搖臂鉆床控制PLC的設計

1、目 錄 1. PLC 概述.1 1.1 PLC 是什么 .1 1.2 PLC 從何處來 .2 1.2.1 可編程控制器的硬件發(fā)展.2 1.2.2 可編程控制器的發(fā)展.3 1.2.3 我國可編程控制器的發(fā)展.4 1.2.4 可編程控制器的編程語言.5 1.3 PLC 的基本結構 .6 1.3.1 中央控制單元 CPU.6 1.3.2 I/O 模塊.6 1.3.3 編程器設備 （或稱編程終端） .7 1.3.4 電源.7 1.4 PLC 的工作原理 .7 1.4.1 繼電器基本控制.7 1.4.2 PLC 的替代.9 1.4.3 PLC 的工作原理分析.9 1.4.4 輸入/輸出滯后時間.11 1

2、.5 PLC 的特點 .12 1.6 PLC 的應用領域 .15 1.7 PLC 的類型 .17 2. 三菱 PLC 軟件 FXGPWIN 使用介紹.20 2.1 FXGPWIN的使用.20 2.2 PLC 編程語言 .23 3. 實訓目的.23 4. 調試.24 4.1 任務描述 .24 4.2 控制要求 .24 4.3 PLC 接口的分配 .24 4.4 外部接線圖 .25 總 結.26 致 謝.27 參考文獻.28 附 錄.29 1. PLC 概述 主要講述了 PLC 的產生和發(fā)展歷史，討論了從繼電器控制系統(tǒng)到 PLC 系統(tǒng)變化的 原因。從構成 PLC 的基本部分入手，介紹了 PLC 在

3、過程控制系統(tǒng)中的應用，然后簡單 介紹了各種不同類型的 PLC 的特點、分類 、及應用情況，最后簡單介紹了 PLC 的編程 語言，并對現(xiàn)階段 PLC 的前景應用進行了展望。 1.1 PLC 是什么 由于可編程控制器的不斷發(fā)展，對它下一個確切定義是困難的?？删幊炭刂破鲉?世后，美國電器制造（National Electrical Manufactures Association）于 1980 年 對可編程控制器有如下定義：可編程控制器是一種數(shù)字式電子裝置。它使用可編程序 的存儲器來存儲指令，并實現(xiàn)邏輯運算、順序運算計數(shù)、計時和算術運算等功能，實 現(xiàn)對各種機械或生產過程的控制。1982 年，國際電工

4、委員會（International Electrical Committee，簡稱 IEC）辦不了可編程序控制器標準草案，于 1985 年提交了第二版， 1987 年 2 月的第三版對可編程控制器做了如下定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算 操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用可編程的存儲器，用于其內 部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令， 并通過數(shù)字或模擬式輸入、輸出控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌?有關外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。 ”可見，PLC 這個電子系統(tǒng)，也是靠存貯程序、執(zhí)行指令

5、，進行信息處理，實現(xiàn)輸入到 輸出的變換。但它的目的是用以控制各種類型機械或生產過程。所以，從實質上講， 它是一臺工業(yè)環(huán)境應用的、滿足實時控制要求的專用計算機。 PLC 與普通計算機所不同的主要是： (1)它沒有鍵盤，代之為一個個輸入電路，并用其獲取控制命令或現(xiàn)場信號。同時， 此輸入電路具有濾波能力的，與內部電路為電隔離，但通過光耦合建立聯(lián)系； (2)它沒有顯示器，代之為一個個輸出電路，并用其產生控制輸出。由于此電路具 有驅動能力，故可以驅動一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等。同時，此電 路與內部電路也是電隔離的，是用光或磁耦合建立聯(lián)系；它沒有硬盤，只有內存。但 可配備存貯卡，以為程序與數(shù)

6、據(jù)建立備份； (3)它配置有外設或通訊接口，可用以編程或下載程序、監(jiān)控及聯(lián)網(wǎng)通訊； （4)它的結構為整體式或模塊化，體積小，安裝方便，比較堅固，具有很強的抗干 擾、抗沖擊、抗震動特性。 總之，PLC 只是一臺沒有鍵盤、沒有顯示器、沒有硬盤，但有很多輸入、輸出電路、 配有接口，可在工業(yè)現(xiàn)場實時使用的、模塊化、小型化的特殊計算機。要指出的是， 隨著技術進步，PLC 的性能在不斷提高，應用在不斷擴展，類型在不斷增多。所以，它 的概念也在不斷更新。工廠自動化的三大技術支柱PLC(可編程邏輯控制器)、 Robot(機器人)、CAD/CAM(計算機輔助設計與制造)，PLC 首當其沖，是領頭羊。它已發(fā) 展成

7、為當今方方面面自動化、信息化的重要支柱。 1.2 PLC 從何處來 1.2.1 可編程控制器的硬件發(fā)展 可編程控制器的 10 項招標指標 1968 年，美國通用汽車公司（GM）根據(jù)多品種、 小批量、不斷翻新汽車品牌的戰(zhàn)略思想，以降低生產成本，縮短新產品開發(fā)周期為設 想，針對汽當時車生產線的自控系統(tǒng)現(xiàn)狀：工裝基本上由繼電器控制裝置構成。當時 汽車的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝，因而繼電器控制裝 置就需要經(jīng)常地重新設計和安裝，這不僅費時、費工、費料，甚至阻礙了更新周期的 縮短。為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在 1969 年公開招標，希望用新的控制裝 置來取代繼電器控制裝置

8、，并提出了以下 10 項招標指標： 在使用者的工廠里，能以最短的中斷服務時間，迅速、方便地對其控制的硬件 和設備進行編程及重新進行程序的設計。 所有的系統(tǒng)組件必須能在工廠內無特殊支持的設備、硬件及環(huán)境條件下進行。 系統(tǒng)的維修必須簡單易行。在系統(tǒng)中應設計有狀態(tài)指示器及插入式模塊，以便在最 短的停車時間內使維修和故障診斷變得簡單易行； 裝置的體積應小于原繼電器控制柜的體積，它的能耗也應較??； 必須能與中央數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)進行通信，以便監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)和運行情 況。 輸入開關量可以是已有的標準控制系統(tǒng)的按鈕和限位開關的交流 115V(注：美國 電網(wǎng)電壓為 115V，我們中國是 AC220V)。 輸

