可編程序邏輯控制器PLCProgrammableLogicController知識(shí)

1、可編程序邏輯控制器PLCProgrammableLogicController知識(shí)可編程序邏輯控制器PLCProgrammableLogicController(1)2.1 PLC概述概述 2.1.1 PLC的定義的定義 2.1.2 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì) 2.1.3 PLC與其他工業(yè)系統(tǒng)的比較與其他工業(yè)系統(tǒng)的比較 2.1.4 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域2.1.1 PLC的定義的定義在在PLC的發(fā)展歷程中，有過(guò)幾個(gè)不同的名稱(chēng)：的發(fā)展歷程中，有過(guò)幾個(gè)不同的名稱(chēng)： 可編程序矩陣控制器可編程序矩陣控制器PMC（Programmable Matrix Controller）可編程序順序控制器可編

2、程序順序控制器PSC （Programmable Sequence Controller）可編程序邏輯控制器可編程序邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller） 可編程序控制器可編程序控制器PC（Programmable Controller）1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)招標(biāo)的要求，研制出世界上）根據(jù)招標(biāo)的要求，研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在第一臺(tái)可編程序控制器，并在GM公司汽車(chē)生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。公司汽車(chē)生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。202X年美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（年美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）正式將其命名為編程序控制器）正

3、式將其命名為編程序控制器（Programmable Controller），簡(jiǎn)稱(chēng)），簡(jiǎn)稱(chēng) PC。19691969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DECDEC）根據(jù)招標(biāo)的要求，研制出世界上第一臺(tái)可編）根據(jù)招標(biāo)的要求，研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在程序控制器，并在GMGM公司汽車(chē)生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。公司汽車(chē)生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。202X202X年美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（年美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMANEMA）正式將其命名為編程序控制器）正式將其命名為編程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller），簡(jiǎn)稱(chēng)），簡(jiǎn)稱(chēng) PCPC。國(guó)

4、際電工委員會(huì)（國(guó)際電工委員會(huì)（IECIEC）于）于202X202X年年1111月、月、202X202X年年1 1月、月、202X202X年年2 2月三次為月三次為PLCPLC下下定義，最終確定為：定義，最終確定為：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的命令，并通過(guò)數(shù)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的命令，并通過(guò)數(shù)字式模擬式的輸入和輸出，控制

5、各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。有關(guān)外圍設(shè)備，字式模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。有關(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則而設(shè)計(jì)都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則而設(shè)計(jì)”。2.1.2 PLC的定義的定義2.1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì) 1. PLC1. PLC的產(chǎn)生與發(fā)展的產(chǎn)生與發(fā)展19681968年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用汽車(chē)公司（年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用汽車(chē)公司（GMGM），為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)不斷更新的），為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)不斷更新的需要，提出了十條技術(shù)指標(biāo)在社會(huì)上公開(kāi)招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置。這些

6、需要，提出了十條技術(shù)指標(biāo)在社會(huì)上公開(kāi)招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置。這些功能是：功能是： （1 1）容易編程）容易編程 （2 2）維修方便，采用模塊式結(jié)構(gòu)）維修方便，采用模塊式結(jié)構(gòu) （3 3）可靠性高于繼電）可靠性高于繼電- -接觸器控制系統(tǒng)接觸器控制系統(tǒng) （4 4）體積小于繼電）體積小于繼電- -接觸器控制系統(tǒng)接觸器控制系統(tǒng) （5 5）具備與計(jì)算機(jī)通信的功能）具備與計(jì)算機(jī)通信的功能 （6 6）成本具有競(jìng)爭(zhēng)性）成本具有競(jìng)爭(zhēng)性 （7 7）輸入輸出電源使用市電（）輸入輸出電源使用市電（115V115V）（8 8）輸出為）輸出為115V/2A115V/2A，驅(qū)動(dòng)電磁閥和接觸器，驅(qū)動(dòng)電磁閥和接觸器（

7、9 9）通用性強(qiáng)，能在惡劣環(huán)境下工作）通用性強(qiáng)，能在惡劣環(huán)境下工作 （1010）存儲(chǔ)設(shè)備可擴(kuò)充至）存儲(chǔ)設(shè)備可擴(kuò)充至4K4K個(gè)存儲(chǔ)字節(jié)個(gè)存儲(chǔ)字節(jié)2.1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)1. PLC1. PLC的產(chǎn)生與發(fā)展的產(chǎn)生與發(fā)展 19691969年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)PLCPLC以后，日本、德國(guó)、法以后，日本、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)相繼研制了各自的國(guó)等國(guó)相繼研制了各自的PLCPLC。此階段產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是。此階段產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是CPUCPU由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路構(gòu)成，存儲(chǔ)器為磁芯存儲(chǔ)由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路構(gòu)成，存儲(chǔ)器為磁芯存儲(chǔ)器；控制功能簡(jiǎn)單，只能完成定時(shí)、計(jì)

8、數(shù)及邏輯功能。為器；控制功能簡(jiǎn)單，只能完成定時(shí)、計(jì)數(shù)及邏輯功能。為繼電繼電- -接觸器的替代品。接觸器的替代品。 7070年代中期，年代中期，PLCPLC進(jìn)入了實(shí)用化階段。進(jìn)入了實(shí)用化階段。7070年代末和年代末和8080年代初，年代初，PLCPLC進(jìn)入了成熟階段。主要特點(diǎn)：采用進(jìn)入了成熟階段。主要特點(diǎn)：采用CPUCPU微處理器，存儲(chǔ)器微處理器，存儲(chǔ)器變?yōu)榘雽?dǎo)體存儲(chǔ)器，具有數(shù)據(jù)處理能力，能實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的變?yōu)榘雽?dǎo)體存儲(chǔ)器，具有數(shù)據(jù)處理能力，能實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的控制，軟件上開(kāi)發(fā)出了自診斷功能，可靠性進(jìn)一步提高?？刂?，軟件上開(kāi)發(fā)出了自診斷功能，可靠性進(jìn)一步提高。2.1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)生與

9、發(fā)展趨勢(shì)8080年代中期：年代中期：CPUCPU開(kāi)始采用開(kāi)始采用8 8位位/16/16位微處理器，數(shù)據(jù)處理能力和位微處理器，數(shù)據(jù)處理能力和速度大大提高，速度大大提高，PLCPLC開(kāi)始具備一定的通信能力，為開(kāi)始具備一定的通信能力，為PLCPLC的分散控的分散控制、集中管理奠定了重要基礎(chǔ)；軟件開(kāi)發(fā)出了面向?qū)ο蟮奶菪螆D制、集中管理奠定了重要基礎(chǔ)；軟件開(kāi)發(fā)出了面向?qū)ο蟮奶菪螆D語(yǔ)言和邏輯助記符語(yǔ)言，為語(yǔ)言和邏輯助記符語(yǔ)言，為PLCPLC的普及使用提供了必要條件。的普及使用提供了必要條件。 8080年代中期至年代中期至9090年代中期：超大規(guī)模集成電路促使年代中期：超大規(guī)模集成電路促使PLCPLC完全完全

