1、1 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 第1章 PLC基礎(chǔ)知識1.5 PLC的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢 1.4 常用的常用的PLC簡介簡介 1.3 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理 1.2 PLC的定義、特點及應(yīng)用的定義、特點及應(yīng)用 1.1 傳統(tǒng)的工業(yè)控制方法傳統(tǒng)的工業(yè)控制方法 1.6 習(xí)題習(xí)題 2 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.1 傳統(tǒng)的工業(yè)控制方法傳統(tǒng)的工業(yè)控制方法 1.1.1 點動、長動控制線路點動、長動控制線路u1.線線路構(gòu)成路構(gòu)成圖1-1 點動、長動控制線路 3 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.工作原理工作原理 SB1為停止按鈕，SB3為點動按鈕，SB2為

2、長動按鈕。合上QS，接通三相電源，啟動準(zhǔn)備就緒。當(dāng)需要進(jìn)行點動控制時，按下SB3，線圈KM通電，其主觸點閉合，動合（常開）輔助觸點也閉合，但由于復(fù)合按鈕SB3動斷（常閉）觸點的斷開，使得無法實現(xiàn)自鎖。因此，松開SB3時，線圈KM失電，從而實現(xiàn)點動控制。這可以用于機(jī)床上的對刀等。4 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 當(dāng)需要進(jìn)行長動控制時，按下SB2，線圈KM通電，其主觸點和動合輔助觸點閉合，實現(xiàn)自鎖，松開SB2，電動機(jī)還是能夠正常轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)長動控制。 當(dāng)按下SB1時，切斷控制電路，導(dǎo)致線圈KM失電，其主觸點和輔助觸點復(fù)位，從而切斷三相電源，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。5 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與

3、應(yīng)用 u3.保保護(hù)環(huán)節(jié)護(hù)環(huán)節(jié) 在生產(chǎn)運(yùn)行中會有很多干擾和故障出現(xiàn)，為了工業(yè)生產(chǎn)順利地進(jìn)行、減少生產(chǎn)事故，有必要在電路中設(shè)置一定的保護(hù)環(huán)節(jié)。在圖1-1中使用的保護(hù)環(huán)節(jié)有：短路保護(hù)主要通過熔斷器FU來實現(xiàn)；過載保護(hù)主要通過熱繼電器FR來實現(xiàn)，在長時間過載運(yùn)行時，F(xiàn)R的動斷觸點斷開，切斷控制電路，KM主觸點復(fù)位，切斷三相電源，停止運(yùn)行；而在欠壓或失壓情況下，主要是依靠接觸器KM本身的電磁機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。 6 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.1.2 正正反轉(zhuǎn)控制線路反轉(zhuǎn)控制線路圖1-2 正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制線路 7 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.1.3 順順序控制線路序控制線路圖1-3 順序

4、控制線路 8 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.2 PLC的定義、特點及應(yīng)用的定義、特點及應(yīng)用 1.2.1 PLC的定義的定義 1987年國際電工委員會(International Electrical Committee，IEC)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC作了如下定義：“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器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(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)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原

5、則而設(shè)計?！? 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.2.2 PLC的特點的特點u1.可可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)是PLC最突出的特點之一，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：1) 在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。而PLC用軟元件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。10 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 2）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間在電氣上隔離

6、。3）PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。4）此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，還可以嵌入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)除PLC裝置外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。11 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.硬硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)u3.編編程語言易學(xué)易用程語言易學(xué)易用u4.系系統(tǒng)操作簡單，維護(hù)方便，容易改造統(tǒng)操作簡單，維護(hù)方便，容易改造u5.系系統(tǒng)操作簡單，維護(hù)方便，容易改造統(tǒng)操作簡單，維護(hù)方便，容易改造12 三菱三菱P