9、出的驅動信號都必須能驅動以交流運行的電動機驅動器和電磁閥線圈，每個 輸出量將設計為可開停和連續(xù)操縱具有交流 115V，2A 以下容量的電磁閥等負載設備。 具有靈活的擴展能力。在擴展時，必須能以最小的系統(tǒng)變動及最短的更換、停 頓時間，使原有裝置從系統(tǒng)的最小配置擴展到系統(tǒng)的最大配置。 在購買和安裝費用上應有與原有繼電器控制和固態(tài)邏輯控制系統(tǒng)的競爭力，即 有高的性價比。 用戶存儲器容量至少在 4KB1 以上（根據(jù)當時汽車裝配廠的要求）。 美國數(shù)字設備公司(DEC)中標后，在 1969 年，研制出第一臺 PLC（PDP-14），應用 于美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功。其后，美國 Modico

10、n 公司也推出了 同名的 084 控制器。這種新型的工控裝置，以其體積小、可變性好、可靠性高、使用 壽命長、簡單易懂、操作維護方便等一系列優(yōu)點，很快就在美國的許多行業(yè)里得到推 廣應用。到 1971 年，已經(jīng)成功地應用于食品、飲料、冶金、造紙等行業(yè) 。這一新型 的工控裝置的出現(xiàn)，受到世界上許多國家的高度重視。1971 年，日本從美國引進了這 項新技術，很快研制出了他們的第 1 臺 PLC（DSC-8 控制器）。1973 年，西歐國家也研 制出他們的第 1 臺 PLC。我國從 1974 年始研制，到 1977 年開始應用于工控領域。 1.2.2 可編程控制器的發(fā)展 初創(chuàng)階段，從第一臺可編程控制器問

11、世到 20 世紀 70 年代中期。這個階段的 PLC，一般稱為“可編程邏輯控制器”(Programmable Logic Controller)。這時的 PLC 基本上是(硬)繼電器控制裝置的替代物，主要用于實現(xiàn)原先由繼電器完成的順序控制、 定時、計數(shù)等功能。它在硬件上以“準計算機”的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上做了 改進以適應工控現(xiàn)場要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，并 采用磁芯存儲器。另外，還采取了一些措施，以提高抗干擾能力。在軟件編程上，采 用類似于電氣工程師所熟悉的繼電器控制線路的方式梯形圖(Ladder)語言。因此， 早期的 PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置

12、，其優(yōu)點是簡單易懂、便于安裝、體積小、 能耗低、有故障顯示、能重復使用等。其中 PLC 特有的編程語言梯形圖語言一直 沿用至今。這一階段的產品主要用于邏輯運算、計數(shù)、計時控制。 擴展階段，從 20 世紀 70 年代中期到 70 年代末期，微處理器的出現(xiàn)使 PLC 發(fā)生 了巨變。美國、日本、德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為 PLC 的 CPU(中央處 理單元)，這樣使 PLC 的功能大大增強。除了保持原有的邏緝運算、計時、計數(shù)等功能 以外，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)處理、模擬量的運算、網(wǎng)絡通信、自診斷等功能。 通信階段，從 20 世紀 70 年代末到 20 世紀 80 年代中期，由于超大規(guī)模集

13、成電 路技術的迅速發(fā)展，微處理器價格大幅度下跌，使得各種類型的 PLC 所采用的微處理 器的檔次普遍提高。早期的 PLC 一般采用 8 位的 CPU，現(xiàn)在的 PLC 一般采用 16 位或 32 位的 CPU。另外，為了進一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠還紛紛研制開發(fā)出專用的 邏輯處理芯片，這就使得 PLC 的軟、硬件功能有了巨變。這一階段的產品與計算機通 信系統(tǒng)的發(fā)展有關，并形成了分布式網(wǎng)絡通信體系，但由于各制造廠商的各自為政， 通信系統(tǒng)也各自稱為獨立的系統(tǒng)，使各制造廠商的產品較難實現(xiàn)互通。 開放階段，從 20 世紀 80 年代中期到 90 年代中期。由于國際標準化組織提出了 開放互連參

14、考模型，使可編程控制器在通信系統(tǒng)的開放獲得較大發(fā)展，使各制造廠商 產品可以互通，甚至大中型產品開始采用 CRT 屏幕顯示功能，并且采用標準化軟件系 統(tǒng)，增加高級編程語言，并完成編程語言的標準化工作。 標準和集成階段，從 20 世紀 90 年代中期開始。IEC 發(fā)布了可編程控制器的標準 草案，尤其是標準編程語言的頒布，使可編程控制器獲得飛躍發(fā)展。軟件模型的頒布 是該階段的重要標志。采用標準編程語言的軟件使第三方的軟件移植變得方便。系統(tǒng) 的集成化和扁平化是該階段的另一個特點，將各種軟件集成在一個軟件平臺，采用一 個數(shù)據(jù)庫等。 目前，世界上約有 200 家 PLC 生產廠商，其中，美國的 Rockw

15、ell、GE，德國的西 門子(Siemens)，法國的施耐德(Schneider)，日本的三菱、歐姆龍(Omron)，他們掌控 著全世界 80%以上的 PLC 市場份額，他們的系列產品從只有幾十個點(I/O 總點數(shù))的微 型 PLC 到有上萬個點的巨型 PLC，應有盡有。 1.2.3 我國可編程控制器的發(fā)展 我國從 1974 年始仿制美國的第二代 PLC 產品，但因元器件質量和技術問題等原因， 未能推廣。指導 1977 年，我國才研制出第一臺具有實用價值的可編程控制器，并開始 批量生產和應用于工業(yè)過程控制。由于使用單片一位處理器，因此應用規(guī)模小，主要 控制方式為開關量控制。隨著改革開放，198

16、2 年開始后雨美國、德國、日本等廠商進 行合資或引進技術、生產流水線等，使 PLC 獲得了較大發(fā)展。這一階段的主要特點是 以產品的引進、技術的消化、應用的普及為目標。應用的產品以 8 位處理器為主，應 用規(guī)模在 1000 點以下。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內 PLC 生產廠家約有三十家，但尚未形成 頗具規(guī)模的生產能力，國內 PLC 應用市場仍然以國外產品為主，如：Siemens 的 S7- 200 小系列、S7-300 中系列、S7-400 大系列，三菱的 FX 小系列、Q 中大系列，0mron 的 CPM 小系列、C200H 中大系列等。值得一提的是，湖北黃石的科威自控公司 ()的創(chuàng)新產品“嵌入式