10、計(jì)算機(jī)化，計(jì)算機(jī)化，CPUCPU開(kāi)始使用開(kāi)始使用3232位機(jī)；數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理能力位機(jī)；數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理能力大大提高，增加了運(yùn)動(dòng)控制、模擬量大大提高，增加了運(yùn)動(dòng)控制、模擬量PIDPID控制網(wǎng)絡(luò)通信功控制網(wǎng)絡(luò)通信功能，體積進(jìn)一步減小，可靠性進(jìn)一步加強(qiáng)。能，體積進(jìn)一步減小，可靠性進(jìn)一步加強(qiáng)。2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代中期至今：年代中期至今：CPUCPU使用使用1616位位/32/32位微處理器，運(yùn)算位微處理器，運(yùn)算速度更快、功能更強(qiáng)能使用多種編程語(yǔ)言。速度更快、功能更強(qiáng)能使用多種編程語(yǔ)言。2. PLC2. PLC的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及主要產(chǎn)品廠家的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及主要產(chǎn)品廠家美國(guó)美國(guó)PLCPLC

11、發(fā)展得最快：發(fā)展得最快：202X202X年有年有4848家，生產(chǎn)家，生產(chǎn)150150多種多種PLCPLC；202X202X年有年有6363家，生產(chǎn)家，生產(chǎn)243243種種PLCPLC；202X202X年有年有7070余家，生產(chǎn)近余家，生產(chǎn)近300300種種PLCPLC。著名廠家有著名廠家有ABAB（AllenAllenBradleyBradley）艾倫一布拉德利公司，）艾倫一布拉德利公司，M O D I C O NM O D I C O N 莫 迪 康 公 司 ，莫 迪 康 公 司 ， G EG E F S N U CF S N U C 公 司 ，公 司 ， T IT I （ T e x a

12、s T e x a s InstrumentInstrument）德州儀器公司，）德州儀器公司，WESTHOUSE ElectricWESTHOUSE Electric西屋電氣公西屋電氣公司，司，IPMIPM（International Parallel MachinesInternational Parallel Machines）國(guó)際并行機(jī)器）國(guó)際并行機(jī)器公司等。公司等。2.1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)歐洲歐洲PLCPLC的廠家有的廠家有6060余家余家: :西門(mén)子（西門(mén)子（SiemensSiemens）于）于19731973年研制出第一臺(tái)年研制出第一臺(tái)PLCPLC。金鐘

13、默勒金鐘默勒 （Klockner Moeller GmbhKlockner Moeller Gmbh），），AEGAEG， 法國(guó)的法國(guó)的TE(TelemecaniqueTE(Telemecanique）( (施耐德）施耐德）瑞士的瑞士的SelectronSelectron公司等。公司等。 19711971年，日本從美國(guó)引進(jìn)年，日本從美國(guó)引進(jìn)PLCPLC技術(shù)，由日立公司研制成功日技術(shù)，由日立公司研制成功日本第一臺(tái)本第一臺(tái)PLCPLC。 日本生產(chǎn)日本生產(chǎn)PLCPLC的廠家有的廠家有4040余家：余家：三菱電機(jī)三菱電機(jī)(MITSUBISHI)(MITSUBISHI)，歐姆龍，歐姆龍(OMRON),(

14、OMRON),富士電機(jī)（富士電機(jī)（Fuji Fuji ElectricElectric）, ,東芝（東芝（TOSHIBATOSHIBA）, , 光洋（光洋（KOYO),KOYO),松下電工（松下電工（MEWMEW）, ,和泉和泉（IDECIDEC）, , 安川等公司。安川等公司。2.1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)在我國(guó)在7070年代末和年代末和8080年代初開(kāi)始引進(jìn)年代初開(kāi)始引進(jìn)PLCPLC。我國(guó)早期獨(dú)立研制。我國(guó)早期獨(dú)立研制PLCPLC的單位有：的單位有：北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所，大北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所，大連組合機(jī)床

15、研究所，成都機(jī)床電器研究所，中科院北京計(jì)算機(jī)連組合機(jī)床研究所，成都機(jī)床電器研究所，中科院北京計(jì)算機(jī)所及自動(dòng)化所，長(zhǎng)春一汽，上海起重電器廠，上海香島機(jī)電公所及自動(dòng)化所，長(zhǎng)春一汽，上海起重電器廠，上海香島機(jī)電公司，以上諸單位都沒(méi)有形成規(guī)?；a(chǎn)。司，以上諸單位都沒(méi)有形成規(guī)模化生產(chǎn)。合資企業(yè)有遼寧無(wú)線電二廠引進(jìn)德國(guó)西門(mén)子技術(shù)生產(chǎn)合資企業(yè)有遼寧無(wú)線電二廠引進(jìn)德國(guó)西門(mén)子技術(shù)生產(chǎn)PLCPLC；無(wú)；無(wú)錫電器和日本光洋合資生產(chǎn)的錫電器和日本光洋合資生產(chǎn)的 PLC; PLC; 中美合資的廈門(mén)中美合資的廈門(mén) ABAB公公司生產(chǎn)的司生產(chǎn)的PLCPLC；上海香島機(jī)電公司引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的；上海香島機(jī)電公司引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的P

16、LC; PLC; 上海上海OMRONOMRON公司公司; ; 西安西安SiemensSiemens公司等。公司等。2.1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì) 3. PLC3. PLC的發(fā)展趨勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì) PLCPLC兩個(gè)發(fā)展方向一是向小型化、微型化發(fā)展；二是向大型化、兩個(gè)發(fā)展方向一是向小型化、微型化發(fā)展；二是向大型化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能方向發(fā)展。主要體現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)化、多功能方向發(fā)展。主要體現(xiàn)：（1 1）向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展（）向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展（CPUCPU處理速度處理速度nsns級(jí)；內(nèi)存級(jí)；內(nèi)存2M2M字節(jié)）字節(jié)）（2 2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性）向多品種方向發(fā)展和提

17、高可靠性( (超大型和超小型）超大型和超小型） （3 3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化（硬件、軟件兼容的）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化（硬件、軟件兼容的PLCPLC）（4 4）分散型、智能型、與現(xiàn)場(chǎng)總線兼容的）分散型、智能型、與現(xiàn)場(chǎng)總線兼容的I I0 0 （5 5）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信的能力）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信的能力（6 6）控制的開(kāi)放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)）控制的開(kāi)放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)OMACOMAC（open Modular open Modular Architecture for ControlArchitecture for Control）2.1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)主要著名品牌：主要

18、著名品牌：美國(guó)美國(guó)A AB B公司（公司（AllenAllenBradleyBradley）德國(guó)西門(mén)子公司（德國(guó)西門(mén)子公司（SiemensSiemens）法國(guó)的法國(guó)的TETE（TelemecaniqueTelemecanique）( (施耐德）施耐德）日本歐姆公司（日本歐姆公司（OMRONOMRON）日本三菱電機(jī)株式會(huì)社（日本三菱電機(jī)株式會(huì)社（MITSUBISHIMITSUBISHI）日本富士電機(jī)株式會(huì)社（日本富士電機(jī)株式會(huì)社（Fuji ElectricFuji Electric）日本東芝公司（日本東芝公司（TOSHIBATOSHIBA）日本的光洋電子（日本的光洋電子（KOYOKOYO）和中國(guó)

