PLC應(yīng)用技術(shù)(三菱機(jī)型))

)可編程控制器認(rèn)知 1.1PLC概述

1.2

PLC工作過(guò)程可編程控制器的產(chǎn)生PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域PLC的分類(lèi)…

…·控制系統(tǒng)比較………發(fā)展趨勢(shì)…

…

…1.1

PLC概述口

可編程控制器產(chǎn)生以前，繼電器電氣控制線路，構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，占據(jù)大量的空間；當(dāng)這些繼電器運(yùn)行時(shí)，又產(chǎn)生大量

的噪音，消耗大量的電能；系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行檢查和排除

故障非常困難，尤其是在生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，可能需要增加

很多的繼電器或繼電器重新接線或改線的工作量極大，甚至可

能需要重新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)?！?/p>

1968年，美國(guó)通用汽車(chē)公司(GM)提出了他們關(guān)于汽車(chē)流水線的控制系統(tǒng)的具體控制要求。1.PLC的產(chǎn)生第二年，美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司(DEC)為GM公司研制了世界上公認(rèn)的第一臺(tái)可編程控制器。當(dāng)時(shí)的可編程序控制器只能用于執(zhí)行邏輯

判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，所以被稱(chēng)為可編程序邏輯控

制器(Programmable

Logical

Controller),

簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。?！壳笆澜缟峡删幊炭刂破鲝S家已有300多個(gè)，部分主要廠家如表1-1所示。在中國(guó)PLC市場(chǎng)，西門(mén)子、三菱及0mron占絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，

美國(guó)的羅克韋爾A-B

PLC正大力推廣。國(guó)內(nèi)PLC廠家規(guī)模不大，最

有影響的算是無(wú)錫的華光、北京和利時(shí)、無(wú)錫信捷、威海恒日等，

發(fā)展快，在價(jià)格上很有優(yōu)勢(shì)，相信會(huì)在世界PLC之林占有一定位

置。1.PLC的產(chǎn)生國(guó)家公司中國(guó)中國(guó)德國(guó)美國(guó)美國(guó)美國(guó)美國(guó)美國(guó)美國(guó)日本日本日本日本日本法國(guó)匯川和利時(shí)西門(mén)子(SIMATIC)羅克韋爾(A-B)GE-Fanuc哥德(GOULD)德州儀器(TI)西屋(WestingHouse)莫迪康(MODICON)三菱(MITSUBISHI)歐姆龍(OMRON)松下電工東芝(TOSHIBA)富士電機(jī)(FUJI)TE施耐德(SCHNEIDE)產(chǎn)品系列HOU、H1U、H2U、H3U系列LM、LE、LK系列LOG0、S7-200\300\400\1200\1500等PLC-5系列GE、90TM-30、90TM-70系列PC、M84系列PM系列SY/MAX、PCHPPC、FC-700系列M84、M484、M584系列FX2N、3U、5U,良，L,Q系列C、C200H、CPM1A、CQMI、CV系列FP系列EX系列N系列TSX、140系列表1-1部分PLC生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品品牌1.PLC的產(chǎn)生三菱PLC在80年代進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，從2009年起中國(guó)大陸成為三菱

PLC在全球最大的市場(chǎng)。本書(shū)以FX3U為主進(jìn)行介紹，

L、Q系列以

最小化系統(tǒng)的形式體現(xiàn)?！?/p>

高可靠性。繼電接觸器系統(tǒng)中，由于器件的老化、脫焊、觸點(diǎn)的抖動(dòng)以及觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象大大降低了系統(tǒng)的可靠性。而在PLC系

統(tǒng)中，接線減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100,大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)

作是由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成的，加上PLC充分考慮了各種干擾，在硬件和軟件上采取了一系列抗干擾措施，PLC有極高的可靠性。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前某些品種的PLC平均無(wú)故障時(shí)間甚至達(dá)到了幾十萬(wàn)小時(shí)?！?/p>

