【正文】 ，可以直接與接近開關(guān)，光電開關(guān)等電子輸入裝置連接；交流輸入電路適用于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。 5．輸入輸出接口單元：PLC的輸入接口電路的作用是將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號輸入CPU；PLC的輸出接口電路的作用是將CPU向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行元件的信號，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。6．電源：PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲器等電路提供5V、12V、24V直流電源，使PLC能正常工作。繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型的輸出電路類似，只是晶體管或晶閘管代替繼電器來控制外部負(fù)載。 PLC的分類 PLC（可編程控制器）在現(xiàn)代的自動化行業(yè)中應(yīng)用廣泛，那么PLC在廣泛的應(yīng)用中，可以分為幾大類呢，人們又是怎么樣通過區(qū)別的呢？PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。（1）低檔PLC 主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動化。(1).小型PLC——I/O點(diǎn)數(shù) 256點(diǎn)；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4K字以下。 TI100 F、FF2 C20 C40 S7200 德國西門子公司 日本東芝公司 日本立石公司GEⅢ(3). 大型PLC——I/O點(diǎn)數(shù) 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量8～16K如：S7400 立石公司K3 根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。 整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機(jī)箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點(diǎn)。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒有CPU。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。 （2）模塊式PLC 模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別作成若干個單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊裝在框架或基板的插座上。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。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；控制閥等直接連接。 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。 （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。 （5）對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)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(jìn)一步提高。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。 由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 PLC的應(yīng)用 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域，最初，PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。 如今，PLC不僅用于開關(guān)量控制，還用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲數(shù)據(jù)，還可對控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實(shí)現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與治理。但歸納起來，PLC的主要應(yīng)用有以下五個方面。如機(jī)床電氣控制、電動機(jī)控制、注塑機(jī)控制、電鍍流水線、電梯控制等等?！藬?shù)字量之外，PLC還能控制連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、速度、流量、液位、電壓和電流等均為模擬量。若使用專用的智能PID模塊，可以實(shí)現(xiàn)對模擬量的閉環(huán)控制。PLC的位置控制典型應(yīng)用有機(jī)器人的運(yùn)動控制、機(jī)械手的位置控制、電梯運(yùn)動控制等，PLC還可以和計算機(jī)數(shù)控裝置組成數(shù)控機(jī)床，以數(shù)字控制方式控制零件的加工、金屬的切削等，實(shí)現(xiàn)高精度的加工。數(shù)據(jù)處理通常用于諸如柔性制造系統(tǒng)、機(jī)器人和機(jī)械手的控制系統(tǒng)等大中型控制系統(tǒng)中。并由一臺計算機(jī)與多臺PLC組成的分布式控制系統(tǒng)，進(jìn)行“集中管理，分散控制”，建立工廠的自動化網(wǎng)絡(luò)。 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(jìn)步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段： 早期的PLC（60年代末—70年代中期） 早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。它在硬件上以準(zhǔn)計算機(jī)的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上作了改進(jìn)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(diǎn)包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。 中期的PLC（70年代中期—80年代中，后期） 在70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得功能大大增強(qiáng)。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。 