可編程序控制器原理與應(yīng)用(汪志鋒)電子教案課件

1、第1章 概 述1.1 可編程序控制器的由來(lái)1.2 可編程序控制器的定義、分類(lèi)及特點(diǎn)1.3 可編程序控制器的功能和應(yīng)用1.4 可編程序控制器與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較1.5 可編程序控制器的發(fā)展趨勢(shì)思考與練習(xí)題1.1 可編程序控制器的由來(lái) 在可編程序控制器問(wèn)世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是以繼電器控制占主導(dǎo)地位的。這種由繼電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)有著明顯的缺點(diǎn)：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運(yùn)行速度不高，尤其是對(duì)生產(chǎn)工藝多變的系統(tǒng)適應(yīng)性更差，一旦生產(chǎn)任務(wù)和工藝發(fā)生變化，就必須重新設(shè)計(jì)，并改變硬件結(jié)構(gòu)，這造成了時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。 1968年，美國(guó)通用汽車(chē)公司(GM公司)為了在每次汽車(chē)改型或改變工藝流程時(shí)不

2、改動(dòng)原有繼電器柜內(nèi)的接線，以便降低生產(chǎn)成本，縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，而提出了研制新型邏輯順序控制裝置，并提出了該裝置的研制指標(biāo)要求，即10項(xiàng)招標(biāo)技術(shù)指標(biāo)。其主要內(nèi)容如下： (1) 在使用者的工廠里，能以最短的中斷服務(wù)時(shí)間，迅速方便地對(duì)其控制的硬件和設(shè)備進(jìn)行編程，并重新進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 (2) 所有系統(tǒng)單元必須能在工廠內(nèi)無(wú)特殊支持的設(shè)備、硬件及環(huán)境條件下運(yùn)行。 (3) 系統(tǒng)的維修必須簡(jiǎn)單易行。在系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)有狀態(tài)指示器和插入式模塊，以便在最短的停車(chē)時(shí)間內(nèi)使維修和故障診斷變得簡(jiǎn)單易行。 (4) 裝置的體積應(yīng)小于原有繼電器控制柜的體積，它的能耗也應(yīng)比較少。 (5) 必須能與中央數(shù)據(jù)收集處理系統(tǒng)進(jìn)行通信，

3、以便監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行情況。 (6) 輸入開(kāi)關(guān)量可以是已有的標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)的按鈕和限位開(kāi)關(guān)的交流115 V電壓信號(hào)。 (7) 輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須能驅(qū)動(dòng)以交流運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器和電磁閥線圈，每個(gè)輸出量將設(shè)計(jì)為可開(kāi)停和連續(xù)操縱具有115 V、2 A以下容量的電磁閥等負(fù)載設(shè)備。 (8) 具有靈活的擴(kuò)展能力。在擴(kuò)展時(shí)必須能以系統(tǒng)最小的變動(dòng)及最短的更換和停機(jī)時(shí)間，使原有裝置從系統(tǒng)的最小配置擴(kuò)展到系統(tǒng)的最大配置。 從上述10項(xiàng)指標(biāo)可以看出，它實(shí)際上就是當(dāng)今可編程序控制器最基本的功能。將它們歸納一下，其核心為以下四點(diǎn)： (1) 用計(jì)算機(jī)代替繼電器控制盤(pán)。 (2) 用程序代替硬件接線。 (3) 輸入/輸出

4、電平可與外部裝置直接連接。 (4) 結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)展。 1. 可編程序控制器(PLC)發(fā)展的幾個(gè)階段 可編程序控制器的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。這些高新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了可編程序控制器的發(fā)展，而可編程序控制器的發(fā)展又對(duì)這些高新技術(shù)提出了更高、更新的要求，促進(jìn)了它們的發(fā)展。從控制功能來(lái)分，可編程序控制器的發(fā)展經(jīng)歷了下列四個(gè)階段： 第一階段，從第一臺(tái)可編程序控制器問(wèn)世到20世紀(jì)70年代中期，是可編程序控制器的初創(chuàng)階段。這一階段的產(chǎn)品主要用于邏輯運(yùn)算和定時(shí)、計(jì)數(shù)，它的CPU由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路組成，它的控制功能比較簡(jiǎn)單。這一階段的典型產(chǎn)

5、品有MODICON公司的084、ALLEN-BRADLEY(AB)公司的PDQII、DEC的PDP-14、日立公司的SCY-022等。 第三階段，從20世紀(jì)70年代末期到80年代中期，是PLC通信功能的實(shí)現(xiàn)階段。與計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展相聯(lián)系，PLC也在通信方面有了很大的發(fā)展，初步形成了分布式的通信網(wǎng)絡(luò)體系，但是，由于制造企業(yè)各自為政，通信系統(tǒng)自成系統(tǒng)，因此，各產(chǎn)品互相通信是較困難的。在該階段，由于生產(chǎn)過(guò)程控制的需要，對(duì)PLC的需求大大增加，產(chǎn)品的功能也得到了發(fā)展，數(shù)學(xué)運(yùn)算的功能得到了較大的擴(kuò)充，產(chǎn)品的可靠性進(jìn)一步提高。這一階段的產(chǎn)品有西門(mén)子公司的SYMATIC S6系列、富士電機(jī)公司的MI-CRE

6、X和德州儀器公司的TI530等。 第四階段，從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，是PLC的開(kāi)放階段。由于開(kāi)放系統(tǒng)的提出，使PLC也得到了較大的發(fā)展。主要表現(xiàn)為通信系統(tǒng)的開(kāi)放，使各制造企業(yè)的產(chǎn)品可以互相通信，通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化使用戶(hù)得到了好處。在這一階段，產(chǎn)品的規(guī)模增大，功能不斷完善，大中型產(chǎn)品多數(shù)有CRT屏幕的顯示功能，產(chǎn)品的擴(kuò)展也因通信功能的改善而變得方便，此外，還采用了標(biāo)準(zhǔn)的軟件系統(tǒng)，增加了高級(jí)編程語(yǔ)言等。這一階段的產(chǎn)品有西門(mén)子公司的SYMATIC S5和S7系列、AB公司的PLC-5等。 2. 我國(guó)PLC的發(fā)展 1974年我國(guó)開(kāi)始仿制美國(guó)的第二代PLC產(chǎn)品，但因元器件質(zhì)量和技術(shù)問(wèn)題等原因未能推廣。

7、直到1977年，我國(guó)才研制出第一臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的PLC，并開(kāi)始批量生產(chǎn)和應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程的控制。由于使用單片1位處理器，因此，應(yīng)用的規(guī)模較小，主要的控制方式是開(kāi)關(guān)量控制。 隨著我國(guó)改革開(kāi)放政策的貫徹和落實(shí)，從1982年開(kāi)始，先后有天津、廈門(mén)、無(wú)錫、大連、上海、北京等地的儀表廠、無(wú)線電廠和研究所等單位與美國(guó)、德國(guó)、日本等PLC的制造企業(yè)進(jìn)行了合資或引進(jìn)技術(shù)、生產(chǎn)流水線等，使我國(guó)PLC的應(yīng)用有了較大的發(fā)展。一些大中型的工程項(xiàng)目采用PLC以后，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，也反過(guò)來(lái)促進(jìn)了PLC的發(fā)展。這一階段的主要特點(diǎn)是以產(chǎn)品的引進(jìn)、技術(shù)的消化、應(yīng)用的普及為目標(biāo)。應(yīng)用的產(chǎn)品以 8位處理器為主，應(yīng)用的規(guī)模在10

