外文翻譯-----可編程邏輯控制器(plc)

1、<p>　　可編程邏輯控制器（PLC ）</p><p><b>　　1．PLC介紹</b></p><p>　　眾所周知，科技世界里只有一個永恒真理，那就是變化。這在可編程邏輯控制器（PLC）及其各種應(yīng)用的發(fā)展過程中尤為明顯。自從三十多年前將PLC引進(jìn)以來，PLC已經(jīng)在廣泛的工業(yè)領(lǐng)域中成為幾十萬控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。</p><p>　　

2、從本質(zhì)上講，PLC是一種用高度專業(yè)化語言編程的工業(yè)計算機(jī)，并繼續(xù)受益于計算機(jī)和信息技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，它的最突出之處是小型化和通信功能。</p><p>　　可編程邏輯控制器I/O通道規(guī)則包括所有的輸入觸點和輸出觸點，擴(kuò)展能力和最大數(shù)量的通道。觸點數(shù)量是輸入點和輸出點的總和。PLC可以指定這些值的任何可能的組合。擴(kuò)展單元可以被堆?；蚧ハ噙B接來增加總的控制能力。最大數(shù)量的通道是在一個擴(kuò)展系統(tǒng)中輸入和輸出通道的最大總

3、數(shù)量。PLC系統(tǒng)規(guī)則包括掃描時間，指令數(shù)量，數(shù)據(jù)存儲和程序存儲。掃描時間是 PLC需要的用來檢測輸入輸出模塊的時間。指令是用于PLC軟件（例如數(shù)學(xué)運(yùn)算）的標(biāo)準(zhǔn)操作。數(shù)據(jù)存儲是存儲數(shù)據(jù)的能力。程序存儲是控制軟件的能力。</p><p>　　用于可編程邏輯控制器的輸入設(shè)備包括DC，AC，中間繼電器，熱電偶，RTD，頻率或脈沖，晶體管和中斷信號輸入；輸出設(shè)備包括DC，AC，繼電器，中間繼電器，頻率或脈沖，晶體管，三端雙

4、向可控硅開關(guān)元件；PLC的編程設(shè)備包括控制面板，手柄和計算機(jī)。</p><p>　　可編程邏輯控制器用各種軟件編程語言來控制。這些語言包括IEC61131-3，順序執(zhí)行表（SFC），動作方塊圖（FBD），梯形圖（LD），結(jié)構(gòu)文本（ST），指令序列（IL），繼電器梯形圖（RIL），流程圖，C語言和Basic語言。IEC61131-3編程環(huán)境能支持五種語言，用國際標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范，分別為SFC，F(xiàn)BD，LD，ST和IL。

5、這便允許了多賣主兼容性和多種語言編程。SFC是一種圖表語言，它提供了編程順序的配合，就能支持順序選擇和并列選擇，二者擇其一即可。FBD用一種大的運(yùn)行庫，以圖表形式建立了一些復(fù)雜的過程。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)行可以與用戶交流和接口運(yùn)行相結(jié)合。LD是適用于離散控制和互鎖邏輯的圖表語言。它在離散控制上與FBD是完全兼容的。ST是一種文本語言，用于復(fù)雜的數(shù)學(xué)過程和計算，不太適用于圖表語言。IL是與組合編碼相似的低級語言。它用在相對比較簡單的邏輯指令。

6、繼電器梯形圖或梯形圖是適用于可編程邏輯控制器的重要的編程語言。梯形圖編程是設(shè)計成繼電器邏輯程序的圖表表示法。流程圖是一種圖表語言，用于在一個控制器或應(yīng)用軟件中描述順序操作，它用于建立有標(biāo)準(zhǔn)組件的可循環(huán)使用的運(yùn)行庫。C語言是一種高</p><p>　　可編程邏輯控制器也規(guī)范了許多計算機(jī)接口設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)規(guī)則和特色。PLC能源設(shè)備和運(yùn)行環(huán)境也是非常重要的。</p><p><b>　　2

7、．指令</b></p><p>　　對于簡單的編程，繼電器型PLC是有效的。隨著功能的復(fù)雜化，復(fù)雜的VonNeaman型PLC就必須被采用。一個VonNeaman計算機(jī)一次只能執(zhí)行一個指令，它們是這樣運(yùn)行的，盡管許多計算機(jī)看上去一次在做許多事情。正如圖1所示的計算機(jī)組成。</p><p>　　圖 1 簡化個人計算機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　輸入是

8、通過鍵盤和鼠標(biāo)得到的。輸出被送到屏幕。磁盤和存儲器用于輸入和輸出存儲（注意：這些箭頭的方向?qū)τ谠O(shè)計者是非常重要的，要注意表明信息是流向哪里的。）這個圖表可以像圖2那樣能被重新擬訂來闡明輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的作用。</p><p>　　在這個圖表中數(shù)據(jù)通過輸入設(shè)備進(jìn)入左邊。（注意：大多數(shù)設(shè)計圖表都是左邊輸入，右邊輸出的。）在進(jìn)入CPU之前，它穿過緩沖電路。CPU通過其它回路輸出數(shù)據(jù)。存儲器和磁盤用語存儲要輸出的數(shù)據(jù)。

9、如果我們把個人計算機(jī)看作一個控制器，它通過在屏幕上輸出激勵和輸入來自鼠標(biāo)和鍵盤的響應(yīng)來控制用戶。 </p><p>　　PLC也是一個控制過程的計算機(jī)。當(dāng)與應(yīng)用程序

