【正文】 于 150g，功耗僅數(shù)瓦。 PLC的輸入與輸出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(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或 1 和 0）兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量。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。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。底板或機(jī)架：大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。PLC 需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價(jià)格。大多數(shù)人認(rèn)為，PLC 將會(huì)繼續(xù)失去市場(chǎng)份額；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè) PC 面前， PLC 將會(huì)一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為 PLC 提供一定的市場(chǎng)份額。隨著軟 PLC（SoftPLC ）控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有 SoftPLC 組態(tài)軟件和基于工業(yè) PC 控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng)，這些事實(shí)使傳統(tǒng) PLC 供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)，在傳統(tǒng) PLC 的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將 PLC 融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。例如，德國(guó) FESTO公司的 IPC(Industrial PC)由一系列符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊組成，它與微機(jī)兼容且具有PLC 的功能。 (3) 進(jìn)一步強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)功能，以實(shí)現(xiàn)信息管理自動(dòng)化。如 FESTO 總線、 Profibus、ASI、CAN 等，以及各種網(wǎng)絡(luò)連接模塊，如Novell 等，從而使 PLC 與 PLC、PLC 與 PC、PLC 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間建立通訊聯(lián)網(wǎng)。IPC 型控制器除了采用梯形圖、指令表編程以外，還可以用 IEC1131 規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)言以及 C、Basic 等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行編程。隨著專用集成電路(ASIC，Application Specific Integrated Circuits)和表面安裝技術(shù)(SMT，SurfaceMout Technology)在 PLC 硬件設(shè)計(jì)上的運(yùn)用，使得 PLC 產(chǎn)品硬件元件數(shù)量更少，集成度更高，體積更小，其可靠性更高。用戶可以選擇 CPU 單元、通信單元、電源單元或 I/O 單元甚至整個(gè)系統(tǒng)的冗余配置，使得整個(gè) PLC 系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步加強(qiáng)。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定 PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商 PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O點(diǎn)數(shù)的 10～15 倍，加上模擬 I/O點(diǎn)數(shù)的 100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16 位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。 3運(yùn)算功能簡(jiǎn)單 PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通 PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型 PLC中還有模擬量的 PID運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高 PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。 5通信功能　 大中型 PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如 TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接?！? PLC 系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用 DCS接口等；大中型 PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng) 1：1 冗余配置，通信總線應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。PLC 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC 為主站，多臺(tái)同型號(hào) PLC為從站，組成簡(jiǎn)易 PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1 臺(tái) PLC為主站，其他同型號(hào) PLC為從站，構(gòu)成主從式 PLC網(wǎng)絡(luò)；3）PLC 網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型 DCS中作為 DCS的子網(wǎng)；4）專用 PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用 PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。 6編程功能　離線編程方式：PLC 和編程器公用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC中常采用。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如 C，Basic 等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則 PLC將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。目前，PLC 接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約 ～，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。9機(jī)型的選擇 （1）PLC 的類型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。