機電,體化技術畢業(yè)論文---基于plc多工作方式交通燈設計

1、<p>　　?？飘厴I(yè)設計（論文）</p><p>　　基于PLC多工作方式交通燈設計 </p><p>　　學院（部）： 電氣與信息工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 機電一體化技術 </p><p>　　學生姓名：

2、 </p><p>　　班 級： 機電0821 學 號： </p><p>　　指導老師： 職 稱： 講師 </p><p>　　最終評定成績： <

3、/p><p><b>　　2011年6月 </b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　PLC可編程序控制器是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器

4、是工業(yè)自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎設備之一，PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于PLC具有對使用環(huán)境適應性強的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前普遍使用的“漸進式”信號燈進行精確控制，特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多地將PLC應用于交通燈系統(tǒng)中。同時，PLC本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進行統(tǒng)

5、一調(diào)度管理，可縮短車輛通行等候時間，實現(xiàn)科學化管理。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關注。</p><p>　　本文選擇三菱可編程控制器FX2n為核心部件，著重進行硬件接口設計，利用梯形圖和語句表進行編程，實現(xiàn)了十字路口交通燈控制系統(tǒng)的自動化。</p><p>　　關鍵詞: PLC，交通控制，自動化</p><p><b>　　ABSTRA

6、CT</b></p><p>　　The programmable preface in PLC controller is a kind of new industry controls the device, it regard microprocessor as the foundation, synthesizing the calculator technique, automatic co

7、ntrol technique to develop with the communication technique .It has the construction simple, the plait distance is convenient, high etc. in dependable advantage, already extensive used for the industry process with the a

8、utomatic control of the position inside. According to the covariance, the programmable controll</p><p>　　This paper chooses Mitsubishi PLC FX2n as the main components, focus on the hardware interface design,

9、 make use of the ladder diagram and the sentence form to carry out a program, the realization of the traffic lights at the crossroads automation control system.</p><p>　　Keyword: PLC， traffic control，Automa

10、tion</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1交通燈設計背景1</p><p>　　1.2研究目的和意義2</p><p>　　1.3本文的主要內(nèi)容3</p>&

11、lt;p>　　第2章 可編程控制器（PLC）4</p><p>　　2.1 PLC基本概念4</p><p>　　2.2 PLC的發(fā)展歷程5</p><p>　　2.3 PLC的發(fā)展趨勢6</p><p>　　2.4 PLC的特點及應用領域、分類及程序語言7</p><p>　　2.5 PLC的硬件結構

12、11</p><p>　　2.6 PLC的工作原理22</p><p>　　2.7 本章小結24</p><p>　　第3章 多工作方式交通燈系統(tǒng)設計25</p><p>　　3.1控制要求25</p><p>　　3.2系統(tǒng)設計方案分析26</p><p>　　3.2.1系統(tǒng)設計狀

13、態(tài)圖27</p><p>　　3.2.2系統(tǒng)設計時序圖29</p><p>　　3.2.3系統(tǒng)設計主程序流程圖30</p><p>　　3.3硬件設計31</p><p>　　3.4 軟件設計31</p><p>　　3.4.1系統(tǒng)的梯形圖32</p><p>　　3.4.2系統(tǒng)的語

14、句表35</p><p>　　3.5 本章小結37</p><p>　　第4章 系統(tǒng)檢測與調(diào)試38</p><p>　　4.1檢測與調(diào)試38</p><p>　　4.2本章小結39</p><p>　　設計總結與體會39</p><p><b>　　參考文獻40</

15、b></p><p><b>　　謝 辭41</b></p><p>　　附錄一 FX2N型PLC軟元件表42</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1交通燈設計背景</p><p>　　1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為

16、光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。1914年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止

17、”，綠燈亮表示“通行”。 1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有

18、明顯效果。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》對各種信號燈的含</p><p>　　1.2研究目的和意義</p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關注。人、車、路三者關系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分

19、。 隨著城市機動車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負荷運行的情況，因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預期的作用。而城市高速道路在構造上的特點，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用

20、好耗費巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。 </p><p>　　傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查，運用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預先設置好。然而，實際上車輛流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的

21、時段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運行、較適用的方案，仍然會發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車輛，而紅燈方向卻排著長隊等候通過。這種流量變化的偶然性是無法建立準確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應控制的交通燈。</p><p>　　目前，大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時間間隔的控制方法。由于十字路口不同時刻車輛的流量是復