應(yīng)用靈活。由于PLC產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn)，品種齊全，多數(shù)采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)，組合和擴(kuò)展方便，用戶可根據(jù)自己的需要靈

活選用，以滿足系統(tǒng)大小不同及功能繁簡(jiǎn)各異的控制要求。PLC2.PLC的特點(diǎn)常采用箱體式結(jié)構(gòu)，體積及質(zhì)量只有通常的接觸器大小，開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/2~1/10,有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化?！?/p>

編程方便。

PLC的編程采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語(yǔ)言，直觀易懂，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣技術(shù)人員的歡迎?！?/p>

擴(kuò)展能力強(qiáng)。

PLC可以方便地與各種類(lèi)型的輸入、輸出量連接，實(shí)現(xiàn)D/A、A/D轉(zhuǎn)換及PID運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制、數(shù)字控制等功能。

PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

設(shè)計(jì)周期短。

PLC中相當(dāng)于繼電接觸器系統(tǒng)中的中間繼電器、2.PLC的特點(diǎn)2.PLC的特點(diǎn)時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等編程元件，雖數(shù)量巨大，卻是用程序(軟接線)代替硬接線，因而設(shè)計(jì)安裝接線工作量少。

?！_(kāi)關(guān)量控制。又稱(chēng)數(shù)字量控制，是以單機(jī)控制為主的一切設(shè)備自

動(dòng)化領(lǐng)域，比如：包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、注塑機(jī)械、

自動(dòng)焊接設(shè)備、隧道盾構(gòu)設(shè)備、水處理設(shè)備、切割、多軸磨床、

冶金行業(yè)的輥壓、連鑄機(jī)械等，這些設(shè)備的所有動(dòng)作，加工都需

要靠依據(jù)工藝設(shè)定在PLC內(nèi)的程序來(lái)指導(dǎo)執(zhí)行和完成，是PLC最基

本的控制領(lǐng)域?！?/p>

模擬量控制。是以過(guò)程控制為主的自動(dòng)化行業(yè)，比如污水處理、

自來(lái)水處理、樓宇控制、火電主控、輔控、水電主控、輔控、冶

金行業(yè)、太陽(yáng)能、水泥、石油、石化、鐵路交通等。這些行業(yè)所

有設(shè)備需連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行，存在許多的監(jiān)控點(diǎn)和大量的實(shí)時(shí)參數(shù)，

而要監(jiān)視、控制、和采集這些流程參數(shù)和相關(guān)的工藝設(shè)備，也必

須依靠PLC來(lái)完成。2.PLC的特點(diǎn)※

通信和聯(lián)網(wǎng)。PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/0間的通信、多臺(tái)PLC之間的通信、PLC與其他智能設(shè)備(計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置、

智能儀表)之間的通信。近年來(lái)PLC的通信功能不斷加強(qiáng)，PLC已

經(jīng)在各類(lèi)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著巨大的作用。

。2.PLC的特點(diǎn)(1)根據(jù)I/0點(diǎn)數(shù)將PLC分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)?！?/p>

微型機(jī)。

I/0點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)，內(nèi)存容量在256B~1KB。這一類(lèi)PLC主

要用于單臺(tái)設(shè)備的監(jiān)控，在紡織機(jī)械，數(shù)控機(jī)床，塑料加工機(jī)械，

小型包裝機(jī)械上運(yùn)用廣泛。甚至應(yīng)用在家庭?！?/p>

小型機(jī)。

I/0點(diǎn)數(shù)(總數(shù))在64~256點(diǎn)的，稱(chēng)為小型機(jī)，具有算術(shù)

運(yùn)算和模擬量處理、數(shù)據(jù)通信等功能。小型機(jī)的特點(diǎn)是價(jià)格低，

體積小，適用于控制自動(dòng)化單機(jī)設(shè)備，開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品?！?/p>