10、完全結(jié)合起來時，類似之處變成：</p><p>　　輸入設(shè)備—鍵盤與接近開關(guān)相類比。</p><p>　　輸入電路—連續(xù)輸入芯片就像一個直流24V的輸入卡。</p><p>　　計 算 機(jī)—686CPU就像一個PLC的CPU模塊。</p><p>　　輸出電路—圖形卡就像一個三相開關(guān)輸出卡。</p><p>　　輸出設(shè)

11、備—監(jiān)控器就像指示燈。</p><p>　　存 儲 器—PLC的存儲器與個人計算機(jī)的存儲器相似。</p><p>　　用普通個人計算機(jī)可以運(yùn)行PLC，雖然則并不被提倡做。就PLC來說，輸入和輸出</p><p>　　設(shè)備設(shè)計得更加可靠，更加粗糙，更適合惡劣的制造環(huán)境。</p><p><b>　　3．運(yùn)行順序</b>&l

12、t;/p><p>　　所有的PLC系統(tǒng)有每秒鐘重復(fù)多次的四種基本運(yùn)行階段。最初被第一次接通時，它會檢測它的硬件和軟件是否有錯誤。如果沒有錯誤，它會把所有輸入和輸入值復(fù)制到存儲器，這叫輸入掃描。只用復(fù)制了輸入值的存儲器，梯形邏輯圖將被解決一個，這叫邏輯掃描。在解決梯形圖期間，輸出值只在臨時存儲器中被改變。當(dāng)梯形圖掃描完成后，輸出將用存儲器中臨時值修正，這叫做輸出掃描。PLC此時將從自我檢測開始重新啟動這個過程，這個過程

13、很明顯地每秒鐘重復(fù)10到100次，正如圖3所示</p><p>　　自我檢測—檢測是否所有的卡沒有錯誤，把時間繼電器復(fù)零等。（如果在很小一段時間內(nèi)沒有復(fù)零，時間繼電器會引起錯誤，關(guān)閉PLC系統(tǒng)?！@會表明梯形圖沒有被正常掃描。）</p><p>　　輸入掃描—從芯片上的輸入卡讀取輸入值，并把輸入值復(fù)制到存儲器，這能使PLC更快速地運(yùn)行，并且避免從程序開始到結(jié)束輸入變化。（例如：意外停止）有

14、一些特殊的PLC功能，能直接讀取輸入值，避免了輸入表格。</p><p>　　邏輯處理/掃描—基于存儲器的輸入表格，程序被一次執(zhí)行一步，同時輸出值也被修正，這是其它節(jié)的集中。</p><p>　　輸出掃描—輸出表格從存儲器復(fù)制到輸出芯片，這些芯片然后驅(qū)動輸出儀器。</p><p>　　輸入輸出掃描經(jīng)常會令初學(xué)者感到迷惑，但是它們是很重要的。輸入掃描是輸入值的快照，并

15、且解決邏輯關(guān)系。在一個梯形圖掃描期間，如果一個輸入在梯形圖的多個地方被用到，它就會起變化，潛在問題就可能發(fā)生，而輸入掃描卻避免了這些問題。這個邊境效應(yīng)是如果在一段持續(xù)時間內(nèi)如果一個輸入變化太短，它可能在輸入掃描之間會減少或者丟失。</p><p>　　當(dāng)PLC最初被啟動時，通常的輸出會被關(guān)閉，這不會影響輸入值。</p><p><b>　　4．輸入輸出掃描</b>&l

16、t;/p><p>　　當(dāng)輸入值被掃描到PLC時，自然輸入值被復(fù)制到存儲器。當(dāng)輸出值被掃描到PLC時，它們將從存儲器復(fù)制到自然輸出設(shè)備。當(dāng)梯形圖被掃描時，它將用存儲器中的值，并不是實際的輸入輸出值。這樣做的主要原因是如果一個程序在多個地方用一個輸入值，那么輸入值的變化將使其邏輯關(guān)系無效。而且，如果隨著每塊的變化，輸出模塊也變化，在掃描結(jié)束時PLC的運(yùn)行速度將大大減慢。</p><p><b

17、>　　5．邏輯掃描</b></p><p>　　梯形邏輯程序圖是模仿繼電器邏輯圖的。在繼電器邏輯圖中，程序的每個元件將盡可能快地開關(guān)。但是在一個程序中，元件只能按固定的順序一次檢測一個。如圖4所示，梯形圖將按從左到右，從上到下的順序被解釋。在圖中，梯形邏輯掃描將從最高層開始。在底層，它將先解釋高層輸出，然后輸出它下面的分支。在第二層，沿著梯形邏輯圖移動之前，將先解釋分支。</p>

18、<p>　　圖 4 梯形圖邏輯執(zhí)行順序</p><p>　　解決梯形邏輯程序時，邏輯掃描順序會變得非常重要。梯形圖輸出作為輸入，考慮輸出應(yīng)用時，它也變得非常重要。如圖5所示，梯形圖第一行將檢測輸入并把輸出X置1，得到相同的值。第二行將檢測輸入B并把輸出X置1，得到相反的值。因此，直到梯形圖的第二行被掃描時X值才能與A相等。在邏輯掃描期間，輸出值只能在存儲器中被改變，只有當(dāng)梯形邏輯掃描完成時，實際的

