plc交通燈

1、<p>　　關(guān)鍵字：交通燈、PLC、自動(dòng)控制、國(guó)際化</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特

2、點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。</p><p>　　交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。隨著中國(guó)加入WTO，我們不但要在經(jīng)濟(jì)、文化、科技等各方面與國(guó)際接軌，在交通控制方面也應(yīng)與國(guó)際接軌。俗話說(shuō)“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路還是無(wú)法保障暢通安全。作為交通控制的重要組成部份的交通信號(hào)燈也應(yīng)適合社會(huì)實(shí)際情況。因此，本人選擇制作十字路口交

3、通燈。</p><p>　　Key word: Traffic light, PLC, automatic allies control。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development at full speed of science and technology in re

4、cent years, the application of the one-chip computer is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automa

5、tically controlled one-chip computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the structure of the concrete hard</p

6、><p>　　The appearance of the traffic signal lamp , make the traffic be controlled effectively, for dredging the flow of traffic, improving the traffic capacity of the road, there are obvious results to reduce t

7、he traffic accident. As China joins WTO, we will not only be in line with international standards in such different fields as economy ,culture ,sciencandtechnology ,etc. should be in line with international standards too

8、 in traffic control. As the saying goes " want rich , repair the roads first </p><p>　　第一章 PLC的基礎(chǔ)知識(shí)</p><p><b>　　1.1 概述 </b></p><p>　　可編程控制器（Programmable Controller）

9、是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。</p><

10、;p>　　1.2 PLC的由來(lái)</p><p>　　在60年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號(hào)更新的周期愈來(lái)愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時(shí)，費(fèi)工，費(fèi)料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現(xiàn)狀，美國(guó)通用汽車公司在1969年公開(kāi)招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電

11、器控制裝置，并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即： </p><p>　　1、編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；</p><p>　　2、維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；</p><p>　　3、可靠性高于繼電器控制裝置；</p><p>　　4、體積小于繼電器控制裝置；</p><p>　　5、數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；</p>

12、<p>　　6、成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；</p><p>　　7、輸入可以是交流115V；</p><p>　　8、輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；</p><p>　　9、在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；10、用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。 </p><p>　　1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（D

13、EC）研制出第一臺(tái)PLC，在美國(guó)通用汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可行性高，通用靈活，體積小，使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。到1971年，已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國(guó)家的高度重視。1971日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺(tái)PLC。1973年，西歐國(guó)家也研制出它們的第一臺(tái)PLC。我國(guó)

14、從1974年開(kāi)始研制。于1977年開(kāi)始工業(yè)應(yīng)用。</p><p><b>　　PLC的定義</b></p><p>　　可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中

15、對(duì)PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?lt;/p><p>　　1.4 PLC的工作原理</p>

16、;<p>　　PLC(Power Line Communication)即電力線通信是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式。迄今，PLC技術(shù)已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，在技術(shù)發(fā)展的各個(gè)階段，電力系統(tǒng)已經(jīng)得到了不同的應(yīng)用。在高壓輸電網(wǎng)（35kV以上）、中壓輸電網(wǎng)（10kV-35kV）以及低壓(10kV以下)的各個(gè)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ崝?shù)率不斷提高。現(xiàn)階段，在低壓配電網(wǎng)上傳輸數(shù)率已由1Mbps發(fā)展到2Mbps、14Mbps、

17、24Mbps、45Mbps甚至達(dá)到100Mbps和200Mbps的高速率，傳輸距離可達(dá)300米。在中壓配電網(wǎng)傳輸技術(shù)方面，高于10Mbps數(shù)據(jù)信號(hào)的設(shè)想和方案也日益引起人們的重視并開(kāi)發(fā)成功。 </p><p>　　PLC的工作原理：電力線是一個(gè)極其不穩(wěn)定的高躁聲、強(qiáng)衰減的傳輸通道，要實(shí)現(xiàn)可靠的電力線高速數(shù)據(jù)通信，必須解決低壓配電網(wǎng)上各種因素如：噪聲、阻抗波動(dòng)、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電磁兼容性以及線路阻抗和容性負(fù)載引起的信號(hào)

18、衰減等主要因素對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽?</p><p>　　為了解決以上低壓配電網(wǎng)中各因素對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，在?guó)際范圍內(nèi)，低壓配電網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)通信普遍選擇了正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）作為核心調(diào)制技術(shù)。OFDM技術(shù)采用多路窄帶正交子載波，同時(shí)傳輸多路數(shù)據(jù)，每路信號(hào)的碼元時(shí)間較長(zhǎng)，可以避免碼元間干擾。通過(guò)動(dòng)態(tài)選擇可用的子載波，該技術(shù)可以

19、減少窄帶干擾和頻率的谷點(diǎn)的影響。OFDM技術(shù)起源于二十世紀(jì)六十年代，主要用于軍用高頻通信系統(tǒng)。70年代，隨著離散傅立葉變換來(lái)實(shí)現(xiàn)多載波調(diào)制技術(shù)的提出，以及近年來(lái)數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)的飛速發(fā)展，OFDM作為一種可以有效對(duì)抗信號(hào)波形間干擾的高速傳輸技術(shù)被廣泛應(yīng)用于民用通信系統(tǒng)中。目前在無(wú)線局域網(wǎng)已經(jīng)采用了該技術(shù)，第四代移動(dòng)通信（4G）中將采用OFDM技術(shù)。 </p><p>　　PLC的幾種接入方案</p

20、><p>　　在低壓配電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般情況下，由頭端（HE）和用戶端（CE）組成。頭端一般安裝在配電變壓器低壓出線端，它主要實(shí)現(xiàn)PLC高頻信號(hào)和傳統(tǒng)的寬帶通信信號(hào)的互相轉(zhuǎn)換。PLC頭端的一側(cè)通過(guò)電容或電感耦合器連接電力電纜，注入和提取高頻PLC信號(hào)；另一側(cè)通過(guò)傳統(tǒng)電信接入方式，如xDLS、光纖或以太網(wǎng)等連接至Internet。用戶側(cè)稱為“電力貓”的設(shè)備，主要由接口、調(diào)制解調(diào)和耦合等三部分組成。用戶的計(jì)算機(jī)通過(guò)以太

