西屋 5X00105G14

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可編程控制器是60年代末在美國首先出現，當時叫可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用來取代繼電器，以執行邏輯判斷、計時、計數等順序控制功能。PLC的基本設計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優點和繼電器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點結合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。根據實際應用對象，將控制內容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內。控制器和被控對象連接方便。

隨著半導體技術，尤其是微處理器和微型計算機技術的發展，到70年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規模甚至超大規模的集成電路，這時的PLC已不再是邏輯判斷功能，還同時具有數據處理、PID調節和數據通信功能。

可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算，順序控制、定時、計算和算術運算等操作的指令，并通過數字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統中機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用微處理器的優點。

可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產工藝，因此可在初步設計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從制造生產可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據用戶的訂貨要求專門設計控制器，適合批量生產。由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業控制界的歡迎，并得到迅速的發展。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的應用。

對于用戶來說，在編寫用戶程序或選擇設備時，必須清楚下面介紹的三個階段，即用戶程序執行過程的原理。

PLC采用集中處理的方法，即對輸入掃描信號、執行用戶程序和輸出刷新都采用集中分批處理的工作方式。

（1）輸入掃描  在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號，并將輸入信號存入輸入映像區，輸入映像存儲器被刷新。在程序執行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲器與外界隔離，其內容保持不變，直至下一個掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號刷新。可見，PLC在執行程序和處理數據時，不直接使用現場當時的輸入信號，而使用本次采樣時輸入到映像區中的數據。如果輸入設備能使PLC輸入端形成閉合回路，對應輸入端編號的內部輸入繼電器內保存為“1”，即相當于繼電器線圈導通。在程序執行過程中，該編號對應的觸點動作；如果輸入設備能使輸入開路，則對應輸入端編號的內部輸入繼電器內保存為“0”，即相當于繼電器線圈沒導通，在程序執行過程中，該編號對應的觸點不動作。如果在PLC處于非輸入掃描的階段，PLC外的輸入設備狀態發生了變化，內部輸入繼電器也不會發生變化，要等到下一個輸入掃描階段才能根據此時的輸入狀態來刷新。所以，對于少于十幾毫秒的輸入信號，經常采集不到。

（2）執行程序  在執行用戶程序過程中，PLC按梯形圖程序順序自上而下、從左至右逐個掃描執行，即按助記符指令表的先后順序執行。但遇到程序跳轉指令，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序跳轉地址。程序執行過程中，PLC從輸入映像區中取出輸入變量的當前狀態，然后進行由程序確定的邏輯運算或其他運算，根據程序指令將運算結果存入相應的內部繼電器中，包括輸出繼電器、內部輔助繼電器、定時器、計數器等。輸出繼電器的信號存放在輸出映像區，即輸出繼電器與PLC外部的同編號的輸出點對應。

在程序執行過程中，同一周期內，前面的邏輯結果影響后面的觸點，即后執行的程序可能用到前面的最新中間運算結果；但同一周期內，后面的運算結果不影響前面的邏輯關系。該掃描周期內除輸入繼電器以外的所有內部繼電器的最終狀態（導通與否），將影響下一個掃描周期各觸點的開與閉。

（3）輸出刷新  程序執行階段的運算結果被存入輸出映像區，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過輸出模塊產生本周期的控制輸出。如果內部輸出繼電器的狀態為“1”，則輸出繼電器觸點閉合。全部輸出設備的狀態要保持一個掃描周期。

1）、可靠性高，抗干擾能力強。工業生產一般對控制設備的可靠性要求很高，并且要有很強的抗干擾能力。PLC能在惡劣的環境中可靠的工作，平均無故障時間達到數萬小時以上，已被公認為最可靠的工業控制設備之一。

    PLC本身具有較強的自診斷功能，保證硬件核心設備（CPU、存儲器、I/O總線等）在正常情況下執行用戶程序，一旦出現故障則立即給出出錯信號，停止用戶程序的執行，切斷所有輸出信號，等待修復。PLC的主要模塊均采用大規模和超大規模集成電路，I/O系統設計有完善的通道保護與信號調理電路。在結構上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有精確的考慮，在硬件上采用隔離，屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施，在軟件上采用數字濾波等措施。與繼電器系統和通用計算機相比，PLC更能適應工業現場環境要求。

    2） 硬件配套齊全，使用方便，適應性強

    PLC是通過執行程序實現控制的。當控制要求發生改變時，只要修改程序即可，最大限度地縮短了工藝更新所需要的時間。PLC的產品已標準化、系列化、模塊化，而且PLC及配套產品的模塊品種多，用戶可以靈活方便地進行系統配置組合成各種不同規模、不同功能的控制系統。在PLC控制系統中，只需在PLC的端子上接入相應的輸入/輸出信號線即可，不需要進行大量且復雜的硬接線，并且PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器。

    3）、編程直觀、易學易會

    PLC提供了多種編程語言，其中梯形圖使用最普遍。PLC是面向用戶的設備，PLC的設計者充分考慮到現場工程技術人員的技能和習慣，因此PLC程序的編制采用梯形圖的簡單指令形式。梯形圖與繼電原理圖相似，這種編程語言形象直觀，易學易懂，不需要專門的計算機知識和語言，現場工程技術人員可在短時間內學會使用。用戶在購買PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和進行簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應用于生產實踐。

    4）、系統的設計、安裝、調試工作量小，維護方便

    PLC用軟件取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大為減少。同時PLC的用戶程序大部分可以在實驗室進行模擬調試，模擬調試好后再將PLC控制系統安裝到生產現場，進行聯機調試，既安全，又快捷方便。

    PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷和顯示功能。當發生故障時，可以根據PLC的狀態指示燈顯示或編程器提供的信息迅速查找到故障原因，排除故障。

    5）、體積小，能耗低

    由于PLC采用了半導體集成電路，其體積小，重量輕，結構緊湊、功耗低、便于安裝，是機電一體化的理想控制器。對于復雜的控制系統，采用PLC后，一般可將開關柜的體積縮小到原來的1/10~1/2。

注：聯系我時，請說是在“傲立機床網”上看到的，謝謝！