19、輸出才能被修正。因此，在第二行的基礎(chǔ)上，輸出掃描將修正實際輸出值。并且梯形圖的第一行將無效。</p><p><b>　　6．PLC狀態(tài)顯示</b></p><p>　　在一個PLC中，缺少鍵盤和其它的輸入輸出設(shè)備是非常值得注意的。在PLC前端通常有一定數(shù)量的狀態(tài)指示燈。通常指示燈表明：</p><p>　　電源啟動—只要PLC帶電，它將被啟動

20、。</p><p>　　程序運(yùn)行—這將指示是否程序正在運(yùn)行或是否沒有程序正在運(yùn)行。</p><p>　　錯誤顯示—當(dāng)PLC有大的硬件或軟件錯誤時，這將有顯示。</p><p>　　這些燈通常用于調(diào)試。一定數(shù)量的按鈕也將提供給PLC的硬件。最普通的按鈕是一個運(yùn)行/編程選擇開關(guān)，當(dāng)在保持狀態(tài)時，它將被調(diào)到編程；當(dāng)在生產(chǎn)狀態(tài)時，它將被調(diào)到運(yùn)行。一個PLC系統(tǒng)幾乎沒有一個啟

21、動關(guān)閉開關(guān)或復(fù)位開關(guān)在前面。這需要被設(shè)計到系統(tǒng)剩余部分。</p><p>　　PLC的狀態(tài)也能被梯形邏輯圖檢測。檢測程序是否第一次被執(zhí)行是非常普遍的。如圖6所示?！甪irst scan’輸入在梯形圖被第一次掃描時，將是對的，而在其余的每次掃描時是錯誤的。這種情況下，PLC—5的‘first scan’的地址是‘S2：1/14’。根據(jù)例子中的邏輯關(guān)系，第一次掃描將封上‘light’，直到‘clear’被啟動。因此燈

22、將在PLC被啟動之后變亮，但在‘clear’被啟動之后，它將關(guān)閉并且保持在關(guān)閉狀態(tài)?！甪irst scan ’模塊在‘first pass’模塊中被提到。</p><p>　　圖 6 核驗PLC第一次掃描的程序</p><p><b>　　7．存儲器類型</b></p><p>　　有幾種基本的現(xiàn)在經(jīng)常使用的計算機(jī)存儲器類型：&l

23、t;/p><p>　　RAM（隨機(jī)存儲器）—這種存儲器速度很快，但是當(dāng)沒電時，它的內(nèi)容將被丟失。這是一種不穩(wěn)定存儲器，每個PLC在運(yùn)行時，都用這種存儲器作為中央處理器 。</p><p>　　ROM（只讀存儲器）—這種存儲器是永久性的不可擦除的。它通常用于存放PLC的操作系統(tǒng)。</p><p>　　EPROM（可擦除可編程只讀存儲器）—這是一種像ROM一樣可編程的存儲器

24、，但是它能用紫外線光擦除并且可以重新編程。</p><p>　　EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲器）—這種存儲器能像ROM一樣存放程序。它能被編程并且用電壓擦除，因此它正變得比EPROM更加普遍。</p><p>　　所有的PLC系統(tǒng)都用RAM做CPU，用ROM存儲PLC的基本操作系統(tǒng)。當(dāng)有電時，RAM的內(nèi)容被保存，但是問題在于當(dāng)供給存儲器的電源失去時會發(fā)生什么。原先PLC賣主用帶有電

25、池的RAM，這樣如果不失電，存儲器的內(nèi)容就不會丟失。這種方法現(xiàn)在仍被使用，但變得不那么受歡迎。EPROMS也是PLC編程的比較好的選擇。EPROM在PLC外部編程，然后被放入PLC。當(dāng)PLC被啟動時，在EPROM上的梯形邏輯程序被下載PLC并且運(yùn)行。這種方法非常可靠，但是擦除和編程技術(shù)都是很消耗時間的。EEPROM存儲器是PLC的永久部分，程序能EPROM一樣被存放在它們中。存儲器的價錢一直在下降，新類型正變得可被利用，這些變化將繼續(xù)對

26、PLC系統(tǒng)發(fā)生影響。</p><p>　　8．基于軟件的PLC系統(tǒng)</p><p>　　個人計算機(jī)持續(xù)下降的價格增加了它們在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括PLC的替代品。安裝了軟件就能用個人計算機(jī)解決梯形圖邏輯.從傳感器中讀取輸入，修改輸出送到激勵。這些對于維持是很重要的，因為它們不用遵守以前的計時模式.例如，計算機(jī)正運(yùn)行一個游戲，就可能減慢或停止計算機(jī).這個以及其它問題現(xiàn)在正被研究，好的解決方案

27、不久就會出現(xiàn)。</p><p><b>　　9．概要</b></p><p>　　PLC系統(tǒng)和計算機(jī)與輸入設(shè)備，輸出設(shè)備,存儲器等很相似。</p><p>　　PLC系統(tǒng)不斷地執(zhí)行系統(tǒng)檢查，輸入掃描,邏輯掃描和輸出掃描這個循環(huán)。</p><p>　　當(dāng)邏輯圖被掃描時，輸入的變化沒有被發(fā)現(xiàn),輸出也沒有被修正。</p&