7、LC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.2.3 PLC的發(fā)展階段的發(fā)展階段u1.早早期的期的PLC(60年代末年代末70年代中期年代中期)u2.中中期的期的PLC(70年代中期年代中期80年代中、后期年代中、后期)u3.近近期的期的PLC(80年代中、后期至今年代中、后期至今)13 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.2.4 PLC的應(yīng)用的應(yīng)用u1.開開關(guān)量的邏輯控制關(guān)量的邏輯控制u2.模模擬量控制擬量控制u3.運(yùn)運(yùn)動控制動控制u4.過過程控制程控制u5.數(shù)數(shù)據(jù)處理據(jù)處理u6.通通信及聯(lián)網(wǎng)信及聯(lián)網(wǎng)14 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.3 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理 1.3

8、.1 PLC的硬件組成的硬件組成圖1-4 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖 15 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u1中央處理中央處理單元單元1) 接收、存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。2) 診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等。3) 通過輸入接口接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中。4) 從存儲器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過解釋后執(zhí)行。5) 根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，通過輸出單元實現(xiàn)輸出控制。有些PLC還具有制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。16 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 PLC中所配置的CPU隨機(jī)型不同而不同，主要有三類：通通用微處

9、理器用微處理器（如Z80、8086、80286等）單片微處理器單片微處理器（如8031、8096等）位片式微處理器位片式微處理器（如AMD29W等） 小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；中型PLC大多采用16位通用微處理器或單片微處理器；大型PLC大多采用高速位片式微處理器。17 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.存儲器存儲器 PLC的存儲器主要是用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作數(shù)據(jù)等信息。存儲器主要有兩種：一種是可讀/寫操作的隨機(jī)存儲器RAM，另一種是只讀存儲器ROM、PROM、EPROM和EEPROM。u3.輸輸入入/輸出單元輸出單元輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或

10、I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。PLC通過輸入單元把工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過程的狀態(tài)、信息讀入，通過用戶程序的運(yùn)算和操作，再把結(jié)果通過輸出單元輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實現(xiàn)控制目的。18 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （1）數(shù)字量輸入單元n直流輸入直流輸入 由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以I/O單元要實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。I/O單元一般都具有光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗干擾能力。圖1-5 直流輸入 19 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 n交流輸入交流輸入圖1-6 交流輸入 20 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)

11、用 n交直流輸入交直流輸入 數(shù)字量輸入單元中都有濾波電路和耦合隔離電路。濾波電路主要起抗干擾作用，耦合隔離電路主要起抗干擾和產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號的作用。通常情況下，輸入接口單元都使用PLC機(jī)內(nèi)的直流電源供電，而不需再外接電源。 圖1-7 交/直流輸入 21 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （2）數(shù)字量輸出單元）數(shù)字量輸出單元n繼電器輸出型繼電器輸出型圖1-8 繼電器輸出型 22 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 n晶體管輸出型晶體管輸出型圖1-9 晶體管輸出型 23 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 n雙向晶閘管輸出型雙向晶閘管輸出型 繼電器輸出接口可驅(qū)動交流或直流負(fù)載，但其響應(yīng)時間長，動作頻

12、率低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應(yīng)速度快，動作頻率高，但前者只能用于驅(qū)動直流負(fù)載，后者只能用于交流負(fù)載。 圖1-10 晶閘管輸出型 24 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u4.電源電源 PLC配有開關(guān)電源，以供內(nèi)部電路使用。與普通電源相比，PLC電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。對電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值15%的范圍內(nèi)波動。許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對外部傳感器供電。25 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u5.編程裝置編程裝置 編程裝置的作用是用于編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行人機(jī)對話。它

13、是開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)PLC不可缺少的工具。編程裝置可以是專用編程器，也可以是配有專用編程軟件包的通用計算機(jī)系統(tǒng)。專用編程器是由PLC廠家生產(chǎn)，專供該廠家生產(chǎn)的某些PLC產(chǎn)品使用，它主要由鍵盤、顯示器和外存儲器接插口等部件組成。專用編程器有簡易編程器和智能編程器兩類。26 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u6.通信接口通信接口 PLC配有各種通信接口，這些通信接口一般都帶有通信處理器。PLC通過這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機(jī)、其它PLC、計算機(jī)等設(shè)備實現(xiàn)通信。PLC與打印機(jī)連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打??；與監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來；與其它PLC連接，可組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)