17、PLC”。小系統(tǒng)用戶希望在數(shù)據(jù)處理上像 DCS、可靠性上像 PLC、價格上像單片機嵌入系統(tǒng)。嵌入式 PLC 正好滿足用戶的這些愿 望。嵌入式 PLC 是指“將支持 PLC(梯形圖)編程語言的內核 EasyCore 以小板芯的形式” 嵌入到特定的控制裝置中，使該裝置除了具有自身的專用功能之外，還具有 PLC 的基 本功能；開發(fā)人員能夠在該 PLC 編程語言平臺上，輕而易舉地設計出通用型 PLC、客戶 型 PLC、以及各種特型控制板。嵌入式 PLC 是科威公司立足原有的自動化儀表技術、現(xiàn) 場總線技術和 10 多年的自動化工程項目經(jīng)驗，在華中科技大學、武漢理工大學的協(xié)作 下，經(jīng)過 3 年多的努力攻關

18、，首創(chuàng)成功的。由于嵌入式 PLC 的社會及經(jīng)濟價值十分巨 大，2005 年被列為國家攻關計劃。迄今為止，科威公司的嵌入式 PLC 產品通用型 PLC、(按照客戶要求定制的)客戶型 PLC、特型控制板，已在紡織機械、工業(yè)窯爐、塑 料機械、印刷包裝機械、食品機械、數(shù)控機床、恒壓供水設備、環(huán)保設備等行業(yè)中成 功應用，并且在窯爐自動化系統(tǒng)的應用中占有明顯的技術優(yōu)勢。長期以來，PLC 始終是 工業(yè)自動化的主角，它與是 SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）、DCS(集散控制系統(tǒng))及 IPC(工 控機)、FCS(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))等相互集成，互相影響。同時也承受著來自其它技術 產品的沖擊。 1.2.4 可編程控制器

19、的編程語言 可編程控制器編程語言的發(fā)展 可編程控制器的應用需要用可編程控制編程語言進行編程（即所謂的二次開發(fā)）， 各制造商開發(fā)了各自的編程語言，形成了各自為政的自動化孤堡。不同的可編程控制 器程序不能移植，不能相互通信等。為此，用戶和制造商都希望有標準化的編程語言， 使可編程控制器成為開放系統(tǒng)的組成部分。標準化編程語言的發(fā)展來自下列三方面的 發(fā)展。傳統(tǒng)可編程控制器語言。例如常用的梯形圖語言脫胎于電氣邏輯圖，指令表 語言是匯編語言的發(fā)展。工控軟件公司開發(fā)的編程語言。如德國 KW Software（科維） 軟件公司的 Multiprog、Infoteam（一方梯隊）軟件公司的 PDAT 等為代表開

20、發(fā)的編程 語言吸取了各科編程控制器制造商的編程語言的特點，在開發(fā)中形成了一套新的國際 編程語言標準。基于工業(yè) PC 的軟邏輯 PLC。軟邏輯 PLC 是在 PC 平臺運行 Windows 操 作環(huán)境下，用軟件實現(xiàn) PLC 控制功能。它構成開放的應用系統(tǒng)，能夠方便地與來自不 同廠商的各種輸入/輸出設備、現(xiàn)場總線、PC 和控制網(wǎng)絡實現(xiàn)無縫集成。 可編程控制器的編程語言因地域不同，大致可分為三大地域：北美、歐洲和日本。 而可編程控制器標準編程語言 IEC 61131-3 的制定是美國、加拿大、歐洲（主要是德、 法）以及日本等 7 家國際性工業(yè)控制企業(yè)的專家和學者的結晶，它濃縮了數(shù)十年工控 方面的實踐

21、經(jīng)驗（包含：北美和日本等使用的梯形圖語言實踐經(jīng)驗、歐洲各國使用的 順序功能表圖和功能快圖編程語言實踐經(jīng)驗、德國和日本等使用的指令表編程語言實 踐經(jīng)驗等。 1993 年 3 月，國際電工委員會（International Electrical Committee，簡稱 IEC）正式頒布了可編程控制器標準編程語言 IEC 1131（前面加 6 后作為國際標準的編 號，即成為可編程控制器標準編程語言(IEC 61131）第一版，可編程控制器標準編程 語言 IEC 61131-3 為第二版，于 2000 年下半年表決通過。IEC 61131 標準將軟件工程、 結構化編程、模塊化編程、面向對象的思想及網(wǎng)

22、絡通信技術等引入工業(yè)控制領域，彌 補和克服了傳統(tǒng) PLC 和 DCS 等控制系統(tǒng)的弱點。然而，標準語言的發(fā)展仍在進行中， 傳統(tǒng)的編程語言仍然在廣泛使用之中。 可編程控制器編程語言標準化的國際化組織 PLCopen 是 1992 年成立的致力于可編程控制器編程語言標準化的非營利國際化組 織，總部設在荷蘭。我國于 1999 年正式成為 PLCopen 組織的一員，掛靠在中國機電一 體化技術應用協(xié)會。我國可編程控制器硬件的開發(fā)和應用并不早，但對國際標準編程 語言跟得比較緊。IEC 61131-3 標準不僅適用于可編程設備，而且適用于運動控制產品、 DCS 和基于工業(yè) PC 的的軟邏輯 PLC、SCA

23、DA 等。采用或應用符合 IEC 61131-3 標準的產 品，已成為工業(yè)領域發(fā)展的趨勢。在我國，正在進行 IEC 61131-3 標準及有關產品的 推廣工作。許多技術人員還不知道編程語言的國際標準，一些廠商仍在推廣和拋售不 符合 IEC 61131-3 標準的編程語言和相關產品。 可編程控制器的標準編程語言 IEC 61131-3 的編程語言部分定義了兩大類編程語言：文本類編程語言和圖形類編 程語言。文本類編程語言包括指令表編程語言（IL:Imstruction List）和結構化文本 編程語言(ST：Structured Text)，圖形類編程語言包括梯形圖編程語言 （LD：Ladder