28、gt;<p>　　PLC系統(tǒng)用RAM，有時用EPROM存放永久程序。</p><p><b>　　10．實際問題</b></p><p>　　一個PLC系統(tǒng)通常包括RAM，ROM，EPROM和/或電池嗎？</p><p>　　PLC的指示燈用于什么？</p><p>　　為什么一個PLC系統(tǒng)每秒鐘只能掃描梯

29、形圖幾次？</p><p>　　如果一個PLC系統(tǒng)的掃描時間比輸入脈沖長，會發(fā)生什么?為什么？</p><p>　　一個PLC系統(tǒng)與一部臺式計算機(jī)的不同是什么？</p><p>　　為什么PLC系統(tǒng)每次掃描要做自我檢查？</p><p>　　PLC檢測時間會比簡單程序所需時間長嗎？</p><p>　　下面的梯形邏輯有

30、什么錯誤？如果它被用會發(fā)生什么？</p><p>　　當(dāng)一個PLC系統(tǒng)已經(jīng)被啟動時，表明啟動的存儲器地址是什么？</p><p><b>　　11．實際問題解答</b></p><p>　　每個PLC系統(tǒng)包括RAM和ROM，但是它們也包括EPROM或電池。</p><p><b>　　診斷和保持。</b&

31、gt;</p><p>　　盡管程序是空的，PLC系統(tǒng)仍需掃描輸入和輸出，做自我檢測。</p><p>　　如果在兩次輸入掃描之間發(fā)生，脈沖就會丟失。</p><p>　　主要的區(qū)別包括輸入設(shè)備輸出設(shè)備和應(yīng)用。PLC系統(tǒng)是為工廠設(shè)計的，因此它沒有鼠標(biāo)鍵盤之類的輸入設(shè)備。(雖然，一些較新型PLC能夠達(dá)到)它們也沒有屏幕聲音之類的輸出設(shè)備，.取而代之，它們有電壓,電流這

32、樣的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。PLC使用戶為專門的任務(wù)設(shè)計程序,然而在個人計算機(jī)上給系統(tǒng)編程是不常見的。</p><p>　　這能幫助檢測硬件和軟件錯誤。如果一個錯誤發(fā)生了，PLC還繼續(xù)運(yùn)行,控制器就可能以一種不可預(yù)見的方式運(yùn)行，這對人和機(jī)器是非常危險的。自我檢測則幫助檢查出這些錯誤，并且安全地關(guān)閉系統(tǒng)。</p><p>　　是的，在許多PLC系統(tǒng)中，自檢大約需要1ms，但一個單一程序需1mms

33、。</p><p>　　通常輸出Y被重復(fù)兩次。在這個例子中，Y的值將總等于B。前一層的A將對Y沒有影響。</p><p>　　S2:1/14用于微機(jī)，S2:1/15用于PLC—5。</p><p>　　12. 可編程控制器技術(shù)討論與未來發(fā)展</p><p>　　隨著時代的發(fā)展,當(dāng)今的技術(shù)也日趨完善、競爭愈演愈烈;單靠人工的操作已不能滿足于目前

34、的制造業(yè)前景,也無法保證更高質(zhì)量的要求和高新技術(shù)企業(yè)的形象.</p><p>　　人們在生產(chǎn)實踐中看到,自動化給人們帶來了極大的便利和產(chǎn)品質(zhì)量上的保證,同時也減輕了人員的勞動強(qiáng)度,減少了人員上的編制.在許多復(fù)雜的生產(chǎn)過程中難以實現(xiàn)的目標(biāo)控制、整體優(yōu)化、最佳決策等,熟練的操作工、技術(shù)人員或?qū)＜?、管理者卻能夠容易判斷和操作,可以獲得滿意的效果.人工智能的研究目標(biāo)正是利用計算機(jī)來實現(xiàn)、模擬這些智能行為,通過人腦與計算機(jī)

35、協(xié)調(diào)工作,以人機(jī)結(jié)合的模式,為解決十分復(fù)雜的問題尋找最佳的途徑</p><p>　　我們在各種場合看到了繼電器連接的控制，那已經(jīng)是時代的過去，如今的繼電器只能作為低端的基層控制模塊或者簡單的設(shè)備中使用到；而PLC的出現(xiàn)也成為了劃時代的主題，通過極其穩(wěn)定的硬件穿插靈活的軟件控制，使得自動化走向了新的高潮。</p><p>　　PLC的最大特點在于：電氣工程師已不再電氣的硬件上花費(fèi)太多的心計，

36、只要將按鈕開關(guān)或感應(yīng)器的輸入點連接到PLC的輸入點上就能解決問題，通過輸出點連接接觸器或繼電器來控制大功率的啟動設(shè)備，而小功率的輸出設(shè)備直接連接就可以。</p><p>　　PLC的內(nèi)部包含了具有中央處理器的CPU，并帶有外部I/O口擴(kuò)展的I/O接口地址和存儲器三大塊組成，CPU的核心是由一個或者多個累加器組成，它們具有邏輯的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，并能讀取程序存儲器的內(nèi)容通過計算后去驅(qū)動相應(yīng)的存儲器和I/O接口；I/O口

37、將內(nèi)部累加器和外部的輸入和輸出系統(tǒng)連接起來，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)存入程序存儲器或者數(shù)據(jù)存儲器中；存儲器可以將I/O口輸入的數(shù)據(jù)存入存儲器中，并在工作時調(diào)轉(zhuǎn)到累加器和I/O接口上，存儲器分程序存儲器ROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM,ROM可以將數(shù)據(jù)永久的存入存儲器中，而RAM只能作為CPU計算時臨時計算使用的緩沖空間。</p><p>　　PLC的抗干擾是極其優(yōu)秀的，我們根本不用去關(guān)心它的使用壽命和工作場合的惡劣，這些所有的問題

