【正文】 生了飛躍。 20 世紀 80 年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。在這時期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù) 字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。這個時期發(fā)展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對電源的設計和制造也十分重視。 b、中央處理單元 (CPU)中央處理單元 (CPU) 是 PLC 的控制中樞 。當 PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài) 和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映像 區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入 I/O 映像 區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 為了進一步提高 PLC 的可靠性，近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。 5 c、存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 d、輸入輸出接口電路 。 2．現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用 PLC 通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。 f、通信模塊如以太網(wǎng)、 RS48 ProfibusDP 通訊模塊等。系統(tǒng)程序由 PLC 制造商固化在機內(nèi)，用以控制 PLC 本身的運作；用戶程序則是由使用者編制并輸入的，用來控制外部對象的運作。第一部分為系統(tǒng)管理程序，他控制 PLC 的運行。第三部分為標準程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序，包括許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序。其作用有三，一是進行運行管理，控制 PLC 何時輸入、何時輸出、何時計算、何時自檢、何時通信等時間上的分配管理；二是存儲空間管 理，即生成用戶環(huán)境，規(guī)定各種參數(shù)、程序的存放地址，將用戶使用的數(shù)據(jù)參數(shù)、存儲地址化為實際的數(shù)據(jù)格式及物理存放地址，將有限的資源變?yōu)橛脩艉芊奖愕闹苯邮褂玫脑? （ 2）、用戶指令解釋程序 用戶指令解釋程序是聯(lián)系高級語言和機器碼的橋梁。解釋程序?qū)⑻菪螆D逐條解釋，翻譯成相應的機器語言指令，再由 CPU 執(zhí)行這些指令。 PLC 的各種具體工作都是由這部分程序來完成的，這部分程序的多少決定了 PLC 性能的強弱。因為通過改進系統(tǒng)監(jiān)控程序就可在不增加任何硬設備的條件下改善 PLC 的性能。根據(jù)不同控制要求編制不同的程序，相當于改變 PLC 的用途，也相當于繼電接觸器控制設備的 硬接線線路進行重設計和重接線，這就是所謂的“可編程序”。 PLC 編程語言有多種，它是用 PLC 的編程語言或某種 PLC 指令的助記符編制而成的。各個元件的助記符隨 PLC 型號的不同而略有不同。這種語言繼承傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中使用的框架結(jié)構、邏輯運算方式和輸入輸出形式，使得程序直觀易讀，具有形象實用的特點，因此應 用最廣泛。 PLC 梯形圖的一個關鍵概念是“能流”，是一種假想的“能量流”。如果有“能流”從左至右流向線圈，則線圈被激勵。 項目 物理繼電器 PLC繼電器 線圈 常開觸點 常閉觸點 圖 12 （ 2）、語句表（ STL）編程 語句表是一種類似于計算機匯編語言的助記符語言，他是 PLC 最基礎的編程語言。 例如：圖 13 7 圖 13 （ 3）、狀態(tài)流程圖（功能圖）編程 狀態(tài)流程圖（ SFC）編程是一種較新的方法，他是用“功能圖”來表達 一個順序控制過程，是一種圖形化的編程方法。 設計一個好的用戶程序，就要設計一個合適的用戶程序結(jié)構，正確地使用用戶程序語言才能編寫出滿足工程需要的程序。 （ 1）、用戶程序 用戶程序是程序中的必須項。不同機型的 CPU，其程序空間容量也不同。 （ 2）、數(shù)據(jù)塊 數(shù)據(jù)塊為可選部分，他主要存放控制程序所需的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)塊中允許以下數(shù)據(jù)類型：布爾型，表示編程元件的狀態(tài)；十進位、二進位制或十六進制數(shù)；字母、數(shù)字和字符型。 PLC 的工作原理 8 掃描技術當 PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣 、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。在整個運行期間， PLC 的 CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映像 區(qū)中的相應的單元內(nèi)。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。 (二 )用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在 I/O 映像 區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在 I/O 映像 區(qū)或 系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。