21、網(wǎng)接口或USB接口、普通話機(jī)通過(guò)RJ-11接口與“電力貓”相連。實(shí)現(xiàn)高速上網(wǎng)、IP電話以及IP視頻等多媒體接入服務(wù)。</p><p>　　1.5 PLC的結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu)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(gè)不可拆卸的整

22、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(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。</p><p><b>　　相同如圖所示：</b></p><p>　?。ㄒ唬┲醒胩幚韱卧?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(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、

23、檢查電源、存儲(chǔ)器I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)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(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行。</p

24、><p>　　為了進(jìn)一步提高PLC 的可靠性近年來(lái)對(duì)大型PLC 還采用雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或采用三CPU 的表決式系統(tǒng)，這樣即使某個(gè)CPU 出現(xiàn)故障整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)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(gè)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(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診

25、斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，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(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。 </p><p>　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。 </p><p&g

26、t;　　在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)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(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)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

27、限制著控制規(guī)模</p><p><b>　　存儲(chǔ)器</b></p><p>　　存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；</p><p>　　存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。</p><p>　　1 PLC 常用的存儲(chǔ)器類型</p><p>　?。?） RAM (Random Asses

28、s Memory)，這是一種讀/寫存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器) ，其存取速度最快，由鋰電池支持。</p><p>　　（2） EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器，在斷電情況下存儲(chǔ)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(chǔ)器內(nèi)容)。</p><p>　　（3） EEPROM(Electrical Eras

29、able Programmable Read Only Memory)，這是一種電可擦除的只讀存儲(chǔ)器，使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改。</p><p>　　2 PLC 存儲(chǔ)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(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域：</p><p><b>　　

30、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)；</b></p><p>　　系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)(包括I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等)；</p><p><b>　　用戶程序存儲(chǔ)區(qū)。</b></p><p>　　(1)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)</p><p>　　在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)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

31、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 中，用戶不能直接存取，它和硬件一起決定了該P(yáng)LC 的性能。</p><p>　　(2)系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)</p><p>　　系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)包括I/O 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器、等存儲(chǔ)器。</p><p>　　I/O 映象區(qū)，由于PLC 投入

32、運(yùn)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)在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)，因此它需要一定數(shù)量的存儲(chǔ)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(gè)開(kāi)關(guān)量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位(bit)，一個(gè)模擬量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字(16 個(gè)bit)， 因此整個(gè)I/O 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開(kāi)關(guān)量I/O 映象區(qū)，模擬量I/O 映象區(qū)。</p><p>&l

33、t;b>　　系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū)</b></p><p>　　除了I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)還包括PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備(邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等)的存儲(chǔ)區(qū)，該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在PLC 斷電時(shí)由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失，后者當(dāng)PLC 斷電時(shí)數(shù)據(jù)被清零1) 邏輯線圈</p><p>　　與開(kāi)

34、關(guān)輸出一樣，每個(gè)邏輯線圈占用系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)位，但不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，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(gè)數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)字(16bits) ，另外PLC 還提供數(shù)量不的特殊數(shù)據(jù)寄存器，具

35、有不同的功能。</p><p><b>　　3) 計(jì)時(shí)器</b></p><p><b>　　4) 計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　(3) 用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編制的用戶程序，不同類型的PLC 其存儲(chǔ)容量各不相同。</p><p><b>　?。ㄈ?電源</b

36、></p><p>　　PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的可靠得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC 的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視，一般交流電壓波動(dòng)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&g

37、t;　　PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)量：

38、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。 </p><p>　　模擬量：按信號(hào)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&g

39、t;<p>　　按I/O點(diǎn)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所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 </p><p>　?。ㄎ澹㏄LC系統(tǒng)的其它設(shè)備 </p><p>　　編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)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(chǎng)控制運(yùn)

40、行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。 </p><p>　　人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)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(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。 </p><p>　　（六）PLC的通信聯(lián)網(wǎng) </p><p>　　依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

41、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(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說(shuō)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(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)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(jì)算機(jī)一樣具有RS-232接口，通過(guò)雙絞線、同軸電

42、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(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。 </p><p><b>　?。ㄆ撸┩獠吭O(shè)備</b></p><p>　　外

43、部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類 </p><p>　　1. 編程設(shè)備：有簡(jiǎn)易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)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(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。 </p><p>　　2. 監(jiān)控設(shè)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(guò)畫(huà)面監(jiān)視數(shù)據(jù)。 </

44、p><p>　　3. 存儲(chǔ)設(shè)備：有存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤或只讀存儲(chǔ)器，用于永久性地存儲(chǔ)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(shè)備：用于接收信號(hào)或輸出信號(hào)，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。 </p><p>　　了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們?cè)谫?gòu)買程控器時(shí)就有了一個(gè)基本配置的

45、概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳</p><p>　　1.6 PLC的基本性能指標(biāo)</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>　?。ㄒ唬┕ぷ魉俣?</b></p><p>　　工作速度是指PLC的CPU執(zhí)行指令的速度及對(duì)急需處理的輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。工

46、作速度是PLC工作的基礎(chǔ)。速度高了，才可能通過(guò)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮PLC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(shí)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(shí)間來(lái)衡量這個(gè)速度。這個(gè)時(shí)間當(dāng)然越短越好，已從微秒級(jí)縮短到零點(diǎn)微秒級(jí)。并隨著