38、已不再成為我們失敗的主題，而留給我們的是關(guān)心如何來利用PLC的內(nèi)部資源為我們加強(qiáng)設(shè)備的控制能力，使我們的設(shè)備更加的柔性。</p><p>　　PLC的語言并不是我們所想象的匯編語言或C語言來進(jìn)行編程，而是采用原有的繼電器控制的梯形圖，使得電氣工程師在編寫程序時很容易就理解了PLC的語言，而且很多的非電氣專業(yè)人士也對PLC很快認(rèn)識并深入。</p><p>　　以上僅僅是PLC的優(yōu)點之一，這也

39、是人們比較容易理解的一部分，在很多的設(shè)備中，人們已不再希望看到太多的控制按鈕，它們不但容易損壞而且極易產(chǎn)生人為的失誤，小的并不是主要的失誤也許你還能夠接受；但過大的甚至是致命的失誤是我們無法容忍的。新的技術(shù)總是為了給我們帶來更安全和便捷的操作，使得我們面臨的一大堆問題一掃而光，你有了解過HMI嗎？這里說HMI你根本不清楚它是什么，也沒有興趣了解，換一個中文把它說明為觸摸屏或者人機(jī)界面你就知道了，它和PLC的結(jié)合給了我們更大的空間。<

40、;/p><p>　　HMI控制不僅僅是減少了控制按鈕，增加控制的靈活性，更主要的它是可順序性的，而且在能夠改變數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出反饋，在溫度控制曲線的模擬也能直觀的顯示出來。并且能夠通過編寫功能幫助程序來提供各種力所能及的幫助，使得操作者減少不必要的失誤。HMI的廠商目前也越來越多，功能也越來越強(qiáng)，價格也越來越低，使用的面越來越廣。HMI的前景可以說十分的看好。</p><p>　　在很多場合

41、，單靠單機(jī)的控制是無法保證設(shè)備的順暢運(yùn)行，而通過設(shè)備與設(shè)備的信息交流達(dá)到我們想要的效果。比如在前包裝和后工序的檢測，我們就要將包裝的信息反饋到檢測處，而檢測處的信息也要反饋到包裝來。這樣通過信息共享來使得兩者之間鏈接起來，形成一個共體，從而使的兩者間的配合更加的緊密，在彼此間達(dá)到映影相揮的效果。</p><p>　　PLC的通信已經(jīng)愈來愈體現(xiàn)它的價值，在PLC與PLC之間的通信，能夠通過信息的溝通和數(shù)據(jù)的共享來保

42、證設(shè)備之間的相互協(xié)調(diào)，已達(dá)到互補(bǔ)的效果。PLC之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換采用RS232接口來傳送數(shù)據(jù)，而RS232接口只能保證10米的傳輸距離，如果在1000米的距離內(nèi)我們可以通過RS485來進(jìn)行通信，更長的距離只能通過MODEL來進(jìn)行傳輸。</p><p>　　PLC的數(shù)據(jù)傳送只是將內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送到對方的一塊連續(xù)的地址中，我們把它稱為一個表，對方的PLC通過讀取表中的數(shù)據(jù)來進(jìn)行操作。如果表中的數(shù)據(jù)是一個一般設(shè)置的數(shù)據(jù)的話，

43、那只是一般的數(shù)據(jù)傳送，比如今天的油價上升了，我要把油價的價格傳送到所有的輸油機(jī)上，那就是數(shù)據(jù)的共享；而當(dāng)表中的數(shù)據(jù)是一段控制PLC的指令程序，那就很有難度了，比如你要控制一臺機(jī)器人來按你想象的動作工作，你會給它編制一段程序并以數(shù)據(jù)的形式發(fā)送過去。</p><p>　　信息輸送的形式有單工位、半雙工位和全雙工位的分別。單工位的意義也就是說兩者之間，一個只能發(fā)送，而一個只能接收，比如一個特務(wù)它只能接收上司的指示，而無

44、法給上司回復(fù)；半雙工位也就是兩個能都能發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，但不能同時發(fā)送和接受，比如你打電話時是不能接電話,對方也一樣；而全雙工位是兩者之間都能發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，并可同時發(fā)送和接受。像互聯(lián)網(wǎng)就是典型的例子。</p><p>　　信息輸送的過程也有同步和異步之分：同步的意義在于發(fā)送數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)線和時鐘線是同步的，也就是數(shù)據(jù)信號和時鐘信號同時由CPU進(jìn)行發(fā)送，這需要彼此都要專門的時鐘信號來進(jìn)行傳送和接送，并且是強(qiáng)制性的，這種

45、方法的特點在于它的速度極快、但相應(yīng)占用CPU的工作時間也相對的要長、同時技術(shù)難度也非常的大。它的要求在于在一幀的數(shù)據(jù)傳送中不能有一位的誤差，不然的話整個數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤，這在硬件上是一個比較大的難度。在一些專用的設(shè)備中應(yīng)用的越來越廣泛，像專用的醫(yī)療設(shè)備、數(shù)字信號設(shè)備等，在比較單一數(shù)據(jù)的傳輸中，它的效果非常的好。</p><p>　　而異步是應(yīng)用范圍最廣泛的，這得益于它的技術(shù)難度相對要小、同時不需要配制專門的時鐘信號

