【文章內(nèi)容簡介】 存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送 入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行 。 為了進一步提高 PLC 的可靠性， 靈活性， 近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個 CPU 出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 存儲器 （ Memory） 可編程控制器的控制中樞，在系統(tǒng)監(jiān)控下工作，承擔著將外部輸入的信號的狀態(tài)寫入映像寄存器區(qū)域，然后將結(jié)果送到輸出映像寄存器區(qū)域。 CPU 常用的微處理 器有通用型微處理器，單片機和位片式計算機等。小型 PLC 的 CPU 多采用單片機或?qū)Ｓ玫?CPU。大型 PLC 的 CPU 多用位片式結(jié)構(gòu)，具有高速數(shù)據(jù)處理能力。 基本 I/O 接口電路 （ 1）輸入接口單元。 PLC 內(nèi)部輸入電路作用是將 PLC 外部電路（如行程開關、按鈕、傳感器等）提供的、符合 PLC 輸入電路要求的電壓信號，通過光耦電路送至 PLC 內(nèi)部電路。輸入電路通常以光電隔離和阻容濾波的方式提高抗干擾能力，輸入響應時間一般在 ~15ms 之間。多數(shù) PLC 的輸入接口單元都相同，通常有兩種類型。一種是直流輸入，一種是交流輸入。 （ 2）輸出接口單元。 PLC 輸出電路用來將 CPU 運算的結(jié)果變換成一定形式的功率輸出，驅(qū)動被控負載（電磁鐵、繼電器、接觸器線圈等）。 PLC 輸出電路結(jié)構(gòu)形式分為繼電器式、晶閘管式和晶體管輸出型等三種。 接口電路 PLC 接口電路分為 I/O 擴展接口電路和外設通信接口電路兩類 （ 1） I/O 擴接口電路 I/O 擴展接口電路用連接 I/O 擴展單元，可以用來擴充開關量 I/O 點數(shù)和增加模擬量的 I/O端子。 I/O擴展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。 根據(jù)被控制對象對 PLC 控制系統(tǒng)的技術和要求，確定用戶所需的輸入、輸出設備，據(jù)此確定 PLC 的 I/O 點數(shù)。 （ 2） 外設通信接口電路 通信接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能組成 PLC 的控制網(wǎng)絡。 PLC 通過 PC/PPI 電纜或使用 MPI 卡通過 RS485 接口和電纜與計算機連接，可以實現(xiàn)編程、監(jiān)控、聯(lián)網(wǎng)等功能。 電源 PLC 內(nèi)部配有一個專用開關式穩(wěn)壓電源，將交流 /直流供電電源轉(zhuǎn)化為 PLC內(nèi)部電源需要 的 工作 電源 （ 5V 直流）。當輸入端子為非干接點結(jié)構(gòu)時，為外部輸入元件提供 24V 直流電源（僅供輸入點使用）。 PLC 的特點 軟硬件功能強 使用 維護方便 運行穩(wěn)定可靠 組織靈活 PLC 的發(fā)展趨勢 從當前產(chǎn)品來看， PLC 的發(fā)展仍然主要體現(xiàn)在提及的縮小與性能的提高兩大方面。 1．向高速度、大容量方向發(fā)展 2．向超大型、超小型兩個方向發(fā)展 3． PLC 大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信能力 4．增強外部故障的檢測與處理能力 5．編程語言多樣化 PLC 工作原理 循環(huán)掃描的特點 輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設備驅(qū)動的，在程序執(zhí)行過程中的一個周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不變， CPU 采用集中輸入的控制思想，只能使 用輸入映像寄存器的值來控制程序的執(zhí)行。 掃描周期周而復始地進行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。 對同一個輸出單元的多次使用、修改次序會造成不同的執(zhí)行結(jié)果。 