CH7可編程控制器基礎(chǔ)知識(shí)

可編程序控制器基礎(chǔ)知識(shí)

一、可編程控制器的產(chǎn)生二、可編程控制器的定義三、可編程控制器的特點(diǎn)六、可編程控制器的應(yīng)用七、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的類(lèi)型7.1概述四、可編程控制器的性能指標(biāo)一、可編程控制器的產(chǎn)生因?yàn)槔^電器邏輯電路配線復(fù)雜一、可編程控制器的產(chǎn)生背景：1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司（GM），為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。

1968年，GM公司提出十項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜；成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)；可直接使用115V交流輸入電壓；輸出采用115V交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便;能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可以擴(kuò)展到4KB。一、可編程控制器的產(chǎn)生1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制第一臺(tái)可編程控制器，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。一、可編程控制器的產(chǎn)生什么是PLC？二、可編程控制器的定義是一種工業(yè)控制裝置是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。通用叫法中文名稱(chēng)為可編程控制器；英文名稱(chēng)為ProgrammableLogicController，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。二、可編程控制器的定義1987年，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）定義：

“可編程控制器是一種數(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)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)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和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?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)”。三、可編程控制器的特點(diǎn)無(wú)觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便硬件配套齊全，用戶(hù)使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)編程簡(jiǎn)單，容易掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少維修工作量小，維護(hù)方便體積小，能耗低.圖7-1PLC系統(tǒng)的組成四、可編程序控制器的性能指標(biāo)存儲(chǔ)容量I/O點(diǎn)數(shù)掃描速度指令的多少內(nèi)部寄存器的配置和容量擴(kuò)展能力擴(kuò)展能力特殊功能單元專(zhuān)指用戶(hù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量，它決定了用戶(hù)所編制程序的長(zhǎng)短。大、中、小型PLC的存儲(chǔ)容量變化范圍一般為2KB～2MB。

I/O點(diǎn)數(shù)，即PLC面板上的I/O端子的個(gè)數(shù)。I/O點(diǎn)數(shù)越多，外部可連接的I/O器件就越多，控制規(guī)模就越大。它是衡量PLC性能的重要指標(biāo)之一。掃描速度是指PLC執(zhí)行程序的快慢，是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制取代繼電器控制的吻合程度。從自動(dòng)控制的觀點(diǎn)來(lái)看，決定了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。它是衡量PLC能力強(qiáng)弱的指標(biāo)，決定了PLC處理能力、控制能力的強(qiáng)弱。限定了計(jì)算機(jī)發(fā)揮運(yùn)算功能、完成復(fù)雜控制的能力。直接對(duì)用戶(hù)編制程序提供支持，對(duì)PLC指令的執(zhí)行速度及可完成的功能提供直接的支持。包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和PLC功能的擴(kuò)展兩方面的內(nèi)容（即模塊式和集中封裝式系統(tǒng)的可擴(kuò)展性）。按I/O點(diǎn)數(shù)分小型PLCI/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下的為小型PLC

（其中I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的為超小型或微型PLC）中型PLCI/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以上、2048點(diǎn)以下的為中型PLC大型PLCI/O點(diǎn)數(shù)為2048以上的為大型PLC

（其中I/O點(diǎn)數(shù)超過(guò)8192點(diǎn)的為超大型PLC）五、可編程控制器的類(lèi)型按結(jié)構(gòu)形式分整體式PLC

將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。五、可編程控制器的類(lèi)型模塊式PLC

將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。緊湊式PLC

還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。模塊式PLC

將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。緊湊式PLC

還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。整體式PLC

將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。按功能分低檔PLC

具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。中檔PLC

具有低檔PLC功能外，增加模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設(shè)中斷、PID控制等功能。高檔PLC