22、雜的、隨機的和不確定的，采用固定時間的控制方法，經(jīng)常造成道路有效利用時間的浪費，出現(xiàn)空等現(xiàn)象，影響了道路的暢通。為此，采用不依賴數(shù)學模型的模糊控制方法設計交通燈控制器，能較好地解決這個問題。另外隨著眾多高科技技術在日常生活的普遍應用，城市空中各種電磁干擾日益嚴重，為保證交通控制的可靠、穩(wěn)定，選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC是必要的。</p><p>　　隨著科學技術的日新月異，自動化程度要求越來越

23、高，原有的交通燈裝置遠遠不能滿足當前高度自動化的需要。可編程控制器交通燈控制系統(tǒng)集成自動控制技術、計量技術、新傳感器技術、計算機管理技術于一體的機電一體化產(chǎn)品；充分利用計算機技術對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，采用標準化、模塊化、系統(tǒng)化設計，配置靈活、組態(tài)方便。</p><p>　　可編程控制器交通燈控制系統(tǒng)的特點：</p><p>

24、;<b>　?、倜摍C手動工作；</b></p><p>　?、诼?lián)機自動就地工作；</p><p>　?、凵蠙C控制的單周期運行方式；</p><p>　?、苡缮衔粰C通過串口向下位機送入設定配方參數(shù)實現(xiàn)自動控制；</p><p>　　⑤自動啟動、自動停機控制方式。</p><p>　　近年來PLC的性

25、能價格比有較大幅度的提高，使得實際應用成為可能。</p><p>　　本系統(tǒng)采用PLC是基于以下三個原因：</p><p>　?、貾LC具有很高的可靠性，通常的平均無故障時間都在30萬小時以上；</p><p>　?、诰幊棠芰姡梢詫⒛：?、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來實現(xiàn)；</p><p>　?、劭垢蓴_能力強，目前空中各種電磁干擾日益

26、嚴重，為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定，我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC；</p><p>　　根據(jù)交通信號燈系統(tǒng)的要求與特點，我們采用了日本三菱公司FX2n型PLC。三菱PLC有小型化、高速度、高性能等特點，是FX2n系列中最高檔次的超小型程序裝置。三菱可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴充設備，有豐富的特殊擴展設備，其中的模擬輸入設備和通信設備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就

27、是應用可編程序控制器(PLC)對十字路口交通控制燈實現(xiàn)控制。 </p><p>　　1.3本文的主要內(nèi)容 </p><p>　　第一章，回顧交通燈的發(fā)展歷史，闡述研究交通燈的目的和意義！隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，交通管制的要求越來越高，采用可編程程序控制器來代替中間繼電器和過程控制的微型機，設計開發(fā)了交通燈控制系統(tǒng)，才會滿足穩(wěn)定可靠的交通控制系統(tǒng)需

28、求。</p><p>　　第二章，敘述了可編程程序控制器的產(chǎn)生、發(fā)展、應用的歷程，通過論述可編程程序控制器的各種優(yōu)點、卓越性能、結構、原理，有一個感性的總體認識。</p><p>　　第三章，結合交通燈控制系統(tǒng)的要求，進行硬件、程序設計，從主要部件的選擇、流程的分析、程序思路的產(chǎn)生來完成本次設計任務。</p><p>　　第四章，通過對系統(tǒng)的調(diào)試和檢測，再進行系統(tǒng)性

29、梳理，將隱藏的不足之處加以修正和完善，確保系統(tǒng)能順利運行。</p><p>　　第2章 可編程控制器（PLC） </p><p>　　2.1 PLC基本概念</p><p>　　現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求作出迅速反應，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為滿足這一要求，生產(chǎn)設備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具備極高的可靠性和靈活性，可編程控制器（Pro

30、grammable Logic Controller，PLC正是順應這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎的通用工業(yè)控制裝置。</p><p>　　PLC應用面廣、功能強大、使用方便，已經(jīng)廣泛的應用在各種機械設備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中，PLC在其他領域，例如民用和家庭自動化的應用已得到了迅速的發(fā)展。它不僅是單機自動化中應用最廣的控制設備，在大型工業(yè)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中也占有不可動搖的地位，PLC應用程度之廣、普及程度

31、之高，是其他計算機控制設備無法比擬的。</p><p>　　國際電工委員會（IEC）對PLC作了如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作指令、并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械和生產(chǎn)過程，可編程序控制器及其有關設備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能

32、的原則設計”。由以上定義可以看出，PLC是一種用程序里改變控制功能的工業(yè)控制計算機，除了各種各樣的控制功能外，還有與其它計算機通和信聯(lián)網(wǎng)的功能。</p><p>　　此實驗是以三菱公司的PLC為基礎而進行實驗的。</p><p>　　2.2 PLC的發(fā)展歷程</p><p>　　在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領域中，繼電器控制占主導地位，應用廣泛。但是電器控制