14、，實現(xiàn)更大規(guī)?？刂?。與計算機(jī)連接，可組成多級分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合。而遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)也必須配備相應(yīng)的通信接口模塊。27 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u7.智能接口模塊智能接口模塊 智能接口模塊是一獨立的計算機(jī)系統(tǒng)，它具有獨立的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。它作為PLC系統(tǒng)的一個模塊，通過總線與PLC相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在PLC的協(xié)調(diào)管理下獨立地進(jìn)行工作。PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運(yùn)動控制模塊和中斷控制模塊等。28 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u8.其它外部設(shè)備其它外部設(shè)備 除了以上所述的部件和設(shè)備外，

15、PLC還有許多外部設(shè)備，如EPROM寫入器、外存儲器、人/機(jī)接口裝置等。29 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.3.2 PLC的軟件及編程語言的軟件及編程語言 u1.PLC的軟件的軟件 PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語言翻譯成機(jī)器語言、診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)程序由PLC廠家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶為達(dá)到某種控制要求，采用PLC的程序語言編制的程序，是一定控制功能的表述。同一臺PLC用于不同的控制目的時應(yīng)編寫不同的用戶程序。30 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.P

16、LC的編程語言的編程語言 由于PLC的發(fā)展時間不長，其硬件、軟件還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同PLC廠商都針對自己的產(chǎn)品開發(fā)不同編程語言，并且大多數(shù)是不兼容。但國際電工委員會于1994年規(guī)定了五種編程語言作為PLC標(biāo)準(zhǔn)編程語言，分別為梯形圖編程語言、指令表編程語言、順序功能圖編程語言、功能模塊圖編程語言和結(jié)構(gòu)化語句編程語言。31 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （1）梯形圖）梯形圖(Ladder Diagram)編程語言編程語言 圖1-11 梯形圖編程語言 32 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （2）指令表）指令表(Instraction List)編程語言編程語言LD Y0ANI T0OR X

17、0OUT T0 K20OUT Y0LD T0OR Y1ANI X1OUT Y1 圖1-12 指令表編程語言 33 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （3）順序功能圖）順序功能圖(Sepuential Function Chart)編程編程語言語言 圖1-13 順序功能圖編程語言 34 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （5）功能模塊圖）功能模塊圖(Function Block)編程語言編程語言 圖1-14 功能模塊圖編程語言 35 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （6）結(jié)構(gòu)化語句）結(jié)構(gòu)化語句(Structured Text)編程語言編程語言 結(jié)構(gòu)化語句編程語言是用結(jié)構(gòu)化的描述語句來描述

18、程序的一種編程語言。它是一種類似于高級語言的編程語言。在大中型的可編程序控制器系統(tǒng)中，常采用結(jié)構(gòu)化語句編程語言來描述控制系統(tǒng)中各個變量的關(guān)系。它也被用于集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)。36 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.3.3 PLC的工作原理的工作原理 u1.PLC的掃描工作原理的掃描工作原理 當(dāng)PLC運(yùn)行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務(wù)的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式，每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。由于CPU的運(yùn)算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時（并行）完成的。這種串行工作過

19、程稱為PLC的掃描工作方式。37 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.PLC的掃描過程的掃描過程 圖1-15 PLC的CPU工作流程 38 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u3.PLC執(zhí)行程序的過程及特點執(zhí)行程序的過程及特點 圖1-16 PLC執(zhí)行程序過程 39 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （1）輸入采樣階段）輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。在PLC的存儲器中，有一個專門存放輸入輸出信號狀態(tài)的區(qū)域，稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器，PLC梯形圖中別的編程元件也有對應(yīng)的映像存儲區(qū)，稱為元件映

20、像寄存器。40 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 要注意的是，只有在輸入采樣階段，輸入映像寄存器的內(nèi)容才與輸入信號一致，而在輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。41 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （2）用戶程序執(zhí)行階段）用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一行梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路

