【正文】 從 1982年以來，先后有天津、廈門、大連、上海等地相關企業(yè)與國外著名 PLC制造廠商進行合資或引進技術、生產線等，這將促 進我國的 PLC技術在趕超世界先進水平的道路上快速發(fā)展。松下公司近幾年 PLC產品的主要特點是：指令系統(tǒng)功能強；有的機型還提供可以用 FPBASIC語言編程的 CPU及多種智能模塊，為復雜系統(tǒng)的開發(fā)提供了軟件手段； FP系列各種 PLC都配置通信機制，由于它們使用的應用層通信協(xié)議具有一致性，這給構成多級 PLC網絡和開發(fā) PLC網絡應用程序帶來方便。 C1000H、 C2020H 可單機或雙機熱備運行，安裝帶電插拔模塊， C2020H可在線更換 I/O模塊； CV系列中除 CVM1外，均可采用結構化編程，易讀、易調試，并具有更強大的通信功能。 CS1系列具有中型機的規(guī)模、大型機的功能，是一種極具推廣價值的新機型。 C200HS是 C200H 的升級產品，指令系統(tǒng)更豐富、網絡功能更強。中型機有 C200H、 C200HS、 C200HX、C200HG、 C200HE、 CS1系列。小型機有 P型、 H型、 CPM1A系列、 CPM2A 系列、 CPM2C、 CQM1等。 歐姆龍（ OMRON）公司的 PLC產品，大、中、小、微型規(guī)格齊全。 三菱公司的大中型機有 A系列、 QnA系列、 Q系列，具有豐富的網絡功能， I/O點數(shù)可達8192點。 FX2N幾年推出的高功能整體式小型機，它是 FX2的換代產品，各種功能都有了全面的提升。繼 F1/F2系列之后， 20世紀 80年代末三菱公司又推出 FX系列，在容量、速度、特殊功能、網絡功能等方面都有了全面的加強。其小型機 F1/F2系 列是 F系列的升級產品，早期在我國的銷量也不小。日本有許多 PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等，在世界小型 PLC市場上，日本產品約占有 70％的份額。 三、日本 PLC產品 日本的小型 PLC最具特色，在小型機領域中頗具盛名，某些用歐美的中型機或大型機才能實現(xiàn)的控制，日本的小型機就可以解決。在 S5 系列中， S590U、 S95U 屬于微型整體式PLC； S5100U 是小型模塊式 PLC，最多可配置到 256 個 I/O 點； S5115U 是中型 PLC，最多可配置到 1024 個 I/O 點； S5115UH 是中型機，它是由兩臺 SS－ 115U 組成的雙機冗余系統(tǒng)； S5155U 為大型機，最多可配置到 4096 個 I/O 點，模擬量可達 300 多路； SS－ 155H 是 19 大型機，它是由兩臺 S5155U 組成的雙機冗余系統(tǒng)。在中、大型 PLC產品領域與美國的 AB公司齊名。 二、歐州 PLC產品 德國的西門子（ SIEMENS）公司、 AEG公司、法國的 TE 公司是歐洲著名的 PLC 制造商。 M584是大型機，其容量大、數(shù)據(jù)處理和網絡能力強，最多可擴展 I/O點為 8192。其中 M84是小型機，具有模擬量控制、與上位機通信功能，最多 I/O點為 112點。除 TI100 和 TI300無聯(lián)網功能外，其它 PLC都可實現(xiàn)通信，構成分布式控制系統(tǒng)。 GEⅥ /P最多可配置到 4000個 I/O點。中型機 GEⅢ ，它比 GE1/P增加了中斷、故障診斷等功能，最多可配置到 400個 I/O點。 GE1/J是更小型化的產品，其 I/O點最多可配置到 96點。 GE公司的代表產品是：小型機 GE GE1/J、 GE1/P等，除 GE1/J外，均采用模塊結構。大型機 PLC3 最多可配置到 8096 個 I/O 點。該系列為模塊式結構， CPU模塊 為 PLC5/ PLC5/1 PLC5/1 PLC5/25 時，屬于中型 PLC，I/O 點配置范圍為 256～ 1024 點；當 CPU 模塊為 PLC5/1 PLC5/ PLC5/ PLC5/PLC5/60、 PLC5/40L、 PLC5/60L 時，屬于大型 PLC， I/O 點最多可配置到 3072 點。其中 AB 公司是美國最大的PLC制造商，其產品約占美國 PLC市場的一半。美國和歐洲以大中型 PLC而聞名，而日本則以小型 PLC著稱。美國和歐洲的 PLC技術是在相互隔離情況下獨立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的 PLC產品有明顯的差異性。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是 PLC進步的一種趨勢。 5．編程語言多樣化 在 PLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時， PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。前二項共 20%故障屬于 PLC的內部故障，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。為了加強聯(lián)網通信能力， PLC 生產廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標準，以構成更大的網絡系統(tǒng)， PLC 已成為集散控制系 統(tǒng)（ DCS）不可缺少的重要組成部分。 加強 PLC 聯(lián)網通信的能力，是 PLC 技術進步的潮流。 3． PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網通信能力 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、遠程 I/O模塊、通信和人機接口模塊等?，F(xiàn)已有 I/O 點數(shù)達 14336點的超大型 PLC，其使用32位微處理器，多 CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。為了擴大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。 PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。 