33、系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應性差。</p><p>　　1968年美國通用汽車公司（G.M）為了適應汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設想將計算機功能強大、靈活、通用性好等優(yōu)點與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價

34、格便宜等優(yōu)點結合起來，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進行編程，使不熟悉計算機的人也能很快掌握使用。</p><p>　　1969年美國數(shù)字設備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項技術迅速發(fā)展起來。</p><p>　　早期的可編程控制器僅有邏

35、輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，20世紀70年代中期微處理器技術應用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。</p><p>　　20世紀80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術的迅速發(fā)展，16位和3

36、2位微處理器應用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實的多功能控制器。</p><p>　　PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個階段：</p><p>　　1970—198

37、0年：PLC的結構定型階段。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機型、通用計算機型、單板機型等），但迅速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有PLC結構形成，取得了市場的認可，得以迅速發(fā)展.推廣。PLC的原理、結構、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，PLC的應用領域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機床、生產(chǎn)線擴展。</p><p>　　1980—1990年：PLC的普及階段。在這一

38、階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，價格不斷下降，PLC被迅速普及。各PLC生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價格.品種開始系列化，并且形成了固定I/O點型、基本單元加擴展塊型、模塊化結構型這三種延續(xù)至今的基本結構模型。PLC的應用范圍開始向順序控制的全部領域擴展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有F.F1.F2小型PLC系列產(chǎn)品,K/A系列中、大型PLC產(chǎn)品等。</p><p>　　1990—2000年，PLC的高性能與小型化階段。在這一

39、階段，隨著微電子技術的進步，PLC的功能日益增強，PLC的CPU運算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)，PLC的應用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。此外，PLC的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化PLC。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品，AIS/A2US/Q2A系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。</p><p>　　2000年至今：PLC的高性能與網(wǎng)絡化階段。在

40、本階段，為了適應信息技術的發(fā)展與工廠自動化的需要，PLC的各種功能不斷進步。一方面，PLC在繼續(xù)提高CPU運算速度，位數(shù)的同時，開發(fā)了適用于過程控制，運動控制的特殊功能與模塊，使PLC的應用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領域。與此同時，PLC的網(wǎng)絡與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設備，還可以通過各種總線構成網(wǎng)絡，為工廠自動化奠定了基礎。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品（包括最新的FX3u系列

41、產(chǎn)品），Qn,QnPH系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。</p><p>　　2.3 PLC的發(fā)展趨勢</p><p>　　從當前產(chǎn)品技術性能來看，PLC發(fā)展趨勢仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提高兩大方面。</p><p>　?、袤w積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術發(fā)展的必然結果?，F(xiàn)代PLC無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結構都已經(jīng)與早期的PLC有了很大的不同

42、，PLC體積被大幅度縮小。</p><p>　?、谛阅艿奶岣摺LC的性能主要包括CPU性能與I/O性能兩大方面。</p><p>　　可編程序控制器在我國的發(fā)展狀況如下：</p><p>　　(1) 我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程序控制器的發(fā)展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應用，而我國則是從成套設備引進、可編程序控制器引進應用、消化移植、合資

43、生產(chǎn)到廣泛應用。大致可劃分為下述三個階段：</p><p>　　①可編程序控制器的初級認識階段（70 年代后期到 80 年代初期）國際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術界的極大興趣，所以我國對可編程序控制器的認識始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設備引進中，當時的上海寶鋼一期工程中有多項工程引進了十幾種機型約 200 多臺可編程序控制器。這些可編程序控制器用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個

44、鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線上，取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型 DDC 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進的設備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領域。正是在成套設備引進過程中，我們打開了眼界，了解認識了可編程序控制器，這也促進了可編程序控制器在我國的發(fā)展。</p><p>　?、诳删幊绦蚩刂破鞯囊M應用和消化移植階段（80 年代

45、初期到90年代初期）80年代初期開始，隨著我國改革開放的不斷深入，在成套設備引進的同時，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位相繼引進可編程序控制器并自己設計組成控制系統(tǒng)，其應用范圍也擴大到建材、輕工、煤炭、水處理、食品、制藥、造紙、橡膠和精細化工等工業(yè)領域。</p><p>　?、?可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90 年代初期到現(xiàn)在） 進入90年代，我國的可編程序控制器進入了廣泛發(fā)展階段，主要

