【正文】 點(diǎn)的半導(dǎo)體電 路 完成。 PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電 路 技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電 路 采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。 （ 2）在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中， 抗干擾能力強(qiáng)， 采用一系列硬件和軟件抗干擾措施。在微處理器與 1/0 電 路 之間采用光電隔離措施，有效地抑制了外部干擾對(duì) PLC的影響，同時(shí)可以防止外部高壓進(jìn)入 CPU單元。 由于 PLC己實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)的積木式硬件結(jié)構(gòu)和單元化的軟件設(shè)計(jì)，使得它不僅可以適應(yīng)大小不同、功能復(fù)雜的控制要求，而且可以適應(yīng)各種工藝流程變更較多的場(chǎng)合。 （ 4） 功能強(qiáng)，通用性好。 PLC不僅具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)，順序控制等功能，而且還具有 A/D, D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和通訊聯(lián)網(wǎng)等功能；既可以對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，也可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制；既可以對(duì)單臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制，也可以對(duì)一條生產(chǎn)線或全部生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行控制。 （ 5）編程簡(jiǎn)單。梯形圖與傳統(tǒng)的繼電接觸控制線 路 圖有許多相似之處，與常用的計(jì)算機(jī)語(yǔ)一言相比更容易被操作者接受并掌握。 （ 6）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。近年來(lái) PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC等各種工業(yè)控制中。 5 （ 7）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。為不熟悉電子電 路 、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。 （ 9）體積小，重量輕，能耗低。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部， 是一種理想控制元件。 表 1 可編程控制器規(guī)模分類(lèi)表 類(lèi)型 I/O 點(diǎn)數(shù) 存儲(chǔ)器容量 /KB 超小型 24 以下 1～ 2 小型 24256 2～ 8 中型 2561024 8～ 16 大型 10248192 16～ 64 超大型 大于 8192 64～ 256 PLC按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)可分為廂體式和模塊式兩種。廂體式 PLC將電源， CPU,I/0等都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，價(jià)格低?；締卧獌?nèi)有 CPU,I/O和電源，擴(kuò)展單 6 元內(nèi)沒(méi)有 CPU。 模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC將各部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如電源模塊， CPU模塊，I/O模塊和各種功能模塊。有的小型 PLC也采用模塊式結(jié)構(gòu)。 7 第二章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和原理 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu) PLC實(shí)質(zhì)上是一種專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)控制的通用計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，主要有中央處理器 (CPU)，存儲(chǔ)器 (RAM,ROM)，輸入輸出接口電路 （ I/O接口），電源及編程設(shè)備幾大部分構(gòu)成。 PLC的 CPU按照系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)用戶鍵入的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，檢查電源，存儲(chǔ)器， I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，診斷用戶程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤。 二．存儲(chǔ)器 PLC是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了硬件以外，還必須有軟件才能正常工作。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶程序存儲(chǔ)器。 PLC的輸出接口往往始于被控對(duì)象相連接，被控對(duì)象有電磁閥，指示燈，接觸器，小型電動(dòng)機(jī)等。一種是直流（ 12~14）輸入，另一種是交流（ 100~120V， 200~240V）輸入，第三種是交直流輸入。繼電器輸出型 PLC 最為常用。晶體管輸出型 PLC是通過(guò)光耦合器是晶體管截至或?qū)ㄒ钥刂仆獠控?fù)載電 路 ，并同時(shí) PLC內(nèi)部電 路 和晶體管輸出電路 進(jìn)行電氣隔離。模塊的 PLC，是獨(dú)立的電源模塊；整體式 PLC電源集成在廂體內(nèi)。 五．編程器 編程器是 PLC的重要外圍設(shè)備。 可編程序控制器的編程語(yǔ)言 可編程序控制器可采用的編程語(yǔ)言大致可分為以下兒種 :梯形圖 (LAD)編程語(yǔ)言、功能塊圖 (FBD)編程語(yǔ)言，指令語(yǔ)句編程語(yǔ)言和邏輯表達(dá)式編程語(yǔ)言。它沿用了繼電器、觸電、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和類(lèi)似的圖形符號(hào)，并簡(jiǎn)化 了符號(hào)，還增加了一些功能性的指令。軟繼電器各觸電均為存儲(chǔ)器中的一位，表示軟繼相應(yīng)位為“１”狀態(tài)，表示軟繼電器線圈得電，它的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合或常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)；表示軟繼相應(yīng)位為“０”狀態(tài)，表示軟繼電器線圈得電，他的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)或常閉觸點(diǎn)閉合； （ 2）功能塊圖 (FBD) 功能塊圖，是圖形化的高級(jí)編程語(yǔ)言，通過(guò)軟連接的方法把所需的功能塊圖連接起來(lái)，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制。功能塊圖與梯形圖可以互相轉(zhuǎn)換。 （ 4） 順序功能圖（ SFC） 順序功能圖屬于圖形語(yǔ)言，用它經(jīng)常編制順序控制類(lèi)程序。 9 （ 5） 結(jié)構(gòu)化文本（ ST） ST被稱(chēng)為與 PASCAL 和 C語(yǔ)言一樣的高級(jí)編程語(yǔ)言。與語(yǔ)句指令表 IL相比， ST語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)是明顯的：編程任務(wù)高度壓縮化的表達(dá)格式，在語(yǔ)句塊中有清晰的程序結(jié)構(gòu)。由于 CPU的運(yùn)算處理速度很快，所以從宏觀上來(lái)看， PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時(shí)（并行）完成的。 用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時(shí)，掃描是從第一條 程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。 2. PLC掃描工作過(guò)程 PLC的掃描工作過(guò)程除了執(zhí)行 用戶程序外，在每次掃描工作過(guò)程中還要完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)工作 ，整個(gè)掃描工作過(guò)程包括內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新五個(gè)階段。掃描周期與 CPU運(yùn)行速度、 PLC硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)，典型值為1～ 100ms。 在通信服務(wù)階段， PLC與其它智能裝置實(shí)現(xiàn)通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。當(dāng) PLC處于運(yùn)行（ RUN）狀態(tài)時(shí)，除完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。 10 當(dāng) PLC掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就被后面將要掃描到的 指令所利用， 而且還可通過(guò) CPU內(nèi)部設(shè)置的監(jiān)視定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定時(shí)間，避免由于 CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。 a)在輸入采樣階段， PLC以掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進(jìn)行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時(shí)輸入映象寄存器被刷新。 b)在程序執(zhí)行階段， PLC對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序是否跳轉(zhuǎn)。對(duì)于元件映象寄存器來(lái)說(shuō)，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過(guò)程而變化。在這一階段里， PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)） 轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過(guò)一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。當(dāng) PLC進(jìn)入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。 11 第三章 PLC 的選型 與設(shè)計(jì) PLC 的選型原則 輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～ 20%的可擴(kuò)展 余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估 算數(shù)據(jù)。 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。控制功能的選擇：該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇 對(duì) PLC 響應(yīng)時(shí)間的要求 響應(yīng)速度即響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間，輸出濾波時(shí)間和掃描周期。因此，對(duì)有維持很短時(shí)間的輸入信號(hào)來(lái)講，需要選取掃描速度高的PLC。 系統(tǒng)可靠性 根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境及工藝要求，應(yīng)采用功能完善可靠性適宜的 PLC。 編程器與外圍設(shè)備 12 小型 PLC 控制