具有中檔機(jī)功能外，增加帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)運(yùn)算、制表及表格傳送等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能。五、可編程控制器的類(lèi)型PLC著名品牌1993年中國(guó)PLC市場(chǎng)排行榜上的世界十大廠家：美國(guó)A－B公司（Allen－Bradley）德國(guó)西門(mén)子公司（Siemens）美國(guó)GE－Fanuc公司美國(guó)的莫迪康（Modicon）和法國(guó)的TE電器公司日本歐姆公司（OMRON）日本三菱電機(jī)株式會(huì)社（MITSUBISHI）日本富士電機(jī)株式會(huì)社（FujiElectric）日本東芝公司（TOSHIBA）日本的光洋電子（KOYO）和中國(guó)的華光電子(CKE）日本松下電工株式會(huì)社（MEW）：MatsushitaElectricWorksLtd）根據(jù)美國(guó)AutomationResearchCo.（ARC）的商情調(diào)查，PLC市場(chǎng)上，最大的5家PLC制造商是:

SIEMENS

Allen－Bradly（Rockwell)

AEGSchneider

三菱電機(jī)

OMRON(立石電機(jī)）PLC著名品牌六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域六、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域七、可編程控制器的發(fā)展高性能、高速度、大容量發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。在存儲(chǔ)容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤(pán)。向小型化和大型化兩個(gè)方向發(fā)展小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場(chǎng)需要已開(kāi)發(fā)了各種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLC，最小配置的I/O點(diǎn)數(shù)為8～16點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。大型化是指大中型PLC向大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，使之能與計(jì)算機(jī)組成集成控制系統(tǒng)，對(duì)大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動(dòng)控制?，F(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。七、可編程控制器的發(fā)展大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與通信能力為滿(mǎn)足各種控制系統(tǒng)的要求，不斷開(kāi)發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。PLC的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類(lèi)：①PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專(zhuān)有聯(lián)網(wǎng)手段；②PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信。為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與和通信能力，PLC生產(chǎn)廠家也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

七、可編程控制器的發(fā)展增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設(shè)備占45%，輸出設(shè)備占30%，線路占5%。前二項(xiàng)共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它可通過(guò)PLC本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理。而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專(zhuān)用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

七、可編程控制器的發(fā)展編程語(yǔ)言多樣化在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖、語(yǔ)句表語(yǔ)言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語(yǔ)言、面向過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言（BASIC、C語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。七、可編程控制器的發(fā)展7.2常用術(shù)語(yǔ)及編程語(yǔ)言一、常用術(shù)語(yǔ)1.位（bit）也稱(chēng)內(nèi)部繼電器，實(shí)際上是PLC存儲(chǔ)器中的一個(gè)觸發(fā)器?！?”和“0”兩個(gè)狀態(tài)。2.I/O點(diǎn)（I/OPoint）

可直接和輸入設(shè)備相連接的觸點(diǎn)——輸入點(diǎn)可直接和輸出設(shè)備相連接的觸點(diǎn)——輸出點(diǎn)I/O點(diǎn)數(shù)越多，控制規(guī)模越大。3.通道（Channel）

也稱(chēng)為字，16個(gè)位組成一個(gè)通道。4.區(qū)（Area）

相同類(lèi)型通道的集合。數(shù)據(jù)區(qū)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器區(qū)、內(nèi)部繼電器區(qū)等。梯形圖編程

語(yǔ)句表編程控制系統(tǒng)流程圖編程邏輯方程式或布爾代數(shù)式二、可編程序控制器的編程語(yǔ)言7.2常用術(shù)語(yǔ)及編程語(yǔ)言1.梯形圖二、可編程序控制器的編程語(yǔ)言左母線右母線常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)輸出線圈使用最廣泛的語(yǔ)言，與繼電接觸器電路圖很相似，直觀易懂?？墒÷蕴菪螆D的基本畫(huà)法編制PLC程序前的準(zhǔn)備：設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、配置；確定I/O位置根據(jù)I/O位置確定信號(hào)的I/O地址（端口表）設(shè)計(jì)、整理輸入/輸出信號(hào)間的邏輯關(guān)系梯形圖的基本畫(huà)法：

在左右兩條邏輯電源線之間，按系統(tǒng)邏輯要求從左到右排列接點(diǎn)和線圈；計(jì)算機(jī)可只畫(huà)左邊;