24、Digram）和功能塊圖編程語言（FBD：Function Block Digram）。標準 中定義的順序功能表圖編程語言（SFC：Sequence Function Chart）既沒有歸入文本 類編程語言，也沒有歸入圖形類編程語言，而是作為公用元素被定義。這表示 SFC 可 以使用兩類語言進行編程。 1.3 PLC 的基本結構 PLC 主要由中央控制單元（CPU）、存儲器（RAM 或 ROM 或 ）輸入輸出模塊 （I/O）部分、電源和編程設備組成(見圖 1-1），有的 PLC 還可以配備特殊功能模塊， 用來完成某些特殊的任務。術語“體系結構”是指 PLC 的硬件，或軟件，或者二者的 結合。開

25、放式的體系結構，是指系統(tǒng)使用現(xiàn)成的標準組件，能方便的與其它生產廠家 的設備和程序兼容。封閉的體系結構是指該系統(tǒng)為專用的并且與其他系統(tǒng)不兼容。目 前，大多數(shù) PLC 系統(tǒng)從本質上講都是封閉的系統(tǒng)，所以使用時必須確定所選用的硬件 和軟件與所使用的 PLC 是兼容的。 1.3.1 中央控制單元 CPU CPU 是 PLC 的“大腦”，通常由一個微處理器和一個存儲器組成。微處理器實現(xiàn) 邏輯處理和控制各模塊間通信的功能，不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系 統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存由微處理器完成的邏輯操作的結果（程序產生的數(shù)據(jù)）。 1.3.2 I/O 模塊 I/O 系統(tǒng)構成了現(xiàn)場設備與控制器連接的接

26、口，作用就是從使現(xiàn)場接收到的信號 或送到現(xiàn)場的信號達到處理器的要求。輸入(1nput)模塊和輸出(Output)模塊簡稱為 IO 模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設備和 CPU 模塊的橋梁。 輸入模塊用來接收和采集輸入信號。開關量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關、數(shù) 字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓力繼電器等過來的開關量輸入信號； 模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量 電流、電壓信號. 開關量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字 顯示裝置和報警裝置等輸出設備，模擬量輸出模塊用來控制調節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝 置。CP

27、U 模塊的工作電壓一般是 5V，而 PLC 的輸入輸出信號電壓一般較高，如直流 24V 和交流 220V。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞 CPU 模塊中的元器件， 或使 PLC 不能正常工作。在 IO 模塊中，用光耦合器、光電晶閘管、小型繼電器等器 件來隔離 PLC 的內部電路和外部的 IO 電路，IO 模塊除了傳遞信號外，還有電平轉 換與隔離的作用。 1.3.3 編程器設備 （或稱編程終端） 編程設備用來向存儲器中寫入程序，并用它進行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程 序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程 序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價格便宜

28、，一般用來給小型 PLC 編程，或 者用于現(xiàn)場調試和維護。 個人計算機（PC）是最常用的編程設備。使用編程軟件可以在計算機的屏幕上直 接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編程語 言的相互轉換。程序被編譯后下載到 PLC，也可以將 PLC 中的程序上傳到計算機。程序 可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。 1.3.4 電源 PLC 一般使用 220V 交流電源或 24V 直流電源。內部的開關電源為各模塊 DC 5V，12V，24V 等直流電源。小型 PLC 一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器 (如接近開關)提供 24V 直流電源，驅動 PLC 負

29、載的直流電源一般由用戶提供。 1.4 PLC 的工作原理 1.4.1 繼電器基本控制 PLC 是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似， 梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器等等。 這種用計算機程序實現(xiàn)的“欺繼電器”，與繼電器系統(tǒng)中的物理繼電器在功能上有某 些相似之處。由于以上原因，在介紹 PLC 的工作原理之前，首先簡要介紹物理繼電器 的結構和工作原理。 繼電器主要由電磁線圈、鐵心、觸點和復位彈簧組成。繼電器有兩種不同的觸點， 在線圈斷電時處于斷開狀態(tài)的觸點稱為常開觸點，處于閉合狀態(tài)的觸點稱為常閉觸點。 當線圈通電時，電磁鐵產生磁力

30、，吸引銜鐵，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。線圈 電流消失后，復位彈簧使銜鐵返回原來的位置，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。一只 繼電器可能有若干對常開觸點和常閉觸點。在繼電器電路圖中，一般用相同的由字母、 數(shù)字組成的文字符號(如 KA2)來標注同一個繼電器的線圈和觸點。 常用交流接觸器控制異步電動機的主電路、控制電路和有關的波形圖。接觸器的 結構和工作原理與繼電器的基本相同，區(qū)別僅在于繼電器觸點的額定電流較小，而接 觸器是用來控制大電流負載的，例如它可以控制額定電流為幾十安至幾千安的異步電 動機。按下起動按鈕 SBl，它的常開觸點接通，電流經(jīng)過 SBl 的常開觸點和停止按鈕 SB2、作過載保護用的

31、熱繼電器 FR 的常閉觸點，流過交流接觸器 KM 的線圈，接觸器的 銜鐵被吸合，使主電路中的 3 對常開觸點閉合，異步電動 M 的三相電源被接通，電動 機開始運行，控制電路中接觸器 KM 的輔助常開觸點同時接通。放開起動按鈕后，SBl 的常開觸點斷開，電流經(jīng) KM 的輔助常開觸點和 SB2、FR 的常閉觸點流過 KM 的線圈， 電動機繼續(xù)運行。KM 的輔助常開觸點實現(xiàn)的這種功能稱為“自鎖”或“自保持”，它 使繼電器電路具有類似于 R-S 觸發(fā)器的記憶功能。在電動機運行時按停止按鈕 SB2，它 的常閉觸點斷開，使 KM 的線圈失電，KM 的主觸點斷開，異步電動機的三相電源被切斷， 電動機停止運行