46、、它的特點在于，它的數(shù)據(jù)是間隔性的，離散性的發(fā)送和接受，當(dāng)CPU太忙的時候可以停頓性去工作，在硬件上也減少了難度，同時數(shù)據(jù)的丟失相對要少，我們可以通過數(shù)據(jù)的檢測來觀察我們發(fā)送的數(shù)據(jù)是否有錯誤，像奇偶法、累加法和八位效驗法等，都可以用來幫助我們檢測發(fā)送的數(shù)據(jù)是否有錯誤發(fā)生，通過反饋來進(jìn)行辨別。</p><p>　　信息的傳送口線有串口和并口之分：通常的PLC是8位機(jī)，當(dāng)然也有16位機(jī)。我們在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候可以是一位

47、一位的發(fā)送給對方，也可以8位8位的將數(shù)據(jù)發(fā)送到對方，一位和8位區(qū)別也就是我們所說的串口發(fā)送數(shù)據(jù)和并口發(fā)送數(shù)據(jù)。串口速度比較慢，但只要兩條或者三條口線就能解決問題，并能借用電話線來進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。而并口的傳送速度是極快的，它是串口的256倍，在短距離占有優(yōu)勢，由于是TTL電平，一般限于1米的范圍，它并不適用于長距離的數(shù)據(jù)傳送，這樣成本太昂貴了。</p><p>　　很多的情況下我們總喜歡采用串并轉(zhuǎn)換芯片來進(jìn)行傳輸，這

48、種情況下不需要我們進(jìn)行過于復(fù)雜的寄存器設(shè)置了，而直接通過數(shù)據(jù)傳送指令進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，但在通信中并不是一個十分可行的辦法，因為在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候?qū)Ψ降腜LC必須一直等待你的數(shù)據(jù)輸出，它不能去做其它的工作。</p><p>　　當(dāng)你在看書的時候，你聽到有人敲門、你停下手上的事情、去打開門、并同敲門者對話、這個時候電話響了、你示意接個電話、在接完電話后、回過頭來同敲門者繼續(xù)對話、對話完畢后、你再繼續(xù)看你的書，這種情況我們把

49、它稱為中斷，它具有權(quán)威性，也具有優(yōu)先性，PLC具備了這樣的功能。它的特點在于我們在設(shè)備的操作過程中可能會遇到緊急的突發(fā)事件，我們要立刻的停下手上的工作，去處理更重要的事情，這種情況是我們經(jīng)常所遇到的，PLC在去執(zhí)行緊急的任務(wù)時，總會先保存目前的狀態(tài)，比如程序的地址，CPU的累加器數(shù)據(jù)等，就像我們?nèi)ラ_門時要記下我們看的書在第幾頁了或者干脆作個記號，因為我們待會還要繼續(xù)接著看后面的書。CPU總是按照我們的意愿去做應(yīng)該做的事情，但你錯誤的給它

50、一件事情，它也會同樣的去做，這一點我們必須注意。</p><p>　　中斷并不是只有一個，有時會同時存在幾個中斷，中斷具有優(yōu)先的級別，它們會根據(jù)人的要求去執(zhí)行更高級別的中斷。這種中斷中的中斷也就形成了中斷嵌套。當(dāng)然中斷的級別根據(jù)各種PLC內(nèi)部CPU的資源有關(guān)，同時也跟堆棧的容量大小也有關(guān)系。</p><p>　　中斷的內(nèi)容有很多種，比如外部中斷、通信中的發(fā)送和接受中斷、定時和計數(shù)的時鐘中斷

51、、還有WDT復(fù)位中斷等，它們豐富了CPU在處理各種事務(wù)時響應(yīng)種類。這樣講也許你并不能完全理解中斷的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作順序，我們做一個小小的例子來說明.</p><p>　　每一個設(shè)備總是不會忘記有一個按鈕，它也是在我們遇到緊急情況時使用的，那就是急停按鈕。當(dāng)我們遇到人身事故和意外情況時我們只要按下它，機(jī)器立即停止所有的操作，并等待處理完意外后再恢復(fù)操作。急停按鈕連接PLC內(nèi)部CPU的內(nèi)部I/O接口上，當(dāng)按鈕給CPU一

52、個外部觸發(fā)信號時，CPU對I/O進(jìn)行再次檢測，當(dāng)確認(rèn)有外部觸發(fā)信號時，CPU保護(hù)現(xiàn)場并將程序計數(shù)器自動轉(zhuǎn)到相應(yīng)的外部I/O中斷程序中去，當(dāng)外部中斷程序處理完畢，程序計數(shù)器返回到主程序繼續(xù)工作。有一點可以說明的是我們一般會把急停按鈕的外部中斷升至最高級別，從而保證安全。</p><p>　　當(dāng)我們在工作完一個工件時，給PLC一個信號，將PLC的內(nèi)部計數(shù)器加1來計算我們一天的工作量時，一個簡單的計數(shù)器能解決問題，當(dāng)然