各個電路和不同掃描階段會造成輸入和輸出延遲，這是 PLC 的主要缺點。 在讀輸入階段， CPU 對各個輸入端子進行掃描，通過輸入電路將各輸入點的狀態(tài)鎖入映象寄存器中。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段， CPU 按照先左后右、先上后下的順序?qū)γ織l指令進行掃描，根據(jù)輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，同時將執(zhí)行結(jié)果寫入輸出映象寄存器。 PLC 中的存儲器 PLC 中的存儲器按用途分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器以及工作數(shù)據(jù)存儲器。 用戶程序存儲器用來存儲根據(jù)控制要求而編制的用戶應用程序。 用來存儲工作數(shù)據(jù)的區(qū)域稱為工作數(shù)據(jù)區(qū)。 系統(tǒng)程序存儲器中存放的是廠家根據(jù)其選用的 PLC 的指令的系統(tǒng)編寫的系統(tǒng)程序，它決定了 PLC 的功能，用戶不能更改其內(nèi)容。 PLC 的編程語言 PLC 是通過程序?qū)ο到y(tǒng)進行控制的，作為一種專用計算機，為了適應其 應用領域，一定有其專用的語言。 PLC 的編程語言有多種，如梯形圖、語句表、功能圖等。梯形圖編程語言是一種圖形語言，具有繼電器控制電路形象、直觀的優(yōu)點；語句表編程語言類似計算機的匯編語言，用助記符來表示各種指令的功能，是PLC 用戶程序的基礎元素。 梯形圖程序讓 PLC 仿真來自電源的電流通過一系列的輸入邏輯條件，根據(jù)結(jié)果決定邏輯輸出的允許條件。梯形圖按邏輯關系分為“梯級”或網(wǎng)絡。 如圖所示是用 PLC 控制的梯形圖程序，可完成與繼電器控制的電動機直接起、停（起、保、停）繼電器控制電路圖相同的功能。 PLC控制的梯形 圖程序 PLC 的分類及性能指標 按 I/O 點數(shù)容量分類 小型機（ I/O 點數(shù)小于 256 點） 典型的小型機有 SIEMENS 公司的 S7200 系列。 中型機（ I/O 點數(shù)在 256— 1024 之間） 典型的中型機有 SIEMENS 公司的 S7300 系列、 OMRON 公司的 C200H 系列。 大型機（ I/O 點數(shù)在 1024 點以上） 典型的大型 PLC 有 SIEMENS 公司的 S7400、 OMRON 公司的 CVM1 和 CS1 系列。 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。 的性能指標 I/O 點數(shù) I/O 點數(shù)，即 PLC 面板上的 I/O 端子的個數(shù)。 I/O 點數(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 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，體現(xiàn)了計算機控制取代繼電器控制的穩(wěn)合程度?？删幊炭刂破鞑捎醚h(huán)掃描的工作方式。 指令系統(tǒng) 它是衡量 PLC 能力強弱的標志，決定了 PLC 的處理能力、控制能力的強弱。限定了計算機發(fā)揮運算功能、完成復雜控制的能力。 通信功能 通信有 PLC 之間的通信和 PLC 與計算機或其它設備之間的通信。主要涉及通信模塊、通信接口、通信協(xié)議、通信指令等。 擴展能力 擴展能力包括 I/O 點數(shù)的擴展和 PLC 功能的擴展兩方面的內(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。 2 PLC 四路搶答器概述 PLC 四路搶答器概述 本文介紹一種搶答器，能使四個隊同時參加搶答 ,這其中 設有 1 個裁判臺， 4個參賽臺，分別為 1 號、 2 號、 3 號、 4 號參賽臺 .總體設計選用 西門子 PLC 控制 ,搶答操作方便 、簡單，普及面很廣 。 搶答器，是一種用于比賽時，跟對手比反應快慢，思維運轉(zhuǎn)快慢的電器。隨著社會科技技術的不斷發(fā)展，他的應用場合也隨之增加，方便、可靠。目前 ,應用在各種競賽中，給競賽增添了刺激性 、娛樂性 , 在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。用 PLC 進行知識競賽搶答器設