32、 i 同時控制電路中 KM 的輔助常開觸點斷開。當停止按鈕 SB2 被放開， 其常閉觸點閉合后，KM 的線圈仍然失電，電動機繼續(xù)保持停止運行狀態(tài)。常用高電平 表示 1 狀態(tài)(線圈通電、按鈕被按下)，用低電平表示 0 狀態(tài)(線圈斷電、按鈕被放開)。 “起動-保持-停止”電路，或簡稱為“起保停”電路控制電路在繼電器系統(tǒng)和 PLC 的 梯形圖中被大量使用。 使用繼電器電路或 PLC 的梯形圖可以實現(xiàn)開關量的邏輯運算。在 PLC 的梯形圖， 梯形圖中某些編程元件(如輸出繼電器和輔助繼電器)的線圈“通電”時，其常開觸點 閉合，常閉觸點斷開，稱該編程元件為 1 狀態(tài)。當它們的線圈“斷電 時，其常開觸點斷開

33、，常閉觸點閉合，稱該編程元件為 0 狀態(tài)。 X 為輸入邏輯變量，Y 為輸出邏輯變量。用繼電器電路或梯形圖可以實現(xiàn)基本邏輯 運算，觸點的串聯(lián)可實現(xiàn)“與”運算，觸點的并聯(lián)可實現(xiàn)“或”運算，用常閉觸點控 制線圈可實現(xiàn)“非”運算。多個觸點的串、并聯(lián)電路可以實現(xiàn)復雜的邏輯運算，例如 繼電器電路實現(xiàn)的邏輯運算可用邏輯代數(shù)表達式表示為 KM=(SBI+KM)*SB2*FR，式中的 加號表示邏輯或，乘號表示邏輯與，上畫線表示“非”運算。 1.4.2 PLC 的替代 下面用一個簡單的例子來進一步說明 PLC 的替代實現(xiàn)。假如有一圖中給出 了 PLC 的外部接線圖和梯形圖，起動按鈕 SB1 停止按鈕 SB2 和熱

34、繼電器 FR 的常開觸點 分別接在編號為 X0X2 的 PLC 的輸入端，交流接觸器 KM 的線圈接在編號為 Y0 的 PLC 的輸出端。圖中有 4 個輸入輸出變量對應的 IO 映像寄存器，圖中有 PLC 的梯形圖， 它應與所要求的繼電器電路的功能相同。但是應注意，梯形圖是一種軟件，是 PLC 圖 形化的程序。圖中的 X0 等是梯形圖中的編程元件，X0-X2 是輸入繼電器，Y0 是輸出 繼電器。梯形圖中的編程元件 X0 與接在輸入端子 X0 的 SBl 的常開觸點和輸入映像寄 存器 X0 相對應，編程元件 Y0 與輸出映像寄存器 Y0 和接在輸出端子 Y0 的 PLC 內部的 輸出電路相對應。

35、梯形圖以指令的形式儲存在 PLC 的用戶程序存儲器中，圖中的梯形 圖與下面的 5 條指令相對應，“；”之后是該指令的注釋。 LD X0 ：接在左側母線上的 X0 的常開觸點 OR Y0 ；與 X0 的常開觸點并聯(lián)的 Y0 的常開觸點 ANI X1 ；與并聯(lián)電路串聯(lián)的 X1 的常閉觸點 ANI X2 ；串聯(lián)的 X2 的常閉觸點 OUT Y0 ；Y0 的線圈 1.4.3 PLC 的工作原理分析 它的工作有兩個要點：入出信息變換、可靠物理實現(xiàn)。入出信息變換主要由運行 存儲于 PLC 內存中的程序實現(xiàn)。既有系統(tǒng)程序（這程序又稱監(jiān)控程序，或操作系統(tǒng)）， 又有用戶程序。系統(tǒng)程序為用戶程序提供編輯與運行平臺

36、，同時，還進行必要的公共 處理，如自檢，I/O 刷新，與外設、上位計算機或其它 PLC 通訊等處理。用戶程序由用 戶按照控制的要求進行設計。什么樣的控制，就有什么樣的用戶程序?？煽课锢韺崿F(xiàn) 主要通過輸入（I，INPUT）及輸出（O，OUTPUT）電路。I/O 電路是很多的。一般講， 每一輸入點或輸出點就要有一個 I 或 O 電路。而且，總是把若干個這些電路集成在一 個模塊（或箱體）中，然后再由若干個模塊（或箱體）集成為 PLC 完整的 I/O 系統(tǒng) （電路）。盡管這些模塊相當多，占了 PLC 體積的大部分，但由于它們都是由高度集 成化的電路組成的，所以，PLC 的體積還是不太大的。 輸入電路時

37、刻監(jiān)視著輸入點的（通、ON 或斷、OFF）狀態(tài)，并將此狀態(tài)暫存于它 的輸入暫存器（還可能有別的稱謂）中。每一輸入點都有一個與其對應的輸入暫存器。 輸出電路有輸出鎖存器（還可能有別的稱謂）。它也有兩個狀態(tài)，高、低電位狀 態(tài)，并可鎖存。同時，它還有相應的物理電路，可把這個高、低電位的狀態(tài)傳送給輸 出點。每一輸出點都有一個與其對應的輸出鎖存器。 這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實際是 PLC 的 I/O 電路的寄存器。它們與 PLC 內 存交換信息通過 PLC I/O 總線及運行 PLC 的系統(tǒng)程序實現(xiàn)。把輸入暫存器的信息讀到 PLC 的內存中，稱輸入刷新。PLC 內存有專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū)。

38、這個區(qū)的 每一對應位（bit）稱為輸入繼電器，或稱軟接點，或稱為過程映射輸入寄存器 （the process-image input register）。這些位（bit）置成 1，表示接點通，置成 0 為接點斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入點的狀態(tài)。 輸出鎖存器與 PLC 內存中的輸出映射區(qū)也是對應的。一個輸出鎖存器也有一個內 存位（bit）與其對應，這個位稱為輸出繼電器，或稱輸出線圈，或稱為過程映射輸出 寄存器（the process-image output register）。通過 PLC I/O 總線及運行系統(tǒng)程序， 輸出繼電器的狀態(tài)將映射給輸出鎖存器。這個映