8、00點(diǎn)以下。 近年來(lái)，為了促進(jìn)我國(guó)PLC的發(fā)展，相關(guān)部門(mén)組織進(jìn)行了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)機(jī)型的優(yōu)選工作。參照國(guó)際上IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)選出了若干個(gè)首選的我國(guó)PLC產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在硬件和軟件上與國(guó)外的產(chǎn)品兼容，從而為這些產(chǎn)品的應(yīng)用提供了廣闊的前景。另外，由于各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視，以及人們對(duì)科學(xué)是生產(chǎn)力的認(rèn)識(shí)不斷深化，我國(guó)PLC的應(yīng)用也取得了可喜的成果。在機(jī)電、冶金、輕工、紡織、化工、醫(yī)藥、交通等行業(yè)的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，PLC是大有發(fā)展前途的工業(yè)控制裝置，它與監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA)和集散控制系統(tǒng)(Distribution C

9、ontrol System，DCS)相互集成、相互補(bǔ)充、綜合應(yīng)用，將對(duì)我國(guó)的工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響。 3. PLC發(fā)展的特征 PLC的發(fā)展與其他高新技術(shù)的發(fā)展是分不開(kāi)的。PLC發(fā)展的特征表現(xiàn)在下列幾方面： (1) 功能的發(fā)展。PLC從簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算功能，發(fā)展到數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)運(yùn)算，直到通信功能，功能的不斷發(fā)展使PLC能適應(yīng)各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的要求，從而在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制領(lǐng)域中成為主流產(chǎn)品之一。功能的發(fā)展與PLC在硬件上的更新發(fā)展有關(guān)，PLC從1位處理器發(fā)展到8位，直到16位、32位，存儲(chǔ)容量也有相應(yīng)的擴(kuò)展，適應(yīng)了過(guò)程控制的需求。通信功能的自成封閉到系統(tǒng)的開(kāi)放是產(chǎn)品走向世界的基

10、礎(chǔ)。因此，從PLC的發(fā)展可以看到，國(guó)產(chǎn)PLC要占領(lǐng)市場(chǎng)，必須不斷發(fā)展，適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的需求，正如前述的PLC 10項(xiàng)招標(biāo)技術(shù)指標(biāo)中所要求的要能適應(yīng)發(fā)展的需求。 (3) 適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的要求。計(jì)算機(jī)是一種通用的數(shù)字電子設(shè)備。為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的要求，尤其是惡劣工業(yè)環(huán)境的要求，對(duì)通用的計(jì)算機(jī)必須進(jìn)行更可靠的設(shè)計(jì)。美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(National Electric Manufacturer Association, NEMA)提出了對(duì)設(shè)備環(huán)境的一些標(biāo)準(zhǔn)，即NEMA標(biāo)準(zhǔn)。PLC與通用計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要的區(qū)別就是PLC能應(yīng)用在惡劣的工業(yè)環(huán)境中。也正是由于它的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，使得它在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)

11、用。1.2 可編程序控制器的定義、分類(lèi)及特點(diǎn)1.2.1 可編程序控制器的定義 由于PLC在不斷發(fā)展，因此，對(duì)它進(jìn)行確切的定義是比較困難的。美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)經(jīng)過(guò)四年的調(diào)查工作，于1980年正式將可編程序控制器命名為PC(Programmable Controller)，并給PC作了如下定義： PC是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體來(lái)存儲(chǔ)指令，用以執(zhí)行諸如邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或類(lèi)似的輸入/輸出模件來(lái)控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是用來(lái)執(zhí)行PC的功能，亦被視同為PC，但不包括鼓式或類(lèi)似的機(jī)械式順序控制器。1.2.2 可編程序控制器的

12、分類(lèi) 1. 按硬件的結(jié)構(gòu)類(lèi)型分類(lèi) 可編程序控制器發(fā)展很快，目前，全世界有幾百家工廠正在生產(chǎn)幾千種不同型號(hào)的PLC。為了便于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝，便于擴(kuò)展，方便接線，其結(jié)構(gòu)與普通計(jì)算機(jī)有很大區(qū)別。通常從組成結(jié)構(gòu)形式上將這些PLC分為兩類(lèi)：一類(lèi)是一體化整體式PLC，另一類(lèi)是結(jié)構(gòu)化模塊式PLC。 1) 整體式結(jié)構(gòu) 從結(jié)構(gòu)上看，早期的可編程序控制器是把CPU、RAM、ROM、I/O接口及與編程器或EPROM寫(xiě)入器相連的接口、輸入/輸出端子、電源、指示燈等都裝配在一起的整體裝置。一個(gè)箱體就是一個(gè)完整的PLC。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，成本低，安裝方便，缺點(diǎn)是輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是固定的，不一定能適合具體的控制現(xiàn)場(chǎng)

13、的需要。這類(lèi)產(chǎn)品有OMRON公司的C20P、C40P、C60P，三菱公司的Fl系列，東芝公司的EX20/40系列等。 2) 模塊式結(jié)構(gòu) 模塊式結(jié)構(gòu)又叫積木式。這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是把PLC的每個(gè)工作單元都制成獨(dú)立的模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊、通信模塊等。另外，機(jī)器上有一塊帶有插槽的母板，實(shí)質(zhì)上就是計(jì)算機(jī)總線。把這些模塊按控制系統(tǒng)需要選取后，都插到母板上，就構(gòu)成了一個(gè)完整的PLC。這種結(jié)構(gòu)的PLC的特點(diǎn)是系統(tǒng)構(gòu)成非常靈活，安裝、擴(kuò)展、維修都很方便，缺點(diǎn)是體積比較大。常見(jiàn)產(chǎn)品有OMRON公司的C200H、C1000H、C2000H，西門(mén)子公司的S5-115U、S7-300、S7

14、-400系列等。 2. 按應(yīng)用規(guī)模及功能分類(lèi) 為了適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的應(yīng)用要求，可編程序控制器能夠處理的輸入/輸出信號(hào)數(shù)是不一樣的。一般將一路信號(hào)叫做一個(gè)點(diǎn)，將輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)的總和稱(chēng)為機(jī)器的點(diǎn)。按照點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為超小(微)、小、中、大、超大等五種類(lèi)型。 (1) 超小型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)，內(nèi)存容量為256 B1 KB。 (2) 小型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為65128點(diǎn)，內(nèi)存容量為13.6 KB。 小型及超小型PLC在結(jié)構(gòu)上一般是一體化整體式的，主要用于中等容量的開(kāi)關(guān)量控制，具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、通信等功能。 (3) 中型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)范圍為129512點(diǎn)

15、，內(nèi)存容量為3.613 KB。 中型PLC除具有小型、超小型PLC的功能外，還增加了數(shù)據(jù)處理能力，適用于小規(guī)模的綜合控制系統(tǒng)。 (4) 大型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)范圍為513896點(diǎn)，內(nèi)存容量為13 KB以上。 (5) 超大型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為896點(diǎn)以上，內(nèi)存容量為13 KB以上。 上述劃分方式并不十分嚴(yán)格，也不是一成不變的。隨著PLC的不斷發(fā)展，劃分標(biāo)準(zhǔn)已有過(guò)多次的修改。 可編程序控制器還可以按功能分為低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)。低檔機(jī)以邏輯運(yùn)算為主，具有定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位等功能。中檔機(jī)一般有整數(shù)及浮點(diǎn)運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、PID調(diào)節(jié)、中斷控制及聯(lián)網(wǎng)功能，可用于復(fù)雜的邏輯運(yùn)算及閉環(huán)控制場(chǎng)合。高檔機(jī)具有更