46、表現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p><b>　　(2)政府重視</b></p><p>　　可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當時機械電子工業(yè)部的領導下，于 1991 年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會?？删幊绦蚩刂破餍袠I(yè)協(xié)會在政府和企事業(yè)之間起到了橋梁作用，溝通了情況，為做出決策提供了依據(jù)。同時可編程序控制器的標準化工作也受到了有關部門的重視，于 1993

47、年成立了可編程序控制器標準化技術委員會，為我國可編程序控制器的進一步發(fā)展打下了基礎。</p><p>　　2.4 PLC的特點及應用領域、分類及程序語言</p><p><b>　　1 PLC的特點</b></p><p>　?。?）．可靠性高，抗干擾強</p><p>　?。?）．功能強大，性價比高</p>

48、<p>　　（3）．編程簡易，現(xiàn)場可修改</p><p>　　（4）．配套齊全，使用方便</p><p>　?。?）．壽命長，體積小，能耗低</p><p>　?。?）．系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試、維修工作量少，維修方便。</p><p>　　2 PLC的應用領域</p><p>　　PLC的初期由于其價格高

49、于繼電器控制裝置，使得其應用受到限制。但最近十多年來，PLC的應用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關元件的價格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增強，它也能解決復雜的計算和通信問題。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC的應用范圍通常可分成以下5種類型：</p><p>　?。?）順序控

50、制 這是PLC應用最廣泛的領域，也是最適合PLC使用的領域。它用來取代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。PLC應用于單機控制、多機群控、生產(chǎn)自動線控制等。例如：注塑機械、印刷機械、、包裝機械、切紙機械、組合機床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。</p><p>　　(2)運動控制 PLC制造商目前已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，PLC把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動一

51、軸或數(shù)據(jù)到目標位置。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當?shù)奈恢煤图铀俣?，確保運動平滑。</p><p>　?。?）過程控制 PLC還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。PID模塊提供了使PLC具有閉環(huán)控制的功能，即一個具有PID控制能力的PLC可用于過程控制。當過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時，PID控制算法會計算出正確的輸出，把變量保持在設定植上。</p><p>　?。?/p>

52、4）數(shù)據(jù)處理 在機械加工中，PLC作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于CNC和NC系統(tǒng)中，可以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。</p><p>　?。?）通信網(wǎng)絡 PLC的通信包括主機與遠程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC和其他智能控制設備（如計算機、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。PLC與其他智能控制設備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。</p><p>　　2 PLC在

53、我國的應用</p><p>　　雖然我國在PLC生產(chǎn)方面比較弱，但在PLC應用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30多億人民幣，應用的行業(yè)也很廣。</p><p>　　在我國，一般按I/O點數(shù)將PLC分為以下級別（但不絕對，國外分類有些區(qū)別）：</p><p>　　微型：32 I/O </p><p>　　

54、小型：256 I/O </p><p>　　中型：1024 I/O </p><p>　　大型：4096 I/O </p><p>　　巨型：8192 I/O</p><p>　　在我國應用的PLC系統(tǒng)中，I/O64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點~256點的占31%，合計占整個PLC銷售額的78%。</p>&l

55、t;p><b>　　3 PLC的分類</b></p><p>　　PLC按結構可分為整體式和模塊式。整體式的PLC具有結構緊湊、體積小、價格低的優(yōu)勢，適合常規(guī)電氣控制。整體式的PLC也稱為PLC的基本單元，在基本單元的基礎上可以加裝擴展模塊以擴大使用范圍。模塊式是把CPU、輸入接口、輸出接口等做成獨立的單元塊，具有配置靈活、組裝方便的優(yōu)勢，適合輸入/輸出點數(shù)差異較大的控制系統(tǒng)。<

56、/p><p>　　PLC按輸入/輸出接口（I/O接口）總數(shù)的多少可分為微型機、小型機、中型機和大型機。I/O點數(shù)小于64點為微型機；I/O點數(shù)在64至128點為小型機；I/O點數(shù)在129至512點為中型機；I/O點數(shù)在512點以上為大型機。PLC的I/O接口數(shù)越多，其儲容量也越大，價格也越貴，因此，在設計程序時應盡量減少使用I/O接口的數(shù)量。</p><p>　　4 PLC的程序語言與編程工具

57、</p><p>　　PLC程序可以用梯形圖語言或指令表語言編寫。由于梯形圖與繼電器電路原理圖非常接近，因此直觀易學。指令表語句類似于計算機的匯編語言，梯形圖語言需要轉(zhuǎn)換為指令表語句后才能執(zhí)行，這個轉(zhuǎn)換可由編程軟件自動完成。</p><p>　　PLC常用的編程工具如下。</p><p>　?。?）手持編程器。不同類型或型號的PLC只能使用專業(yè)的手持編程器，一般供現(xiàn)

