【正文】 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。 當然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計算機之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標準總線，并向標準通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機型的PLC之間、PLC與計算機之間可以方便地進行通訊與聯(lián)網(wǎng)外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類 編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。2.直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。3. 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，打印機等。 了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳 PLC的基本性能指標1． PLC 的主要特點（1）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。3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。5）對采用的器件進行嚴格的篩選。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。有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如： 按鈕 行程開關(guān) 接近開關(guān) 傳感器及變送器 電磁線圈 控制閥直接連接另外為了提高操作性能，它還有多種人機對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等?？删幊炭刂破鞯幕拘阅芸捎萌缦掳藯l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。速度高了，才可能通過運行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才可能不斷擴大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮PLC的多種多樣的作用。不同的PLC。少的幾十條，多的幾百條。但各種PLC總有一些基本指令，而且各種的PLC都有這些基本指令，故常以執(zhí)行一條基本指令的時間來衡量這個速度。并隨著微處理器技術(shù)的進步，這個時間還在縮短。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PLC運行程序的周期。不理想時，還要多延長一個周期。這時，要多等待一個周期，PLC的輸入映射區(qū)才能接受到這個新的輸入信號。對急需處理的輸人信號延遲多長時間PLC能予以響應(yīng)，要另作要求。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。 這個效果可從兩個方面來衡量：一是能否對幾個輸入信號作快速響應(yīng)；二是快速響應(yīng)的速度有多快。性能高的、大型的PLC響應(yīng)點數(shù)更多?？刂撇患皶r，就不可能準確與可靠，特別是對一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。 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其它性能指標起著制約作用的指標；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。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： CPU模塊，它是PLC的硬件核心。 電源模塊，它為PLC運行提供內(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。擴展箱體也依I/O點數(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）。有的還有專用的計算機，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。而為實現(xiàn)這些存儲，相應(yīng)的就有存卡器、磁帶機、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進行人機對話。輸出的有打印機、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)備實現(xiàn)人機對話更方便，可在現(xiàn)場條件下實現(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)，有的稱為標志位數(shù)，代表著PLC的內(nèi)部繼電器數(shù)。內(nèi)部繼電器多，便于PLC建立復(fù)雜的時序關(guān)系，以實現(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PLC控制能力，特別對記錄故障，故障排除后恢復(fù)運行，更顯得有用。定時值可任意設(shè)定。 計數(shù)器，可進行計數(shù)，到達某設(shè)定計數(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。小型機也如此。而過去同是小型機的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)運算指令，用于進數(shù)據(jù)的運算，如十、一、X、/等，可進行整形數(shù)計算，有的還可浮點數(shù)運算；也可進行邏輯量運算，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。流程控制指令也較多，運用得好，可使程序簡練，并便于調(diào)試與閱讀。 當然，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PLC實現(xiàn)控制的邏輯關(guān)系。由于它是用圖形表達，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，而與計算機用的流程圖符號相似，便干計算機工作人員了解與熟悉。熟悉計算機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所能識別的機器語言。而編寫這個轉(zhuǎn)換的軟件工作量很大，當然應(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，用以實現(xiàn)計算機對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。可靠措施的目的是增加PLC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，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。其實，使用PLC，還要考慮經(jīng)濟指標。所以，這個指標也是重要的。一般講，同樣技術(shù)性能的PLC，價格低其經(jīng)濟指標就好 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。 （2）系統(tǒng)工作后，首先南北紅燈亮并維持25s；與此同時，東西綠燈亮，并維持20s時間，到20s時，東西綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅。 （4）東西紅燈亮并維持30s；與此同時，南北綠燈亮并維持25s；然后，南北綠燈閃亮3s后熄滅。至此，結(jié)束一個工作循環(huán)。當南北主干道紅燈點亮時，東西住干道應(yīng)依次點亮綠燈，綠燈閃亮，黃燈，反之，當東西主干道紅燈點亮時，南北主干道依次點亮綠燈，綠燈閃，黃燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道綠燈點亮時點亮，當南北主干道綠燈閃亮和黃燈點亮時南北行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時間為紅燈。除此之外另設(shè)兩個功能，使用10個脈沖開關(guān)。其中8個安裝在人行道的兩邊當東西方向行走的盲人要過馬路的時候，按下脈沖開關(guān)東西向行人道綠燈亮起，南北向主干道紅燈閃亮，延遲10秒恢復(fù)原來的控制系統(tǒng)。東西向行人道綠燈也要對應(yīng)延長。第四章 交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 PLC智能化控制交通燈的方法傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查，運用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠 燈的延時預(yù)先設(shè)置好。即使是經(jīng)過長期運行、適用的方案，仍然會發(fā) 生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車輛，而紅燈方向卻排著長隊等候通過。而模糊控制恰恰具有這方面的優(yōu)勢。然而實際上交通流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。這種流量變化的偶然性是無法建立準確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交 通現(xiàn)狀，需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。此系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器(PLC)對十字路口交通控 制燈實現(xiàn)模糊控制此控制系統(tǒng)的輸入量是指十字路口各方向上車輛數(shù)的動態(tài)變化量。在十字路口的四個方向(E、S、W、N)的近端J(斑馬線附近)和遠端Y(距斑馬線約100米處)各設(shè)置一個傳感器，分別統(tǒng)計通過該處的車輛數(shù)。然后通過傳感器采集后的排隊等候的車輛數(shù)送往PLC進行模糊推理運算得出延遲時t2，最后由t1和t2來實現(xiàn)對十字路口車流量的靈活控制。不同型號的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。選擇時主要考慮以下幾點： 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 安裝方式的選擇 PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程I／O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。 相應(yīng)的功能要求 一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。 對于控制較復(fù)雜，要求實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC。 響應(yīng)速度要求 PLC是為工業(yè)自動化設(shè)計的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。 系統(tǒng)可靠性的要求 對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。 機型盡量統(tǒng)一 主要考慮到以下三方面問題： 1)機型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。 3)機型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。 I／O點數(shù)的選擇 PLC平均的I／O點的價格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I／O點的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的I／O點最少，但必須留有一定的裕量。 存儲容量的選擇 用戶程序所需的存儲容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。 PLC的I／O點數(shù)的多少，在很大程序上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可在I／O點數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲容量后，再加20%~30%的裕量。 產(chǎn)品規(guī)格：CPM1A CPU單元CPM1A 在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型PLC所具有的功能，盡可能使安裝空間最小化，并實現(xiàn)了具有10點100點輸入輸出點數(shù)的彈性構(gòu)成。它不僅可以替代繼電器控制柜，就是作為小型控制器或在傳感器應(yīng)用中，亦能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場不同的需求，AC電源輸入，繼電器輸出，能加擴展單元。由于每一個方向的兩組指示燈中，同種顏色的指示燈同時工作，為了節(jié)省輸出點數(shù)，可采用并聯(lián)輸出方法。表68 交通指揮燈的I/O分配表輸入元件輸入地址輸出元件輸出地址開啟按鈕SB1南北綠燈F0停止按鈕SB2南北黃燈F1