【正文】 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。 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)，一個開關(guān)量 I/O 占用存儲單元中的一個位(bit)，一個模擬量 I/O 占用存儲單元中的一個字 (16 個 bit)， 因此整個 I/O 映象區(qū)可看作兩個部分組成：開關(guān)量 I/O 映象區(qū)，模擬量 I/O 映象區(qū)。 2) 數(shù)據(jù)寄存器 與模擬量 I/O 一樣，每個數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中的一個字 (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。 （ 三 ） 電源 PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。 （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。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。 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。 3 除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 （五） PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：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，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng) 第 9 頁共 83 頁 的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。 （六） PLC 的通信聯(lián)網(wǎng) 依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。 PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。 當(dāng)然， PLC 之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的， PLC 與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的 PLC 之間、 PLC 與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。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。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。 第 10 頁共 83 頁 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。工作速度是 PLC 工作的基礎(chǔ)。 PLC 的指令是很多的。指令的條數(shù)也不同。指令不同，執(zhí)行的時間也不同。這個時間當(dāng)然越短越好，已從微秒級縮短到零點(diǎn)微秒級。 執(zhí)行時間 短可加快 PLC 對一般輸入信號的響應(yīng)速度。因?yàn)?PLC 監(jiān)測到輸入信號，經(jīng)運(yùn)行程序后產(chǎn)生的輸出，才是對輸入信號的響應(yīng)。當(dāng)輸入信號送入 PLC 時， PLC 的輸入刷新正好結(jié)束，就是這種情況。對一般的輸入信號，這個延遲雖可以接受，但對急需響應(yīng)的輸入信號，就不能接受了。 為了處理急需響應(yīng)的輸入信號， PLC 有種種措施。一般的作法是采用輸入中斷，然后再輸出即時刷新，即中斷程序運(yùn)行后，有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新，而不等到整個程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。多數(shù) PLC 都可對一個或多個輸入點(diǎn)作快速響應(yīng)，快速響應(yīng)時間僅幾個毫秒。 第 11 頁共 83 頁 工作速度關(guān)系到 PLC 對輸入信號的響應(yīng)速度，是 PLC 對系統(tǒng)控制是否及時的前 提。這就是把工作速度作為 PLC 第一指標(biāo)的原因。 控制規(guī)模與速度有關(guān)。為了避免這個情況， PLC 的工作速度就要快。 控制規(guī)模還與內(nèi)存區(qū)的大小有關(guān)。同時點(diǎn) 數(shù)多，系統(tǒng)的存儲器輸入、輸出的信號區(qū)（輸入輸出繼電器區(qū)或稱輸入、輸出映射區(qū)）也大。 控制規(guī)模還與輸入、輸出電路數(shù)有關(guān)。這些電路集成于 I/O 模塊中，而每個模塊有多少路的 I/O 點(diǎn)總是有數(shù)的。 控制規(guī)模還與 PLC 指令系統(tǒng)有關(guān)。 控制規(guī)模是對 PLC 其它性能指標(biāo)起著制約作用 的指標(biāo)；也是 PLC 劃分為微、小、中、大和特大型 （三） 組成模塊 PLC 的結(jié)構(gòu)雖有箱體及模塊式之分，但從質(zhì)上看，箱體也是模塊，只是它集成了更多的功能。 這個性能含義是指某型號 PLC 具有多少種模塊，各種模塊都有什么規(guī)格，并各具什么特點(diǎn)。但模塊的功能則單一些。但功能則多樣些，以至于集成為箱體。 常見的 PLC 模塊有： 第 12 頁共 83 頁 CPU 模塊，它是 PLC 的硬件核心。 電源模塊，它為 PLC 運(yùn)行提供內(nèi)部工作電源，而且，有的還可為輸入信號提供電源。 