【文章內容簡介】 的程序只是，內存中輸入映射區(qū)到輸出映射區(qū)的變換，特別是怎么按輸入的時序變換成輸出的時序。這是一個數據及邏輯處理問題。由于 PLC 有強大的指令系統(tǒng)，編寫出滿足這個要求的程序是完全可能的，而且也是較為容易的。 圖片： 第 12 頁 2． 可編程控制器實現控制的過程 簡單地說， PLC 實現控制的過程一般是： (如圖 111 PLC 典型開機流程 ) 輸入刷新 再運行用戶程序 再輸出刷新 再輸入刷新 再運行用戶程序 再輸出刷新 ……永不停止地循環(huán)反復地進行著。 圖 1－ 1－ 1 所示的流程圖反映的就是上述過程。它也反映了信息的時間關系。 有了上述過程，用 PLC 實現控制顯然是可能的。因為：有了輸入刷 新，可把輸入電路監(jiān)控得到的輸入信息存入 PLC 的輸入映射區(qū)；經運行用戶程序，輸出映射區(qū)將得到變換后的信 第 13 頁 息；再經輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài)，并通過輸出電路產生相應的輸出。又由于這個過程是永不停止地循環(huán)反復地進行著，所以，輸出總是反映輸入的變化的。只是響應的時間上，略有滯后。當然，這個滯后不宜太大，否則，所實現的控制不那么及時，也就失去控制的意義。 為此， PLC 的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時間短，是 PLC 實現控制的基礎。事實上，它的速度是很快的，執(zhí)行一條指令，多的幾微秒、幾十微秒，少的 才零點幾，或零點零幾微秒。而且這個速度還在不斷提高中。 圖 1－ 1－ 1 所示的過程是簡化的過程，實際的 PLC 工作過程還要復雜些。除了 I/O 刷新及運行用戶程序，還要做些公共處理工作。 公共處理工作有：循環(huán)時間監(jiān)控、外設服務及通訊處理等。 監(jiān)控循環(huán)時間的目的是避免 死循環(huán) ，避免程序不能反復不斷地重復執(zhí)行。辦法是用 看門狗 （ Watching dog）。只要循環(huán)超時，它可報警，或作相應處理 . 外設服務是讓 PLC 可接受編程器對它的操作，或通過接口向輸出設備如打印機輸出數據 . 通訊處理是實現 PLC 與 PLC，或 PLC 與計算機，或 PLC 與其它工業(yè)控制裝置或智能部件間信息交換的。這也是增強 PLC 控制能力的需要。 也就是說，實際的 PLC 工作過程總是：公共處理 I/O 刷新 運行用戶程序 再公共處理 ……反復不停地重復著。 可編程控制器實現控制的方式 用這種不斷地重復運行程序實現控制稱掃描方式。是用計算機進行實時控制的一種方式。此外，計算機用于控制還有中斷方式。在中斷方式下，需處理的控制先申請中斷，被響應后正運行的程序停止運行，轉而去處理中斷工作（運行有關中斷服務程序）。待處理完中斷，又返回運行原來程序。 哪個控制需要處理，哪個就去申請中斷。哪個不需處理，將不被理睬。顯然，中斷方式與掃描方式是不同的。 在中斷方式下，計算機能得到充分利用，緊急的任務也能得到及時處理。但是，如果同時來了幾個都要處理的任務該怎么辦呢？優(yōu)先級高的還好辦，低的呢？可能會出現照顧不到之處。所以，中斷方式不大適合于工作現場的日常使用。 但是， PLC 在用掃描方式為主的情況下，也不排斥中斷方式。即，大量控制都用掃描方式，個別急需的處理，允許中斷這個掃描運行的程序，轉而去處理它。這樣，可做到所有的控制都能照顧到，個別應急的也能進 行處理。 PLC 的實際工作過程比這里講的還要復雜一些，分析其基本原理，也還有一些理論問題。有關人員如果能把上面介紹的入出變換、物理實現 信息處理、 I/O 電路 空間、時間關系 第 14 頁 掃描方式并輔以中斷方式，作為一種思路加以研究，弄清了它，也就好理解 PLC 是怎樣去實現控制的，也就好把握住 PLC 基本原理的要點了。至于更深入的問題，在進一步學習中，將再作具體介紹。 可編程控制器基本特點 從討論 PLC 的工作原理知， PLC 的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的，其間的聯(lián)系是靠運行存儲于它的內存中的程序實現。它的 入出相關，不是靠物理過程，不是用線路；而是靠信息過程，用軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎是用好信息。 信息不同于物質與能量，有自身的規(guī)律。信息便于處理，便于傳遞，便于存儲；信息還可重用，等等。正是由于信息的這些特點，決定了 PLC 的基本特點。 下面介紹 PLC 的四個特點： 功能豐富 PLC 的功能非常豐富。這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲信息的內部器件有關。 