47、微處理器技術(shù)的進(jìn)步，這個(gè)時(shí)間還在縮短。 </p><p>　　執(zhí)行時(shí)間短可加快PLC對(duì)一般輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。從討論P(yáng)LC的工作原理知，從對(duì)PLC加入輸入信號(hào)，到PLC產(chǎn)生輸出，最理想的情況也要延遲一個(gè)PLC運(yùn)行程序的周期。因?yàn)镻LC監(jiān)測(cè)到輸入信號(hào)，經(jīng)運(yùn)行程序后產(chǎn)生的輸出，才是對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)。不理想時(shí)，還要多延長(zhǎng)一個(gè)周期。當(dāng)輸入信號(hào)送入PLC時(shí)，PLC的輸入刷新正好結(jié)束，就是這種情況。這時(shí)，要多等待一個(gè)周期，P

48、LC的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號(hào)。對(duì)一般的輸入信號(hào)，這個(gè)延遲雖可以接受，但對(duì)急需響應(yīng)的輸入信號(hào)，就不能接受了。對(duì)急需處理的輸人信號(hào)延遲多長(zhǎng)時(shí)間PLC能予以響應(yīng)，要另作要求。</p><p>　　為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào)，PLC有種種措施。不同的PLC措施也不完全相同，提高響應(yīng)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(shí)刷新，即中斷程序運(yùn)行后，有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新，而不等到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束

49、后再刷新。 </p><p>　　這個(gè)效果可從兩個(gè)方面來(lái)衡量：一是能否對(duì)幾個(gè)輸入信號(hào)作快速響應(yīng)；二是快速響應(yīng)的速度有多快。多數(shù)PLC都可對(duì)一個(gè)或多個(gè)輸入點(diǎn)作快速響應(yīng)，快速響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)毫秒。性能高的、大型的PLC響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。 </p><p>　　工作速度關(guān)系到PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度，是PLC對(duì)系統(tǒng)控制是否及時(shí)的前提?？刂撇患皶r(shí)，就不可能準(zhǔn)確與可靠，特別是對(duì)一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。這

50、就是把工作速度作為PLC第一指標(biāo)的原因。 </p><p><b>　?。ǘ┛刂埔?guī)模 </b></p><p>　　控制規(guī)模代表PLC控制能力，看其能對(duì)多少輸入、輸出點(diǎn)及對(duì)多少路模擬進(jìn)行控制。 </p><p>　　控制規(guī)模與速度有關(guān)。因?yàn)橐?guī)模大了，用戶程序也長(zhǎng)，執(zhí)行指令的速度不快，勢(shì)必延長(zhǎng)PLC循環(huán)的時(shí)間，也必然會(huì)延長(zhǎng)PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)

51、。為了避免這個(gè)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><p>　　控制規(guī)模還與內(nèi)存區(qū)的大小有關(guān)。規(guī)模大，用戶程序長(zhǎng)，要求有更大的用戶存儲(chǔ)區(qū)。同時(shí)點(diǎn)數(shù)多，系統(tǒng)的存儲(chǔ)器輸入、輸出的信號(hào)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(gè)區(qū)大，相應(yīng)地內(nèi)部器件（解釋見(jiàn)后）也要增多，這些都要求有更大的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)。 </p><p>　　控制規(guī)模還與輸入、輸

52、出電路數(shù)有關(guān)。如控制規(guī)模為1024點(diǎn)，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(gè)模塊有多少路的I/O點(diǎn)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(guān)。規(guī)模大的PLC指令條數(shù)多，指令的功能也強(qiáng)，才能應(yīng)付對(duì)點(diǎn)數(shù)多的系統(tǒng)進(jìn)行控制的需要。 </p><p>　　控制規(guī)模是對(duì)PLC其它性能指標(biāo)起著制約作用的指標(biāo)；也是PLC劃分

53、為微、小、中、大和特大型 </p><p><b>　?。ㄈ┙M成模塊 </b></p><p>　　PLC的結(jié)構(gòu)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(dāng)作所有PLC的結(jié)構(gòu)性能。 </p><p>　　這個(gè)性能含義是指某型號(hào)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(diǎn)。

54、 </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)格也多，反映它的特點(diǎn)的性能指標(biāo)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(biāo)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(chǔ)，只有弄清所選用的PLC都具有那些模塊及其特點(diǎn)，才能正確選用模塊，去組成一臺(tái)完整的PLC，以滿足

55、控制系統(tǒng)對(duì)PLC的要求。 </p><p>　　常見(jiàn)的PLC模塊有： </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(lái)體現(xiàn)。 </p><p>　　電源模塊，它為PLC運(yùn)行提供內(nèi)部工作電源，而且，有的還可為輸入信號(hào)提供電源。 </p><p>　　I/O模塊，它集成了I/O電路，并依點(diǎn)數(shù)及電

56、路類型劃分為不同規(guī)格的模塊。 內(nèi)存模塊，它主要存儲(chǔ)用戶程序，有的還為系統(tǒng)提供輔加的工作內(nèi)存。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)存模塊都是附加于CPU模塊之中。 </p><p>　　底板、機(jī)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(kuò)展箱體，它不含

57、CPU，僅有電源及I/O單元的功能。擴(kuò)展箱體也依I/O點(diǎn)數(shù)的多少劃分有不同的規(guī)格。 </p><p>　　除上述模塊，PLC還有特殊的或稱智能或稱功能模塊。如A/D（模入）模塊、D/A（模出）模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、位控模塊、溫度模塊等等。這些模塊有自己的CPU，可對(duì)信號(hào)作預(yù)處理或后處理，以簡(jiǎn)化PLC的CPU對(duì)復(fù)雜的程控制量的控制。智能模塊的種類、特性也大不相同，性能好的PLC，這些模塊種類多，性能也好。 </

58、p><p>　　通訊模塊，它接人PLC后，可使PLC與計(jì)算機(jī)，或PLC與PLC進(jìn)行通訊，有的還可實(shí)現(xiàn)與其它控制部件，如變頻器、溫控器通訊，或組成局部網(wǎng)絡(luò)。通訊模塊代表PLC的組網(wǎng)能力，代表著當(dāng)今PLC性能的重要方面。 </p><p>　　掌握PLC性能，一定要了解它的模塊，并通過(guò)了解模塊的性能，去弄清楚PLC的性能。 </p><p>　　除了模塊，PLC還有外部設(shè)備