邏輯可以是一個(gè)或多個(gè)接點(diǎn)的串并聯(lián)，然后接到輸出線圈(定時(shí)器、鎖存器、移位寄存器等);)

所有接點(diǎn)必須在輸出線圈左邊；輸出線圈不能不經(jīng)過(guò)任何接點(diǎn)直接接在兩個(gè)邏輯電源線之間。2.PLC語(yǔ)句表（助記符）編程操作碼（指令）操作數(shù)LD0000OR0500ANDNOT0001OUT0500LD0500OUT0501

由多條語(yǔ)句組成一個(gè)程序段，適合經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用，可以實(shí)現(xiàn)某些用梯形圖難以實(shí)現(xiàn)的功能。在使用簡(jiǎn)易編程器編程時(shí)，常常需要將梯形圖轉(zhuǎn)換為語(yǔ)句表才能輸入PLC。3.控制系統(tǒng)流程圖編程4.邏輯方程式或布爾代數(shù)式編程5.PLC高級(jí)語(yǔ)言編程PASCAL、BASIC、C、匯編等PLC的硬件結(jié)構(gòu)主要由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）接口、電源及外圍編程設(shè)備等幾大部分構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。7.3.1PLC的基本結(jié)構(gòu)

PLC的硬件電路框圖7.3基本結(jié)構(gòu)及工作原理電源I/O擴(kuò)展單元輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口外部設(shè)備接口輸入接口I/O擴(kuò)展接口主機(jī)PLC編程器打印機(jī)磁帶機(jī)計(jì)算機(jī)掃描儀CPU存儲(chǔ)器用戶(hù)程序系統(tǒng)程序數(shù)據(jù)按鈕行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)電磁閥電磁線圈指示燈

PLC的硬件電路框圖中央處理單元（CPU）

在系統(tǒng)程序的控制下，①診斷電源、PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)；②接收、診斷并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；③用掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)寄存器。中央處理器是可編程序控制器的核心。

在PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，①?gòu)拇鎯?chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序；②按指令規(guī)定的任務(wù)，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去啟閉有關(guān)控制門(mén)電路，分時(shí)分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等動(dòng)作；③完成用戶(hù)程序中規(guī)定的邏輯或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)。

根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，①更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄存器的內(nèi)容，②實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表、打印或數(shù)據(jù)通信等。中央處理單元（CPU）

PLC采用的CPU一般有三大類(lèi)：

通用微處理器，如80286、80386等。

單片機(jī)芯片，如8031、8096等。位處理器，如AMD2900、AMD2903等。中央處理器是可編程序控制器的核心。

存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器：用于存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序及運(yùn)算數(shù)據(jù)的單元。分類(lèi)：只讀存儲(chǔ)器（ROM）：用來(lái)存放系統(tǒng)工作程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序以及按對(duì)應(yīng)定義存儲(chǔ)各種系統(tǒng)參數(shù)（I/O、內(nèi)部繼電器、計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器等）等功能。

只讀存儲(chǔ)器又分為掩膜只讀存儲(chǔ)器和電可擦除只讀存儲(chǔ)器

隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器（RAM）:用來(lái)存放用戶(hù)程序及系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)。特點(diǎn)是寫(xiě)入與擦除都很容易，但在掉電情況下存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。

PLC的存儲(chǔ)器區(qū)域按用途不同，又可分為程序區(qū)及數(shù)據(jù)區(qū)。存放程序存放數(shù)據(jù)輸入、輸出部分（I/O單元）

輸入輸出電路是將外部輸入信號(hào)變換成CPU能接受的信號(hào)，將CPU的輸出信號(hào)變換成需要的控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。

作為抗干擾措施，輸入/輸出單元都帶有光電耦合電路，將PLC與外部電路隔離。

PLC的輸入單元類(lèi)型：直流、交流、交/直流3種；

PLC的輸出單元類(lèi)型：繼電器方式、晶體管方式、晶閘管方式。繼電器輸出方式可帶交、直流兩種負(fù)載，晶體管方式可帶直流負(fù)載，晶閘管方式可帶交流負(fù)載。兩個(gè)主要的要求：一是接口有良好的抗干擾能力。二是接口能滿(mǎn)足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)信號(hào)的匹配要求。輸入輸出接口：是PLC和工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)信號(hào)連接的部分。