19、的華光電子）和中國(guó)的華光電子(CKE(CKE）日本松下電工株式會(huì)社（日本松下電工株式會(huì)社（MEWMEW）：（）：（Matsushita Electric Matsushita Electric Works LtdWorks Ltd）2.1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)1. 1. 與繼電與繼電- -接觸器控制系統(tǒng)的比較接觸器控制系統(tǒng)的比較（1 1）靈活性和可擴(kuò)展性。繼電系統(tǒng)靈活性和可擴(kuò)展性差，繼電器）靈活性和可擴(kuò)展性。繼電系統(tǒng)靈活性和可擴(kuò)展性差，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，觸點(diǎn)數(shù)目有限，PLCPLC系統(tǒng)有軟件和硬件構(gòu)成，要改變控制功能只需系統(tǒng)有軟件和硬件構(gòu)成，要改變控制功能只需要修改控制軟

20、件即可，其軟繼電器觸點(diǎn)理論上可使用無(wú)數(shù)次，靈活要修改控制軟件即可，其軟繼電器觸點(diǎn)理論上可使用無(wú)數(shù)次，靈活性和可擴(kuò)展性極佳。性和可擴(kuò)展性極佳。（2 2）可靠性和可維護(hù)性）可靠性和可維護(hù)性（3 3）控制速度和穩(wěn)定性）控制速度和穩(wěn)定性分別為分別為msms級(jí)和級(jí)和 s s級(jí)級(jí)（4 4）延時(shí)的可靠精度和可調(diào)性）延時(shí)的可靠精度和可調(diào)性（5 5）設(shè)計(jì)與施工）設(shè)計(jì)與施工（6 6）系統(tǒng)價(jià)格）系統(tǒng)價(jià)格2.1.3 PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較2.1.3 PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較可編程控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)工業(yè)可編程控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)工業(yè)PCPC

21、機(jī)）都是用來(lái)進(jìn)行工業(yè)機(jī)）都是用來(lái)進(jìn)行工業(yè)控制，但二者相比仍有不同?？刂疲呦啾热杂胁煌?。（1 1）硬件方面）硬件方面工業(yè)工業(yè)PCPC機(jī)是由通用微型計(jì)算機(jī)推廣應(yīng)用發(fā)展起來(lái)的，通常由微型計(jì)算機(jī)是由通用微型計(jì)算機(jī)推廣應(yīng)用發(fā)展起來(lái)的，通常由微型計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠家開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，在硬件方面具有標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)，各種機(jī)型兼容機(jī)生產(chǎn)廠家開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，在硬件方面具有標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)，各種機(jī)型兼容性強(qiáng)。而性強(qiáng)。而PLCPLC則是針對(duì)工業(yè)順序控制，由電氣控制廠家研制發(fā)展起來(lái)的，則是針對(duì)工業(yè)順序控制，由電氣控制廠家研制發(fā)展起來(lái)的，其硬件結(jié)構(gòu)專(zhuān)用，各個(gè)廠家產(chǎn)品不通用，標(biāo)準(zhǔn)化程度較差。但是其硬件結(jié)構(gòu)專(zhuān)用，各個(gè)廠家產(chǎn)品不通用，標(biāo)準(zhǔn)化程度較

22、差。但是PLCPLC的的信號(hào)采集和控制輸出的功率強(qiáng)，可不必再加信號(hào)變換和功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，信號(hào)采集和控制輸出的功率強(qiáng)，可不必再加信號(hào)變換和功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，而直接和現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量信號(hào)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)接；在結(jié)構(gòu)上，而直接和現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量信號(hào)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)接；在結(jié)構(gòu)上，PLCPLC采取整體密采取整體密封模板組合形式；在工藝上，對(duì)印刷版、插座、機(jī)架都有嚴(yán)密的處理；封模板組合形式；在工藝上，對(duì)印刷版、插座、機(jī)架都有嚴(yán)密的處理；在電路上，又有一系列的抗干擾措施。因此，在電路上，又有一系列的抗干擾措施。因此，PLCPLC的可靠性更能滿足工的可靠性更能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的要求。業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的要求。2.1.3 PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)

23、的比較與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較（2 2）軟件方面）軟件方面工業(yè)工業(yè)PCPC機(jī)可借用通用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，對(duì)算法復(fù)雜，實(shí)時(shí)性機(jī)可借用通用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，對(duì)算法復(fù)雜，實(shí)時(shí)性強(qiáng)的控制任務(wù)能較好的適應(yīng)。強(qiáng)的控制任務(wù)能較好的適應(yīng)。PLCPLC在順序控制的基礎(chǔ)上，增加了在順序控制的基礎(chǔ)上，增加了PIDPID等控制算法，它的編程采用梯形圖語(yǔ)言，易于被熟悉電氣控制線路等控制算法，它的編程采用梯形圖語(yǔ)言，易于被熟悉電氣控制線路而不太熟悉微機(jī)軟件的工廠電氣技術(shù)人員所掌握，但是，一般微型而不太熟悉微機(jī)軟件的工廠電氣技術(shù)人員所掌握，但是，一般微型計(jì)算機(jī)的通用軟件還不能直接在計(jì)算機(jī)的通用軟件還不能直接在PLC

24、PLC上應(yīng)用，還要經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)。上應(yīng)用，還要經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)。（3 3）使用環(huán)境）使用環(huán)境 （4 4）工作方式）工作方式 PLCPLC采用掃描方式工作，有利于實(shí)現(xiàn)順序控制；采用掃描方式工作，有利于實(shí)現(xiàn)順序控制；工業(yè)計(jì)算機(jī)采用中斷方式處理外部信號(hào)請(qǐng)求。工業(yè)計(jì)算機(jī)采用中斷方式處理外部信號(hào)請(qǐng)求。（6 6）PLCPLC易于掌握，而工業(yè)計(jì)算機(jī)需要專(zhuān)門(mén)人員。易于掌握，而工業(yè)計(jì)算機(jī)需要專(zhuān)門(mén)人員。2.1.4 PLC的分類(lèi)的分類(lèi)（1 1）按）按 I IO O點(diǎn)數(shù)分類(lèi)點(diǎn)數(shù)分類(lèi)I IO O點(diǎn)數(shù)小于點(diǎn)數(shù)小于3232為微型為微型PLCPLC；I IO O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在3232128128為微小型為微小型PLCPLC； I I