內(nèi)存模塊，它主要存儲用戶程序，有的還為系統(tǒng)提供輔加的工作內(nèi)存。 底板、機(jī)架模塊，它為 PLC 各模塊的安裝提供基板，并為模塊間的聯(lián)系提供總線。不同廠家或同一廠家但不同類型的 PLC 都不大相同。擴(kuò)展箱體也依 I/O 點(diǎn)數(shù)的多少劃分有不同的規(guī)格。如 A/D（模入）模塊、 D/A（模出）模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、位控模塊、溫度模塊等等。智能模塊的種類、特性也大不相同，性能好的PLC，這些模塊種類多，性能也好。通訊模塊代表 PLC 的組網(wǎng)能力，代表著當(dāng)今 PLC 性能的重要方面。 除了模塊， PLC 還有外部設(shè)備。然而，要對 PLC 編程，要監(jiān)控 PLC 及其所控制的系統(tǒng)的工作狀況，以及存儲用戶程序、打印數(shù)據(jù)等，就得使用 PLC 的外部設(shè)備。 PLC 的外部設(shè)備有四大類： 編程設(shè)備：簡單的為簡易編程器，多只接受助記將編程，個別的也可用圖形編程（如日本東芝公司的 EX 型可編程控制器）。有的還有專用的計(jì)算機(jī)，可用其它高級語編程。編程器還可監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，以進(jìn)行 PLC 用戶程序的調(diào)試。除了不能改變 PLC 的用戶程序，編程器能做的它都能做，是使用 PLC 很好的界面。 存儲設(shè)備：它用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失。而為實(shí)現(xiàn)這些存儲，相應(yīng)的就有存卡器、磁帶機(jī)、軟驅(qū)或 ROM 寫入器，以及相應(yīng)的接口部件。 輸入輸出 設(shè)備：它用以接收信號或輸出信號，便于與 PLC 進(jìn)行人機(jī)對話。輸出的有打印機(jī)、編程器、監(jiān)控器雖也可對 PLC 輸入信息，從 PLC 輸出信息，但輸入輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話更方便，可在現(xiàn)場條件下實(shí)現(xiàn)，并便于使用。 外部設(shè)備已發(fā)展成為 PLC 系統(tǒng)的不可分割的一個部分。 （四） 內(nèi)存容量 PLC 內(nèi)存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。系統(tǒng)內(nèi)存是與 CPU 配置在一起的。 用戶內(nèi)存大小與可存儲的用戶程序量有關(guān)。從發(fā)展趨勢看，內(nèi)存容量總是在不斷增大著。系統(tǒng)內(nèi)存對于用戶，主要體現(xiàn)在 PLC 能提供多少內(nèi)部器件。在物理上并無這些器件，僅僅為 RAM。 內(nèi)存器件種類越多，數(shù)量越多， 越便于 PLC 進(jìn)行種種邏輯量及模擬控制。 PLC 內(nèi)部器件有： I/O 繼電器，或稱映射區(qū)。 內(nèi)部繼電器數(shù)，有的稱為標(biāo)志位數(shù)，代表著 PLC 的內(nèi)部繼電器數(shù)。內(nèi)部 第 14 頁共 83 頁 繼電器多，便于 PLC 建立復(fù)雜的時序關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)多種多樣的控制要求。 有的內(nèi)部繼電器還可丟電保持，即它的狀態(tài)（ ON 或 OFF）、 PLC 丟電后，靠內(nèi)部電池仍予以保持。保持繼電器可增強(qiáng) PLC 控制能力，特別對記錄故障，故障排除后恢復(fù)運(yùn)行，更顯得有用。定時值可任意設(shè)定。 計(jì)數(shù)器，可進(jìn)行計(jì)數(shù)，到達(dá)某設(shè)定計(jì)數(shù)值可發(fā)送相應(yīng)信號。 數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用以存儲工作數(shù)據(jù)。這個存儲區(qū)的大小代表 PLC 的性能也是越大越好。小型機(jī)也如此。而過去同是小型機(jī)的 C60P的 DM 區(qū)才 64 個字。 此外還有其它一些內(nèi)部器件，了解某 PLC 性能時，也都必須掌握它。 （五） 指令系統(tǒng) PLC 有多少條指令，各條指令又具有什么功能，是了解與使用 PLC 的重要方面。功能很強(qiáng)的 指令，綜合多種作用的指令日見增多。這類指令不管什么樣的 PLC 都總是有的。 數(shù)據(jù)運(yùn)算指令，用于進(jìn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算，如十、一、 X、 /等，可進(jìn)行整形數(shù)計(jì)算，有的還可浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算；也可進(jìn)行邏輯量運(yùn)算，等等。 PLC 的用戶程序一般是從零地址的指令開始執(zhí)行，按順序推進(jìn)。流程控制指令也較多，運(yùn)用得好 ，可使程序簡練，并便于調(diào)試與閱讀。 第 15 頁共 83 頁 當(dāng)然，并不是所有的 PLC 都有上述那么多類的指令，也不是有的 PLC僅有上述幾類指令。 除了指令，為進(jìn)行通訊， PLC 還有相應(yīng)的協(xié)議與通訊指令或命令，這些也反映了 PLC 的性能。 從本質(zhì)上講， PLC 所能識別的只是機(jī)器語言。 助記符語言是最基本也是最簡單的 PLC 語言。這種語言僅使用文字符號，所使用的編程工具簡單，用簡易編程器即可。 梯形圖語言是圖形語言，它用類似于繼電器電路圖的符號表達(dá) PLC實(shí)現(xiàn)控制的邏輯關(guān)系。由于它是用圖形表達(dá)，小的編程器不好使用它，得有較大的液晶畫面的編程器，才能使用它。 