59、。 </p><p>　　盡管用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制可不用外部設(shè)備，配置好合適的模塊就行了。然而，要對(duì)PLC編程，要監(jiān)控PLC及其所控制的系統(tǒng)的工作狀況，以及存儲(chǔ)用戶程序、打印數(shù)據(jù)等，就得使用PLC的外部設(shè)備。故一種PLC的性能如何，與這種PLC所具外部設(shè)備豐富與否，外部設(shè)備好用與否直接相關(guān)。 </p><p>　　PLC的外部設(shè)備有四大類： </p><p>　

60、　編程設(shè)備：簡(jiǎn)單的為簡(jiǎn)易編程器，多只接受助記將編程，個(gè)別的也可用圖形編程（如日本東芝公司的EX型可編程控制器）。復(fù)雜一點(diǎn)的有圖形編程器，可用梯形圖語(yǔ)編程。有的還有專用的計(jì)算機(jī)，可用其它高級(jí)語(yǔ)編程。編程器除了用于編程，還可對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定，以確定PLC控制方式，或工作方式。編程器還可監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，以進(jìn)行PLC用戶程序的調(diào)試。 </p><p>　　監(jiān)控設(shè)備：小的有數(shù)據(jù)監(jiān)視器，可監(jiān)視數(shù)據(jù)；

61、大的還可能有圖形監(jiān)視器，可通過(guò)畫(huà)面監(jiān)視數(shù)據(jù)。除了不能改變PLC的用戶程序，編程器能做的它都能做，是使用PLC很好的界面。性能好的PLC，這種外部設(shè)備已越來(lái)越豐富。 </p><p>　　存儲(chǔ)設(shè)備：它用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失。這些設(shè)備，如存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤或只讀存儲(chǔ)器。而為實(shí)現(xiàn)這些存儲(chǔ)，相應(yīng)的就有存卡器、磁帶機(jī)、軟驅(qū)或ROM寫入器，以及相應(yīng)的接口部件。各種PLC大體都有這方面的配套設(shè)施。 &

62、lt;/p><p>　　輸入輸出設(shè)備：它用以接收信號(hào)或輸出信號(hào)，便于與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。輸入的有條碼讀入器，輸入模擬量的電位器等。輸出的有打印機(jī)、編程器、監(jiān)控器雖也可對(duì)PLC輸入信息，從PLC輸出信息，但輸入輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話更方便，可在現(xiàn)場(chǎng)條件下實(shí)現(xiàn)，并便于使用。隨著技術(shù)進(jìn)步，這種設(shè)備將更加豐富。 </p><p>　　外部設(shè)備已發(fā)展成為PLC系統(tǒng)的不可分割的一個(gè)部分。它的情況，當(dāng)然是選

63、用PLC必須了解的重要方面，所以也應(yīng)把它列為PLC性能的重要內(nèi)容。 </p><p><b>　?。ㄋ模﹥?nèi)存容量 </b></p><p>　　PLC內(nèi)存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。用戶內(nèi)存主要用以存儲(chǔ)用戶程序，個(gè)別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。系統(tǒng)內(nèi)存是與CPU配置在一起的。CPU既要具備訪問(wèn)這些內(nèi)存的能力，還應(yīng)提供相應(yīng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。 </p><p&

64、gt;　　用戶內(nèi)存大小與可存儲(chǔ)的用戶程序量有關(guān)。內(nèi)存大，可存儲(chǔ)的程序量大，也就可進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。從發(fā)展趨勢(shì)看，內(nèi)存容量總是在不斷增大著。大型PLC的內(nèi)存容量可達(dá)幾十k，以至于一百多k。系統(tǒng)內(nèi)存對(duì)于用戶，主要體現(xiàn)在PLC能提供多少內(nèi)部器件。不同的內(nèi)部器件占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域。在物理上并無(wú)這些器件，僅僅為RAM。但通過(guò)運(yùn)行程序進(jìn)行使用時(shí)，給使用者提供的卻實(shí)實(shí)在在有這些器件。 </p><p>　　內(nèi)存器件種類越

65、多，數(shù)量越多，越便于PLC進(jìn)行種種邏輯量及模擬控制。它也是代表 </p><p>　　PLC性能的重要指標(biāo)。 </p><p>　　PLC內(nèi)部器件有： </p><p>　　I/O繼電器，或稱映射區(qū)。它與PLC所能控制的I/O點(diǎn)數(shù)及模擬量的路數(shù)直接相關(guān)。 內(nèi)部繼電器數(shù)，有的稱為標(biāo)志位數(shù)，代表著PLC的內(nèi)部繼電器數(shù)。它與I/O繼電器區(qū)相聯(lián)系著，有時(shí)與后者相聯(lián)系進(jìn)行處理

66、。內(nèi)部繼電器多，便于PLC建立復(fù)雜的時(shí)序關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)多種多樣的控制要求。一般講，內(nèi)部繼電器數(shù)比I/O繼電器要多得多。 </p><p>　　有的內(nèi)部繼電器還可丟電保持，即它的狀態(tài)（ON或OFF）、PLC丟電后，靠?jī)?nèi)部電池仍予以保持。再上電后可繼續(xù)丟電前的狀態(tài)。保持繼電器可增強(qiáng)PLC控制能力，特別對(duì)記錄故障，故障排除后恢復(fù)運(yùn)行，更顯得有用。 </p><p>　　定時(shí)器，可進(jìn)行定時(shí)控制。定時(shí)

67、值可任意設(shè)定。定時(shí)器有多少，設(shè)定范圍有多大，設(shè)定值的分辨率又是多少，這些都代表定時(shí)器件的性能。 </p><p>　　計(jì)數(shù)器，可進(jìn)行計(jì)數(shù)，到達(dá)某設(shè)定計(jì)數(shù)值可發(fā)送相應(yīng)信號(hào)?？蛇M(jìn)行什么樣的計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)范圍多大，怎么設(shè)定，有多少計(jì)數(shù)器，則是PLC計(jì)數(shù)器性能的代表指標(biāo)。 </p><p>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，用以存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)。多以字、兩字或多字為單位予以使用，是PLC進(jìn)行模擬量控制，或記錄數(shù)據(jù)所必不可少

