【正文】 點(diǎn)數(shù)及模擬量的路數(shù)直接相關(guān)。它也是代表 PLC 性能的重要指標(biāo)。但通過運(yùn)行程序進(jìn)行 使用時(shí)，給使用者提供的卻實(shí)實(shí)在在有這些器件。不同的內(nèi)部器件占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域。大型 PLC的內(nèi)存容量可達(dá)幾十 k，以至于一百多 k。內(nèi)存大，可存儲的程序量大，也就可進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。 CPU既要具備訪問這些內(nèi)存的能力，還應(yīng)提供相應(yīng)的存儲介質(zhì)。用戶內(nèi)存主要用以存儲用戶程序，個(gè)別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。它的情況，當(dāng)然是選用PLC 必須了解的重要方面，所以也應(yīng)把它列為 PLC 性能的重要內(nèi)容。隨著技術(shù)進(jìn)步，這種設(shè)備將更加豐富。輸入的有條碼讀入器，輸入模擬量的電位器等。各種 PLC 大體都有這方面的配套設(shè)施。這些設(shè)備，如存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器。性能好的 PLC，這種外部設(shè)備已越來越豐富。 監(jiān)控設(shè)備：小的有數(shù)據(jù)監(jiān)視器，可監(jiān)視數(shù)據(jù)；大的還可能有圖形監(jiān)視器，可通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。編程器除了用于編 程，還可對系統(tǒng)作一些設(shè)定，以確定 PLC 控制方式，或工作方式。復(fù)雜一點(diǎn)的有圖形編程器，可用梯形圖語編程。故一種 PLC 的性能如何，與這種 PLC 所具外部設(shè)備豐富與否，外部設(shè)備好用與否直接相關(guān)。 盡 管用 PLC 實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制可不用外部設(shè)備，配置好合適的模塊就行了。 掌握 PLC 性能，一定要了解它的模塊，并通過了解模塊的性能，去弄清楚 PLC的性能。 通訊模塊，它接人 PLC 后，可使 PLC 與計(jì)算機(jī)，或 PLC 與 PLC 進(jìn)行通訊，有的還可實(shí)現(xiàn)與其它控制部件，如變頻器、溫控器通訊，或組成局部網(wǎng)絡(luò)。這些模塊有自己的CPU，可對信號作預(yù)處理或后處理，以簡化 PLC 的 CPU 對復(fù)雜的程控制量的控制。 除上述模塊， PLC 還有特殊的或稱智能或稱功能模塊。 19 箱體式的 PLC 還有 I/O 擴(kuò)展箱體，它不含 CPU，僅有電源及 I/O單元的功能。若干底板間的聯(lián)系有的用接口模塊，有的用總線接口。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)存模塊都是附加于 CPU 模塊之中。 I/O 模塊，它集成了 I/O 電路，并依點(diǎn)數(shù)及電路類型劃分為不同規(guī)格的模塊。 PLC 的主要性能，如速度、規(guī)模都由它的性能來體現(xiàn)。 組成 PLC 的模塊是 PLC 的硬件基礎(chǔ)，只有弄清所選用的 PLC 都具有那些模塊及其特點(diǎn)，才能正確選用模塊，去組成一臺完整的 PLC，以滿足控制系統(tǒng)對 PLC的要求。相反，小型 PLC、檔次低的 PLC模塊種類也少，規(guī)格也少，指標(biāo)也低。 一般講，規(guī)模大的 PLC，檔次高的 PLC 模塊的種類也多，規(guī)格也多，反映它的特點(diǎn)的性能指標(biāo)也高。在此，不妨把 PLC 的模塊組成當(dāng)作所有 PLC 的結(jié)構(gòu)性能。規(guī)模大的 PLC 指令條數(shù)多，指令的功能也強(qiáng)，才能應(yīng)付 對點(diǎn)數(shù)多的系統(tǒng)進(jìn)行控制的需要。所以，規(guī)模大，所使用的模塊也多。如控制規(guī)模為 1024 點(diǎn)，那就得有 1024條 I/O 電路。這個(gè)區(qū)大，相應(yīng)地內(nèi)部器件（解釋見后）也要增多，這些都要求有更大的系統(tǒng)存儲區(qū)。規(guī)模大，用戶程序長，要求有更大的用戶存儲區(qū)。所以，大型 PLC 的工作速度總是比小的要快。因?yàn)橐?guī)模大了，用戶程序也長，執(zhí)行指令的速度不快，勢必延長 PLC 循環(huán)的時(shí)間，也必然會延長 PLC 對輸入信號的響應(yīng)。 （二） 控制規(guī)模 控制規(guī)模代表 PLC 控制能力，看其能對多少輸入、輸出點(diǎn)及對多少路模擬進(jìn)行控制?？刂撇患皶r(shí)，就不可能準(zhǔn)確與可靠，特別是對一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。性能高的、大型的 PLC 響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。 這個(gè)效果可從兩個(gè)方面來衡量：一是能否對幾個(gè)輸入信號作快速響應(yīng)；二是快速響應(yīng)的速度有多快。不同的 PLC 措施也不完全相同，提高響應(yīng)速度的效果也不同。對急需處理的輸人信號延遲多長時(shí)間 PLC 能予以響應(yīng)，要另作要求。這時(shí)，要多等待一個(gè)周期， PLC 的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號。不理想時(shí)，還要多延長一個(gè)周期。從討論 PLC 的工作原理知，從對 PLC 加入輸入信號，到 PLC 產(chǎn)生輸出，最理想的情況也要延遲一個(gè) PLC 運(yùn)行程序的周期。并隨著微處理器技術(shù)的進(jìn)步，這個(gè)時(shí)間還在縮短。但各種 PLC 總有一些基本指令，而且各種 輸 入 端子 輸入鎖存器 輸入映象寄存器 執(zhí)行程序 輸入映象寄存器 輸出鎖存器 輸出端子 17 的 PLC 都有這些基本指令，故常以執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間來衡量這個(gè)速度。少的幾十條，多的幾百條。不同的 PLC。速度高了，才可能通過運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮 PLC 的多種多樣的作用。 PLC 的基本性能指標(biāo) 可編程控制器的基本性能可用如下八條予以概括： （一） 工作速度 工作速度是指 PLC的 CPU執(zhí)行指令的速度及對急需處理的輸入信號的響應(yīng)速度。對元件映象寄存器來說，每一個(gè)元件（軟繼電器）的狀態(tài)都會隨著程序執(zhí)行過程的變化而變化。 從元件映象寄存器“讀入”對應(yīng)元件 （軟繼電器）當(dāng)前狀態(tài)。 2． 程序執(zhí)行階段 PLC 按從上到下，從左到右的順序株距掃描程序。 1． 輸入采樣階段 PLC 在輸入采樣階段，首先掃描所有出入端子，并將各輸入狀態(tài)存入對應(yīng)的輸入映象寄存器中。 