(3)電源的選擇　PLC 的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn) PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般 PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用 220VAC電源，與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓一致?！∪绻?PLC本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對(duì)提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。 (4)存儲(chǔ)器的選擇　由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求 PLC的存儲(chǔ)器容量，按 256個(gè) I/O點(diǎn)至少選 8K存儲(chǔ)器選擇?！?(5)冗余功能的選擇　控制單元的冗余　1)重要的過程單元：CPU（包括存儲(chǔ)器）及電源均應(yīng) 1B1冗余?！/O 接口單元的冗余　 1)控制回路的多點(diǎn) I/O卡應(yīng)冗余配置。3）根據(jù)需要對(duì)重要的 I/O信號(hào)，可選用 2重化或 3重化的 I/O接口單元。考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。2 PLC控制與繼電器控制的比較 PLC控制與繼電器控制兩者區(qū)別控制方法不同，電器控制系統(tǒng)邏輯采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成邏輯控制，其連線多且復(fù)雜，體積大，功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功率較為困難。而 PLC 采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。工作方式不同， 在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。 觸點(diǎn)數(shù)目不同，硬繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，用于控制的繼電器觸點(diǎn)一般為4~8 對(duì)，而梯形圖中每只“軟繼電器”供編程使用的觸點(diǎn)數(shù)是無(wú)限對(duì)的。硬繼電器易磨損，而“軟繼電器”則無(wú)磨損現(xiàn)象。而 PLC 采用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且 PLC 具有計(jì)數(shù)功能，而電器控制一般不具備計(jì)數(shù)功能。而 PLC 大量的開關(guān)動(dòng)作有無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，其壽命長(zhǎng)，可靠性高，PLC 還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供方便。他們比以往的產(chǎn)品具有更高的可靠性。如絕大多數(shù)控制繼電器都是長(zhǎng)期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。再者，對(duì)一個(gè)具體使用的裝有上百個(gè)繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡(jiǎn)單的改動(dòng)，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價(jià)格比。 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 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。 PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，PLC 已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。 梯形圖語(yǔ)言實(shí)際上是一種面向用戶的一種高級(jí)語(yǔ)言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺胺g” 成匯編語(yǔ)言后再去執(zhí)行。PLC 或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。3 舞臺(tái)燈光的 PLC設(shè)計(jì) 舞臺(tái)燈光的設(shè)計(jì)原則舞臺(tái)燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)是遵循舞臺(tái)藝術(shù)表演的規(guī)律和特殊使用要求進(jìn)行配置的，其目的在于將各種表演藝術(shù)再現(xiàn)過程所需的燈光工藝設(shè)備，按系統(tǒng)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)配置，使舞臺(tái)燈光系統(tǒng)準(zhǔn)確、圓滿地為藝術(shù)展示服務(wù)。 舞臺(tái)燈光系統(tǒng)的工藝要求1．該系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備配置具有綜合劇場(chǎng)的使用功能，在短時(shí)間內(nèi)可輪換多種不同劇種的燈光操作方案。3. 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)有足夠的安全性和存儲(chǔ)容量，整個(gè)系統(tǒng)在不中斷主電力供應(yīng)的前提下，對(duì)主控臺(tái)進(jìn)行持續(xù)的診斷檢查 舞臺(tái)燈光工藝流程圖 啟動(dòng)Y0,Y10,Y11,Y12,Y14,Y21,Y22,Y23 同時(shí)亮Y0,Y1,Y10,Y11,Y13,Y16,Y17,Y20 同時(shí)亮Y0,Y1,Y2,Y 12,Y15 同時(shí)亮Y0,Y1, Y2,Y3,Y10,Y11,Y13,Y21,Y22,Y23 同時(shí)亮2 秒后2 秒后2 秒后2 秒后 2 秒后Y4,Y5,Y6,Y7,Y12,Y14,Y17 同時(shí)亮Y2,Y5,Y6,Y13,Y14,Y15,Y16,Y20,Y21,Y22,Y23 同時(shí)亮Y0,Y4,Y5,Y6,Y7,Y12,Y14,Y15,Y16,Y17,Y21,Y22,Y23 同時(shí)亮Y0,Y1,Y3,Y10,Y11,Y12,Y13,Y15,Y16,Y17,Y20 同時(shí)亮2 秒后2 秒后2 秒后 2秒 后 2 秒后2 秒后2 秒后2 秒后2 秒后2 秒后2 秒后Y0,Y1,Y2,Y4,Y7,Y10,Y11,Y15,Y16,Y17 同時(shí)亮Y5,Y6,Y12,Y14,Y15,Y16,Y20 同時(shí)亮Y0, Y4,Y7,Y10,Y11,Y15,Y16,Y20同時(shí)亮Y2,Y5,Y6,Y10,Y11,Y12,Y14,Y16,Y17,Y21,Y22,Y23 同時(shí)亮Y0,Y1, Y3,Y4 Y7,Y10,Y11,Y12,Y14,Y15,Y17,Y20同時(shí)亮Y2,Y5,Y6,Y13,Y14,Y15,Y16,Y20,Y21,Y22,Y23 同時(shí)亮 舞臺(tái)燈光控制要求如圖 。按下啟動(dòng)按鈕SB1后，Y0,Y10,Y11,Y12,Y14,Y21,Y22,Y23 同時(shí)亮 2秒；然后Y0,Y1,Y10,Y11,Y13,Y16,Y17,Y20同時(shí)亮 2秒；2 秒后 Y0,Y1,Y2,Y12,Y15同時(shí)亮 2