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1、word前言、PLC的开展背景与其功能概述PLC，(Programmable Logic Controller)，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器“Sequence Controller，1978 NEMA(National Electrical Manufacture Association)美国国家电气协会正式命名为Programmable Logic Controller，PLC)，其定义为一种电子装置，主要将外部的输入装置如：按键、感应器、开关与脉冲等的状态读取后，依据这些输入信号的状态或数值并根据部储存预先编写的程序，以微处理机执行逻辑、顺序、定时、计数与算式运算，产生相对应的输
2、出信号到输出装置如：继电器(Relay)的开关、电磁阀与电机驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序的目的。并藉由其外围的装置(个人计算机/程序书写器)轻易地编辑/修改程序与监控装置状态，进展现场程序的维护与试机调整。而普遍使用于PLC程序设计的语言，即是梯形图(Ladder Diagram)程序语言。而随着电子科技的开展与产业应用的需要，PLC的功能也日益强大，例如位置控制与网络功能等，输出/入信号也包含了DI (Digital Input)、AI (Analog Input)、PI (Pulse Input)与NI (Numerical Input)，DO (Digita
3、l Output)、AO (Analog Output)、PO (Pulse Output)与NO (Numerical Output)，因此PLC在未来的工业控制中，仍将扮演举足轻重的角色。1.1 梯形图工作原理梯形图为二次世界大战期间所开展出来的自动控制图形语言，是历史最久、使用最广的自动控制语言，最初只有A常开接点、B常闭接点、输出线圈、定时器、计数器等根本机构装置今日仍在使用的配电盘即是，直到可程控器PLC出现后，梯形图之中可表示的装置，除上述外，另增加了诸如微分接点、保持线圈等装置以与传统配电盘无法达成的应用指令，如加、减、乘与除等数值运算功能。无论传统梯形图或PLC梯形图其工作原理
4、均一样，只是在符号表示上传统梯形图比拟接近实体的符号表示，而PLC如此采用较简明且易于计算机或报表上表示的符号表示。在梯形图逻辑方面可分为组合逻辑和顺序逻辑两种，分述如下：1. 组合逻辑：分别以传统梯形图与PLC梯形图表示组合逻辑的例。传统梯形图PLC梯形图行1：使用一常开开关X0NO：Normally Open亦即一般所谓的A开关或接点。其特性是在平常未按下时，其接点为开路Off状态，故Y0不导通，而在开关动作按下按钮时，其接点变为导通On，故Y0导通。行2：使用一常闭开关X1NC：Normally Close亦即一般所称的B开关或接点，其特性是在平常时，其接点为导通，故Y1导通，而在开关动
5、作时，其接点反而变成开路，故Y1不导通。行3：为一个以上输入装置的组合逻辑输出的应用，其输出Y2只有在X2不动作或X3动作且X4为动作时才会导通。2. 顺序逻辑：顺序逻辑为具有反响结构的回路，亦即将回路输出结果送回当输入条件，如此在一样输入条件下，会因前次状态或动作顺序的不同，而得到不同的输出结果。分别以传统梯形图与PLC梯形图表示顺序逻辑的例。传统梯形图PLC梯形图在此回路刚接上电源时，虽X6开关为On，但X5开关为Off，故Y3不动作。在启动开关X5按下后，Y3动作，一旦Y3动作后，即使放开启动开关X5变成OffY3因为自身的接点反响而仍可继续保持动作此即为自我保持回路，其动作可以下表表示
6、： 装置状态动作顺序X5开关X6开关Y3状态1不动作不动作Off2动作不动作On3不动作不动作On4不动作动作Off5不动作不动作Off由上表可知在不同顺序下，虽然输入状态完全一致，其输出结果也可能不一样，如表中的动作顺序1和3其X5和X6开关均为不动作，在状态1的条件下Y3为Off，但状态3时Y3却为On，此种Y3输出状态送回当输入即所谓的反响而使回路具有顺序控制效果是梯形图回路的主要特性。在本节例中仅列举A、B接点和输出线圈作说明，其它装置的用法和此一样，请参考第3章根本指令。1.2 传统梯形图与PLC梯形图的差异虽然传统梯形图和PLC梯形图的工作原理是完全一致的，但实际上PLC仅是利用微
7、电脑Microputer，来仿真传统梯形图的动作，亦即利用扫描的方式逐一地查看所有输入装置与输出线圈的状态，再将此等状态依梯形图的组态逻辑作演算和传统梯形图一样的输出结果，但因Microputer只有一个，只能逐一地查看梯形图程序，并依该程序与输入/出状态演算输出结果，再将结果送到输出接口，然后又重新读取输入状态 演算 输出，如此周而复始地循环执行上述动作，此一完整的循环动作所费的时间称之为扫描周期，其时间会随着程序的增大而加长，此扫描周期将造成PLC从输入检测到输出反响的延迟，延迟时间愈长对控制所造成的误差愈大，甚至造成无法胜任控制要求的情况，此时就必须选用扫描速度更快的PLC，因此PLC的
8、扫描速度是PLC的重要规格，随着微电脑与ASIC特定用途IC技术的开展，现今的PLC在扫描速度上均有极大的改善，如下图为PLC的梯形图程序扫描的示意图。依梯形图组态演算出输出结果(尚未送到外界输出点，但部装置会实时输出)周而复始的执行除上述扫描周期差异外，PLC梯形图和传统梯形图尚有如下的逆向回流的差异，如如下图传统梯形图所示图中，假如X0，X1，X4，X6为导通，其它为不导通，在传统的梯形图回路上输出Y0会如虚线所示形成回路而为On。但在PLC梯形图中，因演算梯形图程序系由上而下，由左而右地扫描。在同样输入条件下，以梯形图编辑工具(WPLSoft)会检查出梯形图错误。传统梯形图的逆向回流：P
