【正文】 IT 電器人員掌握的梯形圖語言，使得部熟悉計算機的人也能方便地使用。所以，可編程控制器廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。 PLC 問世時間不長，但是隨著微處理器的發(fā)展，大規(guī)模、超大 規(guī)模集成電路不斷出現(xiàn)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)不斷進步， PLC 迅速發(fā)展。國外專家預(yù)言， PLC 技術(shù)將在工業(yè)自動化的三大支柱（ PLC、機器人和 CAC/CAM）種躍居首位。 PLC 的發(fā)展 雖然 PLC 問世時間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進步， PLC 也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分為三各階段： 早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。它在硬件上 以計算機的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上作了改進以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。因此，早期的 PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點 包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指示，能重復(fù)使用等。 在七十年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC 發(fā)生了巨大的變化。 這樣，使 PLC 的功能大大增強。 再硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量快、遠程 I/O 模塊、各種特殊功能模塊。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 任務(wù)書 5 進入八十年代中、后期，由于插大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的 PLC 所采用的微處理器的檔次普遍提高。這樣使得 PLC軟、硬功能發(fā)生了巨大變化。 一、 中央處理 單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 控制中樞。當(dāng) PLC 投入運行時，首先它以掃描方式接收現(xiàn)場各輸入裝置狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，命令解釋后按指令規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 進一步提高 PLC 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 表決式系統(tǒng)。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 任務(wù)書 6 二 、存儲器 存放系統(tǒng)軟件存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 PLC 常用存儲器類型 （ 1） RAM （ Random Assess Memory） 這是一種讀 /寫存儲器 (隨機存儲器 )，其存取速度最快，由鋰電池支持。斷電情況下，存儲器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。 （ 3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除只讀存儲器。 PLC 存儲空間分配 各種 PLCCPU 最大尋址空間各不相同， PLC 工作原理，其存儲空間一般包括以下三個區(qū)域： （ 1）系統(tǒng)程序存儲區(qū) （ 2）系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)（包括 I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等） （ 3）用戶程序存儲區(qū) 系統(tǒng)程序存儲區(qū)：系 統(tǒng)程序存儲區(qū)中存放著相當(dāng)于計算機操作系統(tǒng)系統(tǒng)程序。由制造廠商將其固化EPROM 中，用戶不能直接存取。 系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)：系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)包括 I/O 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，如：邏輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計時器；計數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲器。它需要一定數(shù)量存儲單元 (RAM)以存放 I/O狀態(tài)和 數(shù)據(jù)，這些單元稱作 I/O 映象區(qū)。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)。該存儲區(qū)又分為具有失電保持存儲區(qū)域和無失電保持存儲區(qū)域，前者 PLC 斷電時，由內(nèi)部鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會遺失；后者當(dāng) PLC 斷電時，數(shù)據(jù)被清零。所謂用戶程序時指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場的的產(chǎn)生過程和工藝要求編寫的控制程序。