流程圖語言，它也是圖形語言，不過所用的符號不與電氣元件符號相似，而與計(jì)算機(jī)用的流程圖符號相似，便干計(jì)算機(jī)工作人員了解與熟悉。熟悉計(jì)算機(jī)而又未從事過一般電氣工作的人員，樂于用這種語言對 PLC 編程。 梯 形圖與流程圖混合語言。它用流程圖把 PLC 程序劃分成若干結(jié)構(gòu)塊，并規(guī)范塊間的邏輯聯(lián)系。這種混合語言有不同的實(shí)現(xiàn)方法，而且多用于大型的 PLC 的編程 高級語言， PLC 編程也可以使用高級語言，如 BASIC、 C 語言等。關(guān)鍵在于要把用高級語言編寫的程序轉(zhuǎn)換成助記符語言，或直接轉(zhuǎn)換成 PLC 所能識別的機(jī)器語言。而編寫這個轉(zhuǎn) 第 16 頁共 83 頁 換的軟 件工作量很大，當(dāng)然應(yīng)由有關(guān)廠家開發(fā)與提供。如 GE－ FANAC 的 PLC 就提供有可用 C 語言編程的軟件。只是要下力氣去開發(fā)，以及市場有這個需要。所以，多數(shù)支持編程的軟件，也具有監(jiān)視 PLC 工作的功能。 有的 PLC 廠家或第三方廠家還開發(fā)了使用 PLC 的組態(tài)軟件，用以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對 PLC 控制系統(tǒng)監(jiān)控，以及與 PLC 交換數(shù)據(jù)。這方面的軟件已日益受到重視。 （七） 可靠控制 為使 PLC 能可靠工作，在硬件與軟件兩個方面 PLC 廠家都采取了很多措施，對一些特殊可靠要求的 PLC，還有相應(yīng)的特殊的措施，如熱備、冗余等等?？煽看胧┑哪康氖窃黾覲LC 平均故障間隔時間、 MTBF（ MeanTimeBetweenFailure）及減少 PLC 的平均修復(fù)時間、 MTTR（ MeanTimeToRepair），以提高 PLC 的有效度 A（ Availability）。而從上式可知， MTBF 越大， MTTR 越小，則 A 越大。 鑒于可靠工作是 PLC 的重要特點(diǎn)，至關(guān)重要，故有關(guān)提高 MTBF 及降低 MTTR 的措施如何，以及 PLC 的 MTBF 與 MTTR 值也成為 PLC 性能的重要指標(biāo)。其實(shí)，使用 PLC，還要考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。所以，這個指標(biāo)也是重要的。一般講，同樣技術(shù)性能的 PLC，價格低其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就好 此外，還要看供貨情況，供貨不及時 ，影響使用，價格即使低，也不一定就好；看技術(shù)服務(wù)，資料不全，用戶出現(xiàn)問題得不到技術(shù)支持也不好。 PLC 的分類及應(yīng)用領(lǐng)域 可編程控制器類型很多，可從不同的角度進(jìn)行分類： （一） 按控制規(guī)模分 控制規(guī)模主要指控制開關(guān)量的入、出點(diǎn)數(shù)及控制模擬量的模入、模出，或兩者兼而有之（閉路系統(tǒng)）的路數(shù)。模擬量的路數(shù)可折算成開關(guān)量的點(diǎn)，大致一路相當(dāng)于 8～ 16 點(diǎn)。 微型機(jī)控制點(diǎn)僅幾十點(diǎn)，如德維森公司的 V80 系列 PLC 本體從 16 點(diǎn)到 40 點(diǎn)， OMRON 公司的 CPM1A 系列 PLC，西門子的 Logo僅 10 點(diǎn)。如如德維森公司的 V80 系列 PLC 可擴(kuò)展到 256 點(diǎn)， OMRON 公司的 C60P 可達(dá) 148 點(diǎn)， CQM1 達(dá) 256 點(diǎn)。 中型機(jī)控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)近 500 點(diǎn)，以至于千點(diǎn)。德國西門子公司的 S7300機(jī)最多可達(dá) 512點(diǎn)。如如德維森公司的 PPC22 系列可擴(kuò)展到 2048 點(diǎn)， OMRON 公司的 C1000H、 CV1000，當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá) 1024點(diǎn)。 超大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬點(diǎn)，以至于幾萬點(diǎn)。再如美國莫迪康公司的 PC－ E984785 機(jī)，其開關(guān)量具總數(shù)為 32k（ 32768），模擬量有 2048 路。等等。 第 18 頁共 83 頁 一般講，根據(jù)實(shí)際的 I/O 點(diǎn)數(shù)，凡落在上述不同范圍者，選用相應(yīng)的機(jī)型，性能價格比必然要高；相反，肯定要差些。如控制點(diǎn)數(shù)不是非常之多，不是非用大型機(jī)不可，但因大型機(jī)的特殊控制單元多，可進(jìn)行熱備配置，因而采用了大型機(jī)。微型機(jī)、小型機(jī)多為箱體式的，但從發(fā)展趨勢看 ，小型機(jī)也逐漸發(fā)展成模塊式的了。 箱體的 PLC 把電源、 CPU、內(nèi)存、 I/O 系統(tǒng)都集成在一個小箱體內(nèi)?？刂泣c(diǎn)數(shù)不符需要，可再接擴(kuò)展箱體，由主箱體及若干擴(kuò)展箱體組成較大的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對較多點(diǎn)數(shù)的控制。大型機(jī)的模塊功能更單一一些，因而模塊的種類也相對多些。目前一些中型機(jī)，其模塊的功能也趨于單 一，種類也在增鄉(xiāng)。 模塊功能更單一、品種更多，可便于系統(tǒng)配置，使 PLC 更能物盡其用，達(dá)到