9、LC梯形图的逆向回流：检查出梯形图形第三行错误1.3 梯形图编辑说明梯形图为广泛应用在自动控制的一种图形语言，这是沿用电气控制电路的符号所组合而成的一种图形，透过梯形图编辑器画好梯形图形后，PLC的程序设计也就完成，以图形表示控制的流程较为直观，易为熟悉电气控制电路的技术人员所承受。在梯形图形很多根本符号与动作都是根据在传统自动控制配电盘中常见的机电装置如按钮、开关、继电器Relay、定时器Timer与计数器Counter等等。PLC的部装置：PLC部装置的种类与数量随各厂牌产品而不同。部装置虽然沿用了传统电气控制电路中的继电器、线圈与接点等名称，但PLC部并不存在这些实际物理装置，它对应的只
10、是PLC部存储器的一个根本单元一个位，bit，假如该位为1表示该线圈得电，该位为0表示线圈不得电，使用常开接点Normal Open, NO或A接点即直接读取该对应位的值，假如使用常闭接点Normal Close, NC或B接点如此取该对应位值的反相。多个继电器将占有多个位bit，8个位，组成一个字节或称为一个字节，byte，二个字节，称为一个字word，两个字，组合成双字double word。当多个继电器一并处理时如加/减法、移位等如此可使用字节、字或双字，且PLC部的另两种装置：定时器与计数器，不仅有线圈，而且还有计时值与计数值，因此还要进展一些数值的处理，这些数值多属于字节、字或双字的
11、形式。由以上所述，各种部装置，在PLC部的数值储存区，各自占有一定数量的储存单元，当使用这些装置，实际上就是对相应的储存容以位或字节或字的形式进展读取。PLC的根本部装置介绍：(详细说明请参考第2章DVP- PLC各种装置功能)装置种类功 能 说 明输入继电器Input Relay输入继电器是PLC与外部输入点用来与外部输入开关连接并承受外部输入信号的端子对应的部存储器储存根本单元。它由外部送来的输入信号驱动，使它为0或1。用程序设计的方法不能改变输入继电器的状态，即不能对输入继电器对应的根本单元改写，亦无法由HPP/WPLSoft作强行On / Off动作 (SA/SX/SC/EH/EH2/
12、SV系列主机可仿真输入继电器X作强行On/Off的动作，但此时外部输入点状态更新动作关闭，亦即外部输入信号的状态不会被读入至PLC部相对的装置存，只限主机的输入点，扩展的输入点仍依正常模式动作)。它的接点A、B接点可无限制地屡次使用。无输入信号对应的输入继电器只能空着，不能移作它用。C 装置表示：X0, X1,X7, X10, X11,，装置符号以X表示，顺序以8进制编号。在主机与扩展上均有输入点编号的标示。输出继电器Output Relay输出继电器是PLC与外部输出点用来与外部负载作连接对应的部存储器储存根本单元。它可以由输入继电器接点、部其它装置的接点以与它自身的接点驱动。它使用一个常开
13、接点接通外部负载，其接点也像输入接点一样可无限制地屡次使用。无输出对应的输出继电器，它是空着的，如果需要，它可以当作部继电器使用。C 装置表示：Y0, Y1,Y7, Y10, Y11,，装置符号以Y表示，顺序以8进制编号。在主机与扩展上均有输出点编号的标示。部辅助继电器Internal Relay部辅助继电器与外部没有直接联系，它是PLC部的一种辅助继电器, 其功能与电气控制电路中的辅助中间继电器一样, 每个辅助继电器也对应着存的一根本单元，它可由输入继电器接点、输出继电器接点以与其它部装置的接点驱动，它自己的接点也可以无限制地屡次使用。部辅助继电器无对外输出，要输出时请通过输出点。C 装置表
14、示：M0, M1,M4095，装置符号以M表示，顺序以10进制编号。步进点StepDVP PLC 提供一种属于步进动作的控制程序输入方式，利用指令 STL控制步进点 S的转移，便可很容易写出控制程序。如果程序中完全没有使用到步进程序时，步进点S亦可被当成部辅助继电器M来使用，也可当成警报点使用。C 装置表示：S0, S1,S1023，装置符号以S表示，顺序以10进制编号。装置种类功 能 说 明定时器Timer定时器用来完成定时的控制。定时器含有线圈、接点与定时值存放器，当线圈受电，等到达预定时间，它的接点便动作A接点闭合，B接点开路，定时器的定时值由设定值给定。每种定时器都有规定的时钟周期(定
15、时单位：1ms/10ms/100ms)。一旦线圈断电，如此接点不动作A接点开路，B接点闭合，原定时值归零。C 装置表示：T0, T1,T255，装置符号以T表示，顺序以10进制编号。不同的编号围，对应不同的时钟周期。计数器Counter计数器用来实现计数操作。使用计数器要事先给定计数的设定值即要计数的脉冲数。计数器含有线圈、接点与计数储存器，当线圈由OffOn，即视为该计数器有一脉冲输入，其计数值加一，有16位与32位与高速用计数器可供使用者选用。C 装置表示：C0, C1,C255，装置符号以C表示，顺序以10进制编号。数据存放器Data registerPLC在进展各类顺序控制与定时值与计数值有关控制时，常常要作数据处理和数值运算，而数据存放器就是专门用于储存数据或各类参数。每个数据存放器有16位二进制数值，即存有一个字，处理双字用相邻编号的两个数据存放器。C 装置表示：D0, D1,D9999，装置符号以D表示，顺序以10进制编号。文件存放器File registerPLC数据处理和数值运算所需的数据存放器不足时，可利用文件存放器来储存数据或各类参