近期的PLC（80年代中、后期至今） 進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(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、硬件功能發(fā)生了巨大變化。通用的有編程器、可編程終端、打印機(jī)、條碼讀入機(jī)等等。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。 人機(jī)界面：最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。下面以西門子PLC的編程語言為例，說明一下各種編程語言的異同。因與繼電器電路很相似，具有直觀易懂的特點(diǎn)，很容易被熟悉繼電器控制的人員所掌握，特別適合于數(shù)字邏輯量控制。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，線圈代表邏輯運(yùn)算結(jié)果，常用來控制指示燈、開關(guān)盒內(nèi)部標(biāo)志位等，指令框用來表示定時器、計數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算等附加指令。 2. 順序功能圖（SFC）這是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制的程序。3. 功能塊圖（FBD） 功能塊圖使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯，一些復(fù)雜的功能用指令框表示，適合于有數(shù)字電路基礎(chǔ)的編程人員使用。 4. 語句表（STL） 這是一種類似于微機(jī)匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個程序段。 5. 結(jié)構(gòu)化文本（ST） 結(jié)構(gòu)化文本時為IEC611313標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專用的高級語言。 STEP 7的S7 SCL結(jié)構(gòu)化控制語言、編程語言和C語言、Pascal語言相似，特別適合于習(xí)慣使用高級語言編程的人員使用。在設(shè)計PLC控制控制系統(tǒng)是應(yīng)按照以下基本原則進(jìn)行，1. 熟悉控制對象，確定控制范圍 設(shè)計前要實(shí)地考察，全面且詳細(xì)地了解被控對象的特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝過程。要了解工藝工程和機(jī)械運(yùn)動與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系和對控制系統(tǒng)的控制要求，共同擬定出電氣控制方案，最后歸納出電氣執(zhí)行元件的運(yùn)動節(jié)拍表。 ，確定PLC型號 在確定了控制對象和控制范圍之后，需要制定制訂相應(yīng)的控制方案。 控制方案的制訂可以根據(jù)生產(chǎn)工藝和機(jī)械運(yùn)動的控制要求，確定電氣控制系統(tǒng)的工作方式。最后，綜合考慮所有的要求，確定所要選用的PLC型號，以及其他的各種硬件設(shè)備。這就要求在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的時候，應(yīng)考慮到日后生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)，而適當(dāng)留有一些余量，方便后面的升級。大多數(shù)的工業(yè)控制現(xiàn)場，充滿了各種各樣的干擾和潛在的突發(fā)狀態(tài)。沒有了安全性和可靠性的控制系統(tǒng)，其他的一切都無從談起。通過對通信技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)在多個系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送、交和處理。 一個通信系統(tǒng)，從硬件來看，是由發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、控制設(shè)備和通信介質(zhì)等組成，從軟件來看，還必須有通信協(xié)議和通信軟件的配合。 并行通信的特點(diǎn)是將多個數(shù)據(jù)位同時進(jìn)行傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有多少位，就相應(yīng)的有多少根傳輸線，因此并行通信的傳輸速度快。 串行通信的特點(diǎn)是只用一根數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳輸，多位數(shù)據(jù)必須在同一根數(shù)據(jù)線上按順序傳輸，因此，串行通信傳送速度要比并行通信慢，但是因?yàn)橹灰桓鶖?shù)據(jù)線進(jìn)行傳輸，所以電路比較簡單，適合于多數(shù)位、長距離的通信傳輸。2. 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通道，也是通信中實(shí)際傳送信息的載體。通常用的有線介質(zhì)有雙絞線、同軸光纜和光纖等。在PLC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，普遍使用的是有線介質(zhì)。2. 雙絞線——是一種使用廣泛且價格便宜的傳輸介質(zhì)，分為非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線兩種，它由兩根彼此絕緣的導(dǎo)線按照一定規(guī)則以螺旋狀絞合在一起構(gòu)成的，雙絞線既可以傳輸模擬信號又可以傳輸數(shù)字信號，一般在傳輸模擬信號時，每隔56Km加一個放大器，傳輸數(shù)字信號時，每隔23Km加一個中繼器。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 PLC的選擇目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種功能各異的PLC產(chǎn)品，應(yīng)用中應(yīng)該全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的、一般選擇機(jī)型要滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。 盲目的選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會造成一定的浪費(fèi)。 在存儲容量上，只能大概的進(jìn)行估算，一般估算按容量的50%~100%留有余量，對于缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計者。3. 根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型 不同的負(fù)載對PLC的輸出方式有不同的要求。4. 對I/O口響應(yīng)速度的選擇 PLC的I/O響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在2～3個掃描周期）等。但對模擬量控制的系統(tǒng)