(jī)芯片的品質(zhì)良莠不齊，很大一部分還是國外篩選出來的次等品，加上其它外圍元件（如電阻、電容等）的參數(shù)離散性也很大，批量小的產(chǎn)品不可能經(jīng)過篩選配對等技術(shù)處理，因此這樣的產(chǎn)品很難做到很好的一致性和高可靠性，因?yàn)槿我辉膮?shù)偏離設(shè)計(jì)要求都會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。另外，單片機(jī)的所有器件均不是工業(yè)級的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力很弱，而國內(nèi)的電源一般都很差，加上壓片機(jī)的變頻調(diào)速對電源的干擾很大，因此，更可能引起單片機(jī)系統(tǒng)的不 穩(wěn)定。 單片機(jī)的可擴(kuò)展性：由于單片機(jī)的線路是根據(jù)一定的功能要求特別設(shè)計(jì)的，所以要增加一個功能就要重新設(shè)計(jì)線路，而且對應(yīng)的程序都要重新設(shè)計(jì)。這樣對于增加功能的開發(fā)成本和周期都會增加 【 12】 。 單片機(jī)的可維護(hù)性：一旦單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很難診斷出故障元件，最簡單的方法是更換整個系統(tǒng)，這樣維修成本增加了。 操作：現(xiàn)在國內(nèi)單片機(jī)系統(tǒng)的操作均采用自設(shè)計(jì)的鍵盤，設(shè)定數(shù)據(jù)用撥碼開關(guān)，顯示用 LED，整個面板顯得繁鎖，而且為了減少操作鍵，設(shè)計(jì)時往往一鍵多用，操作人員很難脫開說明書操作。特別是故障顯示只能顯示故障代碼，一旦發(fā)生 故障，操作人員必須翻閱說明書方能發(fā)現(xiàn)故障所在，最終按說明書指示排除故障，這樣排除故障的時間相對較長。總之，這樣的人機(jī)對話不夠友善。 特點(diǎn)：不可靠，價格便宜。 可編程控制器（ PLC）： 所謂 PLC 系統(tǒng)就是采用目前市場上各大工業(yè)控制廠家生產(chǎn)的可編程控制器，根據(jù)要求選用不同的模塊，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所設(shè)計(jì)的功能。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用最為廣泛 【 13】 。湖南 軟件職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二章 PLC 搶答器的介紹 9 PLC 的可靠性：進(jìn)口 PLC 采用的 CPU 都是生產(chǎn)廠家專門設(shè)計(jì)的工業(yè)級專用處理器，其余各元件也是直接向生產(chǎn)廠家購買的，經(jīng)過嚴(yán)格挑選的工業(yè)級元件，另外它的電 源模塊也是集各大公司工業(yè)控制的經(jīng)驗(yàn)而特別設(shè)計(jì)的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力有很大提高，即使在電源很差和變頻調(diào)速的干擾下仍能正常工作。 PLC 的可擴(kuò)展性：要增加一個功能只要增加相應(yīng)的模塊和修正對應(yīng)的程序，而 PLC的編程相對比較簡單，這樣對于開發(fā)周期會縮短。 PLC 的可維護(hù)性： PLC 本身有很強(qiáng)的自診斷功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，根據(jù)自診斷很容易診斷出故障元件，即使非專業(yè)人員也能維修，如果故障由于程序設(shè)計(jì)不合理引起，由于它提供完善的調(diào)試工具，要