【文章內(nèi)容簡介】 I/O 映象區(qū)可看作兩個部分組成：開關(guān)量 I/O 映象區(qū)；模擬量 I/O 映象區(qū)。 （ 2）系統(tǒng)軟設(shè)備存儲區(qū) ：除了 I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)還包括 PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備（邏輯線圈、計時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）的存儲區(qū)。該存儲區(qū)又分為具有失電保持的存儲區(qū)域和無失電保持的存儲區(qū)域，前者在 PLC 斷電時，由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會遺失；后者當(dāng) PLC 斷電時，數(shù)據(jù)被清零。 ，每個邏輯線圈占用系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中的一個位，但不能直接驅(qū)動外設(shè)，只供用戶在編程中使用，其作用類似于電器控制線路中的繼電 器。 另外，不同的 PLC 還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。 I/O 一樣，每個數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng) RAM存儲區(qū)中的一個字 (16 bits)。 另外， PLC 還提供數(shù)量不等的特殊數(shù)據(jù)寄存器，具有不同的功能。 ? 用戶程序存儲區(qū) ： 用戶程序存儲區(qū)存放用戶編制的用戶程序。不同類型的PLC，其存儲容量各不相同。 ? 電源 ： PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、 7 可得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去 。 PLC 的工作原理 PLC 是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在 PLC 運(yùn)行時，CPU 根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。 PLC 的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三 個階段。 1）輸入采樣 PLC 在開始執(zhí)行程序之前，首先掃描輸入端子，按順序?qū)⑺休斎胄盘?，讀入到寄存輸入狀態(tài)的輸入映像寄存器中，這個過程稱為輸入采樣，也稱輸入刷新。PLC 在運(yùn)行程序時，所需的輸入信號不是現(xiàn)時取輸入端子上的信息，而是取輸入映像寄存器中的信息。在本工作周期內(nèi)采樣結(jié)果的內(nèi)容不會改變，只有到下一個掃描周期輸入采樣階段才被刷新。 2）程序執(zhí)行 PLC 完成了輸入采樣工作后，按順序從 0000 號地址開始的程序進(jìn)行逐條掃描執(zhí)行，并分別從輸入映像寄存器、輸出映像寄存器以及輔助繼電器中獲得所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理， 再將程序執(zhí)行的結(jié)果寫入輸出映像寄存器中保存。但這個結(jié)果在全部程序末執(zhí)行完之前不會送到輸出端子上。 3）輸出刷新 在執(zhí)行到 END 指令，即執(zhí)行完用戶所有程序后， PLC 將輸出映像寄存器中的內(nèi)容送到輸出鎖存器 C 中進(jìn)行輸出，驅(qū)動用戶設(shè)備。 PLC 重復(fù)地執(zhí)行上述三個階段，每重復(fù)一次的時間就是一個掃描周期（也稱一個工作周期）。在每次掃描中，可編程控制器只對輸入采樣一次，輸出刷新一次，這可以確保在程序執(zhí)行階段，在同一個掃描周期的輸入映像寄存器和輸出鎖存電路中的內(nèi)容保持不變。 PLC 的發(fā)展趨勢 長期以來， PLC 始終 處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于它能夠為自動化控 8 制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面， PLC 還必須依靠其他新技術(shù)來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè) PC 所帶來的沖擊。 PLC 需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價格。 PLC 技術(shù)展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點(diǎn)之一。大多數(shù)人認(rèn)為，PLC 將會繼續(xù)失去市場份額；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè) PC 面前， PLC 將會一步一步走向死亡；但也有 一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為 PLC 提供一定的市場份額。 在全球工業(yè)計算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有 PLC，但這種趨勢也許不會繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟 PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有 SoftPLC 組態(tài)軟件和基于工業(yè) PC 控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統(tǒng) PLC 供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實，在傳統(tǒng) PLC 的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更 加開放的高姿態(tài)。對于控制軟件來講，這是 PLC 控制器的核心， PLC 供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將 PLC 融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。 管傳統(tǒng) PLC 被應(yīng)用于離散過程控制領(lǐng)域，但現(xiàn)在， PLC 已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢正在進(jìn)一步得到增 長。通信是 PLC 應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，這種技術(shù)在 PLC 領(lǐng)域已經(jīng)得到擴(kuò)展。同系統(tǒng)一樣，對 PLC 進(jìn)行分散化處理已經(jīng)成為可能，所以更容易進(jìn)行管理，以便能夠更好 地集成在一起。 面對傳統(tǒng)工業(yè)過程控制市場所存在的巨大競爭壓力，許多 PLC 供應(yīng)商正在開始主動轉(zhuǎn)移他們所服務(wù)的過程控制應(yīng)用領(lǐng)域，而且必須放棄傳統(tǒng) PLC 應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)一些市場份額。 （ 1） 向高速度、大容量方向發(fā)展 為了提高 PLC 的處理能力，要求 PLC 具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲容量。目前，有的 PLC 的掃描速度可達(dá) 。 PLC 的掃描速度已成為很重要的一個性能指標(biāo)。 （ 2） 向超大型、超小型兩個方向發(fā)展 當(dāng)前中小型 PLC 比較多，為了適應(yīng)市場的多種需要，今后 PLC 要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和 超小型兩個方向發(fā)展?，F(xiàn)已有 I/O 點(diǎn)數(shù)達(dá) 14336點(diǎn)的超大型 PLC，其使用 32 位微處理器，多 CPU 并行工作和大容量存儲器，功 9 能強(qiáng)。 （ 3） PLC 大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力 為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶CPU 和存儲器的智能 I/O 模塊，既擴(kuò)展了 PLC 功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了 PLC應(yīng)用范圍。 （ 4） 增強(qiáng)外部故障的檢測與處理能力 根據(jù)統(tǒng)計資料表明：在 PLC 控制系統(tǒng)的故障中， CPU 占 5%， I/O 接口占 15%，輸入設(shè)備占 45%，輸出設(shè)備占 30%，線路占 5%。前二項共 20%故障屬于 PLC 的內(nèi)部故障，它可通過 PLC 本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而其余 80%的故障屬于PLC 的外部故障。因此， PLC 生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。 （ 5） 編程語言多樣化 在 PLC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時， PLC 的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù) PLC 使用的梯形圖語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機(jī)兼容的高級 語言（ BASIC、 C 語言等）等。多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是 PLC進(jìn)步的一種趨勢。 梯形圖設(shè)計規(guī)則 (1)觸點(diǎn)的安排 梯形圖的觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。 (2)串、并聯(lián)的處理 在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖最上面。在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。 (3)線圈的安排 不能將觸點(diǎn)畫在線圈右邊，只能在觸點(diǎn)的右邊接線圈。 (4)不準(zhǔn)雙線圈輸出 如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效 ，只有最后一次才有效，所以不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。 (5)重新編排