中型機(jī)。是I/0點(diǎn)數(shù)在256~1024點(diǎn)之間的。它除了具備邏輯運(yùn)算

功能，還增加了模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)通

信等功能，可完成既有開(kāi)關(guān)量又有模擬量的復(fù)雜控制。中型機(jī)的

特點(diǎn)是功能強(qiáng)，配置靈活，適用于具有諸如溫度、壓力、流量、

速度、角度、位置等復(fù)雜機(jī)械以及連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制場(chǎng)合。3.PLC分類(lèi)※

大型機(jī)。

I/0點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上，功能更加完善，具有數(shù)據(jù)運(yùn)算、

模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視記錄、打印等功能。特點(diǎn)是I/0點(diǎn)數(shù)

特別多，控制規(guī)模宏大，組網(wǎng)能力強(qiáng)，可用于大規(guī)模的過(guò)程控制，

構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)或整個(gè)工廠的集散控制系統(tǒng)(DCS)。3.PLC分類(lèi)(2)從結(jié)構(gòu)上看，

PLC可分為整體式、模塊式及分散式三種形式?！?/p>

整體式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)PLC的電源、CPU

、I/0

部件都集中配置在一個(gè)箱體中，有的甚至全部裝在一塊印刷電路板上。圖1-1所示

為三菱公司的FX3U機(jī)型。3.PLC分類(lèi)圖1-1整體式PLC口模塊式結(jié)構(gòu)。這種形式的PLC各部分以單獨(dú)的模塊分開(kāi)設(shè)置，如電源

模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊及其它智能模塊等。這種PLC一般

設(shè)有機(jī)架底板(也有的PLC為串行連接，沒(méi)有底板),在底板上有若干插

槽，使用時(shí)，各種模塊直接插入機(jī)架底板即可，如圖1-2為三菱Q系列PLC機(jī)型。一般大、中型PLC均采用這種結(jié)構(gòu)。模塊式PLC的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，各種插件多，因而增加了造價(jià)?？诜稚⑹健Ｋ^分散式的結(jié)構(gòu)就是將可編程控制器的CPU、電源、存儲(chǔ)

器集中放置在控制室，而將各I/0模塊分散放置在各個(gè)工作站，由通信

接口進(jìn)行通信連接，由CPU集中指揮。3.PLC分類(lèi)圖1-2模塊式PLC(3)根據(jù)用途，PLC

可分為通用型和專(zhuān)用型兩種?！?/p>

通用PLC,即一般的PLC,可根據(jù)不同的控制要求，編寫(xiě)不同的程

序。容易生產(chǎn)，造價(jià)低，但針對(duì)某一特殊應(yīng)用時(shí)編程困難，而已

有的功能卻用不上。※

專(zhuān)用PLC是完成某一專(zhuān)門(mén)任務(wù)的PLC,其指令程序是固化或永久存

儲(chǔ)在該機(jī)器上的，雖然它缺乏通用性，但它執(zhí)行單一任務(wù)時(shí)很快，

效率很高。如電梯、機(jī)械加工、樓宇控制、乳業(yè)、塑料、節(jié)能和

水處理機(jī)械等都有專(zhuān)用PLC,當(dāng)然其造價(jià)也高。3.PLC分類(lèi)1.與繼電器控制系統(tǒng)的比較※

對(duì)繼電器控制系統(tǒng)工藝過(guò)程改變時(shí)，其控制柜必須重新設(shè)計(jì)，重

新配線，工作量相當(dāng)大，有時(shí)甚至相當(dāng)于重新設(shè)計(jì)一臺(tái)新裝置。

而PLC從適應(yīng)性、可靠性、安裝維護(hù)等各方面比較，

PLC都有著顯

著的優(yōu)勢(shì)，因此PLC控制系統(tǒng)取代以繼電器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)是

現(xiàn)代控制系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前，超過(guò)8個(gè)輸入輸出點(diǎn)的電

氣系統(tǒng)就要考慮使用PLC了。4.控制系統(tǒng)比較2.與集散控制系統(tǒng)的比較※

PLC與集散控制系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中，始終是互相滲透、互為補(bǔ)充。

