【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 閃或關(guān)燈狀態(tài)；發(fā)生以下故障（黃燈故障、通信故障、檢測(cè)器故障等），信號(hào)機(jī)應(yīng)能夠在功能降級(jí)的情況下繼續(xù)運(yùn)行。 信號(hào)機(jī)能對(duì)所有在運(yùn)行期間采集的故障信息進(jìn)行存儲(chǔ)記錄。在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)能能上傳故障信息。信號(hào)機(jī)采用循環(huán)覆蓋的方式記錄故障信息 ，能對(duì)故 障記錄信息進(jìn)行人工清除。所存儲(chǔ)的信息應(yīng)能在信號(hào)機(jī)查看，也可在指揮中心上顯示、查閱。 除此之外還應(yīng)具備時(shí)間設(shè)置、緊急情況處理、即具體情況手動(dòng)控制等功能。在緊急情況下，設(shè)置交通燈狀態(tài)為： 全紅：東南西北所有方向禁止通行。 南北紅、東西綠：南北方向禁行 。東西方向通行。 南北綠、東西紅：南北方向通行；東西方向禁行。 10 第一章 PLC 的特點(diǎn)及應(yīng)用 概述 可編程控制器（ Programmable Controller）是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。 早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱 PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（ Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱 PLC。 長(zhǎng)期以來(lái)，PLC 始終處于電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂品桨?，與 DCS 和工業(yè) PC 形成了三足鼎力之勢(shì)，同時(shí)， PLC 也承受著來(lái)自其他技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè) PC 所帶來(lái)的沖擊。目前，全世界 PLC生產(chǎn)廠家約 200 家，生產(chǎn) 300 多種產(chǎn)品。國(guó)內(nèi) PLC 市場(chǎng)仍以國(guó)外產(chǎn)品為主，如三菱， GE， AB， OMRON 的產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi) PLC 生產(chǎn)廠家約有三十家，但都沒有形成頗具規(guī)范的生產(chǎn)能力和品牌產(chǎn)品，可以說(shuō) PLC 在我國(guó)尚未形成制造生產(chǎn)業(yè)化。在 PLC 應(yīng)用方面，我國(guó)是很活躍的，應(yīng)用的行業(yè)也很廣，專家估計(jì)， 20xx 年 PLC 的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷量為 1520 萬(wàn)套，約 25— 35 億元人民幣，年增長(zhǎng)率約為 20%。預(yù)計(jì)到 20xx 年全國(guó) PLC 需求量將達(dá)到 25萬(wàn)套 左右，約 35— 45 億元人民幣。 PLC 市場(chǎng)反映了全世界制造業(yè)的狀況， 20xx 后大幅度下滑。但是，按照 Automation Research Corp 的預(yù)測(cè)，盡管全球經(jīng)濟(jì)下滑， PLC 市場(chǎng) 將會(huì)復(fù)蘇，估計(jì)全球 PLC 市場(chǎng)在 20xx 年為 76 億美元，到 20xx 年底將回到 76億美元，并繼續(xù)略微增長(zhǎng)。微型化、網(wǎng)絡(luò)化、 PC 化和開放性是 PLC 未來(lái)發(fā)展的主要方向。在基于 PLC 自動(dòng)化的早期， PLC 體積大而且價(jià)格昂貴。但是最近幾年，微型 PLC 已經(jīng)出現(xiàn)，價(jià)格只有幾百歐元，隨著軟 PLC 控制組態(tài)軟件的進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有軟 PLC 組態(tài)軟 件和 PCbased 控制的市場(chǎng)份額將逐步達(dá)到增長(zhǎng)。當(dāng)前，過(guò)程控制領(lǐng)域最大的發(fā)展趨勢(shì)之一就是 Ether 技術(shù)的擴(kuò)展， PLC也不例外?，F(xiàn)在越來(lái)越多的 PLC 供應(yīng)商開始提供 Ether 接口?？梢韵嘈?， PLC將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè) PC 的控制系統(tǒng)。 11 PLC 的特點(diǎn) 1 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)； 2 通用性高，使用方便 ； 3 程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易學(xué)，易懂； 4 采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便； 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短； 6 安裝簡(jiǎn)便，調(diào)試方便，維護(hù)工作量??； 7 對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng) ，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)； PLC 的應(yīng)用 目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 1 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 2 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位 和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog） 和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 12 3 運(yùn)動(dòng)控制 PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人 、電梯等場(chǎng)合。 4 過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許多小型PLC 也具有此功能模塊。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 5 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的 采集、分析及處理。 這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 6 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功 能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 13 第二章 PLC 的結(jié)構(gòu)及原理 PLC 的分類 1 按 plc 的結(jié)構(gòu)形式分類： 1）整體式； 2）模塊式。 2 按 plc 的 I/O 點(diǎn)數(shù)分類： 1）小型 256 點(diǎn)以下； 2）中型 256 點(diǎn)以上， 2048點(diǎn)以下； 3）大型 2048 點(diǎn)以上。 3 按 plc 功能分類：抵擋型，中擋型，高檔型。 PLC 的結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī) 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC 包括 CPU板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整 體。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC 的基本結(jié)構(gòu)框圖如下： 接受 驅(qū)動(dòng) 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 受控元件 PLC 的工作原理 的工作方式 1）輸入采樣階段，在此階段，順序讀入所有輸入緞子通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存，接著進(jìn) 入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行時(shí)，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，內(nèi)存中輸入信息也不變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才能讀 輸入接口部件 中央處理單元 CPU 板 電 源 部 件 接口部件輸出 14 入信息。 2） 程序執(zhí)行階段： plc 對(duì)用戶程序掃描。 3）輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢通過(guò)隔離電