16、強(qiáng)的數(shù)字處理能力，可進(jìn)行矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算，完成數(shù)據(jù)管理工作，有更強(qiáng)的通信能力，可以和其他計(jì)算機(jī)構(gòu)成分布式生產(chǎn)過(guò)程綜合控制管理系統(tǒng)。 可編程序控制器的按功能劃分及按點(diǎn)數(shù)規(guī)模劃分是有一定聯(lián)系的。一般來(lái)說(shuō)，大型機(jī)、超大型機(jī)都是高檔機(jī)。機(jī)型和機(jī)器的結(jié)構(gòu)形式及內(nèi)部存儲(chǔ)器的容量一般也有一定的聯(lián)系，大型機(jī)一般都是模塊式機(jī)，都有很大的內(nèi)存容量。 2. 功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高 一臺(tái)小型可編程序控制器內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶(hù)使用的編程元件，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，它具有很高的性能價(jià)格比?？删幊绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制與集中管理。 3. 硬件配套齊全，用戶(hù)使用方便，適應(yīng)性

17、強(qiáng) 可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用，用戶(hù)能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯陌惭b接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線?？删幊绦蚩刂破饔休^強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶(hù)程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。 5. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。 可編程序控制器的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，容

18、易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比繼電器系統(tǒng)電路圖的設(shè)計(jì)時(shí)間要少得多。 可編程序控制器的用戶(hù)程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，通過(guò)可編程序控制器上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)要少得多。 6. 維修工作量小，維修方便 可編程序控制器的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能?？删幊绦蚩刂破骰蛲獠康妮斎胙b置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)可編程序控制器上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明產(chǎn)生故障的原因，用更換模塊的方法迅速地排除故障。 7. 體積小，能耗低

19、 對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用可編程序控制器后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，小型可編程序控制器的體積僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/21/10。 可編程序控制器的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時(shí)，加上開(kāi)關(guān)柜體積的縮小，可以節(jié)省大量的費(fèi)用。1.3 可編程序控制器的功能和應(yīng)用 1 . 開(kāi)關(guān)邏輯和順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛、最基本的場(chǎng)合。它的主要功能是完成開(kāi)關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種簡(jiǎn)單或十分復(fù)雜的控制要求。 2. 模擬控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，許多連續(xù)變化的需要進(jìn)行控制的物理量，如溫度、壓

20、力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)δM量控制的廣泛要求，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類(lèi)模擬量的功能。特別是當(dāng)系統(tǒng)中模擬量控制點(diǎn)數(shù)不多，同時(shí)混有較多的開(kāi)關(guān)量時(shí)，PLC具有其他控制裝置所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。另外，某些PLC產(chǎn)品還提供了典型控制策略模塊，如PID模塊，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的PID等反饋或其他模擬量的控制運(yùn)算。 3. 定時(shí)控制 PLC具有很強(qiáng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶(hù)提供數(shù)十甚至上百個(gè)定時(shí)器與計(jì)數(shù)器。對(duì)于定時(shí)器，其定時(shí)間隔可以由用戶(hù)加以設(shè)定。對(duì)于計(jì)數(shù)器，如果需要對(duì)頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可以選擇高速計(jì)數(shù)器。 4. 數(shù)據(jù)處理 新型PLC都具有數(shù)據(jù)處理的能力，它不僅能

21、進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等功能，有些PLC還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算。 5. 信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng) 信號(hào)聯(lián)鎖是安全生產(chǎn)所必需的。在信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的PLC是安全生產(chǎn)的要求。對(duì)安全要求高的系統(tǒng)還可采用多重的檢出元件和聯(lián)鎖系統(tǒng)，而對(duì)其中的邏輯運(yùn)算等，可采用冗余的PLC實(shí)現(xiàn)。 6. 通信聯(lián)網(wǎng) 把PLC作為下位機(jī)，與上位機(jī)或同級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行通信，可完成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的信息控制和管理，因此PLC是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化的理想工業(yè)控制器。1.4 可編程序控制器與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 1. PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較 傳統(tǒng)的繼

22、電器控制系統(tǒng)被PLC所取代已是必然趨勢(shì)。繼電器控制柜是針對(duì)一定的生產(chǎn)機(jī)械、固定的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的，采用硬接線方式裝配而成，只能完成既定的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，一旦生產(chǎn)工藝過(guò)程改變，則控制柜必須重新設(shè)計(jì)、重新配線。而PLC由于應(yīng)用了微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，各種控制功能都是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此只要改變程序并改動(dòng)少量的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變。從適應(yīng)性、可靠性、方便性及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)等各方面進(jìn)行比較，PLC都有顯著的優(yōu)勢(shì)。因此在用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的過(guò)程中，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)大多數(shù)將被PLC所取代。 2. PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的比較 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是通用微型計(jì)算機(jī)適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)

23、控制要求發(fā)展起來(lái)的一種控制設(shè)備。硬件結(jié)構(gòu)方面總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高、兼容性強(qiáng)，并且軟件資源豐富，特別是有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，故對(duì)要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜、計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢(shì)。但是，使用工業(yè)控制機(jī)控制生產(chǎn)工藝過(guò)程，要求開(kāi)發(fā)人員具有較高的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和微機(jī)軟件編程的能力。 PLC最初是針對(duì)工業(yè)順序控制應(yīng)用發(fā)展而來(lái)的，硬件結(jié)構(gòu)專(zhuān)用性強(qiáng)，通用性差，很多優(yōu)秀的微機(jī)軟件也不能直接使用，必須經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)。但是，PLC采用了工廠技術(shù)人員熟悉的梯形圖語(yǔ)言編程，易學(xué)易懂，便于推廣應(yīng)用。 從可靠性方面看，PLC是專(zhuān)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)上采用整體密封或插件組合型，并采取了一系列抗干擾措施，具

24、有很高的可靠性。而工控機(jī)雖然也能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠運(yùn)行，但畢竟是由通用機(jī)發(fā)展而來(lái)的，在整體結(jié)構(gòu)上要完全適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，還要做不少工作。另一方面，PLC用戶(hù)程序是在PLC監(jiān)控程序的基礎(chǔ)上運(yùn)行的，軟件方面的抗干擾措施在監(jiān)控程序里已經(jīng)考慮得很周全，而工控機(jī)用戶(hù)程序則必須考慮抗干擾問(wèn)題，一般的編程人員很難考慮周全。這也是工控機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)比PLC應(yīng)用系統(tǒng)可靠性低的原因。 盡管現(xiàn)代PLC在模擬量信號(hào)處理、數(shù)值運(yùn)算、實(shí)時(shí)控制等方面有了很大提高，但在模型復(fù)雜、計(jì)算量大且較難、實(shí)時(shí)性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制機(jī)則更能發(fā)揮其專(zhuān)長(zhǎng)。 3. PLC與集散控制系統(tǒng)的比較 集散控制系統(tǒng)又稱(chēng)分散控制系統(tǒng)，它是專(zhuān)門(mén)為工