PLC 的工作原理 可編程控制器 屬于工業(yè)控制計(jì)算機(jī) ,它的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)之上的 ,通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn) .執(zhí)行用戶程序時(shí) ,需要各種現(xiàn)場信息 ,如果這些現(xiàn)場信息 (例如按鈕 SB 接通或斷開 )已經(jīng)送到 PLC 的輸入端口 ,PLC 將采用所有輸入信息號存放到 輸入映像寄存器中，執(zhí)行用戶程序時(shí)所需輸入狀態(tài)均在輸入映像寄存器中取用。 4. 入輸出設(shè)備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行?，F(xiàn)在幾乎所有的 PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計(jì)算機(jī)一樣具有 RS232接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出 網(wǎng)絡(luò)就是控制器 的觀點(diǎn)說法。 人機(jī)界面：最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。小編程器 PLC 一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。 3 模擬量：按信號類型分，有電流型（ 420mA,020mA ）、 電 壓 型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等 按 I/O 點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU 所能 管 理的基本配置的能力， 即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 常用的 I/O 分類如下： 1 開關(guān)量：按電壓水平 分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 （四） I/O 模塊 PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。 （三）電源 PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。 2) 數(shù)據(jù)寄存器 14 與模擬量 I/O 一樣，每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中的一個(gè)字 (16bits) ，另外 PLC 還提供數(shù)量不的特殊數(shù)據(jù)寄存器，具有不同的功能。 I/O 映象區(qū)，由于 PLC 投入運(yùn)行后只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)，因此它需要一定數(shù)量的存儲單元 (RAM)以存放 I/O 的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作 I/O 映象區(qū)，一個(gè)開關(guān)量 I/O 占用存儲單元中的一個(gè)位 (bit)，一個(gè)模擬量 I/O 占用存儲單元中的一個(gè)字 (16 個(gè) bit)， 因此整個(gè) I/O 映象區(qū)可看 作兩個(gè)部分組成：開關(guān)量 I/O 映象區(qū)，模擬量 I/O 映象區(qū)。 (1)系統(tǒng)程序存儲區(qū) 在系統(tǒng)程序存儲區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序、等由制造廠商將其固化在 EPROM 中，用戶不能直接存取，它和硬件一起決定了該 PLC 的性能。 （ 3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種電可擦除的只讀存儲器，使用編程器就能很容 易地對其所存儲的內(nèi)容進(jìn)行修改。 1 PLC 常用的存儲器類型 （ 1） RAM (Random Assess Memory)，這是一種讀 /寫存儲器 (隨機(jī)存儲器 ) ，其存取速度最快，由鋰電池支持。 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù)，它們決定著 PLC的工作速度， IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模 。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。 CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。 為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性近年來對大型 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(gè) CPU 出現(xiàn)故障整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 如圖所示 12 （一） 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞，它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器 I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。固 定式 PLC 包括CPU板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。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。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 (4)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控 制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 (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。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。 而 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的電子存儲器件來完成，大部分繼電器和復(fù)雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長，可靠性大大提高。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器 時(shí)間繼電器。作為實(shí)時(shí)控制系 統(tǒng)，不僅 PLC 數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電故障時(shí)的對策。預(yù)計(jì)今后幾年 CNC 系統(tǒng)將變成以 PLC 為主體的控制和管理系統(tǒng)。通過窗口軟件，用戶可以獨(dú)自編程，由 PLC送至 CNC 設(shè)備使用。著名的日本 FANUC 公司推出的 Systen 1 12系列，已將 CNC 控制功能作為 PLC 的一部分。當(dāng)過程控制中某一個(gè)變量出 10