開(kāi)關(guān)量、模擬量、特殊量（遠(yuǎn)程、干結(jié)點(diǎn)）輸入單元——帶光電隔離電路接口接受的外信號(hào)電源：直流輸入

交流輸入交流/直流輸入接收開(kāi)關(guān)量及數(shù)字量信號(hào)（數(shù)字量輸入單元）；接收模擬量信號(hào)（模擬量輸入單元）；接收按鈕或開(kāi)關(guān)命令（數(shù)字量輸入單元）；接收傳感器輸出信號(hào)。直流輸入交流輸入交流/直流輸入不同的接口需求設(shè)計(jì)了不同的接口單元。主要有以下幾種：

開(kāi)關(guān)量輸入接口：

作用：是把現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)變成PLC內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。輸出單元——帶光電隔離器及濾波器多種輸出方式：晶體管晶閘管繼電器驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載（晶體管輸出單元）；驅(qū)動(dòng)非頻繁動(dòng)作的交/直流負(fù)載（繼電器輸出單元）；驅(qū)動(dòng)頻繁動(dòng)作的交/直流負(fù)載（晶閘管輸出單元）。晶體管輸出晶閘管輸出繼電器輸出

開(kāi)關(guān)量輸出接口：作用：是把PLC內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。繼電器型的輸出接口可用于交流及直流兩種電源，但接通斷開(kāi)的頻率低。晶體管型的輸出接口有較高的接通斷開(kāi)頻率，但只適用于直流驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合。晶閘管型的輸出接口僅適用于交流驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合。模擬量輸入接口

作用：把現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)變化的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合PLC內(nèi)部處理的由若干位二進(jìn)制數(shù)字表示的信號(hào)。模擬量輸入接口接受標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)。模擬量輸出接口作用：將PLC運(yùn)算處理后的若干位數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量信號(hào)輸出。模擬量輸出接口一般由光電隔離、D/A轉(zhuǎn)換和信號(hào)驅(qū)動(dòng)等環(huán)節(jié)組成。智能輸入輸出接口PID控制單元高速計(jì)數(shù)器工作單元溫度控制單元等特點(diǎn)：①大多是獨(dú)立的工作單元。②一般帶有單獨(dú)的CPU。③有專(zhuān)門(mén)的處理能力。符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通用電壓電流信號(hào)如：4～20mA的直流電流信號(hào)，0～10V的直流電壓信號(hào)等編程器——外部設(shè)備由鍵盤(pán)、顯示器和工作方式選擇開(kāi)關(guān)及外存插口等部件組成的PLC的重要外設(shè)，是人機(jī)對(duì)話的窗口。作用

編寫(xiě)、輸入、編輯用戶(hù)程序，也可以在線監(jiān)視可編程控制器運(yùn)行時(shí)各種元器件的工作狀態(tài)，查找故障，顯示出錯(cuò)信息。分類(lèi)簡(jiǎn)易編程器：只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫指令編程器。它體積小，使用方便且價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是不能輸入和編輯圖形程序，不夠直觀，一般用來(lái)給小型可編程控制器編程，或用于可編程控制器控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維修。圖形編程器：是獨(dú)立的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，有多種功能和多個(gè)接口，可以脫機(jī)直接生成和編輯梯形圖程序，能監(jiān)視全部程序的運(yùn)行。方便、直觀、價(jià)格高，只用于大型復(fù)雜控制系統(tǒng)。其他外圍設(shè)備①盒式磁帶機(jī)：用以記錄程序或信息。②打印機(jī)：用以打印程序或制表。③EPROM寫(xiě)入器：用以將程序?qū)懭胗脩?hù)EFROM中。④高分辨率大屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)：用以顯示或監(jiān)視有關(guān)部分的運(yùn)行狀態(tài)。電源部件交流電（AC）:

一般為單相220V，也有采用交流100V直流電（DC）：一般為24V電源單元還提供掉電保護(hù)電路和后備電池電源，以維持部分RAM存儲(chǔ)器的內(nèi)容在外界電源斷電后不會(huì)丟失。在控制面板上通常有發(fā)光二極管（LED）指示電源的工作狀態(tài)，便于判斷電源工作是否正常。電源

電源單元是將外界提供的電源轉(zhuǎn)換成PLC的工作電源后，提供給PLC。有些電源單元也可以作為負(fù)載電源，通過(guò)PLC的I/O接口向負(fù)載提供直流24V電源。PLC的電源一般采用開(kāi)關(guān)電源，輸入電壓范圍寬，抗干擾能力強(qiáng)。電源單元的輸入與輸出之間有可靠的隔離，以確保外界的擾動(dòng)不會(huì)影響到PLC的正常工作。7.3.2PLC的基本工作原理1.PLC的等效電路收集被控設(shè)備的信息或操作命令按用戶(hù)程序的控制要求對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算處理驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載PLC將輸入信息采入PLC內(nèi)部再執(zhí)行邏輯部件組合后所達(dá)到的邏輯功能最后輸出達(dá)到控制要求2.PLC的工作原理3.工作方式

采用循環(huán)掃描工作方式：系統(tǒng)周而復(fù)始地依一定的順序完成一系列的具體的工作，這種工作方式叫做循環(huán)掃描工作方式。PLC系統(tǒng)正常工作所要完成的任務(wù)包括：

①PLC內(nèi)部各工作單元的調(diào)度、監(jiān)控；②PLC與外圍設(shè)備間的通信；③用戶(hù)程序所要完成的工作等。7.3.2PLC的基本工作原理其中，用戶(hù)程序的完成可分為以下三個(gè)階段：輸入處理階段輸出處理階段程序執(zhí)行階段根據(jù)PLC梯形圖程序的掃描原則，按先左后右，先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。將輸出映像寄存器中寄存器的狀態(tài)，轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。

PLC順序讀入所有輸入端子的狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器。PLC用戶(hù)程序執(zhí)行階段掃描工作過(guò)程如圖所示。++掃描周期（重要指標(biāo)）自檢時(shí)間讀入一點(diǎn)時(shí)間×輸入點(diǎn)數(shù)+程序步數(shù)×運(yùn)算速度輸出一點(diǎn)時(shí)間×輸出點(diǎn)數(shù)T=

PLC控制與繼電器控制的區(qū)別

在繼電器控制線路中，采用并行工作方式；而在梯形圖的控制線路中，采用串行工作方式。

組成器件不同：繼電器控制線路是許多真正的硬件繼電器組成，而梯形圖則由許多所謂“軟繼電器”組成。

觸點(diǎn)數(shù)量不同：硬繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，用于控制的繼電器的觸點(diǎn)數(shù)一般只有4～8對(duì)；而梯形圖中每個(gè)“軟繼電器”供編程使用的觸點(diǎn)數(shù)有無(wú)限對(duì)。實(shí)施控制的方法不同：在繼電器控制線路中，實(shí)現(xiàn)某種控制是通過(guò)各種繼電器之間硬接線解決的。而PLC控制是通過(guò)梯形圖即軟件編程解決的。工作方式不同：輸入/輸出滯后現(xiàn)象

與PLC的集中輸入集中刷新、程序循環(huán)執(zhí)行、輸入濾波器造成的時(shí)間常數(shù)、輸出繼電器機(jī)械滯后以及程序設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)母郊佑绊懙扔嘘P(guān)。多重輸出不允許關(guān)于步進(jìn)梯形圖多重輸出的情況，將在后面具體講述的PLC指令時(shí)予以介紹。PLC的控制結(jié)果有一定的特殊性：最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象的控制要求。在滿(mǎn)足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便。

保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。

考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余量。7.4PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和步驟7.4.1可編程序控制