它們分別由兩個(gè)不同的古典控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)。PLC是由繼電器

邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，所以它在數(shù)字處理、順序控制方面具有

一定優(yōu)勢(shì)。集散控制系統(tǒng)(DCS)是由單回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而

來(lái)的，所以它在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢(shì)。到目

前為止，PLC與集散控制系統(tǒng)的發(fā)展越來(lái)越接近，很多工業(yè)生產(chǎn)

過(guò)程既可以用PLC,也可以用集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其控制功能。綜

合PLC和集散控制系統(tǒng)各自的優(yōu)勢(shì)，把二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，可

形成一種新型的全分布式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。4.控制系統(tǒng)比較3.與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的比較※

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)工控機(jī))標(biāo)準(zhǔn)化程度高、兼容性強(qiáng)，而且軟

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)象的控制具有優(yōu)勢(shì)。

但是，使用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)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)軟件編程能力。

PLC在工業(yè)抗干擾方面有很大的優(yōu)勢(shì)，具有很高的可靠性。而工控機(jī)用戶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。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

量大且計(jì)算較難、實(shí)時(shí)性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)則

更能發(fā)揮其專(zhuān)長(zhǎng)。4.控制系統(tǒng)比較1.網(wǎng)絡(luò)化※

主要是朝DCS方向發(fā)展，使其具有DCS系統(tǒng)的一些功能。網(wǎng)絡(luò)化和通信能力強(qiáng)是PLC發(fā)展的一個(gè)重要方面，向下將多個(gè)PLC、多個(gè)I/0框架相連，向上與工業(yè)計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)等相連構(gòu)成整個(gè)工廠

的自動(dòng)化控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(PROFIBUS)在工業(yè)控制中將會(huì)

得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

S7-300PLC

可以通過(guò)多點(diǎn)接口MPI(Multi-Point

Interface)直接與多個(gè)計(jì)算機(jī)、編程器、操作

員面板及其他廠家的PLC相連。5.發(fā)展趨勢(shì)2.多功能※

為了適應(yīng)各種特殊功能的需要，各公司陸續(xù)推出了多種智能模塊。

智能模塊是以微處理器為基礎(chǔ)的功能部件，它們的CPU與PLC的CPU并行工作，占用主機(jī)CPU的時(shí)間很少，有利于提高PLC掃描速

度和完成特殊的控制要求。智能模塊主要有模擬量I/0

、PID

回路

控制、通信控制、機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制(如軸定位，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制)、

高速計(jì)數(shù)等。由于智能1/0的應(yīng)用，使過(guò)程控制的功能和實(shí)時(shí)性

大為增強(qiáng)。5.發(fā)展趨勢(shì)3.高可靠性※

由于控制系統(tǒng)的可靠性日益受到人們的重視，一些公司已將自診斷技術(shù)，冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，推出了高

可靠性的冗余系統(tǒng)，并采用熱備用或并行工作。例如，S7-400

即

使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下依然可正常工作，在操作運(yùn)行過(guò)程中模板

還可熱插拔。5.發(fā)展趨勢(shì)4.兼容性※

現(xiàn)代PLC已不再是單個(gè)的、獨(dú)立的控制裝置，而是整個(gè)控制系統(tǒng)

中的一部分或一個(gè)環(huán)節(jié)，兼容性是PLC深層次應(yīng)用的重要保證。例

如

，SIMATIC

M7-300采用與SIMATICS7-300相同的結(jié)構(gòu)，能用

SIMATICS7模塊，其顯著特點(diǎn)是與通用微型計(jì)算機(jī)兼容，可運(yùn)行

MS-DOS/Windows程序，適合于處理數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的工程任

務(wù)。5.發(fā)展趨勢(shì)5.小型化※

隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和用戶投資規(guī)模的不同，小型化、低成本、

簡(jiǎn)單易用的PLC將廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小

型模塊化發(fā)展，增加了配置的靈活性。5.發(fā)展趨勢(shì)第1章

可編程控制器認(rèn)知

1.1

PLC概述

1.2

PLC工作過(guò)程PLC

硬件構(gòu)成PLC工作原理PLC性能指標(biāo)1.2

PLC工作過(guò)程……0……編程設(shè)備及通信設(shè)備圖1-4

PLC硬件構(gòu)成示意圖繼電器觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)按鈕接觸器電磁閥指示燈CPU存儲(chǔ)器電源輸