21、，并按“先左后右、先上后下”的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算42 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （3）輸出處理階段）輸出處理階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時才是PLC真正的輸出。 輸入輸出映像寄存器集中在一起就是I/O映像區(qū)，其大小隨系統(tǒng)輸入/輸出的點數(shù)而定。I/O映像區(qū)的設(shè)置，使得CPU執(zhí)行用戶程序所需信號狀態(tài)及執(zhí)行結(jié)果都與I/O映像區(qū)產(chǎn)生聯(lián)系，只有CPU掃描執(zhí)行到輸入輸出服務(wù)過程時，CPU才從實際的輸入點讀入相關(guān)信號狀態(tài)，存放于輸入映像區(qū)，并將暫時存

22、放在輸出映像區(qū)內(nèi)的運(yùn)行結(jié)果傳送至實際輸出點。43 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.3.4 PLC的分類及性能指標(biāo)的分類及性能指標(biāo) u1.PLC的分類的分類 PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對PLC的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和I/O點數(shù)的多少等進(jìn)行分類。（1）按結(jié)構(gòu)形式分類）按結(jié)構(gòu)形式分類 n整體式整體式PLCn模塊式模塊式PLC 44 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （2）按功能分類）按功能分類 n低檔低檔PLC n中檔中檔PLC n高檔高檔PLC （3）按功能分類）按功能分類n小型小型PLC n中型中型PLC n大型大型PLC 45 三菱三菱PLC基

23、礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.PLC的主要性能指標(biāo)的主要性能指標(biāo) （1）存儲容量）存儲容量 （2）I/O點數(shù)點數(shù) 存儲容量是指用戶程序存儲器的容量。一般來說，小型PLC的用戶存儲器容量為幾千字，而大型機(jī)的用戶存儲器容量為幾萬字。 輸入/輸出（I/O）點數(shù)是PLC可以接受的輸入信號和輸出信號的總和，是衡量PLC性能的重要指標(biāo)。I/O點數(shù)越多，外部可接的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備就越多，控制規(guī)模就越大。46 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （3）掃描速度）掃描速度 掃描速度是指PLC執(zhí)行用戶程序的速度，是衡量PLC性能的重要指標(biāo)。一般以掃描1K字的用戶程序所需的時間來衡量掃描速度，通常以ms/K字為單位。

24、PLC用戶手冊一般給出執(zhí)行各條指令所用的時間，可以通過比較各種PLC執(zhí)行相同的操作所用的時間，來衡量掃描速度的快慢。47 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （4）指令的功能與數(shù)量）指令的功能與數(shù)量 指令功能的強(qiáng)弱、數(shù)量的多少也是衡量PLC性能的重要指標(biāo)。編程指令的功能越強(qiáng)、數(shù)量越多，PLC的處理能力和控制能力也越強(qiáng)，用戶編程也越簡單和方便，越容易完成復(fù)雜的控制任務(wù)。48 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （5）內(nèi)部元件的種類與數(shù)量）內(nèi)部元件的種類與數(shù)量 在編制PLC程序時，需要用到大量的內(nèi)部元件來存放變量、中間結(jié)果、保持?jǐn)?shù)據(jù)、定時計數(shù)、模塊設(shè)置和各種標(biāo)志位等信息。這些元件的種類與數(shù)量越多，

25、表示PLC的存儲和處理各種信息的能力越強(qiáng)。49 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （6）特殊功能單元）特殊功能單元（7）可擴(kuò)展能力）可擴(kuò)展能力 特殊功能單元種類的多少與功能的強(qiáng)弱是衡量PLC產(chǎn)品的一個重要指標(biāo)。 PLC的可擴(kuò)展能力包括I/O點數(shù)的擴(kuò)展、存儲容量的擴(kuò)展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴(kuò)展、各種功能模塊的擴(kuò)展等。在選擇PLC時，經(jīng)常需要考慮PLC的可擴(kuò)展能力。50 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.4 常用的常用的PLC簡介簡介 1.4.1 美國美國PLC產(chǎn)品產(chǎn)品 美國是PLC生產(chǎn)大國，有100多家PLC廠商，著名的有A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州儀器（T

