【正文】 的PLC，其存儲(chǔ)容量可根據(jù)用戶的需要而改變。模擬量：按信號(hào)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。無論是小型的PLC，還是中、大型的PLC，其電源的性能都是一樣的，均能對(duì)PLC內(nèi)部的所有器件提供一個(gè)穩(wěn)定可靠的直流電源。可編程序控制器一般使用220V交流電源。某些可編程序控制器可以為輸入電路和少量的外部電子檢測(cè)裝置（如接近開關(guān)）提供24V直流電源?？删幊绦蚩刂破魇菑睦^電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等。 PLC的工作原理 可編程序控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)。為了使可編程序控制器的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至可編程序控制器停機(jī)或切換到STOP工作狀態(tài)?？删幊绦蚩刂破鞯倪@種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。在內(nèi)部處理階段。在通信服務(wù)階段，可編程序控制器與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容?？删幊绦蚩刂破鹛幱冢≧UN）狀態(tài)時(shí)，還要完成另外3個(gè)階段的操作?？删幊绦蚩刂破魈菪螆D中別的編程元件也有對(duì)應(yīng)的映像存儲(chǔ)區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映像寄存器。外接的輸入觸點(diǎn)電路接通時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器為“1”狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的狀態(tài) 也不會(huì)隨之而變，輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段被讀入。在沒有跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPU從第一條指令開始，逐條順序的執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束之處。在輸出處理階段，CPU將輸出映像寄存器的0/1狀態(tài)傳送到輸出鎖存器。信號(hào)經(jīng)輸出模塊隔離 和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載通電工作。某一編程元件對(duì)應(yīng)的映像寄存器為“1”狀態(tài)時(shí)，稱該編程元件為ON，映像寄存器為“0”狀態(tài)時(shí)，該編程元件為OFF。指令執(zhí)行所需的時(shí)間與用戶程序的長(zhǎng)短、指令的種類和CPU執(zhí)行指令的速度有很大的關(guān)系。不過嚴(yán)格地來說掃描周期還包括自診斷、通信等。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序行和輸出刷新階段。所以輸入如果是脈沖信號(hào)，它的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀2. 用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC的CPU總是由上而下，從左到右的順序依次的掃描梯形圖。或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。3. 輸出刷新階段在輸出刷新階段，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)刷新所有的數(shù)據(jù)鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)響應(yīng)的外設(shè)。4. 輸入/輸出滯后時(shí)間輸入/輸出滯后時(shí)間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指可編程序控制器的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，它由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分組成。輸出模塊的滯后時(shí)間與模塊的類型有關(guān)，繼電器型輸出電路的滯后時(shí)間一般在10ms左右；雙向可空硅型輸出電路在負(fù)載接通時(shí)的滯后時(shí)間約為1ms，負(fù)載由導(dǎo)通到斷開時(shí)的最大滯后時(shí)間為10ms；晶體管型輸出電路的滯后時(shí)間約為1ms。可編程序控制器總的響應(yīng)延遲時(shí)間一般只有幾十ms，對(duì)于一般的系統(tǒng)是無關(guān)緊要的。 PLC機(jī)型的選擇1. PLC的分類PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致?？紤]是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對(duì)輸入和輸出信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。(2) 重要檢測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置。4 機(jī)械手控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 氣動(dòng)機(jī)械手的控制要求機(jī)械手的全部動(dòng)作由氣缸驅(qū)動(dòng)，氣缸由相應(yīng)的電磁閥控制，電磁閥由PLC（可編程控制器）控制。