入

單

元輸

出

單

元與一般計(jì)算機(jī)一樣，CPU是PLC的核心，它按機(jī)內(nèi)系統(tǒng)程序賦予的

功能指揮PLC有條不紊地工作，其主要任務(wù)有：※

(1)接收并存儲(chǔ)從編程設(shè)備輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，接收并存儲(chǔ)通

過(guò)I/0

部件送來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)?！?/p>

(2)診斷PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤?！?/p>

(3)PLC

進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶指令，解釋并按

指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞、邏輯或算術(shù)運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)

果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像存儲(chǔ)器的內(nèi)容，再經(jīng)輸出

部件實(shí)現(xiàn)輸出控制。CPU芯片的性能關(guān)系到PLC處理控制信息的能

力與速度，

CPU位數(shù)越高，運(yùn)算速度越快，系統(tǒng)處理的信息量越大

,系統(tǒng)的性能越好1.中央處理器

(CPU)口

存儲(chǔ)器是存放程序及數(shù)據(jù)的地方，PLC運(yùn)行所需的程序分為系統(tǒng)程序及用戶程序，存儲(chǔ)器也分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩部分。(1)系統(tǒng)存儲(chǔ)器。用來(lái)存放PLC生產(chǎn)廣家編寫(xiě)的系統(tǒng)程序，并固區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)兩部分。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放針對(duì)序中使用的ON/OFF狀態(tài)、數(shù)值、數(shù)據(jù)等，它們被稱(chēng)為PLC的編程

“軟”元件，是PLC應(yīng)用中用戶涉及最頻繁的存儲(chǔ)區(qū)。PLC

中存儲(chǔ)

單元的字長(zhǎng)目前以8位的較多，也有16位及32位的。2.存儲(chǔ)器

輸入、輸出接口是PLC接收和發(fā)送各

類(lèi)信號(hào)接點(diǎn)的總稱(chēng)。含主要用于連輸入口、輸出口，以總線形式出現(xiàn)的總線擴(kuò)展接口及以通

信方式連接外部信號(hào)的通信口?，F(xiàn)

分

述

如

下

：

開(kāi)關(guān)量輸入口。開(kāi)關(guān)量輸入接口用

于連接按鈕、開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、繼

電器觸點(diǎn)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)及各類(lèi)傳感器的執(zhí)行

接點(diǎn)，是PLC的主要輸入接口。開(kāi)關(guān)

量輸入口有交流輸入及直流輸入兩

種形式，圖1-4(a)及圖1-4(b)給

出

了直流及交流兩類(lèi)輸入口的示意電

路。圖中虛線框內(nèi)的部分為PLC內(nèi)

部3.輸入、輸出接口交潮電源光電精合C

R2R(b)直能電素光電鼎合麒橘開(kāi)關(guān)圖1-5開(kāi)關(guān)量輸入單元(a)直流輸入單元

(b)交流輸入單元庫(kù)

部

電

路內(nèi)

毒

電

片現(xiàn)易開(kāi)關(guān)(a)RIVLEDVDR1YD2V8本熔斷蕃F(xiàn)U光電糊合(a)R□R2壓敏電阻固態(tài)維電B(ACSSR)(b)□R光電磐合平繼電器3.輸入、輸出接口開(kāi)關(guān)量輸出單元

晶體管輸出方式

晶閘管輸出方式

繼電器輸出方式(c)圖1

-

5開(kāi)關(guān)量輸出單元(a)晶體管輸出方式

(b)晶閘管輸出方式

(c)繼

電

器

輸出方式圖1-5(a)

(b)

(c)內(nèi)

部

電

路內(nèi)

藩

電

路電

路內(nèi)