25、業(yè)過(guò)程控制設(shè)計(jì)的過(guò)程控制裝置。它的主要應(yīng)用場(chǎng)合是連續(xù)量的模擬控制，而PLC的主要應(yīng)用場(chǎng)合是開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。因此，它們?cè)谠O(shè)計(jì)思想上是有一定區(qū)別的。 PLC是按掃描方式工作的，而集散控制系統(tǒng)是按用戶(hù)的程序指令工作的。因此，PLC對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)的采樣速度是相同的；而在集散控制系統(tǒng)中，可根據(jù)被檢測(cè)對(duì)象的特性采用不同的采樣速度，例如，對(duì)流量點(diǎn)的采樣周期是1 s，對(duì)溫度點(diǎn)的采樣周期是20 s等。此外，在集散控制系統(tǒng)中，可有多級(jí)優(yōu)先級(jí)中斷的設(shè)置，而PLC通常不采用中斷方式。在存儲(chǔ)器的容量上，由于PLC所需的運(yùn)算大多是邏輯運(yùn)算，因此，所需的存儲(chǔ)器容量較小，而集散控制系統(tǒng)需進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算，所以存儲(chǔ)器容量較大

26、。在運(yùn)算速度方面，模擬量的運(yùn)算速度可較低，而開(kāi)關(guān)量的運(yùn)算需要有較高的速度。 除了部分分散過(guò)程控制裝置安裝在現(xiàn)場(chǎng)，需要按現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境設(shè)計(jì)外，集散控制系統(tǒng)是按照安裝在控制室設(shè)計(jì)的，而PLC是按照現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境的要求設(shè)計(jì)的，對(duì)元器件的可靠性方面有專(zhuān)門(mén)的考慮，在可靠性方面兩者都有較高的要求。1.5 可編程序控制器的發(fā)展趨勢(shì) 在短短的20多年中，PLC得到了如此飛速的發(fā)展，并在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，這些事實(shí)說(shuō)明，PLC具有強(qiáng)大的生命力。PLC將在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用，并將成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主要控制設(shè)備。 PLC將向兩個(gè)方面發(fā)展：一方面向著大型化的方向發(fā)展，另一方面則向著小型化的方向發(fā)展。

27、PLC向大型化方向發(fā)展，主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面： (1) 與DCS、SCADA相互滲透，出現(xiàn)你中有我、我中有你的情況。為了在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域中有較大的應(yīng)用市場(chǎng)，各制造企業(yè)紛紛學(xué)習(xí)其他企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而使產(chǎn)品的適用范圍擴(kuò)大，應(yīng)用的規(guī)模從幾十點(diǎn)擴(kuò)展到成百上千點(diǎn)，功能也從單一的邏輯運(yùn)算擴(kuò)展到幾乎能滿(mǎn)足所有的用戶(hù)需求。此外，采用通信和開(kāi)放的策略，使優(yōu)化、計(jì)劃、調(diào)度等功能也能夠在PLC內(nèi)實(shí)現(xiàn)，不同產(chǎn)品通信的實(shí)施也使應(yīng)用的范圍趨向多元化。 (2) 向CIMS、CIPS發(fā)展，成為它們的一個(gè)分支。制造業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)PLC的發(fā)展，CIMS和CIPS、機(jī)器人和FMS等的實(shí)施也離不開(kāi)PLC的發(fā)展。因此，

28、對(duì)PLC提出了功能、速度、通信、管理等方面的要求，這為PLC向大型化方向發(fā)展提供了用武之地。 (3) 向大型化方向發(fā)展的另一標(biāo)志是產(chǎn)品硬件性能的發(fā)展。PLC產(chǎn)品的處理器已從早期的1位，向8位、16位，甚至向32位、64位發(fā)展。運(yùn)算速度也大大提高，它的晶振頻率從幾兆赫，向幾十兆赫發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，晶振頻率已可達(dá)到100 MHz到幾百兆赫，并從單CPU的處理向多CPU的并行處理發(fā)展等。模塊化的結(jié)構(gòu)使得產(chǎn)品的適應(yīng)性得到改善。存儲(chǔ)器的容量也成倍增加，從幾千字節(jié)發(fā)展到幾萬(wàn)字節(jié)，直到幾兆字節(jié)、幾十兆字節(jié)等。總之，由于硬件性能的提高，使PLC向大型化方向有了很大的發(fā)展。 (4) 軟件功能的發(fā)展是P

29、LC向大型化方向發(fā)展的重要標(biāo)志。一些國(guó)外的PLC生產(chǎn)企業(yè)不僅對(duì)硬件的制造進(jìn)行投資，而且，從兩個(gè)方面對(duì)軟件進(jìn)行投資，一種方式是收購(gòu)或兼并軟件廠商，另一種方式是在公司內(nèi)部成立軟件開(kāi)發(fā)部。對(duì)軟件的大量投資，使用戶(hù)在不增加投資費(fèi)用的前提下能得到更多、更好、更實(shí)用的功能。近期推出的PLC產(chǎn)品大多數(shù)已采用Windows 98/2000或Windows NT作為編程和操作的平臺(tái)，使用戶(hù)可以很方便地學(xué)會(huì)操作和使用。 (5) PLC的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。PLC的應(yīng)用早已從機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用向各行各業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。例如，在食品加工、煉油、化工、冶金、紡織、制漿和造紙、廢水處理、制藥和電子等行業(yè)的應(yīng)用正如雨后春筍，不斷

30、壯大。根據(jù)國(guó)外的估計(jì)，PLC目前的年銷(xiāo)售量已超過(guò)2億臺(tái)。 PLC向小型化方向發(fā)展，主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面： (1) 在設(shè)備級(jí)采用PLC。對(duì)一些工業(yè)過(guò)程的設(shè)備控制，采取化整為零的控制策略，采用配套的PLC，并配備了專(zhuān)用的控制柜、操作臺(tái)和監(jiān)視器等。例如，對(duì)鍋爐設(shè)備而言，它有進(jìn)水閥、蒸汽閥、燃料閥和空氣閥，以及各種電動(dòng)機(jī)和有關(guān)設(shè)備，采用配套的PLC可完成啟動(dòng)和熄火等順序控制和回路控制，并可根據(jù)鍋爐的規(guī)模，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三沖量控制和雙交叉限幅控制等。此外，可設(shè)置報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)，在液位低、熄火或回火、蒸汽壓力高或低時(shí)發(fā)出聯(lián)鎖或報(bào)警信號(hào)等。由于應(yīng)用的專(zhuān)一性，使得控制質(zhì)量大大提高。甚至有些公司還相繼推出了能滿(mǎn)足簡(jiǎn)

31、單邏輯順序控制要求的微可編程序控制單元，如西門(mén)子公司的Logo系列產(chǎn)品。 (2) 向高性能的整體型發(fā)展。為了減小體積、降低成本，PLC的生產(chǎn)企業(yè)在向大型化發(fā)展的同時(shí)，也開(kāi)發(fā)了小型、高性能的整體型系列產(chǎn)品，用于滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程不同控制的需求。與此同時(shí)，也開(kāi)發(fā)了多種類(lèi)型的高性能模塊型產(chǎn)品。當(dāng)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)增加時(shí)，可根據(jù)過(guò)程控制的需求，采用靈活的組合方式進(jìn)行配套，完成所需的控制功能。例如，推出高速的定時(shí)/計(jì)數(shù)器模塊、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制模塊、伺服電動(dòng)機(jī)控制模塊、溫度控制模塊、通信接口模塊等。這些模塊的靈活應(yīng)用，使產(chǎn)品的成本下降，同時(shí)，它又有良好的擴(kuò)展能力，滿(mǎn)足了小型系統(tǒng)控制的需求，也為這些系統(tǒng)的發(fā)展留有余