58、場調(diào)試程序用。優(yōu)勢是攜帶方便，缺點是一般手持編程器只能編寫指令表語句。編程軟件。計算機配套相應的軟件后，便可以對不同類型或型號的PLC進行編程。程序軟件可以使用梯形圖或指令表語言編程，還可以對程序進行仿真測試或運行監(jiān)控存儲和修改程序也非常方便。</p><p>　　PLC編程語言與編程結構</p><p>　　現(xiàn)代的PLC一般備有多種編程語言，供用戶使用。但不同廠家的PLC的編程語言有很大

59、的區(qū)別，用戶不得不學習多種編程語言和查找故障的方法。因此，IEC（國際電工委員會）1994年5月公布了可編程序控制器標準（IEC1131）。該標準由以下5部分組成：通用信息、設備與測試要求、PLC的編程語言、用戶指南和通訊。由其制定的編程語言即滿足目前市場的要求，又適應未來技術的發(fā)展。同時，IEC1131—3詳細說明了句法、語義和下述5種PLC編程語言（見圖4）的表達方式：</p><p><b>　　

60、順序功能圖</b></p><p><b>　　梯形圖</b></p><p><b>　　功能塊圖</b></p><p><b>　　指令表</b></p><p><b>　　文本結構</b></p><p>　　

61、標準中有兩種圖形語言——梯形圖（LD）和功能塊圖（FBD），還有兩種文字語言——指令表（IL）和結構文本（ST），可以認為順序功能圖（SFC）是一種結構塊控制程序流程圖。</p><p>　　順序功能圖（SFC）</p><p>　　SFC提供了一種組織程序的圖形方法，在SFC中可以用別的語言嵌套編程。步、轉(zhuǎn)換和動作（Action）是SFC中的三種主要元件（見圖5）。步是一種邏輯塊，即對應

62、于特定的控制任務的編程邏輯；動作是控制任務的獨立部分；轉(zhuǎn)換是從一個任務到另一個任務的原因。</p><p>　　作為梯形圖語言，SFC提供用戶了以上三種基本結構（見圖5）。在順序結構中，CPU首先反復執(zhí)行1中的動作，直到轉(zhuǎn)換1變?yōu)椤?”狀態(tài)，CPU才處理第2步。在選擇支路中，取決于哪一個轉(zhuǎn)換是活動的，CPU只執(zhí)行一條支路。在并行支路中，所有的支路被同時執(zhí)行。</p><p>　　對于目前大

63、多數(shù)PLC來說，SFC還僅僅作為組織編程的工具使用，尚需用其它的編程語言（如梯形圖）將它轉(zhuǎn)換為PLC可執(zhí)行的程序。因此，通常只是將SFC作為PLC的輔助編程工具，而不是一種獨立的編程語言。</p><p><b>　　梯形圖(LD)</b></p><p>　　梯形圖是使用得最多的PLC圖形編程語言，有時又被稱為電路或程序。它是一種軟件信息，是一種反映PLC的輸入輸出

64、控制邏輯關系的程序軟件，它與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的梯形圖（硬件）電路不同，不是真正的物理（硬件）電路，一定不能把它們當作硬件電路來看待。由于梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，因此很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣技術人員掌握，特別適用于開頭量邏輯控制。</p><p>　　IEC1131-3的梯形圖中除了線圈、常開觸點和常閉觸點外，還允許增加功能和功能塊。</p><p&

65、gt;　　1、梯形圖的主要特點</p><p>　?。?）PLC梯形圖是的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等。但是它們不是真實物理繼電器（即硬件繼電器），而是在軟件中使用的編程元件。</p><p>　?。?）梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為公共母線（Bus bar）。在分析梯形圖的邏輯關系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線之間有一

66、個左正右負的直流電源電壓。當圖6中的觸點1、2接通時，可假設“概念電流”或“能流”（Power flow）從左向右流動，這一方向與執(zhí)行用戶程序時的邏輯運算的順序一致。能流的方向只能從左向右流動，因此圖6中（a）圖應改為圖（b）所示的等效電路。</p><p>　?。?）根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關系，求出與圖中各線圈對應的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。邏輯運算是按梯形圖中從上到下、從左到右的順序進行的

67、。解算的結果立即可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯結算是根據(jù)輸入映象寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的。</p><p>　?。?）梯形圖中的線圈應放在最右邊，圖7（a）的電路應改為圖7（b）中的電路。</p><p>　?。?）梯形圖中各編程元件的常開觸點和常閉觸點均可無限次的使用。</p><p>　　2、梯形圖經(jīng)驗設計方法：</p&