即使用 I/O 指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從 I/O 模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。在此 期間， CPU 按照 I/O 映像 區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設。 PLC 內(nèi)部運作方式 雖然 PLC 所使用之階梯圖程式中往往使用到許多繼電器、計時器與計數(shù)器等名稱，但 PLC內(nèi)部并非實體上具有這些硬件，而是以內(nèi)存與程式編程方式做邏輯控制編輯，并借由輸出元件連接外部機械裝置做實體控制。實際上 PLC 執(zhí)行階梯圖程式的運作方式是逐行的先將階梯圖程式碼以掃描方式讀入 CPU 中并最后執(zhí)行控制運作。步驟二 “ 程式執(zhí)行 ” ：將階梯圖程式逐行取入 CPU 中運算，若程式執(zhí)行中需要輸入接點狀態(tài)， CPU 直接自內(nèi)存中查詢?nèi)〕?。步驟三 “ 輸出狀態(tài)更新 ” ：將步驟二中之輸出狀態(tài)更新至 PLC 輸出部接點，并且重回步驟一。每次程式執(zhí)行后與下一次程式執(zhí)行前，輸出與輸入狀態(tài)會被更新一次，因此稱此種運作方式為輸出輸入端 “ 程式結(jié)束再生 ” 。 (2)使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào) 試容易。 (3)能適應各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 (1)產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個方向發(fā)展大 I/O 點數(shù)達 14336 點、 32 位為微處理器、多 CPU并行工作、大容量存儲器、掃描速度高速化。 (2)PLC 在閉環(huán)過程控制中應用日益廣泛 。 (4)新器件和模塊不斷推出 高檔的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高處理速度外，還有帶處理器的 EPROM 或 RAM 的智能 I/O 模塊、高速計數(shù)模塊、遠程 I/O 模塊等專用化模塊。 (6)發(fā)展容錯技術 采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。 PLC 就業(yè)前景 目前我國經(jīng)濟的發(fā)展主要特點： 目前我國還是制造業(yè)大國，是世界的生產(chǎn)加工中心，有大量的制造業(yè)，就必須用各種生產(chǎn)設備，大部分生產(chǎn)設備都和 PLC 有關，需要大量的精通 PLC 控制的從業(yè)人員。目前和 PLC 有關的從業(yè)人員主要有：企業(yè)的設備維護和維修人員 。 從事設備開發(fā)，編程的電氣工程師 。 選擇適當類型的 PLC 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，確定 I/O 點數(shù)和 I/O 點的類型（數(shù)字量、模擬量等），并列出 I/O 點清單。根據(jù)經(jīng)驗，對于一般開關量控制系統(tǒng)，用戶程序所需存儲器的容量等于 I/O 總數(shù)乘以 8；對于只有模擬量輸入的控制系統(tǒng)，每路模擬量需要 100 個存儲器字；對于既有模擬量輸入又有模擬量輸出的控 制系統(tǒng)，每路模擬量需要 200 個存儲器字。 硬件設計根據(jù)所選用的 PLC 產(chǎn)品，了解其使用的性能。 （ 2）模擬調(diào)試。由外接信號源加入測試信號，可用按鈕或小開關模擬輸入信號，用指示燈模擬負載，通過各種指示燈的亮暗情況了解程序運行的情況，觀察輸入 /輸出之間的變化關系及邏輯狀態(tài)是否符合設計要求，并及時修改和調(diào)整程序，直到滿足設計要求為止?，F(xiàn)場調(diào)試前要全面檢查整個 PLC 控制系統(tǒng)，包括電源、接地線、設備連接線、 I/O 連線等。將 PLC 的工作方式置為 “RU N” 。當試運一定時間且系統(tǒng)運行正常后，可將程序固化在具有長久記憶功能的存儲器中，做好備份。三菱 PLC 在中國市場常見的有以下型號： FRFX1N、 FRFX1S、 FRFX2N、 FRFX3U、 FRFX2NC、FRA、 FRQ。具有擴展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴展性。 FX2N 系列：是三菱 PLC 是 FX 家族中最先進的系列。 FX3U 系列：是三菱電機公司新近推出的新型第三代三菱 PLC,可能稱得上是小型至尊產(chǎn)品。 FX1NC、 FX2NC、 FX3UC 系列三菱 PLC：在保持了原有強大功能的基礎上實現(xiàn)了極為可觀的規(guī)模縮小 I/O 型接線接口降低了接線成本，并大大節(jié)省了時間?？梢詽M足各種復雜的控制需求。 A 系列三菱 PLC：使用三菱專用順控芯片（ MSP），速度 /指令可媲美大型三菱 PLC。而 QnASCPU 的回路數(shù)目無限制，可隨內(nèi)存容量的大小而改變；程序容量由 8K 步至 124K 步，如使用存儲器卡， QnASCPU 則內(nèi)存量可擴充到 2M 字節(jié)；有多種特殊模塊可選擇，包括網(wǎng)絡，定位控制，高 速計數(shù)，溫度控制等模塊。 L 系列在其令人難以置信的小巧機身中集成了高性能、多功能性及大容量，即使在當今最為嚴苛的各項應用場合中也游刃有余。 三菱 PLC 的主要特點 ① 結(jié)構靈活 不受環(huán)境的限制，有電即可組建網(wǎng)絡，同時可以靈活擴展接入端口數(shù)量，使資源保持較高的利用 率，在移動性方面可與 WLAN 媲美。最新的電力線標準 HomePlug AV 傳輸速度已經(jīng)達到了 200Mbps；為了確保 QoS， HomePlug AV采用了時分多路訪問（ TDMA）與帶有沖突檢測機能的載體偵聽多