68、的。這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的大小代表PLC的性能也是越大越好。趨勢(shì)也是越來(lái)越大。小型機(jī)也如此。如日本OMRON公司的CQM1機(jī)，其DM區(qū)就有6k字。而過(guò)去同是小型機(jī)的C60P的DM區(qū)才64個(gè)字。大型機(jī)的DM可達(dá)10K以至幾十K。 </p><p>　　此外還有其它一些內(nèi)部器件，了解某PLC性能時(shí)，也都必須掌握它。 </p><p>　　內(nèi)部器件也是PLC指令的操作數(shù)，不弄清楚是無(wú)法編程的。 </

69、p><p><b>　?。ㄎ澹┲噶钕到y(tǒng) </b></p><p>　　PLC有多少條指令，各條指令又具有什么功能，是了解與使用PLC的重要方面。你不懂PLC指令怎么編程，沒(méi)有程序，PLC又怎么工作？ </p><p>　　PLC的指令越來(lái)越多，越來(lái)越豐富。功能很強(qiáng)的指令，綜合多種作用的指令日見(jiàn)增多。 </p><p>　　P

70、LC的指令繁多，但主要的有這么幾種類型： </p><p>　　基本邏輯指令，用于處理邏輯關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)邏輯控制。這類指令不管什么樣的PLC都總是有的。 </p><p>　　數(shù)據(jù)處理指令，用于處理數(shù)據(jù)，如譯碼，編碼，傳送、移位等等。 </p><p>　　數(shù)據(jù)運(yùn)算指令，用于進(jìn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算，如十、一、X、/等，可進(jìn)行整形數(shù)計(jì)算，有的還可浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算；也可進(jìn)行邏輯量運(yùn)算，等

71、等。 </p><p>　　流程控制指令，用以控制程序運(yùn)行流程。PLC的用戶程序一般是從零地址的指令開(kāi)始執(zhí)行，按順序推進(jìn)。但遇到流程控制指令也可作相應(yīng)改變。流程控制指令也較多，運(yùn)用得好，可使程序簡(jiǎn)練，并便于調(diào)試與閱讀。 </p><p>　　狀態(tài)監(jiān)控指令，用以監(jiān)視及記錄PLC及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對(duì)提高PLC控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。 </p><p>　　當(dāng)

72、然，并不是所有的PLC都有上述那么多類的指令，也不是有的PLC僅有上述幾類指令。以上只是指出幾個(gè)例子，說(shuō)明要從哪幾個(gè)方面了解PLC指令，從中也可大致看出指令的多少及功能將怎樣影響PLC的性能。 </p><p>　　除了指令，為進(jìn)行通訊，PLC還有相應(yīng)的協(xié)議與通訊指令或命令，這些也反映了PLC的性能。 </p><p><b>　　（六）支持軟件 </b></p

73、><p>　　為了便于編制PLC程序，多數(shù)PLC廠家都開(kāi)發(fā)有關(guān)計(jì)算機(jī)支持軟件。 </p><p>　　從本質(zhì)上講，PLC所能識(shí)別的只是機(jī)器語(yǔ)言。它之所以能使用一些助記符語(yǔ)言、梯形圖語(yǔ)言、流程圖語(yǔ)言，以至高級(jí)語(yǔ)言，全靠為使用這些語(yǔ)言而開(kāi)發(fā)的種種軟件。 </p><p>　　助記符語(yǔ)言是最基本也是最簡(jiǎn)單的PLC語(yǔ)言。它類似計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，PLC的指令系統(tǒng)就是用這種語(yǔ)言表達(dá)

74、的。這種語(yǔ)言僅使用文字符號(hào)，所使用的編程工具簡(jiǎn)單，用簡(jiǎn)易編程器即可。所以，多數(shù)PLC都配備有這種語(yǔ)言。 </p><p>　　梯形圖語(yǔ)言是圖形語(yǔ)言，它用類似于繼電器電路圖的符號(hào)表達(dá)PLC實(shí)現(xiàn)控制的邏輯關(guān)系。這種語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言有對(duì)應(yīng)關(guān)系，很容易互相轉(zhuǎn)換，并便于電氣工程師了解與熟悉，故用得很普遍，幾乎所有的PLC都開(kāi)發(fā)有這種語(yǔ)言。由于它是用圖形表達(dá)，小的編程器不好使用它，得有較大的液晶畫(huà)面的編程器，才能使用它。多數(shù)是

75、在計(jì)算機(jī)對(duì)PLC編程時(shí)，才使用這種語(yǔ)言。 </p><p>　　流程圖語(yǔ)言，它也是圖形語(yǔ)言，不過(guò)所用的符號(hào)不與電氣元件符號(hào)相似，而與計(jì)算機(jī)用的流程圖符號(hào)相似，便干計(jì)算機(jī)工作人員了解與熟悉。流程圖語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言也有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，只是它對(duì)應(yīng)的符號(hào)語(yǔ)言與梯形圖的對(duì)應(yīng)不一樣。熟悉計(jì)算機(jī)而又未從事過(guò)一般電氣工作的人員，樂(lè)于用這種語(yǔ)言對(duì)PLC編程。日本OMRON公司開(kāi)發(fā)的F系列機(jī)就是使用這種語(yǔ)言。 </p>&

76、lt;p>　　梯形圖與流程圖混合語(yǔ)言。這種語(yǔ)言，梯形圖與流程圖兩者兼用，可使PLC程序結(jié)構(gòu)化。它用流程圖把PLC程序劃分成若干結(jié)構(gòu)塊，并規(guī)范塊間的邏輯聯(lián)系。用梯形圖再確定塊中的種種量間的邏輯關(guān)系。這種混合語(yǔ)言有不同的實(shí)現(xiàn)方法，而且多用于大型的PLC的編程 </p><p>　　高級(jí)語(yǔ)言，PLC編程也可以使用高級(jí)語(yǔ)言，如BASIC、C語(yǔ)言等?？梢栽贒OS，也可在WINDOWS平臺(tái)上運(yùn)行。關(guān)鍵在于要把用高級(jí)語(yǔ)言

