【正文】 制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。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(lèi)。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒(méi)有CPU。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成。整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。對(duì)PLC的分類(lèi)，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和I/O點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類(lèi)。（4） 機(jī)型的選擇① PLC的類(lèi)型。目前，PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，～，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則PLC將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。 PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。 ④ 編程功能 離線編程方式：PLC和編程器共用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：PC為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，組成簡(jiǎn)易PLC網(wǎng)絡(luò)；1臺(tái)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；PLC網(wǎng)絡(luò)通過(guò)特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；專用PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。 PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。③ 通信功能大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。① 運(yùn)算功能簡(jiǎn)單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。 PLC的選型（1） 輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展。采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。有各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng)。高檔的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊等專用化模塊。③ 不斷加強(qiáng)通訊功能。?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。① 產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展。大趨勢(shì)是功能越來(lái)越多，集成度越來(lái)越高，網(wǎng)絡(luò)功能越來(lái)越強(qiáng)。（2） PLC的發(fā)展方向目前，國(guó)外PLC制造商不斷推出新產(chǎn)品。美國(guó)和歐洲以大中型PLC而聞名，而日本則以小型PLC著稱[5]。美國(guó)和歐洲的PLC技術(shù)是在相互隔離情況下獨(dú)立研究開(kāi)發(fā)的，因此美國(guó)和歐洲的PLC產(chǎn)品有明顯的差異性。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價(jià)格則不斷下降。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC的發(fā)展概況和發(fā)展方向（1） PLC的發(fā)展概況PLC自1969年問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。通過(guò)接觸器線圈得電控制其主觸點(diǎn)的接通，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。 主電路圖在主電路中我們主要是考慮如何控制交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和怎么實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)。 PLC分布式控制由于本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)只有1臺(tái)被控電機(jī)以及數(shù)量不是很多的其他被控對(duì)象，采用PLC集中控制方法，單臺(tái)PLC進(jìn)行多個(gè)對(duì)象的控制，只要適當(dāng)?shù)倪x用PLC，完全能夠完成任務(wù)。這種系統(tǒng)的控制器采用若干個(gè)相互之間具有通信能力的PLC構(gòu)成，系統(tǒng)地上位機(jī)可以采用PLC，也可以采用工控機(jī)。如圖2．3所示。但是，這種系統(tǒng)也有一個(gè)缺點(diǎn)，一但PLC出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將停止工作。 PLC單機(jī)控制（2） PLC構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)這種系統(tǒng)的被控對(duì)象通常是數(shù)臺(tái)機(jī)器或數(shù)臺(tái)流水線構(gòu)成，該系統(tǒng)的控制單元由單臺(tái)PLC構(gòu)成，每個(gè)被控對(duì)象與PLC指定的I/O相連。（1） PLC構(gòu)成的單機(jī)系統(tǒng)這種系統(tǒng)的被控對(duì)象是單一的機(jī)器生產(chǎn)或生產(chǎn)流水線，其控制器是由單臺(tái)PLC構(gòu)成，一般不需要與其他PLC或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。而軟件設(shè)計(jì)是核心內(nèi)容。 系統(tǒng)的組成與功能該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包含兩大部分，硬件部分選型，軟件部分設(shè)計(jì)。（6） 報(bào)警10秒結(jié)束全部過(guò)程，自動(dòng)停機(jī)。脫水10秒即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作循環(huán)過(guò)程。（3） 洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)15秒后暫停，暫停3秒后開(kāi)始反轉(zhuǎn)洗滌，反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停，暫停3秒。（1） 按下啟動(dòng)按扭，開(kāi)始進(jìn)水，水滿（即水位到達(dá)高低）時(shí)停止進(jìn)水。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。脫水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。排水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使排水閥打開(kāi)，將水由外桶排出到機(jī)外。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩水）用。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理以日常生活中最常見(jiàn)的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)為例，洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。包括硬件設(shè)計(jì)，PLC的選擇，各硬件模塊的介紹，軟件設(shè)計(jì)，編程方法。研究的具體內(nèi)容包括：（1） 深入了解洗衣機(jī)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)及控制要求。（5） 體積小，重量輕，能耗低，由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。（3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。（2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。 （1） 可靠性高，抗干