【正文】 程序一般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程 序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。 二、 PLC的軟件組成 PLC的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。對于 PLC系統(tǒng)，還可采用半智能型 CRT人 /機接口裝置和智能型終端人 /機接口裝置。 人 /機接口裝置是用來實現(xiàn)操作人員與 PLC控制系統(tǒng)的對話。有時可用外部的磁帶、磁盤和用半導體存儲器 12 作成的存儲盒等來存儲 PLC的用戶程序，這些存儲器件稱為外存儲器。為了使調(diào)試好用戶程序不易丟失，經(jīng)常用 EPROM 寫入器將 PLC內(nèi) RAM保存到 EPROM中。 除了以上所述的部件和設備外， PLC 還有許多外部設備，如 EPROM 寫入器、外存儲器、人 /機接口裝置等。 15% 的范圍內(nèi)波動。與普通電源相比， PLC電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強。配上相應的軟件還可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分析等許多功能。 基于個人計算機的程序開發(fā)系統(tǒng)功能強大。因此，現(xiàn)在的趨勢是使用以個人計算機為基礎的編程裝置，用戶只要購買 PLC廠家提供的編程軟件和相應的硬件接口裝置。 專用編程器只能對指定廠家的幾種 PLC 進行編程，使用范圍有限，價格較高?？芍苯虞斎牒途庉嬏菪螆D程序，使用更加直觀、方便，但 價格較高，操作也比較復雜。 智能編程器又稱圖形編程器，本質(zhì)上它是一臺專用便攜式計算機，如三菱的 GP80FXE智能型編程器。簡易編程器體積小、價格便宜，它可以直接插在 PLC的編程插座上，或者用專用電纜與 PLC相連，以方便編程和調(diào)試。 專用編程器有簡易編程器和智能編程器兩類。編程裝置可以是專用編程器，也可以是配有專用編程軟件包的通用計算機系統(tǒng)。 6．編程裝置 編程裝置的作用是編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控 PLC 內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC 進行人機對話。它作為 PLC系統(tǒng)的一個模 塊，通過總線與 PLC相連，進行數(shù)據(jù)交換，并在 PLC的協(xié)調(diào)管理下獨立地進行工作。 遠程 I/O系統(tǒng)也必須配備相應的通信接口模塊。 PLC與打印機連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打??；與監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來；與其它 PLC連接，可組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡，實現(xiàn)更大規(guī)?？刂啤? 4．通信接口 PLC配有各種通信接口，這些通信 接口一般都帶有通信處理器。 I/O 點數(shù)是選擇 PLC 的重要依據(jù)之一。繼電器輸出接口可驅(qū)動交流或 直流負載，但其響應時間長，動作頻率低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應速度快，動作頻率高，但前者只能用于驅(qū)動直流負載，后者只能用于交流負載。 常用的開關量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型：直流輸入接口、交流輸入接口和交 /直流輸入接口，其基本原理電路如圖 27所示。 PLC 提供了多種操作電平和驅(qū)動能力 的 I/O接口，有各種各樣功能的 I/O 接口供用戶選用。 I/O 接口一般都具有光電隔離和濾波功能，以提高 PLC 的抗干擾能力。 PLC 通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為 PLC 對被控制對象進行控制的依據(jù)；同時 PLC又通過輸出接口將處理結果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。當 PLC提供的用戶存儲器容量不夠用，許多 PLC還提供有存儲器擴展功能。根據(jù)需要，部分數(shù)據(jù)在掉電時用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時可保存數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域稱為保持數(shù)據(jù)區(qū)。存放在 RAM中，以適應隨機存取的要求?，F(xiàn)在有許多 PLC直接采用 EEPROM作為用戶存儲器。為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于 CMOS 靜態(tài) RAM中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時不會丟失信息。系統(tǒng)程序關系到 PLC的性能，而且在 PLC使用過程中不會變動，所以是由制造廠家直接固化在只讀存儲器 ROM、 PROM或 EPROM 中，用戶不能訪問和修改。在 PLC中，存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。有些 PLC還具有 制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。 4） 從存儲器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過解釋后執(zhí)行。 2） 診斷電源、 PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等。位處理器的采用 ,提高了 PLC的速度，使 PLC更好地滿足實時控制要求。字處理器為主處理器，用于執(zhí)行編程 9 器接口功能，監(jiān)視內(nèi)部定時器，監(jiān)視掃描時間，處理字節(jié)指令以及對系統(tǒng)總線和位處理器進行控制等。 目前，小型 PLC 為單 CPU 系統(tǒng)，而中、大型 PLC 則大多為雙 CPU 系統(tǒng)，甚至有些 PLC中多達 8 個 CPU。 PLC中所配置的 CPU 隨機型不同而不同，常用有三類：通用微處理器（如 Z80、 808 80286等）、單片微處理器（如 803 8096等）和位片式微處理器 (如 AMD29W 等 ) 。 圖 25 整體式 PLC組成框圖 圖 26 模塊式 PLC組成框圖 盡管整體式與模塊式 PLC 的結構不太一樣，但各部分的功能作用是相同的，下面對 PLC主要組成各部分進行簡單介紹。 對于整體式 PLC，所有部件都裝在同一機殼內(nèi)，其組成框圖如圖 25 所示；對于模塊式PLC，各部件獨立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機架或?qū)к壣?，其組成框圖如圖26所示。 