68、gt;<p>　?。?）.可根據(jù)原有的繼電邏輯控制圖進行轉(zhuǎn)化設計；</p><p>　?。?）.沒有固定的方法和步驟可遵循，試探性和隨意性強；</p><p>　?。?）.由于需要中間變量完成記憶聯(lián)鎖互鎖，需要考慮的因素很多；</p><p>　?。?）.設計耗時長，且修改麻煩；</p><p><b>　　3、梯形圖

69、編規(guī)則：</b></p><p>　?。?）、 每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件的觸點使用時沒有數(shù)量限制。</p><p>　?。?）、 梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接觸點）</p><p>　?。?）、線圈不能直接接在左邊母線上。</p><p>　?。?）、在一個程序中，同一編

70、號的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應盡量避免。</p><p>　?。?）、在梯形圖中沒有真實的電流流動，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關系，假定在梯形圖中有“電流”流動，這個“電流”只能在梯形圖中單方向流動——即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。 </p><p><b>　　功能塊圖(FBD)</b></p>

71、<p>　　這是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，具有數(shù)字電路基礎的人很容易掌握。該編程語言用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關系，方框的左側(cè)為邏輯運算輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓圈表示“非”運算，信號是自左向右流運的。</p><p>　　像SFC一樣，功能塊圖FBD也是一種圖形語言，在FBD中也允許嵌入別的語言（如梯形圖、指令表和結構文本）。</p><p

72、>　　2.5 PLC的硬件結構</p><p>　　PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機其硬件結構基本上與微型計算機從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。其結構如圖2-1所示。</p>

73、;<p>　　中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器I/O以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。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 映象區(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)運算的結果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)

74、，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行直到停止運行。 </p><p>　　（一）中央處理單元(CPU)</p><p>　　中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器I/O以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語

75、法錯誤。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 映象區(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)運算的結果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行直到停止運行。</p><p>　　為了進一步提高PLC 的可靠性近

76、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)，這樣即使某個CPU 出現(xiàn)故障整個系統(tǒng)仍能正常運行。</p><p>　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行

77、后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。 </p><p>　　CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。 </p><p>　　在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的

78、工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。 </p><p>　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模</p><p><b

79、>　　存儲器</b></p><p>　　存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器；</p><p>　　存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。</p><p>　　1 PLC 常用的存儲器類型 </p><p>　?。?） RAM (Random Assess Memory)，這是一種讀/寫存儲器(隨機存儲器) ，其存取

80、速度最快，由鋰電池支持。</p><p>　?。?） EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種可擦除的只讀存儲器，在斷電情況下存儲器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲器內(nèi)容)。</p><p>　?。?） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memo

81、ry)，這是一種電可擦除的只讀存儲器，使用編程器就能很容易地對其所存儲的內(nèi)容進行修改。</p><p>　　2 PLC 存儲空間的分配</p><p>　　雖然各種PLC 的CPU 的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù)PLC 的工作原理其存儲空間一般包括以下三個區(qū)域：</p><p><b>　　系統(tǒng)程序存儲區(qū)；</b></p>&l

82、t;p>　　系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)(包括I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設備等)；</p><p><b>　　用戶程序存儲區(qū)。</b></p><p>　　(1)系統(tǒng)程序存儲區(qū)</p><p>　　在系統(tǒng)程序存儲區(qū)中存放著相當于計算機操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序、等由制造廠商將其固化在EPROM

83、 中，用戶不能直接存取，它和硬件一起決定了該PLC 的性能。</p><p>　　(2)系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)</p><p>　　系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)包括I/O 映象區(qū)以及各類軟設備如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計時器、計數(shù)器、變址寄存器、累加器、等存儲器。</p><p>　　I/O 映象區(qū)，由于PLC 投入運行后只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)在輸出刷新階段

84、才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應的外設，因此它需要一定數(shù)量的存儲單元(RAM)以存放I/O 的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作I/O 映象區(qū)，一個開關量I/O 占用存儲單元中的一個位(bit)，一個模擬量I/O 占用存儲單元中的一個字(16 個bit)， 因此整個I/O 映象區(qū)可看作兩個部分組成：開關量I/O 映象區(qū)，模擬量I/O 映象區(qū)。</p><p><b>　　系統(tǒng)軟設備存儲區(qū)</b></