77、編寫的程序轉(zhuǎn)換成助記符語(yǔ)言，或直接轉(zhuǎn)換成PLC所能識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言。從根本上講，只要能實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)換的，什么高級(jí)語(yǔ)言都可以。而編寫這個(gè)轉(zhuǎn)換的軟件工作量很大，當(dāng)然應(yīng)由有關(guān)廠家開(kāi)發(fā)與提供。當(dāng)前不少PLC廠家已有提供。如GE－FANAC的PLC就提供有可用C語(yǔ)言編程的軟件。 </p><p>　　再前進(jìn)一步，從理論上講使用自然語(yǔ)言編程也是完全可能的。只是要下力氣去開(kāi)發(fā)，以及市場(chǎng)有這個(gè)需要。 </p><

78、p>　　支持軟件不僅編制PLC程序需要，監(jiān)控PLC運(yùn)行，特別是監(jiān)視PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況也需要。所以，多數(shù)支持編程的軟件，也具有監(jiān)視PLC工作的功能。 </p><p>　　此外，也有專用于監(jiān)控PLC工作的軟件，它多與PLC的監(jiān)視終端連用。 </p><p>　　有的PLC廠家或第三方廠家還開(kāi)發(fā)了使用PLC的組態(tài)軟件，用以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控，以及與PLC交換數(shù)據(jù)。

79、</p><p>　　PLC的用戶也可基于DOS或WINDOWS平臺(tái)開(kāi)發(fā)用于PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，以提高PLC系統(tǒng)自動(dòng)化及智能化水平。這方面的軟件已日益受到重視。 </p><p>　　總之，為了用好PLC，PLC的支持軟件越來(lái)越豐富，性能也越來(lái)越好，其界面也越來(lái)越友好，也因此，它的情況如何，已成為評(píng)判PLC性能的指標(biāo)之一。 </p><p><b>

80、　?。ㄆ撸┛煽靠刂?</b></p><p>　　為使PLC能可靠工作，在硬件與軟件兩個(gè)方面PLC廠家都采取了很多措施，對(duì)一些特殊可靠要求的PLC，還有相應(yīng)的特殊的措施，如熱備、冗余等等。這在介紹PLC的特點(diǎn)時(shí)已作了敘述?？煽看胧┑哪康氖窃黾覲LC平均故障間隔時(shí)間、MTBF（MeanTimeBetweenFailure）及減少PLC的平均修復(fù)時(shí)間、MTTR（MeanTimeToRepair），以提高P

81、LC的有效度A（Availability）。 </p><p>　　A=MTBF/(MTBF+MTTR) </p><p><b>　　式中A--有效率 </b></p><p>　　MTBF--平均故障間隔時(shí)間 </p><p>　　MTTR--平均修復(fù)時(shí)間 </p><p>　　當(dāng)然，A值越大

82、越好，它可使PLC系統(tǒng)得到充分的利用，是為什么要使用PLC的重要指標(biāo)。而從上式可知，MTBF越大，MTTR越小，則A越大。所以，PLC的可靠措施都是圍繞提高M(jìn)TBF及MTTR值進(jìn)行的。 </p><p>　　鑒于可靠工作是PLC的重要特點(diǎn)，至關(guān)重要，故有關(guān)提高M(jìn)TBF及降低MTTR的措施如何，以及PLC的MTBF與MTTR值也成為PLC性能的重要指標(biāo)。 </p><p><b>

83、　?。ò耍┙?jīng)濟(jì)指標(biāo) </b></p><p>　　以上七條講的都是PLC的技術(shù)性能。其實(shí)，使用PLC，還要考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)是基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)上不合算，不能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，使用PLC也就沒(méi)有基礎(chǔ)。所以，這個(gè)指標(biāo)也是重要的。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最簡(jiǎn)單的就是看價(jià)格。一般講，同樣技術(shù)性能的PLC，價(jià)格低其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就好 </p><p>　　此外，還要看供貨情況，供貨不及時(shí)，影響使用，價(jià)格即使低，也不一定

84、就好；看技術(shù)服務(wù)，資料不全，用戶出現(xiàn)問(wèn)題得不到技術(shù)支持也不好。 </p><p>　　對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)還要作綜合分析，要看使用了PLC能否帶來(lái)效益，然后，再分析使用哪家的PLC效益更好些。</p><p>　　1.7 PLC 的分類及應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　可編程控制器類型很多，可從不同的角度進(jìn)行分類： </p><p>　?。ㄒ唬┌纯刂埔?guī)模

85、分 </p><p>　　控制規(guī)模主要指控制開(kāi)關(guān)量的入、出點(diǎn)數(shù)及控制模擬量的模入、模出，或兩者兼而有之（閉路系統(tǒng)）的路數(shù)。但主要以開(kāi)關(guān)量計(jì)。模擬量的路數(shù)可折算成開(kāi)關(guān)量的點(diǎn)，大致一路相當(dāng)于8～16點(diǎn)。 </p><p>　　依這個(gè)點(diǎn)數(shù)，PLC大致可分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)及大型機(jī)、超大型機(jī)。 </p><p>　　微型機(jī)控制點(diǎn)僅幾十點(diǎn)，如德維森公司的V80系列PLC

86、本體從16點(diǎn)到40點(diǎn)，OMRON公司的CPM1A系列PLC，西門子的Logo僅10點(diǎn)。 </p><p>　　小型機(jī)控制點(diǎn)可達(dá)100多點(diǎn)。如如德維森公司的V80系列PLC可擴(kuò)展到256點(diǎn)，OMRON公司的C60P可達(dá)148點(diǎn)，CQM1達(dá)256點(diǎn)。德國(guó)西門子公司的S7-200機(jī)可達(dá)64點(diǎn)。 </p><p>　　中型機(jī)控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)近500點(diǎn)，以至于千點(diǎn)。如德維森公司的PPC11系列可擴(kuò)展到1