也可將用戶程序存放在 EEPROM 中?，F(xiàn)場的輸入信號，如按鈕開關(guān)，行程開關(guān)、限位開關(guān)以及傳感輸出的開關(guān)量或模擬量（壓力、流量、溫度、電壓、電流）等，都要通過輸入模塊送到 PLC。輸入模塊的作用是接收中央處理器處理過的數(shù)字信號，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行部件所能接收的控制信號，以驅(qū)動如電磁閥、燈光顯示、電機等執(zhí)行機構(gòu)。這些模塊分直流和交流、電壓和電流類型，每種類型又有不同的參數(shù)等級，主要有數(shù)字量輸入 /輸出模塊和模擬量輸入輸出 /模塊，部件上都設(shè)有接線端子排，為了濾除信號的噪聲和便于 PLC 內(nèi)部對信號的處理，這些模塊上都帶有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信 號鎖存電路。數(shù)字兩輸出有繼電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出三種方式。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機構(gòu)有一些信號是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過模擬量輸入 /輸出模塊與 PLC 的中央處理器連接?，F(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓主要是 0— 5 伏和 0—10 伏兩種。模擬量輸入模塊接收 標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓或電流猴，把它轉(zhuǎn)換成 8 未、 10 未或 12 位的二進制數(shù)字信號，送給中央處理器進行處理。 四、擴展模塊 當(dāng)一個 PLC 中心單元的 I/O 點數(shù)不夠用時，就要對系統(tǒng)進行擴展，擴展接口就是用于連接中心基本單元與擴展單元的。只能 I/O 接口模塊種類很多，例如高速計數(shù)模塊、PLCA 控制模塊、數(shù)字位基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計置譯碼模塊、 閥門控制模塊、智能存貯弄快以及智能 I/O 模塊等。有的編程器還可與打印機或磁帶機相連，以將用戶程序和有關(guān)信息打印出來或存放在它的作用是供用戶進行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 任務(wù)書 8 目前編程器主要有以下三種類型： 攜式編程器 (也叫簡易編程器 )； ； IBM— PC及其兼容機的編程器。 圖形編程器以液晶顯示器 (LCD)或陰極射線管 (CRT)作屏幕，用來顯示編程內(nèi)容和提供如輸入、輸出、輔助繼電器的占有情況、程序容量等各種信息，還可在調(diào)試程序、檢查程序執(zhí)行時顯示各種信號狀態(tài)、出錯提示等。圖形編程器還可與打印機 、錄音機、繪畫儀等設(shè)備連接，有較強的監(jiān)控功能。 用于 IBM— PC及其兼容機的編程器是個人計算機加上適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖鳛榫幊唐鳎部芍苯泳幹瞥商菪螆D，其監(jiān)控功能也很強。 監(jiān)控工作方式可以對運行中的控制器工作狀態(tài)進行監(jiān)視和跟蹤，一般可以對某一線圈或觸點的工作狀態(tài)進行監(jiān)視，也可以對成組器件的工作狀態(tài)進行監(jiān)視，還 可以跟蹤某一器件在不同時間的工作狀態(tài)，除搜索、監(jiān)視、跟蹤外，還可以對一些器件進行操作。 編程器的結(jié)構(gòu)一般包括顯示部分與鍵盤部分。鍵盤有單功能鍵和雙功能鍵，在使用雙功能鍵的時候鍵盤中都備有一個選擇鍵，以選擇其中一種方式工作。不 同廠家、不同型號的 PLC的輸入／輸出點數(shù)也不同，有的大型機輸入／輸出點數(shù)可達 16K，而很多小型機僅有 10來點，而且 CPU本身不帶模擬輸入與輸出，但 CPU一般都帶有擴展接口。擴展模板的外形一般也小巧、堅固，有易于接線的端子排，帶有擴展總線或通過總線連接器與 CPU相連。 用擴展模板來 擴展系統(tǒng)具有以下的優(yōu)點： 用戶可根據(jù)自己時間控制系統(tǒng)的要求，選用各種合適的擴展模塊對 PLC作硬 件組態(tài)，以求達到各種功能或控制精度，同時節(jié)省開支，減少不必要的投資。特殊模板及智能模板的開發(fā)將進一步擴展可編程控制的功能，專用模板的開發(fā)不僅擴大了可編程控制系統(tǒng)的控制功能，而且將進一步提高控制質(zhì)量與可靠性。15V直流電源：供 PLC中 TTL芯片和集成運放使用； 供輸出接口使用的高壓大電流的功率電源； 鋰電池及其充電電源。 目前 PLC的發(fā)展非常迅速，型號眾多，各種特殊功能模板不斷涌現(xiàn)。 具體實現(xiàn)時，通常采用模板式結(jié)構(gòu)，以便用戶根據(jù)實際應(yīng)用需求進行配置。 PLC 特點 (一 ) 高可靠性 1. 所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離 2. 各輸入端均采用 RC 濾波器其濾波時間常數(shù)一般為 10~20ms. 3. 各模塊均采用屏蔽措施以防止輻射干擾 4. 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源 5. 對采用的器件進行嚴(yán)格的篩選 6. 良好的自診斷功能一旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況 CPU 立即采用有效措施以防止故障擴大 7. 大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進一步提高 (二 ) 豐富的 I/O 接口模塊 1. PL