85、p><p>　　除了I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)還包括PLC 內(nèi)部各類軟設備(邏輯線圈、計時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等)的存儲區(qū)，該存儲區(qū)又分為具有失電保持的存儲區(qū)域和無失電保持的存儲區(qū)域，前者在PLC 斷電時由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會遺失，后者當PLC 斷電時數(shù)據(jù)被清零1) 邏輯線圈</p><p>　　與開關輸出一樣，每個邏輯線圈占用系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)中的一個位，但不能

86、直接驅(qū)動外設，只供用戶在編程中使用，其作用類似于電器控制線路中的繼電器，另外不同的PLC 還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。</p><p>　　2) 數(shù)據(jù)寄存器與模擬量I/O 一樣，每個數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)中的一個字(16bits) ，另外PLC 還提供數(shù)量不的特殊數(shù)據(jù)寄存器，具有不同的功能。</p><p><b>　　3) 計時器</b>

87、;</p><p><b>　　4) 計數(shù)器</b></p><p>　　(3) 用戶程序存儲區(qū) 用戶程序存儲區(qū)存放用戶編制的用戶程序，不同類型的PLC 其存儲容量各不相同。</p><p><b>　?。ㄈ?電源</b></p><p>　　PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有

88、一個良好的可靠得電源系統(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，一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)可以不采取其它措施，而將PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。</p><p><b>　?。ㄋ模㊣/O 模塊</b></p><p>　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸

89、入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。</p><p>　　常用的I/O分類如下： </p><p>　　開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 </

90、p><p>　　模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 </p><p>　　除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 </p><p>　　按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理

91、的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。 </p><p>　?。ㄎ澹㏄LC系統(tǒng)的其它設備 </p><p>　　編程設備：編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。

92、</p><p>　　人機界面：最簡單的人機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用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。 </p><p>　　（六）PLC的通信聯(lián)網(wǎng) </p><p>　　依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出&q

93、uot;網(wǎng)絡就是控制器"的觀點說法。</p><p>　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。現(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計算機一樣具有RS-232接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。 </p><p>　　當然，P

94、LC之間的通訊網(wǎng)絡是各廠家專用的，PLC與計算機之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標準總線，并向標準通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機型的PLC之間、PLC與計算機之間可以方便地進行通訊與聯(lián)網(wǎng)。  </p><p><b>　　（七）外部設備</b></p><p>　　外部設備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類 </p><p>　　1

95、. 編程設備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。 </p><p>　　2. 監(jiān)控設備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。 </p><p>　　3. 存儲設備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存

96、儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。 </p><p>　　4. 入輸出設備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機等。 </p><p>　　了解了PLC的基本結構，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳</p><p>　

97、　PLC的基本性能指標</p><p>　　可編程控制器的基本性能可用如下八條予以概括： </p><p><b>　　（一）工作速度 </b></p><p>　　工作速度是指PLC的CPU執(zhí)行指令的速度及對急需處理的輸入信號的響應速度。工作速度是PLC工作的基礎。速度高了，才可能通過運行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才可能不斷擴大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮PLC

98、的多種多樣的作用。 </p><p>　　PLC的指令是很多的。不同的PLC。指令的條數(shù)也不同。少的幾十條，多的幾百條。指令不同，執(zhí)行的時間也不同。但各種PLC總有一些基本指令，而且各種的PLC都有這些基本指令，故常以執(zhí)行一條基本指令的時間來衡量這個速度。這個時間當然越短越好，已從微秒級縮短到零點微秒級。并隨著微處理器技術的進步，這個時間還在縮短。 </p><p>　　執(zhí)行時間短可加快P

99、LC對一般輸入信號的響應速度。從討論PLC的工作原理知，從對PLC加入輸入信號，到PLC產(chǎn)生輸出，最理想的情況也要延遲一個PLC運行程序的周期。因為PLC監(jiān)測到輸入信號，經(jīng)運行程序后產(chǎn)生的輸出，才是對輸入信號的響應。不理想時，還要多延長一個周期。當輸入信號送入PLC時，PLC的輸入刷新正好結束，就是這種情況。這時，要多等待一個周期，PLC的輸入映射區(qū)才能接受到這個新的輸入信號。對一般的輸入信號，這個延遲雖可以接受，但對急需響應的輸入信號

100、，就不能接受了。對急需處理的輸人信號延遲多長時間PLC能予以響應，要另作要求。</p><p>　　為了處理急需響應的輸入信號，PLC有種種措施。不同的PLC措施也不完全相同，提高響應速度的效果也不同。一般的作法是采用輸入中斷，然后再輸出即時刷新，即中斷程序運行后，有關的輸出點立即刷新，而不等到整個程序運行結束后再刷新。 </p><p>　　這個效果可從兩個方面來衡量：一是能否對幾個輸入