25、O O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在128128256256為小型為小型PLCPLC；I IO O點(diǎn)九在點(diǎn)九在25625610241024為中型為中型PLCPLC；I IO O點(diǎn)數(shù)大于點(diǎn)數(shù)大于10241024為大型為大型PLCPLC；I IO O點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在40004000以上為超大型以上為超大型PLCPLC。 以上劃分不包括模擬量以上劃分不包括模擬量I I0 0點(diǎn)數(shù)，且劃分界限不是固定不變點(diǎn)數(shù)，且劃分界限不是固定不變的。的。（2 2）按控制性能進(jìn)行分類(lèi)）按控制性能進(jìn)行分類(lèi) 高檔機(jī)高檔機(jī)S7-400S7-400、中檔機(jī)、中檔機(jī)S7-300S7-300和低檔機(jī)和低檔機(jī)S7-200S7-2002.1.4 PLC的分

26、類(lèi)的分類(lèi)（3 3）按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)）按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)整體式整體式PLCPLC：又稱(chēng)單元式或箱體式。整體式：又稱(chēng)單元式或箱體式。整體式PLCPLC是將電源、是將電源、CPUCPU、I I0 0部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。一般小型部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。一般小型PLCPLC采用這種結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)。模塊式模塊式PLCPLC：將：將PLCPLC各部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如各部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如 CPUCPU模模塊、塊、I I0 0模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式PLCPLC由框由框架和各種模塊組成。模塊插在插座上。一般大、中型架和各種模塊組成。模塊插在

27、插座上。一般大、中型PLCPLC采采用模塊式結(jié)構(gòu)，有的小型用模塊式結(jié)構(gòu)，有的小型PLCPLC也采用這種結(jié)構(gòu)。也采用這種結(jié)構(gòu)。有的有的PLCPLC將整體式和模塊式結(jié)合起來(lái)，稱(chēng)為疊裝式將整體式和模塊式結(jié)合起來(lái)，稱(chēng)為疊裝式PLCPLC。 模塊式模塊式Power in a Small Package!電源模塊CPU模塊IO模塊底 板2.1.4 PLC的分類(lèi)2.1.5 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域 可靠性高可靠性高( (平均無(wú)故障時(shí)間平均無(wú)故障時(shí)間3-53-5萬(wàn)小時(shí)）萬(wàn)小時(shí)） 硬件方面主要模塊均采用大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路，大量硬件方面主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸

28、點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成，開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成，I/OI/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路；軟件方面具有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路；軟件方面具有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。功能。 編程簡(jiǎn)單編程簡(jiǎn)單可采用電氣工程技術(shù)人員比較熟悉的梯形圖語(yǔ)言，易學(xué)易懂。可采用電氣工程技術(shù)人員比較熟悉的梯形圖語(yǔ)言，易學(xué)易懂。 通用性強(qiáng)通用性強(qiáng) 體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維護(hù)方便體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維護(hù)方便 重量輕、價(jià)格低重量輕、價(jià)格低主要是主要是PLCPLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開(kāi)放的：如專(zhuān)用總線、的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開(kāi)放的：如專(zhuān)用總線、專(zhuān)家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，專(zhuān)

29、家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，I/OI/O模板不通用，甚至連機(jī)柜、電源模板亦各模板不通用，甚至連機(jī)柜、電源模板亦各不相同。不相同。編程語(yǔ)言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語(yǔ)言結(jié)構(gòu)均不一致，編程語(yǔ)言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語(yǔ)言結(jié)構(gòu)均不一致，因此各公司的因此各公司的 PLCPLC互不兼容?；ゲ患嫒?。SIEMENSSIEMENS等公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，在等公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，在WindowsWindows平臺(tái)平臺(tái)下，結(jié)合下，結(jié)合IEC1131IEC11313 3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的新一代開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的新一代開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的PLCPLC。應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域（1 1）開(kāi)關(guān)量邏輯控制；（）開(kāi)

30、關(guān)量邏輯控制；（2 2）運(yùn)動(dòng)控制；（）運(yùn)動(dòng)控制；（3 3）閉環(huán)過(guò)程控制；（）閉環(huán)過(guò)程控制；（4 4）數(shù)據(jù)處理；（數(shù)據(jù)處理；（5 5）聯(lián)網(wǎng)通信）聯(lián)網(wǎng)通信 2.1.5 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域PLCPLC的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域PLCPLC在工業(yè)自動(dòng)化中起著舉足輕重的作用，在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)在工業(yè)自動(dòng)化中起著舉足輕重的作用，在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng) 用于機(jī)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品、交通等行械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品、交通等行業(yè)。經(jīng)驗(yàn)表明，業(yè)。經(jīng)驗(yàn)表明，80 80 以上的工業(yè)控制可以使用以上的工業(yè)控制可以使用PLCPLC來(lái)完成。來(lái)完成。 在日本

31、，凡在日本，凡8 8個(gè)以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已采用個(gè)以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已采用PLCPLC來(lái)取代。來(lái)取代。2.1.5 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域2.2 2.2 本節(jié)主要內(nèi)容包括：本節(jié)主要內(nèi)容包括：PLCPLC的硬件組成和工作原理的硬件組成和工作原理PLCPLC的基本組成的基本組成PLCPLC的工作原理的工作原理PLCPLC控制系統(tǒng)主要有控制系統(tǒng)主要有CPUCPU模塊、輸入輸出模塊、電源模塊和外模塊、輸入輸出模塊、電源模塊和外部設(shè)備組成。其結(jié)構(gòu)圖可由下圖表示。部設(shè)備組成。其結(jié)構(gòu)圖可由下圖表示。小型PLC其各種部件都是集成在一起的，只有大中型的PLC其各部分才會(huì)比較明

32、顯。CPUCPU模塊主要由微處理器（模塊主要由微處理器（CPUCPU）芯片和存儲(chǔ)器組成。它的功能是芯片和存儲(chǔ)器組成。它的功能是不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。程序，刷新系統(tǒng)的輸出。 硬件類(lèi)型：硬件類(lèi)型： （1 1）通用處理器：）通用處理器：80868086、8028680286、8038680386 （2 2）單片機(jī)芯片：）單片機(jī)芯片：80318031、80968096（3 3）位片式微處理器：）位片式微處理器：AMD-2900AMD-2900 小型小型PLCPLC多采用多采用8 8位微處理器或單片機(jī)作為位微處理器或單片機(jī)作為CPUCPU 中型中型

33、PLCPLC多采用多采用1616位微處理器或單片機(jī)作為位微處理器或單片機(jī)作為CPUCPU大型大型PLCPLC多采用高速位片式微處理器多采用高速位片式微處理器與位片式微處理器相對(duì)應(yīng)的是與位片式微處理器相對(duì)應(yīng)的是單單片式微處理器片式微處理器。位片式微處理器。位片式微處理器通常只包含算術(shù)邏輯單元通常只包含算術(shù)邏輯單元 (ALU)(ALU)、寄存器、多路選擇器和隨機(jī)存儲(chǔ)寄存器、多路選擇器和隨機(jī)存儲(chǔ)器等部件（見(jiàn)圖）。器等部件（見(jiàn)圖）。位片式微處理器的運(yùn)算操作和數(shù)據(jù)流程，由外部輸入的微指令碼控制。位片式微處理器的運(yùn)算操作和數(shù)據(jù)流程，由外部輸入的微指令碼控制。當(dāng)用位片式微處理器構(gòu)成一個(gè)中央處理單元時(shí)，除用一