一、 PLC的硬件組成 PLC的硬件主要由中央處理器（ CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口電源等部分組成。而 PLC大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其壽命長、可靠性高， PLC 還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時顯示給操作人員，并能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便。而 PLC采用半導體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設定定時值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且 PLC具有計數(shù)功能，而電器控制系統(tǒng)一般不具備計 數(shù)功能。而 PLC通過程序指令控制半導體電路來實現(xiàn)控制的，速度快， 程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。而 PLC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作方式。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且 PLC所謂“軟繼電器”實質(zhì) 上是存儲器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點數(shù)量是無限的， PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴展性好。另外，繼電器的觸點數(shù)量有限，所以電器控制系統(tǒng)的靈活性和可擴展性受到很大限制。 三 、 PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)的區(qū)別 PLC 控制系統(tǒng)與電器控制 系統(tǒng)相比，有許多相似之處，也有許多不同。單元狀態(tài)為“１”，相當于繼電器接通；單元狀態(tài)為“０”，則相當于繼電器斷開。當控制要求復雜時，程序中還要采用 PLC內(nèi)部的其它類型的“軟繼電器”，如輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等，以達到控制要求。 圖 24 PLC的等效電路 7 圖中，輸入設備 SB SB FR與 PLC內(nèi)部的“軟繼電器” X0、 X X2的“線圈”對應，由輸入設備控制相對應的“軟繼電器”的狀態(tài)，即通過這些“軟繼電器”將外部輸入設備狀態(tài)變成 PLC內(nèi)部的狀態(tài)，這類“軟繼電器”稱為輸入繼電器；同理，輸出設備 KM與 PLC內(nèi)部的“軟繼電器” Y0對應，由“軟繼電器” Y0狀態(tài)控制對應的輸出設備 KM的狀態(tài)，即通過這些“軟繼電器”將 PLC內(nèi)部狀態(tài)輸出，以控制外部輸出設備，這類“軟繼電 器”稱為輸出繼電器。 圖 23 三相異步電動機單向運行電器控制系統(tǒng) a）主電路 b）控制電路 如果用 PLC來控制這臺三相異步電動機，組成一個 PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)上述分析可知，系統(tǒng)主電路不變，只要將輸入設備 SB SB FR 的觸點與 PLC 的輸入端連接，輸出設備 KM線圈與 PLC的輸出端連接，就構成 PLC控制系統(tǒng)的輸入、輸出硬件線路。如圖 23所示為三相異 步電動機單向起動運行的電器控制系統(tǒng)。因此，對于使用者來說，可以將 PLC等效成是許許多多各種各樣的“軟繼電器”和“軟接線”的集合，而用戶程序就是用“軟接線”將“軟繼電器”及其“觸點”按一定要求連接起來的“控制電路”。同時， PLC 控制系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)邏輯運算，還具有數(shù)值運算及過程控制等復雜的控制功能。 圖 22 PLC 控制系統(tǒng)的組成 從圖中可以看出， PLC 控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分和電器控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分基本相同，但控制部分是采用“可編程”的 PLC，而不是實際的繼電器線路。由于控制電路是采用硬接線將各種繼電器及觸點按一定的要求連接而成，所以接線復雜且故障點多，同時不易靈活改變。 圖 21 電器控制系統(tǒng)的組成 其中輸入部分是由各種輸入設備，如按鈕、位置開關及傳感器等組成；控制部分是按照控制要求設計的，由若干繼電器及觸點構成的具有一定邏輯功能的控制電路；輸出部分是由各種輸出設備，如接觸器、電磁閥、指示燈等執(zhí)行元件組成。因此，通常我們所說的小型、中型、大型 PLC，除指其 I/O 點數(shù)不同外，同時也表示其對應功能為低檔、中檔、高檔。其中， I/O點數(shù)超過 8192點的為超大型 PLC 。 （ 2）中型 PLC I/O 點數(shù)為 256點以上、 2048點以下的為中型 PLC。 （ 1）小型 PLC I/O 點數(shù)為 256點以下的為小型 PLC。高檔 PLC機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構成分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。有些還可增設中斷控制、 PID控制等功能，適用于復雜控制系統(tǒng)。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。 2．按功能分類 5 根據(jù) PLC所具有的功能不同，可將 PLC分為低檔、中檔、高檔三類。疊裝式 PLC其CPU、電源、 I/O接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進行聯(lián)接，并且各模塊可以 一層層地疊裝。大、中型 PLC一般采用模塊式結構。模塊裝在框架或基板的插座上。 （ 2）模塊式 PLC 模塊式 PLC是將 PLC各組成部分，分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、 I/O模塊、電源模塊（有的含在 CPU模塊中）以及各種功能模塊?；締卧蛿U展單元之間一般用扁平電纜連接?；締卧獌?nèi)有 CPU、 I/O 接口、與I/O 擴展單元相連的擴展口，以及與編程器或 EPROM 寫入器相連的接口等。小型 PLC一般采用這種整體式結構。 1．按結構形式分類 根據(jù) PLC的結構形式，可將 PLC分為整體式和模塊式兩類。 四、 PLC的分類 PLC 產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。 現(xiàn)代的 PLC都具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計算機數(shù)值控制（ CNC）設備，進行處理。所以 PLC可實現(xiàn)模擬量控制，而且具有 PID控制功能的 PLC可構成閉環(huán)控制，用于過程控制。這一功能廣泛用