39、射的完成也稱輸出刷新。PLC 除了有可 接收開關信號的輸入電路，有時，還有可接收模擬信號的輸入電路（稱模擬量輸入單 元或模塊）。只是后者先要進行模、數(shù)轉換，然后，再把轉換后的數(shù)據(jù)存入 PLC 相應 的內存單元中。如要產生模擬量輸出，則要配有模擬輸出電路（稱模擬量輸出模塊或 單元）。靠它對 PLC 相應的內存單元的內容進行數(shù)、模轉換，并產生輸出。這樣，用 戶所要編的程序只是，PLC 輸入有關的內存區(qū)到輸出有關的內存區(qū)的變換。這是一個數(shù) 據(jù)及邏輯處理問題。由于 PLC 有強大的指令系統(tǒng)，編寫出滿足這個要求的程序是完全 可能的。簡單地說，PLC 工作過程是：輸入刷新-運行用戶程序-輸出刷新，再輸入

40、刷新-再運行用戶程序-再輸出刷新永不停止地循環(huán)反復地進行著。 有了上述過程，用 PLC 實現(xiàn)控制顯然是可能的。因為：有了輸入刷新，可把輸入 電路監(jiān)視得到的輸入信息存入 PLC 的輸入映射區(qū)；經(jīng)運行用戶程序，輸出映射區(qū)將得 到變換后的信息；再經(jīng)輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài)，并通過輸出 電路產生相應的輸出。又由于這個過程是永不停止地循環(huán)反復地進行著，所以，輸出 總是反映輸入的變化的。只是響應的時間上，略有滯后。圖 1-7 所示的是簡化的過程， 實際的 PLC 工作過程還要復雜些。除了 I/O 刷新及運行用戶程序，還要做些其它的公 共處理工作。公共處理工作有：循環(huán)時間監(jiān)視、外設服務及通

41、訊處理等。監(jiān)視循環(huán)時 間的目的是避免用戶程序“死循環(huán)”，保證 PLC 能正常工作。為避免用戶程序“死循 環(huán)”的辦法是用“看門狗”（Watching dog）。具體的是設一個定時器，監(jiān)測用戶程 序的運行時間，只要循環(huán)超時，即報警，或作相應處理。外設服務是讓 PLC 可接受編 程器對它的操作，或通過接口向輸出設備輸出數(shù)據(jù)。通訊處理是實現(xiàn)與計算機，或與 其它 PLC，或與智能操作器、傳感器進行信息交換的。這也是增強 PLC 控制能力的需要。 也就是說，實際的 PLC 工作過程總是：公共處理I/O 刷新運行用戶程序再 公共處理反復不停地重復著。此外，PLC 上電后，也要進行系統(tǒng)自檢及內存的初 始化工作

42、，為 PLC 的正常運行做好準備。用這種不斷地重復運行程序以實現(xiàn)控制，稱 掃描方式工作。是 PLC 基本的工作方式。此外，為了應對緊急任務，PLC 還有中斷工作 方式。在中斷方式下，需處理的任務先申請中斷，被響應后停止正運行的程序，轉而 去處理中斷工作（運行有關中斷的服務程序）。待處理完中斷，又返回運行原來程序。 哪個控制需要處理，哪個就去申請中斷。哪個不需處理，將不被理睬。 PLC 的中斷方 式的任務，或稱事件，是分等級的。同時出現(xiàn)兩個或多個中斷事件，則優(yōu)先級高的先 處理，繼而處理低的。直到全部處理完中斷任務，再轉為執(zhí)行掃描程序。 PLC 對大量 控制都用掃描方式工作，而對個別急需的處理，則

43、用中斷方式。這樣，既可做到所有 的控制都能照顧到，而個別應急的任務也能及時進行處理。當然，PLC 的實際工作過程 比這里講的還要復雜一些，分析其基本原理，也還有一些理論問題。但如果能弄清上 面介紹的思路，也就好把握住 PLC 的基本原理了。以下是對圖 1-5 的 PLC 工作原理的 分析：在輸入處理階段，CPU 將 SBl，SB2 和 FR 的常開觸點的狀態(tài)讀入相應的輸入映像 寄存器，外部觸點接通時存入寄存器的是二進制數(shù) l，反之存入 0。執(zhí)行第 l 條指令時， 從 X0 對應的輸入映像寄存器中取出二進制數(shù)并保存起來。執(zhí)行第 2 條指令時，取出 Y0 對應的輸出映像寄存器中的二進制數(shù)，與 X0

44、 對應的二進制數(shù)相“或”(電路的并聯(lián)對 應“或”運算)。執(zhí)行第 3 條或第 4 條指令時，分別取出 xl 或 X2 對應的輸入映像寄存 器中的二進制數(shù)，因為是常閉觸點，取反后與前面的運算結果相“與”(電路的串聯(lián)對 應“與”運算)，然后存入運算結果寄存器。執(zhí)行第 5 條指令時，將運算結果寄存器中 的二進制數(shù)送入 Y0 對應的輸出映像寄存器。在輸出處理階段，CPU 將各輸出映像寄存 器中的二進制數(shù)傳送給輸出模塊并鎖存起來，如果 Y0 對應的輸出映像寄存器存放的是 二進制數(shù) 1，外接的 KM 的線圈將通電，反之將斷電。如果讀入輸入映像寄存器 X0X2 的均為二進制數(shù) 0，在程序執(zhí)行階段，經(jīng)過上述邏輯

45、運算過程之后，運算結果仍為 Y0=0，所以 KM 的線圈處于斷電狀態(tài)。按下起動按鈕 SBl，X0 變?yōu)?l 狀態(tài)，經(jīng)邏輯運算 后 Y0 變?yōu)?1 狀態(tài)，在輸出處理階段，將 Y0 對應的輸出映像寄存器中的 1 送到輸出模 塊，PLC 內 Y0 對應的物理繼電器的常開觸點接通，接觸器 KM 的線圈通電。 1.4.4 輸入/輸出滯后時間 輸入/輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應時問，是指 PLC 部輸入信號發(fā)生變化的時刻至 它控制的有關外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入電路濾波時間、 輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式產生的滯后時間這三部分組成。 輸入模塊的 RC 濾波電路用來濾除由輸入端引入