部熔斷蕃RJ黃載負(fù)載負(fù)裁VEDVELDR2※電路，框外為用戶接線。開(kāi)關(guān)量輸入口通過(guò)光電隔離電路連

接存儲(chǔ)單元的輸入繼電器?！_(kāi)關(guān)量輸出口。開(kāi)關(guān)量輸出口用于連接繼電器、接觸器、電

磁閥的線圈，是PLC的主要輸出接口。根據(jù)機(jī)內(nèi)輸出器件的不

同PLC開(kāi)關(guān)量輸出口通常有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器

輸出三種輸出電路。圖1-5(a)、(b)、(c)分別給出了這三種

電路的示示意圖。開(kāi)關(guān)量輸出口通過(guò)隔離電路連接存儲(chǔ)單元

的輸出繼電器?！?/p>

總線擴(kuò)展接口用于連接主機(jī)的擴(kuò)展單元及各類(lèi)功能模塊。

※

通信口用于連接通信網(wǎng)絡(luò)，PLC一般配置1~2個(gè)RS485口

。3.輸入、輸出接口4.電源※

小型整體式可編程控制器內(nèi)部設(shè)有一個(gè)開(kāi)關(guān)電源，可為機(jī)內(nèi)

電路及擴(kuò)展單元供電(5VDC),

另一方面還可為外部輸入元件

及擴(kuò)展模塊提供24V的DC電源。編程器用來(lái)生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修

改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況等。筆記本電腦為其開(kāi)闊了

更大的應(yīng)用空間。給FX編程時(shí)，應(yīng)配備一臺(tái)安裝有編程軟

件的計(jì)算機(jī)，和一根連接計(jì)算機(jī)和PLC的編程電纜。5.編程器※

PLC是在系統(tǒng)程序的管理下，依據(jù)用戶程

序的安排，結(jié)合輸入信號(hào)的變化，確定

輸出口的狀態(tài)，以推以推動(dòng)輸出口上所

連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工作。當(dāng)然，這不是PLC

工作的全部?jī)?nèi)容，全部?jī)?nèi)容還要更復(fù)雜

一些.圖1-6是PLC運(yùn)行示意圖。從圖中可知，

PLC的工作過(guò)程除了與應(yīng)用程序相關(guān)的處務(wù)、故障自診斷等，這些也是必不可少

的。此外，PLC有兩種運(yùn)行方式，一種為

STOP方式，

一種為RUN方式，只有運(yùn)行方

式中，PLC才執(zhí)行用戶程序，并輸出運(yùn)算

結(jié)果。STOP及RUN方式的選擇可以通過(guò)機(jī)

器外部的開(kāi)關(guān)或通過(guò)程序加以控制。讀取輸入處理通信請(qǐng)求自診斷檢查改寫(xiě)輸出STOP狀態(tài)圖1-6掃描過(guò)程讀取輸入執(zhí)行用戶程序處理通信請(qǐng)求自診斷檢查改寫(xiě)輸出RUN狀態(tài)6.PLC工作原理 LC

工作原理中相對(duì)繼電器電路最重要的區(qū)別是串行工作方式，這

里有兩層含義：

一是圖1-7中所含各項(xiàng)工作內(nèi)容是分時(shí)完成的；二

是PLC對(duì)輸入輸出信號(hào)的響應(yīng)不是實(shí)時(shí)的。為了說(shuō)明的方便，

選擇PLC工作過(guò)程中與控制任務(wù)最直接的三個(gè)階段：輸入采樣、

程序執(zhí)行、輸出刷新重點(diǎn)說(shuō)明。圖1-7為這三個(gè)階段的工作過(guò)程

示

意圖

。程序執(zhí)行價(jià)段I0.1

M10.0M10.0M10.0

Q0.0②掃描周期軸入慶骨著部善輸入墻子著出映子由懶暮暑圖

1-7

PLC掃描的工作過(guò)程元件映豫奔膏曼輸出圳新階段翰入采樣階段輸入刷新輸出刷新輸入采樣階段。

PLC將各輸入狀態(tài)存入內(nèi)存中各對(duì)應(yīng)的輸入映像

寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階

段，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無(wú)論輸入信號(hào)如何變化，其內(nèi)容保持不變。程序執(zhí)行階段。