34、定數(shù)量的位片當(dāng)用位片式微處理器構(gòu)成一個(gè)中央處理單元時(shí)，除用一定數(shù)量的位片并行聯(lián)接以擴(kuò)大字長(zhǎng)外，還要配以控制微指令的微程序序列器和存放并行聯(lián)接以擴(kuò)大字長(zhǎng)外，還要配以控制微指令的微程序序列器和存放微指令的可編程序存儲(chǔ)器等電路。微指令的可編程序存儲(chǔ)器等電路。 這樣的結(jié)構(gòu)使位片式微處理器有了另一個(gè)很突出的特點(diǎn)：用位這樣的結(jié)構(gòu)使位片式微處理器有了另一個(gè)很突出的特點(diǎn)：用位片式微處理器構(gòu)成的中央處理單元的指令系統(tǒng)不是事先確定的，片式微處理器構(gòu)成的中央處理單元的指令系統(tǒng)不是事先確定的，而是由使用者通過(guò)微程序自行編制的。位數(shù)可擴(kuò)展和指令系統(tǒng)而是由使用者通過(guò)微程序自行編制的。位數(shù)可擴(kuò)展和指令系統(tǒng)可自行編制這兩個(gè)特

35、點(diǎn)，使位片式微處理器具有很大的靈活性?？勺孕芯幹七@兩個(gè)特點(diǎn)，使位片式微處理器具有很大的靈活性。 單片式微處理器采用單片式微處理器采用MOSMOS集成電路制成集成電路制成, ,而位片式微處理器則而位片式微處理器則采用采用雙極型集成電路雙極型集成電路制成。制成。位片式微處理器的結(jié)構(gòu)和工藝，使其具有高速的特點(diǎn)。但是，它的位片式微處理器的結(jié)構(gòu)和工藝，使其具有高速的特點(diǎn)。但是，它的集成度較低，成本高而且使用不便。集成度較低，成本高而且使用不便。 因此，位片式微處理器主要用于構(gòu)成大型計(jì)算機(jī)的中央處理單因此，位片式微處理器主要用于構(gòu)成大型計(jì)算機(jī)的中央處理單元和要求實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理的各種專(zhuān)用處理器元和要求

36、實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理的各種專(zhuān)用處理器, ,這一點(diǎn)正好這一點(diǎn)正好補(bǔ)充了補(bǔ)充了MOSMOS單片微處理器的不足。單片微處理器的不足。 位片式微處理器要求速度高而功耗又為封裝所限，因而低功耗位片式微處理器要求速度高而功耗又為封裝所限，因而低功耗肖特基箝位抗飽和的肖特基箝位抗飽和的晶體管晶體管- -晶體管邏輯電路晶體管邏輯電路和和發(fā)射極耦合邏輯電發(fā)射極耦合邏輯電路路在位片式微處理器技術(shù)中占主導(dǎo)地位。在位片式微處理器技術(shù)中占主導(dǎo)地位。 1.1.中央處理單元（中央處理單元（CPUCPU）：）： 作用：作用：接收與存儲(chǔ)用戶由編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；接收與存儲(chǔ)用戶由編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查編程過(guò)程中

37、的語(yǔ)法錯(cuò)誤、診斷電源及檢查編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤、診斷電源及PLCPLC內(nèi)部的工作故障；內(nèi)部的工作故障；用掃描方式工作，接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，并輸入到輸入映像寄存器用掃描方式工作，接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，并輸入到輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中；和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中；在運(yùn)行方式下，從存儲(chǔ)器中逐條讀取并執(zhí)行用戶程序，完成用戶程序所在運(yùn)行方式下，從存儲(chǔ)器中逐條讀取并執(zhí)行用戶程序，完成用戶程序所規(guī)定的邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理；規(guī)定的邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)，刷新輸出映像寄存器的內(nèi)容，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)，刷新輸出映像寄存器的內(nèi)容，再經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控

38、制、打印制表或數(shù)據(jù)通信。再經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、打印制表或數(shù)據(jù)通信。2. 2. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器的作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。系存儲(chǔ)器的作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)。統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)。RAMRAM：存儲(chǔ)各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、用戶正調(diào)試的程序。：存儲(chǔ)各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、用戶正調(diào)試的程序。ROMROM：存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。：存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。E2PROME2PROM具有非易失性，可以用編程裝置對(duì)其進(jìn)行編程，用來(lái)存具有非易失性，可以用編程裝置對(duì)其進(jìn)行編程，用來(lái)存放用戶程序和數(shù)據(jù)。

39、放用戶程序和數(shù)據(jù)。閃存（閃存（FLASHFLASH）具有斷電后保護(hù)數(shù)據(jù)的功能，作用同）具有斷電后保護(hù)數(shù)據(jù)的功能，作用同E2PROME2PROM。PLCPLC內(nèi)存的大小常用內(nèi)存的大小常用RAMRAM構(gòu)成，為防止電源掉電使構(gòu)成，為防止電源掉電使RAMRAM中的信息丟失，常用鋰電池做后備保護(hù)中的信息丟失，常用鋰電池做后備保護(hù)輸出接口作用：將主機(jī)向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行輸出接口作用：將主機(jī)向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行電路的信號(hào)，以便控制接觸器線圈等電器通斷電；另外輸出電路電路的信號(hào)，以便控制接觸器線圈等電器通斷電；另外輸出電路也使計(jì)算機(jī)與外部強(qiáng)電隔離。也使計(jì)算機(jī)與外部強(qiáng)電隔離。輸出

40、三種形式：輸出三種形式：繼電器繼電器 - - 低速大功率低速大功率可控硅可控硅 - - 高速大功率高速大功率 晶體管晶體管 - - 高速小功率高速小功率輸入接口作用：將按鈕、行程開(kāi)關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)，轉(zhuǎn)輸入接口作用：將按鈕、行程開(kāi)關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入主機(jī)。換成數(shù)字信號(hào)送入主機(jī)。 采用光電隔離，實(shí)現(xiàn)了采用光電隔離，實(shí)現(xiàn)了PLCPLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。離，減小了電磁干擾。1. 1. 數(shù)字量輸入模塊數(shù)字量輸入模塊直流輸入模塊直流輸入模塊COM光電耦合器光電耦合器直流電源直流電源輸入端子輸入端子發(fā)光二極管發(fā)光二極管 分

41、析：分析： R R1 1（）與）與C C1 1（1000PF1000PF）組成）組成RCRC低通濾波器，抑制輸入信號(hào)的高低通濾波器，抑制輸入信號(hào)的高頻干擾，頻干擾，R R2 2（470)470)是是C C1 1上的電荷泄放電阻，當(dāng)上的電荷泄放電阻，當(dāng)SBSB斷開(kāi)時(shí)，斷開(kāi)時(shí)，C C1 1上的電荷通過(guò)上的電荷通過(guò)R R2 2泄放。泄放。采用采用光電耦合器，防止強(qiáng)電干擾。光電耦合器，防止強(qiáng)電干擾。R R1 1C C1 1R R2 21. 數(shù)字量輸入模塊數(shù)字量輸入模塊交流輸入模塊交流輸入模塊C C為隔離電容，對(duì)于交流相當(dāng)于短路，為隔離電容，對(duì)于交流相當(dāng)于短路，R1R1和和R2R2構(gòu)成分壓電路，該電路構(gòu)