46、的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點動作時產生的抖 動引起的不良影響，濾波電路的時間常數(shù)決定了輸入濾波時間的長短，其典型值為 10ms 左右。輸出模塊的滯后時間與模塊的類型有關，繼電器型輸出電路的滯后時間一 般在 10ms 左右；雙向晶閘管型輸出電路在負載通電時的滯后時間約為 1ms，負載由通 電到斷電時的最大滯后時間為 10ms；晶體管型輸出電路的滯后時間一般在 1ms 以下； 由掃描工作方式引起的滯后時間最長可達兩個多掃描周期。PLC 總的響應延遲時間一 般只有幾十 ms，對于一般的系統(tǒng)是無關緊要的。要求輸入輸出信號之間的滯后時間盡 量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的 PLC 或采取其他措施。 1

47、.5 PLC 的特點 從討論 PLC 的工作原理知，PLC 的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的，其間的聯(lián)系 主要不是靠物理過程，不是用線路，而主要靠變換信息的程序實現(xiàn)。輸入輸出主要為 軟聯(lián)系，而不是硬聯(lián)系。它的工作基礎是信息流，而不是物流、能量流。信息不同于 物質與能量，有自身的規(guī)律。信息便于處理，便于傳遞，便于存儲；信息可反復重用， 重用后自身還不消失，等等。正是由于信息的這些特點，決定了 PLC 的基本特點。歸 納起來，除了功能豐富，PLC 還有以下特點： （1)工作可靠: 用 PLC 實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非常可靠的。這是因為 PLC 在硬件與軟件兩個 方面都采取了很多非常有效的根本性措施：

48、在硬件方面： 對輸入信號多作了濾波。而且，輸入輸出電路與內部 CPU 是電隔離。其信息靠光 耦器件或電磁器件傳遞。同時，CPU 板還有抗電磁干擾的屏蔽措施，可確保 PLC 程序的 運行不受外界的電與磁干擾。有很多這樣的實例，原來是用計算機的采集卡采集數(shù)據(jù)， 因干擾大而無法正常工作，而改換用 PLC 后，則頓即可正常工作。PLC 使用的元器件多 為無觸點的，而且為高度集成的，數(shù)量并不太多，也為其可靠工作提供了物質基礎。 而且，所用的元、器件都經(jīng)嚴格監(jiān)測、老化與篩選，質量是有可靠保證的。其輸出用 的繼電器雖為接點的，但它的接點是在密封的真空條件下，故其壽命也可達幾十萬次。 在機械結構設計與制造工藝

49、上，為使 PLC 能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可 確保 PLC 耐振動、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達攝氏 50 多度，有的 PLC 可高達 100。 有的在低溫，低到零下 40、50 度，還可正常工作。有的 PLC 的模塊可熱備，一個模塊 工作，另一個模塊也運轉，但不參與控制僅作備份。一旦工作模塊出現(xiàn)故障，熱備份 的可自動接替其工作。還有更進一步冗余的，采用三取一的設計，CPU、I/O 模塊、電 源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時工作，最終輸出取決于三者中的多數(shù)決定 的結果。這可使系統(tǒng)出故障的機率幾乎為零，做到萬無一失。當然，這樣的系統(tǒng)成本 是很高的，只用于特別重要的場合，如鐵路車站

50、的道叉控制系統(tǒng)。 在軟件方面： PLC 的工作方式一般為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作，其控制總是確 定的；而且又能應急處理急于處理的控制，保證了 PLC 對應急情況的及時響應，使 PLC 能可靠地工作。為監(jiān)控 PLC 運行程序是否正常，PLC 系統(tǒng)都設置了“看門狗” （Watching dog）監(jiān)控程序。運行用戶程序開始時，先清“看門狗”定時器，并開始 計時。當用戶程序一個循環(huán)運行完了，則查看定時器的計時值。若超時（可設定，一 般不超過 100ms），則報警。嚴重超時，還可使 PLC 停止工作。用戶可依報警信號采取 相應的應急措施。若定時器的計時值不超時，則重復起始的過程，PLC 將正

51、常工作。顯 然，有了這個“看門狗”監(jiān)控程序，可保證 PLC 用戶程序的正常運行，避免出現(xiàn)“死 循環(huán)”而影響其工作的可靠性。PLC 還有很多防止及檢測故障的指令，以產生各重要模 塊工作正常與否的提示信號?？赏ㄟ^編制相應的用戶程序，對 PLC 的工作狀況，以及 PLC 所控制的系統(tǒng)進行監(jiān)控，以確保其可靠工作。PLC 每次上電后，還都要運行自檢程 序及對系統(tǒng)進行初始化。這是系統(tǒng)程序（操作系統(tǒng)）配置了的，用戶可不干預。出現(xiàn) 故障時有相應的出錯信號提示。正是 PLC 在軟、硬件諸方面有強有力的可靠性措施， 才確保了 PLC 具有可靠工作的特點。它的平均無故障時間可達幾萬小時以上；出了故 障平均修復時間也

52、很短，幾小時以至于幾分鐘即可。曾有人做過為什么要使用 PLC 的 問卷調查。在回答中，多數(shù)用戶把 PLC 工作可靠作為選用它的主要原因，即把 PLC 能 可靠工作，作為它的首選指標。多年使用 PLC 的經(jīng)驗也說明，PLC 工作是非?？煽康摹?正使用的 PLC 往往不是由于用壞而被淘汰，而往往是由于 PLC 技術發(fā)展太快，由于技 術落后而被淘汰。 （2) 使用方便: 用 PLC 實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非常方便的。這是因為：首先 PLC 控制邏輯的建立是 程序，用程序代替硬件接線。編程序比接線，更改程序比更改接線，當然要方便得多! 其次 PLC 的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的箱體或模塊。而

53、且，這些箱 體或模塊是配套的，已實現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。PLC 廠家多有現(xiàn)貨供應。正因如此，用 可編程序控制器才有這個“可”字。對軟件講，它的程序可編，也有辦法編。對硬件 講，它的配置可變，而且也易于變。具體地講，PLC 有五個方面的方便： a）配置方便：可按控制系統(tǒng)的需要確定要使用那家的，那種類型的 PLC，以及用 什么箱體或模塊，要多少箱體或模塊。 b）安裝方便：PLC 硬件安裝簡單，組裝容易。外部接線有接線器，接線簡單，而 且一次接好后，更換模塊時，把接線器安裝到新模塊上即可，可不必再接線。內部什 么線都不要接，只要作些必要的 DIP 開關設定或軟件設定就可作。 c）編程方便：可用編程工具