工件臺(tái)A、B上工件的傳送不用PLC控制。 左行 SQ3 SQ4 右行 下降 夾緊 上升 SQ2 松開 SQ1 圖41 氣動(dòng)機(jī)械手示意圖 為滿足生產(chǎn)要求，機(jī)械手設(shè)置手動(dòng)工作方式和自動(dòng)工作方式兩種，而自動(dòng)工作方式又分為單步、單周和連續(xù)工作方式。利用按鈕對(duì)機(jī)械手的每一步動(dòng)作單獨(dú)進(jìn)行控制，例如按“上升”按鈕，機(jī)械手上升，按“下降”按鈕，機(jī)械手下降。（2）單步工作方式，從原點(diǎn)開始,按自動(dòng)工作循環(huán)的工序,每按一下起動(dòng)按鈕,機(jī)械手完成一步的動(dòng)作后自動(dòng)停止。 （4）連續(xù)工作方式。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，機(jī)械手保持當(dāng)前狀態(tài)。機(jī)械手用來將工件從A點(diǎn)搬運(yùn)到B點(diǎn)（如圖42），為0時(shí)背松開。為了保證在緊急情況下（包括PLC發(fā)生故障時(shí)）能可靠地切斷負(fù)載電源，設(shè)置了交流接觸器KM。 單步 回原位 單周期 連續(xù) 手動(dòng) 夾緊SB7 右行SB5 下降SB3 啟動(dòng)SB1 負(fù)載電源 松開SB8 左行SB6 上升SB4 停止SB2 緊急停車SB9圖42氣動(dòng)機(jī)械手的控制面板 系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)、單周期、連續(xù)、單步和回原點(diǎn)五種工作方式。機(jī)械手在最上面和最左邊，且夾緊裝置松開是，稱為系統(tǒng)處于原點(diǎn)狀態(tài)。在原點(diǎn)狀態(tài)，為進(jìn)入單周期、連續(xù)喝單步工作方式做好了準(zhǔn)備。 在單周期的工作方式下，機(jī)械手按順序功能圖的規(guī)定完成一個(gè)周期的工作后，返回并停留在初始步。單步工作方式常用于系統(tǒng)的調(diào)試。PLC的輸入輸出端子均接到相應(yīng)的接線端子排，輸入輸出信號(hào)通過這些接線端子排可由其它地方直接引入，這些接線端子排的布置與 PLC的輸入輸出端子以及電源端、接地端和公共端的實(shí)際位置一一對(duì)應(yīng)。PC/PPI編程電纜上標(biāo)有 PC的 RS一232端連接電腦的RS一232通信接口，標(biāo)有 PPI的 RS一485端連接到CPU模塊的通信口，并擰緊兩邊接口的螺絲。這是一個(gè)單體控制的小系統(tǒng)，沒有特殊的控制要求，開關(guān)量輸入點(diǎn)有6個(gè)（起動(dòng)、停止和SLSLSLSL4），開關(guān)量輸出點(diǎn)有5個(gè)（YVYVYVYV4與M），輸入輸出點(diǎn)數(shù)共為11個(gè)。據(jù)此，可以選用一般中小型控制器（S7200CPU221～CPU226），在此選用S7200的CPU226。PLC的輸入輸出端子均接到相應(yīng)的接線端子排，輸入輸出信號(hào)通過這些接線端子排可由其它地方直接引入，這些接線端子排的布置與 PLC的輸入輸出端子以及電源端、接地端和公共端的實(shí)際位置一一對(duì)應(yīng)。PC/PPI編程電纜上標(biāo)有 PC的 RS一232端連接電腦的RS一232通信接口，標(biāo)有 PPI的 RS一485端連接到CPU模塊的通信口，并擰緊兩邊接口的螺絲。這是一個(gè)單體控制的小系統(tǒng)，沒有特殊的控制要求，開關(guān)量輸入點(diǎn)有6個(gè)（起動(dòng)、停止和SLSLSLSL4），開關(guān)量輸出點(diǎn)有5個(gè)（YVYVYVYV4與M），輸入輸出點(diǎn)數(shù)共為11個(gè)。據(jù)此，可以選用一般中小型控制器（S7200CPU221～CPU226），在此選用S7200的CPU226。在手動(dòng)工作方式下，執(zhí)行手動(dòng)子程序。 公用EN 手動(dòng)EN 回原點(diǎn)EN 自動(dòng)EN 圖51主程序結(jié)構(gòu)圖 公用程序用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務(wù)，以及處理不同工作方式之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)機(jī)械手處于原點(diǎn)位置狀態(tài)，在開始執(zhí)行用戶程序、系統(tǒng)處于手動(dòng)或者自動(dòng)回原點(diǎn)狀態(tài)，進(jìn)入單步、單周期和連續(xù)工作方式做好準(zhǔn)備。 當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式時(shí)，必須將初始步以外的各部隊(duì)贏得存儲(chǔ)器位（）復(fù)位，否則系統(tǒng)從自動(dòng)工作方式切換到手動(dòng)工作方式，然后返回自動(dòng)工作方式時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)步的情況，一起錯(cuò)誤的動(dòng)作。梯形圖見附錄B 下圖是手動(dòng)程序，為了保證安全運(yùn)行，在手動(dòng)程序中設(shè)置了一些必要的連鎖。機(jī)械手升到最高位置才能左右移動(dòng)，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)與別的物體碰撞。 （1）單步與非單步的區(qū)別，他們斷開時(shí)禁止步的活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，如果系統(tǒng)處于單步工作方式，他的常開觸點(diǎn)斷開，“轉(zhuǎn)換允許”，不允許步與步之間的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)才會(huì)轉(zhuǎn)換到下一步。(2)單周