101、信號作快速響應；二是快速響應的速度有多快。多數(shù)PLC都可對一個或多個輸入點作快速響應，快速響應時間僅幾個毫秒。性能高的、大型的PLC響應點數(shù)更多。 </p><p>　　工作速度關系到PLC對輸入信號的響應速度，是PLC對系統(tǒng)控制是否及時的前提。控制不及時，就不可能準確與可靠，特別是對一些需作快速響應的系統(tǒng)。這就是把工作速度作為PLC第一指標的原因。 </p><p><b>　

102、　（二）控制規(guī)模 </b></p><p>　　控制規(guī)模代表PLC控制能力，看其能對多少輸入、輸出點及對多少路模擬進行控制。 </p><p>　　控制規(guī)模與速度有關。因為規(guī)模大了，用戶程序也長，執(zhí)行指令的速度不快，勢必延長PLC循環(huán)的時間，也必然會延長PLC對輸入信號的響應。為了避免這個情況，PLC的工作速度就要快。所以，大型PLC的工作速度總是比小的要快。 </p&g

103、t;<p>　　控制規(guī)模還與內(nèi)存區(qū)的大小有關。規(guī)模大，用戶程序長，要求有更大的用戶存儲區(qū)。同時點數(shù)多，系統(tǒng)的存儲器輸入、輸出的信號區(qū)（輸入輸出繼電器區(qū)或稱輸入、輸出映射區(qū)）也大。這個區(qū)大，相應地內(nèi)部器件（解釋見后）也要增多，這些都要求有更大的系統(tǒng)存儲區(qū)。 </p><p>　　控制規(guī)模還與輸入、輸出電路數(shù)有關。如控制規(guī)模為1024點，那就得有1024條I/O電路。這些電路集成于I/O模塊中，而每個模

104、塊有多少路的I/O點總是有數(shù)的。所以，規(guī)模大，所使用的模塊也多。 </p><p>　　控制規(guī)模還與PLC指令系統(tǒng)有關。規(guī)模大的PLC指令條數(shù)多，指令的功能也強，才能應付對點數(shù)多的系統(tǒng)進行控制的需要。 </p><p>　　控制規(guī)模是對PLC其它性能指標起著制約作用的指標；也是PLC劃分為微、小、中、大和特大型 </p><p><b>　?。ㄈ┙M成模塊

105、 </b></p><p>　　PLC的結構雖有箱體及模塊式之分，但從質(zhì)上看，箱體也是模塊，只是它集成了更多的功能。在此，不妨把PLC的模塊組成當作所有PLC的結構性能。 </p><p>　　這個性能含義是指某型號PLC具有多少種模塊，各種模塊都有什么規(guī)格，并各具什么特點。 </p><p>　　一般講，規(guī)模大的PLC，檔次高的PLC模塊的種類也多，規(guī)

106、格也多，反映它的特點的性能指標也高。但模塊的功能則單一些。相反，小型PLC、檔次低的PLC模塊種類也少，規(guī)格也少，指標也低。但功能則多樣些，以至于集成為箱體。 </p><p>　　組成PLC的模塊是PLC的硬件基礎，只有弄清所選用的PLC都具有那些模塊及其特點，才能正確選用模塊，去組成一臺完整的PLC，以滿足控制系統(tǒng)對PLC的要求。 </p><p>　　常見的PLC模塊有： </

107、p><p>　　CPU模塊，它是PLC的硬件核心。PLC的主要性能，如速度、規(guī)模都由它的性能來體現(xiàn)。 </p><p>　　電源模塊，它為PLC運行提供內(nèi)部工作電源，而且，有的還可為輸入信號提供電源。 </p><p>　　I/O模塊，它集成了I/O電路，并依點數(shù)及電路類型劃分為不同規(guī)格的模塊。 內(nèi)存模塊，它主要存儲用戶程序，有的還為系統(tǒng)提供輔加的工作內(nèi)存。在結構上內(nèi)存

108、模塊都是附加于CPU模塊之中。 </p><p>　　底板、機架模塊，它為PLC各模塊的安裝提供基板，并為模塊間的聯(lián)系提供總線。若干底板間的聯(lián)系有的用接口模塊，有的用總線接口。不同廠家或同一廠家但不同類型的PLC都不大相同。 </p><p>　　箱體式的PLC還有I/O擴展箱體，它不含CPU，僅有電源及I/O單元的功能。擴展箱體也依I/O點數(shù)的多少劃分有不同的規(guī)格。 </p>