它的指令多達幾十條、幾百條，可進行各式各樣的邏輯問題的處理，還可進行各種類型數據的運算。凡普通計算機能做到的，它也都可作到。 它的內部 器件，即內存中的數據存儲區(qū)，種類繁多，容量宏大。 I/O 繼電器，可以用以存儲入、出點信息的，少的幾十、幾百，多的可達幾千、幾萬，以至 10 幾萬。這意味著它可進行這么多 I/O 點的入出信息變換，進行這么大規(guī)模的控制。 它的內部種種繼電器，相當于中間繼電器，數量更多。內存中一個位就可作為一個中間繼電器，怎么不多！ 它的計數器、定時器也很多，是繼電電路所望塵莫及的。小小的箱體或模塊，其內部定時器、計數器可達成百、成千。這也是因為只要用內存中的一個字，再加一些標志位，即可成為定時器、計數器，所以才那么多。 而且，這些內部器件還可設置成丟電保持的，或丟電不保持的，即上電后予以清零的。以滿足不同的使用要求。這些也是繼電器件所難以做到的。 它的數據存儲區(qū)還可用以存儲大量數據，幾百、幾千、幾萬字的信息都可以存，而且，掉電后還不丟失。 PLC 還有豐富的外部設備，可建立友好的人機界面，以進行信息交換?？伤腿氤绦?，送入數據，可讀出程序，讀出數據。而且讀、寫時可在圖文并茂的畫面上進行。數據讀出后，可轉儲，可打印。數據送入可鍵入，可以讀卡入，等等。 PLC 還具有通訊接口，可與計算機鏈接或聯(lián)網，與計算機交換信息。自身 也可聯(lián)網，以形成 第 15 頁 單機所不能有的更大的、地域更廣的控制系統(tǒng)。 PLC 還有強大的自檢功能，可進行自診斷。其結果可自動記錄。這為它的維修增加了透明度，提供了方便。 豐富的功能為 PLC 的廣泛應用提供了可能；同時，也為工業(yè)系統(tǒng)的自動化、遠動化及其控制的智能化創(chuàng)造了條件。 像 PLC 這樣集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的；更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。 使用方便 用 PLC 實現對系統(tǒng)的控制是非常方便的。這是因為：首先 PLC 控制邏輯的建立是程序 , 用程序代替硬件接線。編程序比接線，更改程序 比更改接線，當然要方便得多！ 其次 PLC 的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的模塊。而且，這些模塊是配套的，已實現了系列化與規(guī)格化。種種控制系統(tǒng)所需的模塊， PLC 廠家多有現貨供應，市場上即可購得。所以，硬件系統(tǒng)配置與建造也非常方便。 正因如此，用可編程序控制器才有這個 可 字。對軟件講，它的程序可編，也不難編。對硬件講，它的配置可變，而且也易于變。 具體地講， PLC 有五個方面的方便： （ 1）配置方便：可接控制系統(tǒng)的需要確定要使用哪家的 PLC，那種類型的，用什么模塊，要多少模塊，確定后， 到市場上定貨購買即可。 （ 2）安裝方便： PLC 硬件安裝簡單，組裝容易。外部接線有接線器，接線簡單，而且一次接好后，更換模塊時，把接線器安裝到新模塊上即可，都不必再接線。內部什么線都不要接，只要作些必要的 DIP 開關設定或軟件設定，以及編制好用戶程序就可工作。 （ 3）編程方便： PLC 內部雖然沒有什么實際的繼電器、時間繼電器、計數器，但它通過程序（軟件）與系統(tǒng)內存，這些器件卻實實在在地存在著。其數量之多是繼電器控制系統(tǒng)難以想象的。即使是小型的 PLC，內部繼電器數都可以千計，時間繼電器、計數也以百計。而且，這些繼電 器的接點可無限次地使用。 PLC 內部邏輯器件之多，用戶用起來已不感到有什么限制。唯一考慮的只是入出點。而這個內部入出點即使用得再多，也無關緊要。大型 PLC 的控制點數可達萬點以上，哪有那么大的現實系統(tǒng)？若實在不夠，還可聯(lián)網進行控制，不受什么限制。 PLC 的指令系統(tǒng)也非常豐富，可毫不困難地實現種種開關量，以及模擬量的控制。 PLC還有存儲數據的內存區(qū)，可存儲控制過程的所有要保存的信息。 …… 總之，由于 PLC 功能之強，發(fā)揮其在控制系統(tǒng)的作用，所受的限制已不是 PLC 本身，而是人們的想象力，或與其配套的其它硬件設施了。 第 16 頁 PLC 的外設很豐富，編程器種類很多，用起來都較方便，還有數據監(jiān)控器，可監(jiān)控 PLC的工作。使用 PLC 的軟件也很多，不僅可用類似于繼電電路設計的梯形圖語言，有的還可用BASIC 語言、 C 語言，以至于自然語言。這些也為 PLC 編程提供了方便。 PLC 的程序也便于存儲、移植及再使用。某定型產品用的 PLC 的程序完善之后，凡這種產品都可使用。生產一臺，拷貝一份即可。這比起繼電器電路臺臺設備都要接線、調試，要省事及簡單得多。 （ 4）維修方便：這是因為： ① PLC 工作可靠，出現故障的情況不多，這大大減輕了維修的工作量。這在 講述 PLC 的第三個特點時，還將進一步介紹。 ② 即使 PLC 出現故障，維修也很方便。這是因為 PLC 都設有很多故障提示信號，如 PLC 支持內存保持數據的電池電壓不足，相應的就有電壓低信號指示。而且， PLC 本身還可作故障情況記錄。所以， PLC 出了故障，很易診斷。同時，診斷出故障后排故也很簡單?？砂茨K排故，而模塊的備件市場可以買到，進行簡單的更換就可以。至于軟件，調試好后不會出故障，再多只要依據使用經驗進行調整，使之完善就是了。 （ 5）改用方便： PLC 用于某設備，若這個設備不再使用了，其所用的 PLC 還可給別的設備使用 ，只要改編一下程序，就可辦到。如果原設備與新設備差別較大，它的一些模塊還可重用。 工作可靠 用 PLC 實現對系統(tǒng)的控制是非?？煽康?。這是因為 PLC 在硬件與軟件兩個方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。事實上，如果 PLC 工作不可靠，就無法在工業(yè)環(huán)境下運用，也就不成其為 PLC 了。 1） 在硬件方面： PLC 的輸入輸出電路與內部 CPU 是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且，CPU 板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保 PLC 程序的運行不受外界的電與磁干擾，能正常地工作。 PLC 使用的元器件多為無觸 點的，而且為高度集成的，數量并不太多，也為其可靠工作提供了物質基礎。 在機械結構設計與制造工藝上，為使 PLC 能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可確保 PLC 耐振動、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達攝氏 50 多度，有的 PLC 可高達 8090 度。 有的 PLC 的模塊可熱備，一個主機工作，另一個主機也運轉，但不參與控制，僅作備份。一旦工作主機出現故障，熱備的可自動接替其工作。 第 17 頁 還有更進一步冗余的，采用三取一的設計， CPU、 I/O 模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時工作，最終輸出取決于三者中的多數決定的結果。這可使系統(tǒng)出故障的機率幾乎為零，做到萬無一失。當然，這樣的系統(tǒng)成本是很高的，只用于特別重要的場合，如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。 2） 在軟件方面： PLC 的工作方式為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作，避免繼電控制系統(tǒng)常出現的 冒險競爭 ，其控制結果總是確定的；而且又能應急處理急于處理的控制，保證了 PLC 對應急情況的及時響應，使 PLC 能可靠地工作。 為監(jiān) 控 PLC 運行程序是否正常， PLC 系統(tǒng)都設置了 看門狗 （ Watching dog）監(jiān)控程序。運行用戶程序開始時，先清 看門狗 定時器，并開始計時。當用戶程序一個循環(huán)運行完了，則查看定時器的計時值。若超時（一般不超過 100ms），則報警。嚴重超時，還可使PLC 停止工作。用戶可依報警信號采取相應的應急措施。定時器的計時值若不超時，則重復起始的過程， PLC 將正常工作。顯然，有了這個 看門狗 監(jiān)控程序，可保證 PLC 用戶程序的正常運行，可避免出現 死循環(huán) 而影響其工作的可靠性。 PLC 還有很多防止及檢測故 障的指令，以產生各重要模塊工作正常與否的提示信號。可通過編制相應的用戶程序，對 PLC 的工作狀況，以及 PLC 所控制的系統(tǒng)進行監(jiān)控，以確保其可靠工作。 PLC 每次上電后，還都要運行自檢程序及對系統(tǒng)進行初始化。這是系統(tǒng)程序配置了的，用戶可不干預。出現故障時有相應的出錯信號提示。 正是 PLC 在軟、硬件諸方面有強有力的可靠性措施，才確保了 PLC 具有可靠工作的特點。它的平均無故障時間可達幾萬小時以上；出了故障平均修復時間也很短，幾小時以至于幾分鐘即可。 曾有人做過為什么要使用 PLC 的問卷調查。 在回答中，多數用戶把 PLC 工作可靠作為選用它的主要原因，即把 PLC 能可靠工作，作為它的首選指標。 立體停車場 的概述 本節(jié)是對 TVT99C 立體停車場 模型做一個詳細的介紹，包括其主要結構、使用方法、使用時的注意事項等等。 ．主要結構： 立體停車