87、024點(diǎn)，OMRON公司C200H機(jī)普通配置最多可達(dá)700多點(diǎn)，C200Ha機(jī)則可達(dá)1000多點(diǎn)。德國(guó)西門子公司的S7300機(jī)最多可達(dá)512點(diǎn)。 </p><p>　　大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)一般在1000點(diǎn)以上。如如德維森公司的PPC22系列可擴(kuò)展到2048點(diǎn)，OMRON公司的C1000H、CV1000，當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)1024點(diǎn)。C2000H、CV2000當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)2048點(diǎn)。 </p><p>

88、;　　超大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬(wàn)點(diǎn)，以至于幾萬(wàn)點(diǎn)。如美國(guó)GE公司的90－70機(jī)，其點(diǎn)數(shù)可達(dá)24000點(diǎn)，另外還可有8000路的模擬量。再如美國(guó)莫迪康公司的PC－E984--785機(jī)，其開(kāi)關(guān)量具總數(shù)為32k（32768），模擬量有2048路。西門子的SS－115U－CPU945，其開(kāi)關(guān)量總點(diǎn)數(shù)可達(dá)8k，另外還可有512路模擬量。等等。 </p><p>　　以上這種劃分是不嚴(yán)格的，只是大致的，目的是便于系統(tǒng)的配置及使

89、用。 </p><p>　　一般講，根據(jù)實(shí)際的I/O點(diǎn)數(shù)，凡落在上述不同范圍者，選用相應(yīng)的機(jī)型，性能價(jià)格比必然要高；相反，肯定要差些。 </p><p>　　自然，也有特殊情況。如控制點(diǎn)數(shù)不是非常之多，不是非用大型機(jī)不可，但因大型機(jī)的特殊控制單元多，可進(jìn)行熱備配置，因而采用了大型機(jī)。 </p><p><b>　?。ǘ┌唇Y(jié)構(gòu)劃分 </b>&l

90、t;/p><p>　　PLC可分為箱體式及模塊式兩大類。微型機(jī)、小型機(jī)多為箱體式的，但從發(fā)展趨勢(shì)看，小型機(jī)也逐漸發(fā)展成模塊式的了。如OMRON公司，原來(lái)小型機(jī)都是箱體式，現(xiàn)在的CQM1則為模塊式的。 </p><p>　　箱體的PLC把電源、CPU、內(nèi)存、I/O系統(tǒng)都集成在一個(gè)小箱體內(nèi)。一個(gè)主機(jī)箱體就是一臺(tái)完整的PLC，就可用以實(shí)現(xiàn)控制?？刂泣c(diǎn)數(shù)不符需要，可再接擴(kuò)展箱體，由主箱體及若干擴(kuò)展箱體

91、組成較大的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)較多點(diǎn)數(shù)的控制。 </p><p>　　模塊式的PLC是按功能分成若干模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。大型機(jī)的模塊功能更單一一些，因而模塊的種類也相對(duì)多些。這也可說(shuō)是趨勢(shì)。目前一些中型機(jī)，其模塊的功能也趨于單一，種類也在增鄉(xiāng)。如同樣OMRON公司C20系列PLC，H機(jī)的CPU單元就含有電源，而Ha機(jī)則把電源分出，有單獨(dú)的電源模塊。 </p><p&

92、gt;　　模塊功能更單一、品種更多，可便于系統(tǒng)配置，使PLC更能物盡其用，達(dá)到更高的使用效益。 </p><p>　　由模塊聯(lián)結(jié)成系統(tǒng)有三種方法： </p><p>　　1 無(wú)底板，靠模塊間接口直接相聯(lián)，然后再固定到相應(yīng)導(dǎo)軌上。德維森公司的V80系列PLC就是這種結(jié)構(gòu)，比較緊湊。 </p><p>　　2 有底板，所有模塊都固定在底板上。如德維森公司的PPC11、P

93、PC22和PPC31系列PLC，OMRON公司的C200Ha機(jī)，CV2000等中、大型機(jī)就是這種結(jié)構(gòu)。它比較牢固，但底板的槽數(shù)是固定的，如3、5、8、10槽等等。槽數(shù)與實(shí)際的模塊數(shù)不一定相等，配置時(shí)難免有空槽。這既浪費(fèi)，又多占空間，還得占空單元把多余的槽作填補(bǔ)。 </p><p>　　3用機(jī)架代替底板，所有模塊都固定在機(jī)架上。這種結(jié)構(gòu)比底板式的復(fù)雜，但更牢靠。一些特大型的PLC用的多為這種結(jié)構(gòu)。 </p&g

94、t;<p>　?。ㄈ┌瓷a(chǎn)廠家分 </p><p>　　目前生產(chǎn)PLC的廠家較多。但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均能生產(chǎn)的不算太多。較有影響的，在中國(guó)市場(chǎng)占有較大份額的公司有： </p><p>　　德國(guó)西門子公司：它有S5系列的產(chǎn)品。有S5－95U、100U、115U、135U及155U。135U、155U為大型機(jī)，控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)6000多點(diǎn)，模擬量可達(dá)300多路。最近還推

95、出S7系列機(jī)，有S7-200（小型）、S7-300（中型）及S7-400機(jī)（大型）。性能比S5大有提高。 </p><p>　　日本OMRON公司：它有CPM1A型機(jī)，P型機(jī)，H型機(jī)，CQM1、CVM、CV型機(jī)，Ha型、F型機(jī)等，大、中、小、微均有，特別在中、小、微方面更具特長(zhǎng)，在中國(guó)及世界市場(chǎng)，都占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。 </p><p>　　日本三菱公司的PLC也是較早推到我國(guó)來(lái)的。其小型機(jī)F