54、或編程軟件編程。有的廠家的 PLC 還有計算機仿真軟 件，為程序設計也提供了很大的方便。程序也便于存儲、移植及再使用。定型產品用 的 PLC 的程序完善之后，凡這種產品都可使用。這比起繼電器電路臺式設備都要接線、 調試，要省事及簡單得多。由于有以上三個方面的方便，PLC 控制系統(tǒng)的開發(fā)過程比過 去用繼電器要快得多。 d）維修方便：這是因為：PLC 工作可靠，出現(xiàn)故障的情況不多，這大大減輕了 維修的工作量。這在講述 PLC 的可靠特點時，還將進一步介紹。即使 PLC 出現(xiàn)故障， 維修也很方便。這是因為 PLC 都設有很多故障提示信號。而且，PLC 可作故障情況記錄。 所以，PLC 出了故障，很易

55、查找與診斷。同時，診斷出故障后排故也很簡單?？砂聪潴w 或模塊排故，進行簡單的更換就可以。至于軟件，調試好后是不會出故障的。至多也 只是依據(jù)使用經(jīng)驗進行調整，使之完善就是了。 e）改用方便：PLC 用于某設備，若這個設備不再使用了，其所用的 PLC 還可給別 的設備使用，只要改編一下程序，就可辦到。如果原設備與新設備差別較大，它的一 些箱體或模塊也還可重用。 (3) 經(jīng)濟合算: 高新技術的使用必將帶來巨大的社會效益與經(jīng)濟效益，這是科技是第一生產力的 體現(xiàn)，也是高新技術生命力之所在。PLC 也是如此。盡管使用 PLC 比起繼電器，首次投 資要大些，但從全面及長遠看，使用 PLC 還是經(jīng)濟的。這是因

56、為：使用 PLC 的投資雖 大，但它的體積小、所占空間小，輔助設施的投入少；使用時省電，運行費少；工作 可靠，停工損失少；維修簡單，維修費少；還可再次使用以及能帶來附加價值等等， 從中可得更大的回報。所以，在多數(shù)情況下，它的效益是可觀的。使用 PLC 的效益計 算見下式： V=C-T 式中 V使用 PLC 可能帶來的效益；C使用 PLC 所能帶來種種產出；T使用 PLC 所需增加的投入。這里的 T 由兩項組成，即： T=T1+T2 式中 T1使用 PLC 時一次性多投入的資金(注意這里的多字，它突出了相對數(shù))；T2 多投入資金的占用費。T2 可由下式計算： T2=T1*k*n 式中 T1含義同

57、上；k占用資金的年利率；nPLC 使用壽命，以年為單 位。而 C 可由下式計算： C=C1+C2+C3+C4+C5+C6 式中 C1使用 PLC 后控制系統(tǒng)安裝費的節(jié)省(包括材料費、占地費及工時的節(jié)省)； C2使用 PLC 后維修費的節(jié)省(包括備件費及維修工時的節(jié)省)；C3使用 PLC 后運行費的節(jié)省；C4使用 PLC 后系統(tǒng)停工損失的減少(由停工工時的減少與單位 時間系統(tǒng)所能創(chuàng)造的效益的乘積確定)；C6PLC 到壽命后可回收的殘值。 顯然，經(jīng)計算或估算后，若 V 為正值，則使用 PLC 是合算的。V 為正值的關鍵在于 C4、C5。特別是隨著控制系統(tǒng)的復雜程度的增加，使用 PLC 不僅出于方便

58、與可靠的需 要，而且?guī)淼慕?jīng)濟效益也是明顯的。 使用 PLC 與使用其它高新控制系統(tǒng)在經(jīng)濟效益上也具有優(yōu)勢。有人做過分析，一 個相當規(guī)模控制系統(tǒng)，同樣用 GE_FANAC 的產品，一個為 PLC，一個為 DCS（集散系統(tǒng)） ，前者可比后者節(jié)省三分之一的投入?？傊?，PLC 除了功能豐富、還具有使用方便、工 作可靠及經(jīng)濟合算的特點，使得它既非常有用，又非常好用、耐用、省用，有無限的 發(fā)展生命力和非常廣闊的應用前景。短短 40 多年，它從誕生、生長、成熟及不斷完善 與一代又一代的發(fā)展，已成為工業(yè)自動化的支柱產品；并發(fā)展成為強大的高科技產業(yè)。 可以這么說，在當代，一個工業(yè)控制系統(tǒng)，或較先進的工業(yè)產品，

59、其控制裝置若不使 用 PLC，那是不可想象的。 1.6 PLC 的應用領域 基于 PLC 的特點，PLC 已得到廣泛的應用。目前主要是： (1)用于順序控制 順序控制是根據(jù)有關輸入開關量的當前與歷史的狀況，產生所要求的開關量輸出， 以使系統(tǒng)能按一定順序工作。這是系統(tǒng)工作最基本的控制。也是離散生產 過程最常用的控制。常用的順序控制有：隨機控制，根據(jù)隨機出現(xiàn)的條件實施控制； 動作控制，根據(jù)動作完成的情況實施控制；時間控制，根據(jù)時間推進的進程實施控制； 計數(shù)控制，根據(jù)累計計數(shù)的情況實施控制；混合控制，包含有以上幾種控制的組合； 還有不同以上的其它控制，等等。使用 PLC 實現(xiàn)順序控制是 PLC 的初

60、衷，也是它的強 項。在順序控制領域，至今還沒有別的控制器能夠取代它。 (2)用于過程控制 過程控制要用到模擬量。模擬量一般是指連續(xù)變化的量，如電流、電壓、溫度、 壓力等物理量。過程控制的目的就是，根據(jù)有關模擬量的當前與歷史的輸入狀況，產 生所要求的開關量、或模擬量輸出，以使系統(tǒng)工作參數(shù)能按一定要求工作。是連續(xù)生 產過程最常用的控制。過程控制的類型很多。PLC 用于過程控制，已是一個趨勢。因為 用 PLC 實現(xiàn)這個控制，其價格比用別的要低，而且，用它時，在進行模擬量控制的同 時，還可很方便的進行其它控制。再加上各種過程控制模塊的開發(fā)與應用，以及相關 軟件的推出及使用，用 PLC 進行種種過程控制