【正文】 B 4Y 0 2Y 0 3Y 0 4Y 0 1X 0 0X 0 1X 0 2X 0 3X 0 4 圖 1 7 四人搶答器控制電路圖 在 PL C 系統(tǒng)中，外部設(shè)備信號均是通過輸入 / 輸出端口與 PL C 進行數(shù)據(jù)傳送的。 輸入 / 輸出接口就是將 PLC 與現(xiàn)場各種輸入 / 輸出（ I/O ）設(shè)備連接起來的部件。因此， PL C 采用了專門設(shè)計的輸入 / 輸出端口電路。如圖 1 5 所示。輸入信號可以用來接收和采集兩種類型的輸入信號：一種是由按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)、行程開關(guān)等提供的開關(guān)量輸入信號；另一種是由傳感器、電位器、熱電偶等提供的連續(xù)變化的模擬信號。 圖 1 9 輸入接口結(jié)構(gòu)原理圖 輸入接口常見有 3 種接口形式，如圖 1 7 所示。 輸出接口有 多種輸出方式， 如圖 1 8 所示。 （ 2 ）晶體管輸出：響應(yīng)速度快，一般為納秒級，無機械觸點，可頻繁操作，受命長，可以驅(qū)動直流負載。 ( a) 繼電器輸出 (b) 晶體管輸出 (c) 晶閘管輸出 圖 1 11 輸出接口的 輸出方式 根據(jù) 圖 1 7 硬件電路圖所示，繪制 PLC 控制程序如圖 1 12 所示。其特點是體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、以開關(guān)量控制為主，有的產(chǎn)品具有少量模擬量信號處理能力 OMRON 公司的 C PM1A系列 PLC 、德國西門子的 LOGO 系列 PLC 小型 PLC I/O 點數(shù)一般在 256 點以下。有的產(chǎn)品還有多種特殊功能模板或智能模塊。除開關(guān)量 I/O 外，一般都有模擬量控制功能和高速控制功能。有較強的通信能力 日本三菱公司的 FX2 系列 PLC 、OMRON 公司的 C60P 系列 PLC 、西門子的 S7 200 PLC 中型 PLC I/O 點數(shù)一般在 1024 點以下。軟、硬件功能極強，運算和控制功能豐富。通信聯(lián)網(wǎng)功能強，有各種通信聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級通信網(wǎng)，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化 OMRON 公司的 C1000H PLC 、西門子的 S7 400 PL C 超大型 PLC I/O 點數(shù)一般可達萬點，甚至幾萬點。這類 PLC 只適合于小規(guī)模的簡單控制。可完成中等規(guī)模的控制任務(wù)?？赏瓿纱笠?guī)模的控制任務(wù)。一個主機箱體就是一臺完整的 PLC 西門子公司的 LOGO系列 PLC 組合式（模塊式）結(jié)構(gòu) CPU 、輸入和輸出單元、電源單元以及各種功能單元自成一體，稱為模塊或模板。 西門子公司的S 200 、 S 30 0 、 S 400系列 PLC 任務(wù)三 自動門的控制 用 PLC 控制一車庫大門自動打開和關(guān)閉，以便讓一個接近大門的物體（如車輛）進入或離開車庫。 PLC 輸出信號控制門電動機旋轉(zhuǎn)。 圖 1 13 PL C 在自動開關(guān)門中的應(yīng)用 PLC 運行時， C PU 是 不能同時去執(zhí)行多個操作，只能按分時操作原理運行，即每一時刻執(zhí)行一個操作，完成一個動作，隨著時間的自然延伸，一個動作接著一個動作地順序執(zhí)行下去。 在 PLC 中，用戶程序按先后順序存放 在存儲器中 ，如： CPU 從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符號后又返回第一條。 整個掃描過程 PLC 除了執(zhí)行用戶程序外，還要完成其它工作。 1 ．初始化 可編程控制器每次在電源接通時，將進行初始化工作，主要包括 I /O 寄存器和內(nèi)部繼電器清零，定時器復(fù)位等，初始化完成后則進入周期掃描工作方式。 （ 2 ）清監(jiān)視器。當 PLC 在RUN 或 MONIT OR 方式下工作時，此定時器檢查 CP U 的執(zhí)行時間，當執(zhí)行時間超過監(jiān)視器設(shè)定時間時，表示 CPU 有故障。一般性故障，只報警不停機，等待處理；對于嚴重故障，則停止用戶程序的運行，關(guān)閉 PLC 的一切輸出信號及切斷相關(guān)的輸出聯(lián)系。 3. 