32、地。 (3) 向小型化發(fā)展。在提高系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的體積越來(lái)越小，功能越來(lái)越強(qiáng)。OMRON公司最新推出的CPMl可編程序控制器的體積很小，可連接10個(gè)輸入/輸出點(diǎn)，可以擴(kuò)展到20點(diǎn)、30點(diǎn)，直到50點(diǎn)；輸入的時(shí)間常數(shù)可在1128 ms之間設(shè)置，以適應(yīng)輸入信號(hào)的變化；基本指令的執(zhí)行時(shí)間是0.72 (s，特殊指令的執(zhí)行時(shí)間也只有16.3 (s，它可以使用91個(gè)指令進(jìn)行編程。西門(mén)子公司在它傳統(tǒng)的大中型PLC領(lǐng)域之外也著力推出小型PLC，如S7-200系列(由最初的21X系列已發(fā)展到目前的22X系列)。雖然這一系列屬于小(微)型PLC，但其功能已具備了某些中型機(jī)的性能要求，特別是網(wǎng)絡(luò)通信能力在

33、各種小型PLC產(chǎn)品中表現(xiàn)十分突出。 PLC在軟件方面也將有較大的發(fā)展。系統(tǒng)的開(kāi)放使第三方的軟件能方便地在符合開(kāi)放系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的PLC上得到移植。除了采用標(biāo)準(zhǔn)化的硬件外，采用標(biāo)準(zhǔn)化的軟件也能大大縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期；同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化的軟件由于經(jīng)受了實(shí)際應(yīng)用的考驗(yàn)，它的可靠性也明顯提高。采用符合開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，使PLC能成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)成員，得到資源共享等優(yōu)厚的收獲。編程語(yǔ)言也越來(lái)越適應(yīng)過(guò)程控制的要求，功能模塊描述語(yǔ)言等高級(jí)的編程語(yǔ)言使用戶(hù)能從中得到經(jīng)濟(jì)效益。例如，開(kāi)發(fā)周期縮短，投產(chǎn)時(shí)間提前，維修時(shí)間縮短，對(duì)維修人員技能要求降低等。采用的編程設(shè)備也從手持式編程器發(fā)展為近期清一色的微型計(jì)算機(jī)編程

34、，使可操作性和組態(tài)性大大提高。思考與練習(xí)題 1. 簡(jiǎn)述可編程序控制器的定義。 2. 可編程序控制器有哪些主要特點(diǎn)? 3. 與一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相比，可編程序控制器有哪些優(yōu)點(diǎn)? 4. 與繼電器控制系統(tǒng)相比，可編程序控制器有哪些優(yōu)點(diǎn)? 5. 可編程序控制器可以用在哪些領(lǐng)域?第2章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.1 可編程序控制器的組成與基本結(jié)構(gòu)2.2 可編程序控制器的工作過(guò)程與工作原理2.3 可編程序控制器的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)思考與練習(xí)題2.1 可編程序控制器的組成與基本結(jié)構(gòu) PLC是微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，是在程序控制器、1位微處理機(jī)控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新

35、型控制器。從廣義上講，PLC是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只不過(guò)它比一般計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過(guò)程相連接的輸入/輸出接口，具有更適用于控制要求的編程語(yǔ)言，具有更適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境的抗干擾性能。因此，PLC是一種工業(yè)控制用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，它的實(shí)際組成與一般微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。 2.1.1 可編程序控制器的硬件系統(tǒng)PLC的硬件系統(tǒng)由主機(jī)系統(tǒng)、輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)及外部設(shè)備組成。 1. 主機(jī)系統(tǒng) 圖2.1 PLC結(jié)構(gòu)示意圖 (1) 微處理器單元(Central Processing Unit，CPU)。CPU是PLC的核心部分，它包括微處理器和控制接口電路。微處理器是PLC的運(yùn)

36、算控制中心，由它實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作。它的運(yùn)行是按照系統(tǒng)程序所賦予的任務(wù)進(jìn)行的。CPU的具體作用如下： 接受、存儲(chǔ)用戶(hù)程序。 按掃描方式接收來(lái)自輸入單元的數(shù)據(jù)和各狀態(tài)信息，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。 執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶(hù)程序，完成數(shù)據(jù)和信息的邏輯處理，產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)部控制信號(hào)，完成用戶(hù)指令規(guī)定的各種操作。 響應(yīng)外部設(shè)備的請(qǐng)求。 PLC常用的微處理器主要有通用微處理器、單片機(jī)或雙極型位片式微處理器。通用微處理器按其處理數(shù)據(jù)的位數(shù)可分為4位、8位、16位和32位等。PLC大多用8位和16位微處理器。單片機(jī)是將微處理器、部分存儲(chǔ)器、部分輸入輸出接口以及連接它們的控制接口電路等集成在一

37、塊芯片上的處理器，具有高集成度、高可靠性、高功能、高速度、低成本等優(yōu)點(diǎn)。 控制接口電路是微處理器與主機(jī)內(nèi)部其他單元進(jìn)行聯(lián)系的部件，主要有數(shù)據(jù)緩沖、單元選擇、信號(hào)匹配、中斷管理等功能。微處理器通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)與各個(gè)單元之間的可靠的信息交換和最佳的時(shí)序配合。 (2) 存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器是PLC存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序和運(yùn)行數(shù)據(jù)的單元。它包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。只讀存儲(chǔ)器(ROM)在使用過(guò)程中只能取出不能存儲(chǔ)，而隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)在使用過(guò)程中能隨時(shí)取出和存儲(chǔ)。只讀存儲(chǔ)器(ROM)按照其編程方式不同，可分為ROM、PROM、EPROM和EEPROM等。 ROM又稱(chēng)掩膜只讀存儲(chǔ)器

38、，它存儲(chǔ)的內(nèi)容在其制造過(guò)程中確定，不允許再改變；PROM是可編程只讀存儲(chǔ)器，它的存儲(chǔ)內(nèi)容是由用戶(hù)用編程器一次性寫(xiě)入的，不能再改變；EPROM是可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，它的存儲(chǔ)內(nèi)容也是由用戶(hù)用編程器寫(xiě)入的，但是可以在紫外線燈的照射下擦除，因此，它允許反復(fù)多次地擦除和寫(xiě)入；EEPROM是電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，它的存儲(chǔ)內(nèi)容由用戶(hù)寫(xiě)入，在寫(xiě)入新的內(nèi)容時(shí)，原來(lái)存儲(chǔ)的內(nèi)容會(huì)自動(dòng)清除，它允許反復(fù)多次寫(xiě)入。 只讀存儲(chǔ)器(ROM)是非揮發(fā)性的，即在斷電狀態(tài)下仍能保持所存儲(chǔ)的內(nèi)容，因此它被用作PLC的系統(tǒng)存儲(chǔ)器，存放生產(chǎn)企業(yè)編制的系統(tǒng)管理程序。用戶(hù)邏輯解釋程序和標(biāo)準(zhǔn)程序模塊等組成系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序?qū)τ脩?hù)來(lái)說(shuō)是透

39、明的，不能被用戶(hù)隨意改變，它也常被生產(chǎn)企業(yè)存儲(chǔ)在PROM或EPROM內(nèi)，安裝在PLC中一起供給用戶(hù)。 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)有兩種類(lèi)型：靜態(tài)RAM(SRAM)和動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)。SRAM是用D型觸發(fā)器來(lái)存儲(chǔ)寫(xiě)入的內(nèi)容的，除非寫(xiě)入新的內(nèi)容或電源關(guān)斷，它存儲(chǔ)的內(nèi)容可以保持不變；DRAM是用電容來(lái)存儲(chǔ)寫(xiě)入的內(nèi)容的，由于電容要放電，為了維持寫(xiě)入的內(nèi)容不變，必須對(duì)它重復(fù)進(jìn)行讀出和寫(xiě)入操作，即要有刷新電路配合使用。 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)是一種揮發(fā)性的器件，即當(dāng)供電電源關(guān)掉后，其存儲(chǔ)的內(nèi)容會(huì)丟失，因此在實(shí)際使用中，通常為其配備掉電保護(hù)電路，當(dāng)正常電源關(guān)斷后，由備用電池為它供電，保護(hù)其存儲(chǔ)的內(nèi)容不