53、它們也能夠在掉電的情況下保持?jǐn)?shù)據(jù)，促使數(shù)據(jù)不丟失，這也是我們所渴望的。</p><p>　　PLC還具有高級計數(shù)器的功能，當(dāng)我們在接受一些高速的數(shù)據(jù)時，這里所說的高速是在在微秒級的數(shù)據(jù)，比如條碼掃描機(jī)在不斷的掃描數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理器DSP計算的高速信號等，我們就要采用到高級計數(shù)器來幫助我們進(jìn)行計數(shù)。它在PLC執(zhí)行程序時一旦發(fā)現(xiàn)高級計數(shù)器對應(yīng)的中斷，就會立即放下手上的工作。經(jīng)過再次編程的梯形圖程序說明我們在執(zhí)行程序時高

54、級計數(shù)器會自動的執(zhí)行對應(yīng)的工作，從而將高級計數(shù)器的級別升至高一級別。</p><p>　　你也許聽過太多的這個詞:“死機(jī)”，大致的意思是CPU工作量過大，內(nèi)部資源不足等情況造成程序無法運(yùn)行。PLC也有類似的情況，在PLC內(nèi)部有一個看門狗WDT，我們可以設(shè)置WDT一個程序運(yùn)行的時間，當(dāng)程序運(yùn)行過程中出現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)錯誤時或者程序繁忙時，程序的運(yùn)行時間超過WDT的設(shè)置時間，CPU轉(zhuǎn)而WDT復(fù)位狀態(tài)。程序重新開始運(yùn)行，但對

55、中斷不會進(jìn)行破壞。</p><p>　　PLC的發(fā)展已經(jīng)從單一的模式進(jìn)入了通信的網(wǎng)絡(luò)時代，并同其它的工控網(wǎng)板和I/O卡板輕易的進(jìn)行共享。組態(tài)軟件可以將所有的這些硬件連接起來，通過更直觀的動畫圖片來進(jìn)行控制，并可以通過互聯(lián)網(wǎng)在異地進(jìn)行控制，像神舟五號的發(fā)射就是采用這種辦法來使飛船升空。</p><p>　　更高層次的發(fā)展需要我們不斷的努力來取得。PLC的出現(xiàn)已經(jīng)足足影響了幾代人，我們也從上一

56、輩的經(jīng)驗中獲取了更多的知識和教訓(xùn)，來不斷的發(fā)展PLC技術(shù)，將它推向更高浪潮。</p><p>　　Programmable Logic Controllers (PLC)</p><p>　　1. About Programmable Logic Controllers (PLC)</p><p>　　Everyone knows there’s only one

57、 constant in the technology world, and that’s change. This is especially evident in the evolution of Programmable Logic Controllers (PLC) and their varied applications. From their introduction more than 30 years ago, PLC

58、 has become the comer stone of hundreds of thousands of control systems in a wide range of industries.</p><p>　　At heart, the PLC is an industrialized computer programmed with highly specialized languages, a

59、nd it continues to benefit from technological advances in the computer and information technology worlds. The most prominent of which is miniaturization and communications.</p><p>　　Programmable logic contro

60、llers I/O channel specifications include total number of points, number of inputs and outputs, ability to expand, and maximum number of channels.  Number of points is the sum of the inputs and the outputs. PLC may b

61、e specified by any possible combination of these values.  Expandable units may be stacked or linked together to increase total control capacity.  Maximum number of channels refers to the maximum total number of

62、 input and output channels in an expanded system. </p><p>　　2. INTRODUCTION</p><p>　　For simple programming the relay model of the PLC is sufficient. As more complex functions are used the

63、 more complex VonNeuman model of the PLC must be used. A VonNeuman computer processes one instruction at a time. Most computers operate this way, although they appear to be doing many things at once. Consider the compute

64、r components shown in Figure 1.</p><p>　　Figure 1 Simplified Personal Computer Architecture</p><p>　　Input is obtained from the keyboard and mouse, output is sent to the screen, and the dis

65、k and memory are used for both input and output for storage. (Note: the directions of these arrows are very important to engineers, always pay attention to indicate where information is flowing.) This figure can be redra

66、wn as in Figure 2 to clarify the role of inputs and outputs.</p><p>　　Figure 2 An Input-Output Oriented Architecture</p><p>　　In this figure the data enters the left side through the inputs

67、. (Note: most engineering diagrams have inputs on the left and outputs on the right.) It travels through buffering circuits before it enters the CPU. The CPU outputs data through other circuits. Memory and disks are used

68、 for storage of data that is not destined for output. If we look at a personal computer as a controller, it is controlling the user by outputting stimuli on the screen, and inputting responses from the mouse and the k<

69、;/p><p>　　A PLC is also a computer controlling a process. When fully integrated into an application the analogies become;</p><p>　　Inputs - the keyboard is analogous to a proximity switch.</p>

70、;<p>　　Input -circuits - the serial input chip is like a 24Vdc input card.</p><p>　　Computer - the 686 CPU is like a PLC CPU unit.</p><p>　　Output - circuits - a graphics card is like a t

71、riac output card.</p><p>　　Outputs - a monitor is like a light.</p><p>　　Storage - memory in PLC is similar to memories in personal computers.</p><p>　　It is also possible to implem

72、ent a PLC using a normal Personal Computer, although this is not advisable. In the case of a PLC the inputs and outputs are designed to be more reliable and rugged for harsh production environments.</p><p>　

73、　3. OPERATION SEQUENCE</p><p>　　All PLC have four basic stages of operations that are repeated many times per second. Initially when turned on the first time it will check its own hardware and software for

74、faults. If there are no problems it will copy all the input and copy their values into memory, this is called the input scan. Using only the memory copy of the inputs the ladder logic program will be solved once, this is