42、成分壓電路，該電路接受外部輸入電壓時(shí)，其工作原理基本與直流輸入模塊類(lèi)同。接受外部輸入電壓時(shí)，其工作原理基本與直流輸入模塊類(lèi)同。2.2.數(shù)字量輸出模塊數(shù)字量輸出模塊直流輸出模塊直流輸出模塊輸出模塊的作用是將內(nèi)部電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部所需的電平等級(jí)輸出模塊的作用是將內(nèi)部電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部所需的電平等級(jí)的輸出信號(hào)，并傳給外部負(fù)載。根據(jù)電源為直流電可稱(chēng)為直流的輸出信號(hào)，并傳給外部負(fù)載。根據(jù)電源為直流電可稱(chēng)為直流輸出模塊。輸出模塊。2.2.數(shù)字量輸出模塊數(shù)字量輸出模塊交流晶閘管輸出模塊交流晶閘管輸出模塊采用雙向光控晶閘管驅(qū)動(dòng)的。工作原理是：當(dāng)輸出鎖存器的對(duì)應(yīng)位為采用雙向光控晶閘管驅(qū)動(dòng)的。工作原理是：當(dāng)輸出鎖

43、存器的對(duì)應(yīng)位為1 1時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，使雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通從而使負(fù)載得電。時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，使雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通從而使負(fù)載得電。2.2.數(shù)字量輸出模塊數(shù)字量輸出模塊交直流繼電器輸出模塊交直流繼電器輸出模塊 采用固體繼電器驅(qū)動(dòng)的。工作原理是：當(dāng)輸出鎖存器的對(duì)應(yīng)采用固體繼電器驅(qū)動(dòng)的。工作原理是：當(dāng)輸出鎖存器的對(duì)應(yīng)位為位為1 1時(shí)，使線圈得電，常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，使負(fù)載得電。帶負(fù)時(shí)，使線圈得電，常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，使負(fù)載得電。帶負(fù)載能力較強(qiáng)，頻率較低。載能力較強(qiáng)，頻率較低。3. 3. 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊 模擬量輸入模塊是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量輸入模塊是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLCPLC的的CPU

44、CPU可以處理的數(shù)可以處理的數(shù)字量。又稱(chēng)字量。又稱(chēng)A/DA/D轉(zhuǎn)換模塊，一般模擬輸入信號(hào)都為標(biāo)準(zhǔn)的傳感轉(zhuǎn)換模塊，一般模擬輸入信號(hào)都為標(biāo)準(zhǔn)的傳感器信號(hào)。模擬量輸入模塊把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字，一般為器信號(hào)。模擬量輸入模塊把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字，一般為1212位二進(jìn)制數(shù)。位二進(jìn)制數(shù)。4. 4. 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊是把模擬量輸出模塊是把PLCPLC的的CPUCPU要輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備需要的要輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備需要的模擬量（電壓或電流），又稱(chēng)為模擬量（電壓或電流），又稱(chēng)為D/AD/A轉(zhuǎn)換模塊。轉(zhuǎn)換模塊。5. 5. 擴(kuò)展接口模塊擴(kuò)展接口模塊擴(kuò)展接口模塊的作用是擴(kuò)大擴(kuò)展接

45、口模塊的作用是擴(kuò)大PLCPLC的控制規(guī)模。的控制規(guī)模。6. 6. 通信接口模塊通信接口模塊把外部供應(yīng)的電源（一般為單相把外部供應(yīng)的電源（一般為單相8585260V260V、50/60HzAC50/60HzAC電源）變電源）變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源（換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源（5V5V和和 15VDC15VDC電源電源) )。有的電源單元還向外提供有的電源單元還向外提供24V24V隔離直流電源，可供開(kāi)關(guān)量輸入單隔離直流電源，可供開(kāi)關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)源開(kāi)關(guān)等使用。元連接的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)源開(kāi)關(guān)等使用?？删幊绦蚩刂破鞯碾娫匆话悴捎瞄_(kāi)關(guān)式電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范可編程序控制器的電源一般采用開(kāi)關(guān)式電

46、源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。便于擴(kuò)展便于擴(kuò)展小型機(jī)：一體機(jī)，有接口可擴(kuò)展。小型機(jī)：一體機(jī)，有接口可擴(kuò)展。 電源模塊CPU模塊IO模塊底 板 中、大型機(jī)：模塊式，可根據(jù)需要在主板上隨意組合。中、大型機(jī)：模塊式，可根據(jù)需要在主板上隨意組合。編程設(shè)備可以是專(zhuān)用的手持式編程設(shè)備可以是專(zhuān)用的手持式的編程器；也可以是安裝了專(zhuān)的編程器；也可以是安裝了專(zhuān)門(mén)的編程通訊軟件的個(gè)人計(jì)算門(mén)的編程通訊軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。機(jī)。 用戶可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入和調(diào)試用戶可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入和調(diào)試程序；另外在運(yùn)行時(shí)，還可以程序；另外在運(yùn)行時(shí)，還可以對(duì)整個(gè)控制過(guò)

47、程進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)整個(gè)控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR其他外圍設(shè)備其他外圍設(shè)備 顯示器、操作面顯示器、操作面板、打印機(jī)等。板、打印機(jī)等。 1. PLC1. PLC的基本配置的基本配置根據(jù)根據(jù)PLCPLC的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，基本配置分為的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，基本配置分為3 3種：種：（1 1）整體式結(jié)構(gòu)）整體式結(jié)構(gòu)S7-200S7-200，

48、各組成部分均緊湊的封裝在一，各組成部分均緊湊的封裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)。個(gè)機(jī)殼內(nèi)。（2 2）模塊式結(jié)構(gòu)）模塊式結(jié)構(gòu)S7-300/400S7-300/400這種結(jié)構(gòu)的這種結(jié)構(gòu)的PLCPLC控制點(diǎn)數(shù)比控制點(diǎn)數(shù)比較多、功能比較強(qiáng)。各模塊功能是獨(dú)立的，外形尺寸一致，較多、功能比較強(qiáng)。各模塊功能是獨(dú)立的，外形尺寸一致，安裝時(shí)將這些框架或基板上即可。安裝時(shí)將這些框架或基板上即可。（3 3）混合式結(jié)構(gòu)）混合式結(jié)構(gòu) 混合式混合式PLCPLC由由PLCPLC主機(jī)和擴(kuò)展模塊組成。其主機(jī)和擴(kuò)展模塊組成。其中中PLCPLC主機(jī)由主機(jī)由CPUCPU、存儲(chǔ)器、通信電路、基本輸入、存儲(chǔ)器、通信電路、基本輸入/ /輸出模塊、輸出模塊