執(zhí)行程序過程 PLC 執(zhí)行程序的過程分三個階段，即輸入采樣（輸入處理）階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新（輸出處理）階段，如圖 1 15 所示。在本工作周期內(nèi)，這個采樣結(jié)果的內(nèi)容不會改變，而且這個采樣結(jié)果將在 PLC 執(zhí)行程序時被使用。但這個結(jié)果在全部程序未執(zhí)行完畢之前不會送到輸出端口上。 根據(jù)圖 1 13 畫出 PLC 控制接線圖及程序如圖 1 16 所示。 a) 輸入輸出接線圖 b) 梯形圖 c) 指令表 圖 1 16 PL C 在自動開關(guān)門中的應(yīng)用 1. PLC 的技術(shù)指標 PLC 的 技術(shù)指標 包括硬件指標和軟件指標，見表 1 3 所示 . 通過對 PLC 的 技術(shù)指標 體系的了解，可根據(jù)具體控制工程的要求，在眾多 PL C 中選取合適的 PLC 。這是最重要的一項技術(shù)指標 內(nèi)部寄存器 PLC 內(nèi)部有許多寄存器用以存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果、數(shù)據(jù)等。 軟件指標 編程語言 PLC 常用的編程語言有梯形圖語言、助記符語言及某些高級語言 指令條數(shù) 這是衡量 PL C 軟件功能強弱的主要指標。 特種功能 自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能、監(jiān)控功能、特殊功能模塊、遠程 I/O 能力 2. PLC 、繼電器控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)比較 PLC 、繼電器控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng) 三者性能、特點相比較，見表 1 4 所示 . 表 1 4 項目 PLC 繼電器控制系統(tǒng) 微機控制系統(tǒng) 功能 通過執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)各種控制 通過許多硬件繼電器實現(xiàn)順序控制 通過執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜控制，功能最強 修改控制內(nèi)容 修改程序較簡單容易 改變硬件接線邏輯、工作量大 修改程序，技術(shù)難度較大 可靠性 平均無故障工作時間長 受機械觸點壽命限制 一般比 PLC 差 工作方式 順序掃描 順序控制 中斷處理響應(yīng)最快 連接方式 直接與生產(chǎn)設(shè)備連接 直接與生產(chǎn)設(shè)備連接 要設(shè)計專門的接口 環(huán)境適應(yīng)性 適應(yīng)一般工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境 環(huán)境差會影響可靠性和壽命 環(huán)境要求高 抗干擾性 較好 能抗一般電磁干擾 需專門設(shè)計抗干擾措施 可維護性 較好 維修費時 技術(shù)難度較高 系統(tǒng)開發(fā) 設(shè)計容易、安裝簡單、調(diào)試周期短 工作量大、調(diào)試周期長 設(shè)計復(fù)雜、調(diào)試技術(shù)難度較大 響應(yīng)速度 較快 (10 3s 數(shù)量級 ) 一般（ 10 2s 數(shù)量級） 很快 (10 6s 數(shù)量級 ) 任務(wù)四 學(xué)習(xí) PLC編程語言 PLC 是專為工業(yè)自動化控制而開發(fā)、研制的自動控制裝置，與計算機編程語言有很大不同， PLC 編程語言直接面對生產(chǎn)一線的電氣技術(shù)人員及操作維修人員，面向用戶，因此簡單易懂，易于掌握 。 編 程 語 言梯 形 圖指 令 表功 能 模 塊 圖 順 序 功 能 流 程 圖 結(jié) 構(gòu) 文 本 圖 1 17 PL C 編程語言 1 ．梯形圖語言 梯形圖語言是在繼電器控制原理圖的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種直觀、形象的圖形邏輯編程語言。 梯形圖語言比較形象、直觀，對于熟悉繼電器表達方式的電氣技術(shù)人員來說，不需要 學(xué)習(xí)更深的計算機知識，極易被接受，因此在 P LC 編程語言中應(yīng)用最多。圖 1 1 9 所示是采用 PL C 控制時的梯形圖。 圖 1 18 電動機起?？刂凭€路