40、丟失。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)在PLC中用作用戶(hù)程序的存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。用戶(hù)程序存儲(chǔ)器存放的是用戶(hù)編制的應(yīng)用程序。為了調(diào)試和修改的方便，總是先把用戶(hù)程序存放在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)中，經(jīng)過(guò)運(yùn)行、考核、修改、完善、達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再把它固化到EPROM中，替代RAM使用。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的內(nèi)容是PLC運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)。由于這些數(shù)據(jù)是不斷變化的，因此用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)來(lái)組成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 (3) 輸入/輸出模塊單元。PLC的對(duì)外功能主要是通過(guò)各類(lèi)接口模塊的外接線，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制。通過(guò)各種輸入/輸出接口模塊，PLC既可檢測(cè)到所需的過(guò)程信息，又可將處理結(jié)果傳送給

41、外部過(guò)程，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制。通過(guò)輸入模塊單元，PLC能夠得到生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)；通過(guò)輸出模塊單元，PLC能夠把運(yùn)算處理的結(jié)果送至工業(yè)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)控制。實(shí)際生產(chǎn)中的信號(hào)電平多種多樣，外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需電流也是多種多樣，而PLC的CPU所處理的只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，由于輸入/輸出模塊單元與工業(yè)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)直接相連，這就要求它有很好的信號(hào)適應(yīng)能力和抗干擾性能。因此，在輸入/輸出模塊單元中，一般均配有電子變換、光耦合器和阻容濾波等電路，以實(shí)現(xiàn)外部現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)與系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一信號(hào)的匹配和信號(hào)的正確傳遞，PLC正是通過(guò)了這種接口實(shí)現(xiàn)了信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。 為適應(yīng)工業(yè)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)對(duì)不

42、同輸入/輸出信號(hào)的匹配要求，PLC配置了各種類(lèi)型的輸入/輸出模塊單元。其中常用的有以下幾種類(lèi)型： 開(kāi)關(guān)量輸入單元：它的作用是把現(xiàn)場(chǎng)各種開(kāi)關(guān)信號(hào)變成PLC內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。開(kāi)關(guān)量輸入單元按照輸入端的電源類(lèi)型不同，分為直流輸入單元和交流輸入單元，分別如圖2.2和圖2.3所示。圖2.2 直流開(kāi)關(guān)量輸入單元圖2.3 交流開(kāi)關(guān)量輸入單元 在直流輸入單元中，電阻R1與R2構(gòu)成分壓器，電阻R2與電容C組成阻容濾波。二極管用于防止反極性電壓輸入，發(fā)光二極管(LED)指示輸入狀態(tài)。光耦合器隔離輸入電路與PLC內(nèi)部電路的電氣連接，并使外部信號(hào)通過(guò)光耦合器變成內(nèi)部電路接收的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。當(dāng)外部開(kāi)關(guān)閉合后，外部直流電壓

43、經(jīng)過(guò)電阻分壓和阻容濾波后加到光耦合器的發(fā)光二極管上，經(jīng)光耦合，光敏晶體管接收光信號(hào)，并輸出一個(gè)對(duì)內(nèi)部電路來(lái)說(shuō)接通的信號(hào)，輸出端的發(fā)光二極管(LED)點(diǎn)亮，指示現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合。 在交流輸入單元中，電阻R2與R3構(gòu)成分壓器。電阻R1為限流電阻，電容C為濾波電容。雙向光耦合器起整流和隔離雙重作用，雙向發(fā)光二極管用作狀態(tài)指示。其工作原理和直流輸入單元基本相同，僅在正反向時(shí)導(dǎo)通的雙向光耦合器不同。 開(kāi)關(guān)量輸出單元：它的作用是把PLC的內(nèi)部信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)。按照現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的電源類(lèi)型的不同，開(kāi)關(guān)量輸出單元可分為直流輸出單元(晶體管輸出方式或繼電器觸點(diǎn)輸出方式)和交流輸出單元(晶閘管輸

44、出方式或繼電器觸點(diǎn)輸出方式)。 在繼電器輸出方式中，繼電器作為開(kāi)關(guān)器件，同時(shí)又是隔離器件。發(fā)光二極管(LED)構(gòu)成輸出狀態(tài)顯示器，當(dāng)PLC輸出一個(gè)接通信號(hào)時(shí)，內(nèi)部電路使繼電器線圈K通電，繼電器觸點(diǎn)閉合使負(fù)載回路的負(fù)載L接通得電，VD作為續(xù)流二極管以消除線圈的反電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)狀態(tài)指示發(fā)光二極管(LED)導(dǎo)通點(diǎn)亮。根據(jù)負(fù)載的需要，負(fù)載回路的電源既可選用交流電源，也可選用直流電源。 特別應(yīng)指出的是，由于繼電器模式具有實(shí)際斷點(diǎn)，可以從物理上切斷所控制的回路，同時(shí)這種模式既適合于直流情況又適合于交流情況，因此這種模式在開(kāi)關(guān)頻率不太高的情況下是首選的輸出控制方案。圖2.4給出了這種輸出方案的原理圖。圖2.4

45、 繼電器模式輸出單元 在晶體管輸出方式中，采用光敏晶體管作為開(kāi)關(guān)器件。當(dāng)PLC輸出一個(gè)接通信號(hào)時(shí)，內(nèi)部電路使光耦合器的發(fā)光二極管得電發(fā)光，光敏晶體管受光導(dǎo)通后，使晶體管導(dǎo)通，相應(yīng)負(fù)載L得電。 在晶閘管輸出方式中，采用光耦合式雙向晶閘管作為開(kāi)關(guān)器件，因此它同時(shí)又是隔離器件。當(dāng)PLC輸出一個(gè)接通信號(hào)時(shí)，內(nèi)部電路使固態(tài)繼電器內(nèi)輸入電路中的發(fā)光二極管導(dǎo)通，通過(guò)光耦合使輸出回路的雙向晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載得電。 模擬量輸入單元：模擬量輸入在過(guò)程控制中的應(yīng)用很廣，如常用的溫度、壓力、速度、流量、酸堿度、位移的各種工業(yè)檢測(cè)都是對(duì)應(yīng)于電壓、電流的模擬量值，再通過(guò)一定運(yùn)算(PID)后，控制生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到一定的目的。模擬

46、量輸入電平大多是從傳感器通過(guò)變換后得到的，模擬量的輸入信號(hào)為420 mA的電流信號(hào)或15 V、-1010 V、010 V的直流電壓信號(hào)。輸入模塊接收這種模擬信號(hào)之后，把它轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，送給中央處理器進(jìn)行處理，因此模擬量輸入模塊又叫A/D轉(zhuǎn)換輸入模塊?？傊M量輸入單元的作用是把現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)變化的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部處理的、由若干位表示的數(shù)字信號(hào)。模擬量輸入單元一般由濾波、A/D轉(zhuǎn)換器、光耦合器隔離等部分組成。其原理框圖如圖2.5所示。 圖2.5 模擬量輸入單元框圖 模擬量輸入單元設(shè)有電壓信號(hào)和電流信號(hào)輸入端。輸入信號(hào)通過(guò)濾波、運(yùn)算放大器的放大和量程變換，轉(zhuǎn)換成A/D轉(zhuǎn)換器能夠接