96、1前期在國(guó)內(nèi)用得很多，后又推出FX2機(jī)，性能有很大提高。它的中、大型機(jī)為A系列。AIS、AZC、A3A等。 </p><p>　　日本日立公司也生產(chǎn)PLC，其E系列為箱體式的?；鞠潴w有E-20、E-28、E－40、E－64。其I/O點(diǎn)數(shù)分別為12/8、16/12、24/16及40/24。另外，還有擴(kuò)展箱體，規(guī)格與主箱體相同其EM系列為模塊式的，可在16～160之間組合。 </p><p>

97、;　　日本東芝公司也生產(chǎn)PLC，其EX小型機(jī)及EX－PLUS小型機(jī)在國(guó)內(nèi)也用得很多。它的編程語(yǔ)言是梯形圖，其專用的編程器用梯形圖語(yǔ)言編程。另外，還有EX100系列模塊式PLC，點(diǎn)數(shù)較多，也是用梯形圖語(yǔ)言編程。 </p><p>　　日本松下公司也生產(chǎn)PLC。FP1系列為小型機(jī)，結(jié)構(gòu)也是箱體式的，尺寸緊湊。FP3為模塊式的，控制規(guī)模也較大，工作速度也很快，執(zhí)行基本指令僅0?l微秒。 </p><

98、p>　　日本富士公司也有PLC。其NB系列為箱體式的，小型機(jī)。NS系列為模塊式。</p><p>　　美國(guó)GE公司、日本FANAC合資的GE－FANAC的90－70機(jī)也是很吸引人的。據(jù)介紹。它具有25個(gè)特點(diǎn)。諸如，用軟設(shè)定代硬設(shè)定，結(jié)構(gòu)化編程，多種編程語(yǔ)言，等等。它有914、781／782、771／772、731／732等多種型號(hào)。另外，還有中型機(jī)90－30系列，其型號(hào)有344、331、323、321多種；

99、還有90－20系列小型機(jī)，型號(hào)為211。 </p><p>　　美國(guó)施奈德公司(莫迪康)的984機(jī)也是很有名的。其中E984－785可安31個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn)，總控制規(guī)?？蛇_(dá)63535點(diǎn)。小的為緊湊型的，如984-120，控制點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)，在最大與最小之間，共20多個(gè)型號(hào)。最近又推出Twido系列PLC，有10、16、20、24、40點(diǎn)幾種規(guī)格。 </p><p>　　美國(guó)AB（Alien－Br

100、adley）公司創(chuàng)建于1903年，在世界各地有20多個(gè)附屬機(jī)構(gòu)，10多個(gè)生產(chǎn)基地。可編程控制器也是它的重要產(chǎn)品。它的PLC－5系列是很有名的，其下有PLC－5/10，PLC－5/11，……PLC－5/250多種型號(hào)。另外，它也有微型PLC，有ControLgix系列和SLC－500系列。有三種配置，20、30及40I/O配置選擇，I/O點(diǎn)數(shù)分別為12/8、18/12及24/16三種。 </p><p>　　美國(guó)I

101、PM公司的IP1612系列機(jī)，由于自帶模擬量控制功能，自帶通訊口，集成度又非常之高，雖點(diǎn)數(shù)不多，僅16入，12出，但性價(jià)比還是高的，很適合于系統(tǒng)不大，但又有模擬量需控制的場(chǎng)合。新出的lP3416機(jī)，I/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)大到34入、12出，而且還自帶一個(gè)簡(jiǎn)易小編程器，性能又有改進(jìn)。 </p><p>　　國(guó)內(nèi)PLC廠家近年來(lái)發(fā)展較快，目前有幾家國(guó)產(chǎn)PLC廠商則是齊頭并進(jìn)，但大多規(guī)模不大。比較有影響的有：深圳德維森、深圳艾默

102、生、無(wú)錫光洋、無(wú)錫信捷、北京和利時(shí)、北京凱迪恩、北京安控、黃石科威、洛陽(yáng)易達(dá)、浙大中控、浙大中自、南京冠德、蘭州全志等。如，德維森公司自主研發(fā)生產(chǎn)了多種型號(hào)與規(guī)格的PLC，有V80、PPC11、PPC22和PPC31等幾個(gè)系列，產(chǎn)品種類齊全，性能穩(wěn)定可靠，在性價(jià)比上有較大的優(yōu)勢(shì)。和利時(shí)公司的FOPLC系列和自主研發(fā)的G3系列，憑借公司在工程領(lǐng)域的實(shí)力，已逐步向工控中多個(gè)領(lǐng)域邁進(jìn)。國(guó)產(chǎn)PLC從技術(shù)方面來(lái)講，差距已逐步縮小，市場(chǎng)方面則要一點(diǎn)

103、一點(diǎn)去爭(zhēng)，相信國(guó)產(chǎn)PLC憑借其自身的技術(shù)實(shí)力和本地化的技術(shù)服務(wù)能力以一個(gè)合格的挑戰(zhàn)者身份與國(guó)際品牌同場(chǎng)競(jìng)技。</p><p>　　此外，韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)的一些公司目前在國(guó)內(nèi)也占據(jù)不可忽視的市場(chǎng)份額，比如韓國(guó)LS（LG）公司的K80S、K120S、K200S、K300S和K1000S系列PLC，臺(tái)灣永宏的FBS系列PLC，臺(tái)達(dá)的DVP系列，盟立的SC500系列，豐煒的VB和VH系列和臺(tái)安的TP02系列PLC等。<

104、;/p><p>　　目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 </p><p>　?。ㄒ唬╅_(kāi)關(guān)量的邏輯控制 </p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化

105、流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p><b>　?。ǘ┠M量控制 </b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生

106、產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 </p><p><b>　?。ㄈ┻\(yùn)動(dòng)控制 </b></p><p>　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎

107、都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 </p><p><b>　?。ㄋ模┻^(guò)程控制 </b></p><p>　　過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模