26、I）公司、西屋公司等。其中A-B公司是美國最大的PLC制造商，其產(chǎn)品約占美國PLC市場的一半。51 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.4.2 歐州歐州PLC產(chǎn)品產(chǎn)品 德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國的TE公司是歐洲著名的PLC制造商。德國的西門子的電子產(chǎn)品以性能精良而久負(fù)盛名，在中、大型PLC產(chǎn)品領(lǐng)域與美國的A-B公司齊名。52 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.4.3 日本的日本的PLC產(chǎn)品產(chǎn)品 日本的小型PLC最具特色，在開發(fā)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)方面明顯優(yōu)于歐美的小型機(jī)，所以格外受用戶歡迎。日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等，在世界

27、小型PLC市場上，日本產(chǎn)品約占有70%的份額。53 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.4.4 我國的我國的PLC產(chǎn)品產(chǎn)品 我國有許多廠家、科研院所從事PLC的研制與開發(fā)，如中國科學(xué)院自動化研究所的PLC-0088，北京聯(lián)想計算機(jī)集團(tuán)公司的GK-40，上海機(jī)床電器廠的CKY-40，上海起重電器廠的CF-40MR/ER，蘇州電子計算機(jī)廠的YZ-PC-001A，原機(jī)電部北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所的MPC-00l/20、KB-20/40，杭州機(jī)床電器廠的DKK02，天津中環(huán)自動化儀表公司的DJK-S-84/86/480，上海自立電子設(shè)備廠的KKI系列，上海香島機(jī)電制造有限公司的ACMY-S80、A

28、CMY-S256，無錫華光電子工業(yè)有限公司（合資）的SR-10、SR-20/21等。54 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.4.5 三菱三菱FX2N系列系列PLC u1.FX2N系列系列PLC型號名稱的含義型號名稱的含義 FX2N 表示輸入輸出的總點數(shù)：范圍是4到128，通常情況下輸入點數(shù)與輸出點數(shù)一樣。 表示單元類型：M為基本單元，E為輸入輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊，EX為輸入專用擴(kuò)展模塊，EY為輸出專用擴(kuò)展模塊。 55 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 表示輸出類型：R為繼電器輸出形式，T為晶體管輸出形式，S為雙向晶閘管輸出形式。 表示特殊品種的區(qū)別：D為直流電源，直流輸出；A為交

29、流電源，交流輸出或交流輸出模塊；V為立式端子排的擴(kuò)展模塊；C為插口輸入輸出方式：F為輸入濾波時間常數(shù)為1ms的擴(kuò)展模塊，L為TTL輸入擴(kuò)展模塊，S為獨立端子擴(kuò)展模塊；H為大電流輸入擴(kuò)展模塊；若無符號，則表示AC電源、DC輸入、橫式端子排、標(biāo)準(zhǔn)輸出（繼電器輸出為2A/點，晶體管輸出為0.5A/點，雙向晶閘管輸出為0.3A/點）。56 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.FX2N系列系列PLC的基本構(gòu)成的基本構(gòu)成 FX2N是FX系列PLC中功能最強(qiáng)、速度最高的微型PLC。它的基本指令執(zhí)行速度高達(dá)0.08s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過很多大型PLC，用戶儲存的容量可擴(kuò)展到16K步，最大可擴(kuò)展到256個I/O點，

30、有模擬量輸入/輸出模塊、高速計數(shù)器模塊、脈沖輸出模塊、位置定位模塊、多種RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模塊或擴(kuò)展板，以及模擬定時器功能擴(kuò)展板。使用特殊功能模塊和功能擴(kuò)展板，可以實現(xiàn)模擬量控制、位置控制以及聯(lián)網(wǎng)通信等功能。57 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 1.5 PLC的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢 PLC經(jīng)過幾十年發(fā)展，已廣泛應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)乃至人們的日常生活等各個方面。PLC已經(jīng)成為了現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。目前PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價格。PLC的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 58 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與