49、、電源等基本模塊組成，相當(dāng)于一個(gè)整體式的電源等基本模塊組成，相當(dāng)于一個(gè)整體式的PLCPLC，可以單獨(dú)完，可以單獨(dú)完成控制功能。成控制功能。2. PLC2. PLC的擴(kuò)展配置的擴(kuò)展配置如果控制系統(tǒng)的輸入如果控制系統(tǒng)的輸入/ /輸出點(diǎn)數(shù)比較多，而控制規(guī)律又不是很復(fù)雜，輸出點(diǎn)數(shù)比較多，而控制規(guī)律又不是很復(fù)雜，采用大型采用大型PLCPLC成本上不經(jīng)濟(jì)，可以采用擴(kuò)展配置方式，即主機(jī)帶擴(kuò)成本上不經(jīng)濟(jì)，可以采用擴(kuò)展配置方式，即主機(jī)帶擴(kuò)展機(jī)的配置。展機(jī)的配置。（1 1）近程擴(kuò)展配置）近程擴(kuò)展配置近程擴(kuò)展機(jī)主要用于擴(kuò)大控制規(guī)模，在主機(jī)近程擴(kuò)展機(jī)主要用于擴(kuò)大控制規(guī)模，在主機(jī)上使用模塊，除上使用模塊，除CPUCPU

50、模塊外，均可在擴(kuò)展機(jī)上使用。模塊外，均可在擴(kuò)展機(jī)上使用。（2 2）當(dāng)有部分現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)比較集中，而又與其他現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)相距較遠(yuǎn)時(shí)，）當(dāng)有部分現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)比較集中，而又與其他現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)相距較遠(yuǎn)時(shí)，可采用遠(yuǎn)程擴(kuò)展方式。遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)主要用于擴(kuò)大控制距離?？刹捎眠h(yuǎn)程擴(kuò)展方式。遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)主要用于擴(kuò)大控制距離。I/OI/O模塊模塊和部分功能模塊可在遠(yuǎn)程機(jī)上使用，遠(yuǎn)程站上需要電源模塊。和部分功能模塊可在遠(yuǎn)程機(jī)上使用，遠(yuǎn)程站上需要電源模塊。2.3.1 PLC2.3.1 PLC的系統(tǒng)程序的系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序有系統(tǒng)程序有PLCPLC制造者采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的，固化與制造者采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的，固化與ROMROM型系統(tǒng)程序型系統(tǒng)程序存儲(chǔ)

51、器中，用于控制存儲(chǔ)器中，用于控制PLCPLC本身的運(yùn)行，用戶不能更改。包括下述三本身的運(yùn)行，用戶不能更改。包括下述三部分：部分：（1 1）系統(tǒng)管理程序）系統(tǒng)管理程序系統(tǒng)程序最重要的部分，整個(gè)都由它主系統(tǒng)程序最重要的部分，整個(gè)都由它主管：運(yùn)行管理、存儲(chǔ)空間管理、系統(tǒng)自檢。管：運(yùn)行管理、存儲(chǔ)空間管理、系統(tǒng)自檢。（2 2）用戶指令解釋和編輯程序）用戶指令解釋和編輯程序解釋程序?qū)⒂脩舫绦蚓幾g成解釋程序?qū)⒂脩舫绦蚓幾g成相應(yīng)的一串機(jī)器碼語(yǔ)言，然后通過(guò)相應(yīng)的一串機(jī)器碼語(yǔ)言，然后通過(guò)CPUCPU完成任務(wù)，為提高解釋速完成任務(wù)，為提高解釋速度，用戶程序是以?xún)?nèi)碼形式存放的。度，用戶程序是以?xún)?nèi)碼形式存放的。（3 3

52、）標(biāo)準(zhǔn)程序模塊和系統(tǒng)調(diào)用）標(biāo)準(zhǔn)程序模塊和系統(tǒng)調(diào)用 這部分是由許多獨(dú)立的程序塊這部分是由許多獨(dú)立的程序塊組成的，各自完成不同的功能，如有些完成輸入、輸出功能，組成的，各自完成不同的功能，如有些完成輸入、輸出功能，有些完成運(yùn)算功能等。有些完成運(yùn)算功能等。2.3.2 PLC2.3.2 PLC的用戶程序的用戶程序用戶程序又稱(chēng)為應(yīng)用程序，是用戶為完成某一控制任務(wù)而利用戶程序又稱(chēng)為應(yīng)用程序，是用戶為完成某一控制任務(wù)而利用用PLCPLC的編程語(yǔ)言編制的程序。存儲(chǔ)在系統(tǒng)程序指定的存儲(chǔ)區(qū)的編程語(yǔ)言編制的程序。存儲(chǔ)在系統(tǒng)程序指定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)。域內(nèi)。與微機(jī)的編程一樣，用戶程序需要一個(gè)編程環(huán)境、一個(gè)程序結(jié)與微機(jī)的編程

53、一樣，用戶程序需要一個(gè)編程環(huán)境、一個(gè)程序結(jié)構(gòu)和一個(gè)編程方法。構(gòu)和一個(gè)編程方法。 （1 1）用戶環(huán)境）用戶環(huán)境由系統(tǒng)程序生成，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、用戶由系統(tǒng)程序生成，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、用戶元件區(qū)、用戶程序存儲(chǔ)區(qū)、用戶參數(shù)等。元件區(qū)、用戶程序存儲(chǔ)區(qū)、用戶參數(shù)等。（2 2）用戶程序結(jié)構(gòu)）用戶程序結(jié)構(gòu)線性程序、分塊程序、結(jié)構(gòu)化程序。線性程序、分塊程序、結(jié)構(gòu)化程序。（3 3）用戶的編程語(yǔ)言）用戶的編程語(yǔ)言梯形圖、語(yǔ)句表、功能塊圖。梯形圖、語(yǔ)句表、功能塊圖。 2.4.1 2.4.1 接線程序控制與存儲(chǔ)程序控制接線程序控制與存儲(chǔ)程序控制繼電繼電- -接觸器控制系統(tǒng)是通過(guò)電器元件的固定接線來(lái)實(shí)現(xiàn)控制邏接觸器控制系統(tǒng)是通

54、過(guò)電器元件的固定接線來(lái)實(shí)現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)的。見(jiàn)下圖，只有輯，完成控制任務(wù)的。見(jiàn)下圖，只有S1S1和和S2S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合后，兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合后，燈燈HL1HL1才能亮；才能亮；HL1HL1亮亮2s2s后，后，HL2HL2亮。亮。 2.4.1 2.4.1 接線程序控制與存儲(chǔ)程序控制接線程序控制與存儲(chǔ)程序控制 在在PLCPLC控制系統(tǒng)中，用戶根據(jù)控制要求編制出相應(yīng)的控制程序，控制系統(tǒng)中，用戶根據(jù)控制要求編制出相應(yīng)的控制程序，并寫(xiě)入并寫(xiě)入PLCPLC的程序存儲(chǔ)器中，控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，的程序存儲(chǔ)器中，控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，PLCPLC依次讀取依次讀取程序存儲(chǔ)器中的程序語(yǔ)句，對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行解釋并加以執(zhí)行，