47、收的電壓范圍，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器后的數(shù)字量信號(hào)，再經(jīng)光耦合器隔離后進(jìn)入PLC的內(nèi)部電路。根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換的分辨率不同，模擬量輸入單元能提供8位、10位、12位或16位等精度的各種位數(shù)的數(shù)字量信號(hào)并傳送給PLC以進(jìn)行處理。 模擬量的輸入點(diǎn)數(shù)可以是28點(diǎn)，對(duì)于不同模擬量輸入單元類(lèi)型，輸入點(diǎn)數(shù)不同。對(duì)多通道的模擬量輸入單元，通常設(shè)置多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行通道的切換，而在輸出端應(yīng)設(shè)置信號(hào)的寄存器。為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制要求，對(duì)模擬量輸入單元采取了必要的防電磁干擾措施，例如，光耦合器隔離、阻容濾波等。為了防止其他信號(hào)的影響，也采取了設(shè)置反向二極管或熔絲管等措施。這些措施為PLC可靠地工作提供了保證。 模擬量輸

48、出單元：它的作用是把PLC運(yùn)算處理后的若干位數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量信號(hào)然后輸出，以滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)信號(hào)的控制要求。模擬量輸出單元一般由光耦合器隔離、D/A轉(zhuǎn)換器和信號(hào)轉(zhuǎn)換等部分組成，其原理框圖如圖2.6所示。圖2.6 模擬量輸出單元框圖 模擬量輸出模塊是將中央處理器的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成420 mA的電流輸出信號(hào)或010 V、15 V的電壓輸出信號(hào)，以提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此模擬量輸出模塊又叫D/A轉(zhuǎn)換輸出模塊。PLC輸出的若干位數(shù)字量信號(hào)由內(nèi)部電路送至光耦合器的輸入端，光耦合器輸出端輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換后的模擬量直流電壓信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器放大后驅(qū)動(dòng)輸出。 通常，模擬量輸出

49、單元還沒(méi)有直流電流信號(hào)輸出端供用戶(hù)選用。根據(jù)實(shí)際要求數(shù)字信號(hào)的不同分辨率，模擬量輸出單元用的D/A轉(zhuǎn)換器有8位、10位、12位等幾種不同的精度，根據(jù)不同型號(hào)，精度有所不同。 智能輸入/輸出單元：為了滿(mǎn)足PLC在復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，PLC的制造廠商除了提供上述基本的開(kāi)關(guān)量和模擬量輸入/輸出單元外，還提供了智能輸入/輸出單元，以適應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程控制的要求。智能輸入/輸出單元是一個(gè)獨(dú)立的自治系統(tǒng)，它具有與PLC主機(jī)相似的硬件系統(tǒng)，也是由中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入/輸出單元和外部設(shè)備接口單元等部分，通過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)總線連接組成的。智能輸入/輸出單元在自身的系統(tǒng)程序管理下，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)

50、、處理和控制，并通過(guò)外部設(shè)備接口與PLC主機(jī)的輸入/輸出擴(kuò)展接口的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的通信。PLC主機(jī)在其運(yùn)行的每個(gè)掃描周期中與智能輸入/輸出單元進(jìn)行一次信息交換，以便能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行綜合處理。智能輸入輸出單元不依賴(lài)主機(jī)的運(yùn)行方式而獨(dú)立運(yùn)行，一方面使PLC能夠通過(guò)智能輸入/輸出單元來(lái)處理快速變化的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，另一方面也使PLC能夠處理更多的任務(wù)。 為適應(yīng)不同的控制要求，智能輸入/輸出單元也有不同的類(lèi)型。例如高速脈沖計(jì)數(shù)器智能單元，它專(zhuān)門(mén)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高速脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并把累計(jì)值傳送給PLC主機(jī)進(jìn)行處理。如果不用高速脈沖計(jì)數(shù)智能單元，而用主機(jī)的輸入/輸出單元來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)操作，則計(jì)數(shù)速度要受主機(jī)掃描速

51、度的影響。當(dāng)高速脈沖信號(hào)的寬度小于主機(jī)的掃描周期時(shí)，會(huì)發(fā)生部分計(jì)數(shù)脈沖丟失的情況。因此，用一般的PLC不能正確地進(jìn)行高速脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)。使用高速脈沖計(jì)數(shù)智能單元后，由于它脫離主機(jī)的掃描周期而獨(dú)立進(jìn)行計(jì)數(shù)操作，而主機(jī)僅在每個(gè)掃描周期內(nèi)讀出高速脈沖計(jì)數(shù)智能單元的計(jì)數(shù)值，因此，使PLC系統(tǒng)能正確地對(duì)高速脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)處理。 PID調(diào)節(jié)智能單元也是一種智能單元，它能獨(dú)立完成工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中一個(gè)或幾個(gè)閉環(huán)控制回路的PID調(diào)節(jié)。特別是PID調(diào)節(jié)控制軟件是由智能單元來(lái)執(zhí)行的，而主機(jī)系統(tǒng)僅周期性地把調(diào)整參數(shù)和設(shè)定值傳遞給PID調(diào)節(jié)智能單元。這樣就使主機(jī)從繁瑣的輸入/輸出操作、復(fù)雜的運(yùn)算處理中解脫出來(lái)，從而

52、在其掃描周期內(nèi)能夠處理更多的其他任務(wù)。 為了適應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)溫度檢測(cè)的要求，一些制造企業(yè)也提供了可以直接與熱電偶或熱電阻連接的溫度傳感器輸入智能單元，它通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換、光耦合等電路將模擬量的熱電動(dòng)勢(shì)或電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC的內(nèi)部數(shù)字量信號(hào)。對(duì)熱電偶的冷端補(bǔ)償、熱電阻的非線性處理等也在該智能單元中實(shí)現(xiàn)。不同熱電偶和熱電阻的分度數(shù)是通過(guò)在該單元上的選擇開(kāi)關(guān)來(lái)確定的。 智能輸入/輸出單元還有位置控制智能單元、閥門(mén)控制智能單元等類(lèi)型。智能輸入/輸出單元為PLC的功能擴(kuò)展和性能提高提供了極為有利的條件。隨著智能輸入/輸出單元品種的增加，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣泛，PLC的主機(jī)最終將變?yōu)橐粋€(gè)中央信

53、息處理機(jī)，對(duì)與之相連的各種智能輸入/輸出單元的信息進(jìn)行綜合處理。 (4) I/O擴(kuò)展接口。I/O擴(kuò)展接口是PLC主機(jī)為了擴(kuò)展輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和類(lèi)型的部件，輸入/輸出擴(kuò)展單元、遠(yuǎn)程輸入/輸出擴(kuò)展單元、智能輸入/輸出單元等都通過(guò)它與主機(jī)相連。I/O擴(kuò)展接口有并行接口、串行接口等多種形式。 (5) 外設(shè)I/O接口。外設(shè)I/O接口是PLC主機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、機(jī)機(jī)對(duì)話的通道。通過(guò)它，PLC可以和編程器、彩色圖形顯示器、打印機(jī)等外部設(shè)備相連，也可以與其他PLC或上位計(jì)算機(jī)連接。外設(shè)I/O接口一般是RS232C或RS422A串行通信接口，該接口的功能是進(jìn)行串行/并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，通信格式的識(shí)別，數(shù)據(jù)傳輸?shù)某鲥e(cuò)檢驗(yàn)