二、 PLC的發(fā)展趨勢 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 具有更好的響應速度和更大的存儲容量。近年來各 PLC廠商非常重視特殊功能單元的開發(fā)，特殊功能單元種類日益增多，功能越來越強，使 PLC的控制功能日益擴大 7．可擴展能力 PLC 的可擴展能力包括 I/O 點數(shù)的擴展、存儲容量的擴展、聯(lián)網功能的擴展、各種功能模塊的擴展等。這些元件的種類與數(shù)量越多，表示 PLC的存儲和處理各種信息的能力越強。編程指令的功能越強、數(shù)量越多， PLC 的處理能力和控制能力也越強，用戶編程也越簡單和方便，越容易完成復雜的控制 任務。 PLC用戶手冊一般給出執(zhí)行各條指令所用的時間，可以通過比較各種 PLC執(zhí)行相同的操作所用的時間，來衡量掃描速度的快慢。 3．掃描速度 掃描速度是指 PLC 執(zhí)行用戶程序的速度，是衡量 PLC 性能的重要指標。 2． I/O點數(shù) 輸入 /輸出（ I/O）點數(shù)是 PLC可以接受的輸入信號和輸出信號的總和，是衡量 PLC性能的重要指標。用戶程序存儲器的容量大，可以編制出復雜的程序。滯后時間是設計 PLC應用系統(tǒng)時應注意把握的一個參數(shù)。對一般的工業(yè)控制，這種滯后是完全允許的。 而對于大中型 PLC，其 I/O 點數(shù)較多，控制功能強，用戶程序較長，為提高系統(tǒng)響應速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式，或中斷輸入、輸出方式以及采用智能 I/O接口等多種方式。這種方式稱為集中輸出。在一個掃描周期內，只在輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出，對輸出接口進行刷新。這方式稱為集中采樣，即在一個掃描周期內，集中一段時間對輸入狀態(tài)進行采樣。 因此， PLC 在一個掃描周期內，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進行。 3．輸出刷新階段 當所有程序執(zhí)行完畢后，進入輸出處理階段。當指令中涉及到輸入、輸出 狀態(tài)時， PLC 從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據(jù)用戶程序進行運算，運算的結果再存入元件映象寄存器中。若程序用梯形圖來表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進行。接著進入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內容也不會改變，輸入狀態(tài)的變化只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。 三 、 PLC執(zhí)行程序的過程及特點 PLC 執(zhí)行程序的過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段， 15 如圖 412所示。 PLC 的掃描工作方式簡單直觀，便于程序的設計，并為可靠運行提供了保障。 當 PLC處于停止（ STOP）狀態(tài)時，只完成內部處理和通信服務工作。 圖 211 掃描過程示意圖 在內部處理階段，進行 PLC自檢，檢查內部硬件是否正常，對監(jiān)視定時器（ WDT）復位以及完成其它一些內部處理工作。整個過程掃描執(zhí)行一遍所需的時間 稱為掃描周期。 二、 PLC掃描工作過程 PLC 的掃描工作過程除了執(zhí)行用戶程序外，在每次掃描工作過程中還要完成內部處理、通信服務工作。電器控制裝置采用硬邏輯的并行工作方式，如果某個繼電器的線圈通電或斷電，那么該繼電器的所有常開和常閉 觸點不論處在控制線路的哪個位置上，都會立即同時動作；而 PLC采用掃描工作方式（串行工作方式），如果某個軟繼電器的線圈被接通或斷開，其所有的觸點不會立即動作，必須等掃描到該時才會動作。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，周而復始重復運行。這種串行工作過程稱為 PLC的掃描工作方式。 第四節(jié) PLC 的工作原理 14 一、掃描工作原理 當 PLC運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務的，需要執(zhí)行眾多的操作，但 CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式 ，每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。近年來推出的 PLC，尤其是大型 PLC，都可用高級語言，如 BASIC語言、C語言、 PASCAL 語言等進行編程。是用功能表圖的方式來表達一個控制過程，對于順序控制系統(tǒng)特別適用。 圖 210 邏輯圖語言編程 功能表圖語言（ SFC語言）是一種較新的編程方法，又稱狀態(tài)轉移圖語言。 邏輯圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路結構的編程語言， 由與門、或門、非門、定時器、計數(shù)器、觸發(fā)器等邏輯符號組成。以下是與圖 29中梯形圖對應的（ FX系列 PLC）語句表程序。因此，就用一系列 PLC操作命 令組成的語句表將梯形圖描述出來，再通過簡易編程器輸入到 PLC中。 13 這種編程語言是一種與匯編語言類似的助記符編程表達方式。 圖 29 電器控制線路圖與梯形圖 a） 電器控制線路圖 b） P L C 梯形圖 從圖中可看出，兩種圖基本表示思想是一致的，具體表達方式有一定區(qū)別。因此，這種編程語言為廣大電氣技術人員所熟知，是應用最廣泛的 PLC的編程語言，是 PLC的第一編程語言。 梯形圖語言是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達符號的基礎上演變而來的。 PLC 編程語言是多種多樣的，對于不同生產廠家、不同系列的 PLC 產品采用的編程語言的表達方式也不相同，但基本上可歸納兩種類型：一是采用字符表 達方式的編程語言，如語句表等；二是采用圖形符號表達方式編程語言，如梯形圖等。在 PLC的應用中，最重要的是用 PLC的編程語言來編寫用戶程序，以實現(xiàn)控制目的。系統(tǒng)