31、應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （1）開放和基于工業(yè)）開放和基于工業(yè)PC控制控制 PLC制造商已經(jīng)開始重視基于工業(yè)PC控制技術(shù)所帶來的強(qiáng)大沖擊。PLC制造商認(rèn)為，雖然在工業(yè)現(xiàn)場安裝有大量的PLC控制設(shè)備，但他們?nèi)匀恍枰?lián)合工控軟件公司，以便開發(fā)他們自己的基于工業(yè)PC的過程控制軟件。 幾年前在工業(yè)現(xiàn)場明顯存在著新舊PLC混合使用的情況，工業(yè)用戶不得不同時學(xué)習(xí)相關(guān)的新舊知識，甚至彼此借鑒學(xué)習(xí)。大多數(shù)PLC制造商為工業(yè)用戶僅僅提供了軟邏輯和一種操作平臺。 59 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 另外，采用開放控制的原因一方面是系統(tǒng)功能集成的需要，另一方面也是由于用戶對功能過分苛求所致。如果能夠給予高度的重視，就能

32、夠獲得更多的基本技術(shù)知識。PLC制造商專注于系統(tǒng)功能化，而工業(yè)用戶則專注于系統(tǒng)應(yīng)用?？梢钥闯?，將來的發(fā)展趨勢是將更多的功能進(jìn)一步集成到一個控制箱內(nèi)。因而像順序控制和過程控制這樣的事件將會采用功能化方式進(jìn)行處理，其它像運(yùn)動控制等也能夠共享到相同的控制結(jié)構(gòu)體系中。 PLC技術(shù)將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。后者除了在靈活性方面比傳統(tǒng)PLC具有截然不同的優(yōu)勢外，還具有其它優(yōu)點，如能夠縮短系統(tǒng)投放到市場的周期，降低系統(tǒng)投資費用，提高從工廠底層到企業(yè)辦公自動化的數(shù)據(jù)信息流動效率等。 60 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （2）Ethernet的擴(kuò)展與進(jìn)一步容納的擴(kuò)展與進(jìn)

33、一步容納Web技術(shù)技術(shù) 當(dāng)前，在所有過程控制領(lǐng)域，最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術(shù)的擴(kuò)展。PLC也不例外，現(xiàn)在，越來越多的PLC供應(yīng)商開始提供Ethernet接口部件。向Ethernet靠近的一個目的在于通過Internet能夠連接到所希望的任何地方。實際上，在一些意想不到的地方，Web服務(wù)器正在顯露出其應(yīng)有的威力。幾年前，有一些PLC系統(tǒng)已經(jīng)內(nèi)藏了Web服務(wù)器，這無疑又為PLC系統(tǒng)增加了更多的特點。其它類型的控制設(shè)備也正在準(zhǔn)備進(jìn)一步集成Web服務(wù)器。 61 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （3）過程控制應(yīng)用）過程控制應(yīng)用 盡管傳統(tǒng)PLC被應(yīng)用于離散過程控制領(lǐng)域，但現(xiàn)在，PLC已

34、被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢正在進(jìn)一步得到增長。通信是PLC應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，這種技術(shù)在PLC領(lǐng)域已經(jīng)得到擴(kuò)展。同系統(tǒng)一樣，對PLC進(jìn)行分散化處理已經(jīng)成為可能，所以更容易進(jìn)行管理，以便能夠更好地集成在一起。 62 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （4）冗余特性）冗余特性 在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，每年對具有更高可靠性系統(tǒng)產(chǎn)品的需求都在逐年增加，其中絕大多數(shù)是受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動所產(chǎn)生的。工廠停機(jī)損失所帶來的代價是極其昂貴的，而且所造成的生產(chǎn)成本也會隨之增加。因此，在某些特殊行業(yè)的控制系統(tǒng)中，要求控制裝置有極高的可靠性。尤其在歐洲，一系列規(guī)章制度的主體正在逐步得到完善和加強(qiáng)?，F(xiàn)在公布的IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)為過程控制系統(tǒng)的安全性能提供了設(shè)計依據(jù)，該標(biāo)準(zhǔn)主要針對可編程電子系統(tǒng)內(nèi)的功能性安全設(shè)計而制定的。PLC在安全停機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)有了很長一段時間。6