54、，信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換等。對(duì)于一些小型PLC，外設(shè)I/O接口中還有與專(zhuān)用編程器連接的并行數(shù)據(jù)接口。 (6) 電源。電源單元是PLC的電源供給部分。它的作用是把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源，有的電源單元還向外提供直流電源，給與開(kāi)關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場(chǎng)電源開(kāi)關(guān)使用。電源單元還包括掉電保護(hù)電路和后備電池電源，以保持RAM在外部電源斷電后存儲(chǔ)的內(nèi)容不丟失。PLC的電源一般采用開(kāi)關(guān)電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬，體積小，質(zhì)量輕，效率高，抗干擾性能好。 2. 輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié) 輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)是PLC輸入輸出單元的擴(kuò)展部件，當(dāng)用戶(hù)所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)或類(lèi)型超出主機(jī)的輸入/輸出單元所允許的點(diǎn)數(shù)或

55、類(lèi)型時(shí)，可以通過(guò)加接輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)來(lái)解決。輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)與主機(jī)的輸入/輸出擴(kuò)展接口相連，有兩種類(lèi)型：簡(jiǎn)單型和智能型。簡(jiǎn)單型的輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)本身不帶中央處理單元，對(duì)外部現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的輸入/輸出處理過(guò)程完全由主機(jī)的中央處理單元管理，依賴(lài)于主機(jī)的程序掃描過(guò)程。通常，它通過(guò)并行接口與主機(jī)通信，并安裝在主機(jī)旁邊，在小型PLC的輸入/輸出擴(kuò)展時(shí)常被采用。智能型的輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)本身帶有中央處理單元，它對(duì)生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的輸入/輸出處理由本身所帶的中央處理單元管理，而不依賴(lài)于主機(jī)的程序掃描過(guò)程。通常，它采用串行通信接口與主機(jī)通信，可以遠(yuǎn)離主機(jī)安裝，多用于大中型PLC的輸入/輸出擴(kuò)展。 3. 外部設(shè)

56、備 (1) 編程器。它是編制、調(diào)試PLC用戶(hù)程序的外部設(shè)備，是人機(jī)交互的窗口。通過(guò)編程器可以把新的用戶(hù)程序輸入到PLC的RAM中，或者對(duì)RAM中已有程序進(jìn)行編輯。通過(guò)編程器還可以對(duì)PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤，這對(duì)調(diào)試和試運(yùn)行用戶(hù)程序是非常有用的。編程器分為簡(jiǎn)易型和智能型兩類(lèi)。簡(jiǎn)易型的編程器只能聯(lián)機(jī)編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語(yǔ)言助記符(指令表)后，才能輸入。它一般由簡(jiǎn)易鍵盤(pán)和發(fā)光二極管或其他顯示器件組成。智能型的編程器又稱(chēng)圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)編程，也可以脫機(jī)編程，具有LCD或CRT圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過(guò)屏幕進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。 除了上述專(zhuān)用的編程器外，還可以利用微機(jī)(如I

57、BM-PC)，配上PLC生產(chǎn)廠家提供的相應(yīng)的軟件包來(lái)作為編程器，這種編程方式已成為PLC發(fā)展的趨勢(shì)?，F(xiàn)在，有些PLC不再提供編程器，而只提供微機(jī)編程軟件，并且配有相應(yīng)的通信連接電纜。 (2) 彩色圖形顯示器。大中型PLC通常配接彩色圖形顯示器，用以顯示模擬生產(chǎn)過(guò)程的流程圖、實(shí)時(shí)過(guò)程參數(shù)、趨勢(shì)參數(shù)及報(bào)警參數(shù)等過(guò)程信息，使得現(xiàn)場(chǎng)控制情況一目了然。 (3) 打印機(jī)。PLC也可以配接打印機(jī)等外部設(shè)備，用以打印記錄過(guò)程參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)以及報(bào)警事故記錄表等。 PLC還可以配置其他外部設(shè)備，例如，配置存儲(chǔ)器卡、盒式磁帶機(jī)或磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，用于存儲(chǔ)用戶(hù)的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)；配置EPROM寫(xiě)入器，用于將程序?qū)懭氲紼PRO

58、M中。2.1.2 可編程序控制器的軟件系統(tǒng) PLC除了硬件系統(tǒng)外，還需要軟件系統(tǒng)的支持，它們相輔相成，缺一不可，共同構(gòu)成PLC。PLC的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序(又稱(chēng)系統(tǒng)軟件)和用戶(hù)程序(又稱(chēng)應(yīng)用軟件)兩大部分組成。 1. 系統(tǒng)程序 系統(tǒng)程序由PLC的制造企業(yè)編制，固化在PROM或EPROM中，安裝在PLC上，隨產(chǎn)品提供給用戶(hù)。系統(tǒng)程序包括系統(tǒng)管理程序、用戶(hù)指令解釋程序和供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊等。 (1) 系統(tǒng)管理程序。它的主要功能如下： 時(shí)間分配的運(yùn)行管理，即實(shí)現(xiàn)PLC輸入、輸出運(yùn)算，自檢及提供通信時(shí)序。 存儲(chǔ)空間的分配管理，即生成用戶(hù)環(huán)境，規(guī)定各種參數(shù)、程序的存放地址，將用戶(hù)使用的數(shù)據(jù)參數(shù)存儲(chǔ)

59、地址轉(zhuǎn)化為實(shí)際的數(shù)據(jù)格式及物理存儲(chǔ)地址。 系統(tǒng)的自檢程序，即對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行出錯(cuò)檢驗(yàn)、用戶(hù)程序語(yǔ)法檢驗(yàn)、句法檢驗(yàn)、警戒時(shí)鐘運(yùn)行等。在系統(tǒng)管理程序的控制下，整個(gè)PLC能正確、有效地工作。 (2) 用戶(hù)指令解釋程序。它可將用戶(hù)用各種編程語(yǔ)言(梯形圖、語(yǔ)句表等)編制的應(yīng)用程序翻譯成CPU能執(zhí)行的機(jī)器指令。 (3) 供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊。它由許多獨(dú)立的程序塊組成，各自完成包括輸入、輸出、特殊運(yùn)算等不同的功能。PLC的各種具體工作都由這部分來(lái)完成。 由于通過(guò)改進(jìn)系統(tǒng)程序可以在不改變硬件系統(tǒng)的情況下大大改善PLC的性能，因此制造企業(yè)對(duì)系統(tǒng)程序的編制極為重視，其產(chǎn)品的系統(tǒng)程序也在不斷升級(jí)和完善。 2. 用戶(hù)程

60、序 用戶(hù)程序是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程控制的要求由用戶(hù)使用制造企業(yè)提供的編程語(yǔ)言自行編制的應(yīng)用程序。用戶(hù)程序包括開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序、模擬量運(yùn)算程序、閉環(huán)控制程序和操作站系統(tǒng)應(yīng)用程序等。 (1) 開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序。它是PLC用戶(hù)程序中最重要的一部分，一般采用梯形圖、助記符或功能塊圖等編程語(yǔ)言編制。不同的PLC制造企業(yè)提供的編程語(yǔ)言有不同的形式，至今還沒(méi)有一種能全部兼容的編程語(yǔ)言。 (2) 模擬量運(yùn)算程序及閉環(huán)控制程序。通常，它是在大中型PLC上實(shí)施的程序，由用戶(hù)根據(jù)需要按PLC提供的軟件和硬件功能進(jìn)行編制。編程語(yǔ)言一般采用高級(jí)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言。一些制造企業(yè)為方便用戶(hù)編程，也提供相應(yīng)編程軟件供用戶(hù)進(jìn)行編制模擬