75、 called the logic scan. While solving the ladder logic the output values are only changed in temporary mem</p><p>　　Figure 3 PLC Scan Cycle</p><p>　　SELF TEST - Checks to see if all cards err

76、or free, reset watch-dog timer, etc. (A watchdog timer will cause an error, and shut down the PLC if not reset within a short period of time - this would indicate that the ladder logic is not being scanned normally).<

77、/p><p>　　INPUT SCAN - Reads input values from the chips in the input cards, and copies their values to memory. This makes the PLC operation faster, and avoids cases where an input changes from the start to the

78、end of the program (e.g., an emergency stop). There are special PLC functions that read the inputs directly, and avoid the input tables.</p><p>　　LOGIC SOLVE/SCAN - Based on the input table in memory, the pr

79、ogram is executed 1 step at a time, and outputs are updated. This is the focus of the later sections.</p><p>　　OUTPUT SCAN - The output table is copied from memory to the output chips. These chips then drive

80、 the output devices.</p><p>　　The input and output scans often confuse the beginner, but they are important. The input scan takes a snapshot of the inputs, and solves the logic. This prevents potential probl

81、ems that might occur if an input that is used in multiple places in the ladder logic program changed while half way through a ladder scans. This problem could have severe effects on complex programs that are developed la

82、ter in the book. One side effect of the input scan is that if a change in input is too short in duratio</p><p>　　When the PLC is initially turned on the normal outputs will be turned off. This does not affec

83、t the values of the inputs.</p><p>　　4．The Input and Output Scans</p><p>　　When the inputs to the PLC are scanned the physical input values are copied into memory. When the outputs to a PLC are

84、scanned they are copied from memory to the physical outputs. When the ladder logic is scanned it uses the values in memory, not the actual input or output values. The primary reason for doing this is so that if a program

85、 uses an input value in multiple places, a change in the input value will not invalidate the logic. Also, if output bits were changed as each bit was changed, in</p><p>　　5． The Logic Scan</p><p&g

86、t;　　Ladder logic programs are modelled after relay logic. In relay logic each element in the ladder will switch as quickly as possible. But in a program elements can only be examines one at a time in a fixed sequence. Co

87、nsider the ladder logic in Figure 4, the ladder logic will be interpreted left-to-right, top-to-bottom. In the figure the ladder logic scan begins at the top rung. At the end of the rung it interprets the top output firs

88、t, then the output branched below it. On the second rung it solv</p><p>　　Figure 4 Ladder Logic Execution Sequence</p><p>　　It also becomes important when considering output usage. Consider

89、Figure 5, the first line of ladder logic will examine input A and set output X to have the same value. The second line will examine input B and set the output X to have the opposite value. So the value of X was only equa

90、l to A until the second line of ladder logic was scanned. Recall that during the logic scan the outputs are only changed in memory, the actual outputs are only updated when the ladder logic scan is complete. Theref</p

91、><p>　　Figure 5 A Duplicated Output Errors</p><p>　　6. PLC STATUS</p><p>　　The lack of keyboard and other input-output devices is very noticeable on a PLC. On the front of the PLC

92、 there are normally limited status lights. Common lights indicate;</p><p>　　Power on - this will be on whenever the PLC has power.</p><p>　　Program running - this will often indicate if a progra

93、m is running, or if no program is running.</p><p>　　Fault - this will indicate when the PLC has experienced a major hardware or software problem.</p><p>　　These lights are normally used for debu

94、gging. Limited buttons will also be provided for PLC hardware. The most common will be a run/program switch that will be switched to program when maintenance is being conducted, and back to run when in production. This s

95、witch normally requires a key to keep unauthorized personnel from altering the PLC program or stopping execution. A PLC will almost never have an on-off switch or reset button on the front. This needs to be designed into

96、 the remainder of the</p><p>　　The status of the PLC can be detected by ladder logic also. It is common for programs to check to see if they are being executed for the first time, as shown in Figure 6. The ’

97、first scan’ input will be true on the very first time the ladder logic is scanned, but false on every other scan. In this case the address for ’first scans’ in a PLC-5 is ’S2:1/14’. With the logic in the example the firs

98、t scan will seal on ’light’, until ’clear’ is turned on. So the light will turn on after the PLC has bee</p><p>　　Figure 6 A programs that checks for the first scan of the PLC</p><p>　　7. ME

99、MORY TYPES</p><p>　　There are a few basic types of computer memory that are in use today.</p><p>　　RAM (Random Access Memory) - this memory is fast, but it will lose its contents when power is l

100、ost, this is known as volatile memory. Every PLC uses this memory for the central CPU when running the PLC.</p><p>　　ROM (Read Only Memory) - this memory is permanent and cannot be erased. It is often used f

101、or storing the operating system for the PLC.</p><p>　　EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) - this is memory that can be programmed to behave like ROM, but it can be erased with ultraviolet light an

102、d reprogrammed.</p><p>　　EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read Only Memory) – This memory can store programs like ROM. It can be programmed and erased using a voltage, so it is becoming more popu

103、lar than EPROMs.</p><p>　　All PLC use RAM for the CPU and ROM to store the basic operating system for the PLC. When the power is on the contents of the RAM will be kept, but the issue is what happens when po

104、wer to the memory is lost. Originally PLC vendors used RAM with a battery so that the memory contents would not be lost if the power was lost. This method is still in use, but is losing favor. EPROMs have also been a pop