PLC根據(jù)最新讀入的輸入信號(hào)狀態(tài)，執(zhí)行一次應(yīng)

用程序。結(jié)果存入元件映像寄存器中。對(duì)元件映像寄存器來(lái)說(shuō)，

器

對(duì)

輸

入，狀輸

出

的

存

取

，

而，執(zhí)不

是

實(shí)

際

I

0

。速，該度。

在通信請(qǐng)求處理階段，

CPU處理從通信接口和智能模塊接收到的

信息，例如讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)

候傳送給通信請(qǐng)求方。自診斷測(cè)試包括定期檢查CPU模塊的操作和控制模塊的狀態(tài)是否

正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成其它內(nèi)部工作。6.PLC工作原理

輸出刷新階段。在所有指令執(zhí)行完畢后，

一次性地將程序執(zhí)行結(jié)果送到輸出端子，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。當(dāng)CPU

的工作模式從RUN

變?yōu)?/p>

STOP時(shí)，數(shù)字量輸出被置為系統(tǒng)塊中的輸出表定義的狀態(tài)，或保

持當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。默認(rèn)的設(shè)置是將數(shù)字量輸出清零。中斷程序的處理。如果在程序中使用了中斷，中斷事件發(fā)生時(shí)，

CPU

停止正常的掃描工作模式，立即執(zhí)行中斷程序，中斷功能可

以提高PLC對(duì)某些事件的響應(yīng)速度。立即I/0處理。在程序執(zhí)行過(guò)程中使用立即I/0指令可以直接存取

I/0點(diǎn)。用立即I/0指令讀輸入點(diǎn)的值時(shí)，相應(yīng)的輸入過(guò)程映像寄

存器的值未被更新。用立即I/0指令改寫(xiě)輸出點(diǎn)的值時(shí)，相應(yīng)的

輸出過(guò)程映像寄存器的值被更新。

可以簡(jiǎn)單地將以上幾個(gè)階段工作完成一遍的過(guò)程叫做一個(gè)掃描周,在本掃描周期的程序執(zhí)行階段發(fā)生的輸入狀態(tài)變化是不會(huì)影響本周期的輸出的。無(wú)論是輸入采樣，還是程序執(zhí)行，還是程序6.PLC工作原理執(zhí)行，,還是輸出刷新，每一個(gè)動(dòng)作都需要分時(shí)工作，更深入的

內(nèi)容是在程序執(zhí)行階段中，指令的執(zhí)行是分時(shí)的。對(duì)于梯形圖程

序，分時(shí)執(zhí)行可理解為從左至右，從上而下執(zhí)行梯形圖程序的各

個(gè)支路。對(duì)于指令表程序，可以理解為依指令的順序逐條執(zhí)行指

令表程序。指令執(zhí)行所需的時(shí)間與用戶程序的長(zhǎng)短、指令的種類(lèi)

和CPU執(zhí)行指令的速度有很大關(guān)系。用戶程序較長(zhǎng)時(shí)，指令執(zhí)行

時(shí)間在掃描周期中占相當(dāng)大的比例。

分時(shí)是計(jì)算機(jī)工作的特點(diǎn)，正像人在某個(gè)瞬間只能處理一件事情

一樣，計(jì)算機(jī)在某個(gè)瞬間只能做一個(gè)具體的動(dòng)作，這就叫串行工作方式。而繼電接觸器控制系統(tǒng)是并行工作方式。由于PLC的工

作速度高，整個(gè)掃描周期一般只有幾十至幾百毫秒，這對(duì)于一般

的邏輯控制是完全可以滿足的。對(duì)于時(shí)間要求非常嚴(yán)格的場(chǎng)合，

立即輸入與立即輸出的響應(yīng)就只有靠中斷來(lái)完成了。6.PLC工作原理※

概括而言，PLC