55、程序存儲(chǔ)器中的程序語(yǔ)句，對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行解釋并加以執(zhí)行，PLCPLC將執(zhí)行的結(jié)果輸出給相應(yīng)的設(shè)備。將執(zhí)行的結(jié)果輸出給相應(yīng)的設(shè)備。PLCPLC控制系統(tǒng)的軟繼電器的解釋控制系統(tǒng)的軟繼電器的解釋 （1 1）輸入部分：外部輸入信號(hào)由外部輸入電路，）輸入部分：外部輸入信號(hào)由外部輸入電路，PLCPLC輸入接線輸入接線端子和端子和“輸入繼電器輸入繼電器”組成。組成。理解：外部輸入信號(hào)經(jīng)理解：外部輸入信號(hào)經(jīng)PLCPLC接線端子去驅(qū)動(dòng)輸入繼電器的線圈，接線端子去驅(qū)動(dòng)輸入繼電器的線圈，每個(gè)輸入端子與其相同編號(hào)的輸入繼電器有唯一確定的對(duì)應(yīng)關(guān)每個(gè)輸入端子與其相同編號(hào)的輸入繼電器有唯一確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。系。當(dāng)外部的輸入元件處

56、于接通狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入繼電器線圈得當(dāng)外部的輸入元件處于接通狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入繼電器線圈得電，在程序中其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，編程時(shí)應(yīng)注意電，在程序中其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，編程時(shí)應(yīng)注意“輸入線圈輸入線圈”只能由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)，不能在程序內(nèi)部用指令來(lái)只能由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)，不能在程序內(nèi)部用指令來(lái)驅(qū)動(dòng)，因此，在用戶編程的梯形圖中，只能出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，因此，在用戶編程的梯形圖中，只能出現(xiàn)“輸入繼電輸入繼電器器”的觸點(diǎn)，而不應(yīng)出現(xiàn)的觸點(diǎn)，而不應(yīng)出現(xiàn)“輸入繼電器輸入繼電器”的線圈。的線圈。 PLCPLC控制系統(tǒng)的軟繼電器的解釋控制系統(tǒng)的軟繼電器的解釋 實(shí)質(zhì)：見(jiàn)輸入模板圖當(dāng)外部輸入信號(hào)的狀態(tài)為實(shí)質(zhì)：見(jiàn)輸

57、入模板圖當(dāng)外部輸入信號(hào)的狀態(tài)為“1”1”或或“0” 0” 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)D D觸發(fā)器為觸發(fā)器為“1”1”或或“0”0”當(dāng)外部輸入信號(hào)是閉合回路時(shí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)外部輸入信號(hào)是閉合回路時(shí)對(duì)應(yīng)的D D中為中為“1”1”，相當(dāng)于常，相當(dāng)于常開(kāi)觸點(diǎn)閉合（接通開(kāi)觸點(diǎn)閉合（接通 ）當(dāng)外部輸入信號(hào)是斷開(kāi)回路時(shí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)外部輸入信號(hào)是斷開(kāi)回路時(shí)對(duì)應(yīng)的D D中為中為“0”0”，相當(dāng)于常開(kāi)，相當(dāng)于常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。觸點(diǎn)斷開(kāi)。故在梯形圖中可取用無(wú)數(shù)次常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)，即可以提供任意故在梯形圖中可取用無(wú)數(shù)次常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)，即可以提供任意多個(gè)動(dòng)合或動(dòng)斷觸點(diǎn)供多個(gè)動(dòng)合或動(dòng)斷觸點(diǎn)供PLCPLC控制電路編程使用?？刂齐娐肪幊淌褂谩＝Y(jié)論：結(jié)論：PL

58、CPLC中的輸入繼電器是中的輸入繼電器是“軟繼電器軟繼電器”，它本質(zhì)上是存儲(chǔ)，它本質(zhì)上是存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)單元可無(wú)限次的讀取，所以有無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)常單元，用于存儲(chǔ)單元可無(wú)限次的讀取，所以有無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)常閉觸點(diǎn)供編程時(shí)使用。閉觸點(diǎn)供編程時(shí)使用。 （2 2）內(nèi)部控制電路：由用戶程序形成，即用軟繼電器代替硬繼電器的）內(nèi)部控制電路：由用戶程序形成，即用軟繼電器代替硬繼電器的控制邏輯，由梯形圖語(yǔ)言編制。梯形圖由觸點(diǎn)、線圈或功能方框等構(gòu)控制邏輯，由梯形圖語(yǔ)言編制。梯形圖由觸點(diǎn)、線圈或功能方框等構(gòu)成，畫(huà)梯形圖時(shí)，從左母線開(kāi)始，經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)、線圈（或功能方框）終成，畫(huà)梯形圖時(shí)，從左母線開(kāi)始，經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)、線圈（或功能方框）

59、終止于右母線（止于右母線（s7-200s7-200右母線省略）。讀梯形圖時(shí)，可把左母線看作是右母線省略）。讀梯形圖時(shí)，可把左母線看作是提供能量的母線，觸點(diǎn)閉合可以使能流流過(guò)，觸點(diǎn)斷開(kāi)，阻止能流流提供能量的母線，觸點(diǎn)閉合可以使能流流過(guò)，觸點(diǎn)斷開(kāi)，阻止能流流過(guò)，線圈代表邏輯輸出的結(jié)果，實(shí)際上，并不存在這種能流，只是為過(guò)，線圈代表邏輯輸出的結(jié)果，實(shí)際上，并不存在這種能流，只是為仿繼電器的讀法而已。仿繼電器的讀法而已。 （3 3）輸出部分（以繼電器輸出型）輸出部分（以繼電器輸出型PLCPLC為例）由在為例）由在PLCPLC內(nèi)部且與內(nèi)部控制內(nèi)部且與內(nèi)部控制電路隔離的輸出繼電器的外部動(dòng)合觸點(diǎn)、輸出接線端子

60、和外部驅(qū)動(dòng)電路電路隔離的輸出繼電器的外部動(dòng)合觸點(diǎn)、輸出接線端子和外部驅(qū)動(dòng)電路組成，用于驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，輸出繼電器線圈的通斷狀態(tài)只能在程序內(nèi)部組成，用于驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，輸出繼電器線圈的通斷狀態(tài)只能在程序內(nèi)部用指令驅(qū)動(dòng)。用指令驅(qū)動(dòng)。PLCPLC內(nèi)部控制電路中有許多輸出繼電器，每個(gè)輸出繼電器內(nèi)部控制電路中有許多輸出繼電器，每個(gè)輸出繼電器除了有為內(nèi)部控制電路提供編程用的任意多個(gè)動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)外，還為除了有為內(nèi)部控制電路提供編程用的任意多個(gè)動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)外，還為外部負(fù)載電路提供了一個(gè)實(shí)際的動(dòng)合觸點(diǎn)與外部接線端子相連，驅(qū)動(dòng)外外部負(fù)載電路提供了一個(gè)實(shí)際的動(dòng)合觸點(diǎn)與外部接線端子相連，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，負(fù)載電路必須由外