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(xiàn)，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(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。PLC的基本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi)。控制器和被控對象連接方便。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機技術(shù)的發(fā)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(guī)模甚至超大規(guī)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(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。

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)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計算和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中機械觸點的接線復(fù)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(yōu)點。

可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)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(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn)。由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)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(yīng)用。

對于用戶來說，在編寫用戶程序或選擇設(shè)備時，必須清楚下面介紹的三個階段，即用戶程序執(zhí)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(zhí)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(qū)，輸入映像存儲器被刷新。在程序執(zhí)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(nèi)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(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時，不直接使用現(xiàn)場當時的輸入信號，而使用本次采樣時輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。如果輸入設(shè)備能使PLC輸入端形成閉合回路，對應(yīng)輸入端編號的內(nèi)部輸入繼電器內(nèi)保存為“1”，即相當于繼電器線圈導(dǎo)通。在程序執(zhí)行過程中，該編號對應(yīng)的觸點動作；如果輸入設(shè)備能使輸入開路，則對應(yīng)輸入端編號的內(nèi)部輸入繼電器內(nèi)保存為“0”，即相當于繼電器線圈沒導(dǎo)通，在程序執(zhí)行過程中，該編號對應(yīng)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(shè)備狀態(tài)發(fā)生了變化，內(nèi)部輸入繼電器也不會發(fā)生變化，要等到下一個輸入掃描階段才能根據(jù)此時的輸入狀態(tài)來刷新。所以，對于少于十幾毫秒的輸入信號，經(jīng)常采集不到。

（2）執(zhí)行程序  在執(zhí)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(zhí)行，即按助記符指令表的先后順序執(zhí)行。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序跳轉(zhuǎn)地址。程序執(zhí)行過程中，PLC從輸入映像區(qū)中取出輸入變量的當前狀態(tài)，然后進行由程序確定的邏輯運算或其他運算，根據(jù)程序指令將運算結(jié)果存入相應(yīng)的內(nèi)部繼電器中，包括輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等。輸出繼電器的信號存放在輸出映像區(qū)，即輸出繼電器與PLC外部的同編號的輸出點對應(yīng)。

在程序執(zhí)行過程中，同一周期內(nèi)，前面的邏輯結(jié)果影響后面的觸點，即后執(zhí)行的程序可能用到前面的最新中間運算結(jié)果；但同一周期內(nèi)，后面的運算結(jié)果不影響前面的邏輯關(guān)系。該掃描周期內(nèi)除輸入繼電器以外的所有內(nèi)部繼電器的最終狀態(tài)（導(dǎo)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(zhí)行階段的運算結(jié)果被存入輸出映像區(qū)，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區(qū)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(chǎn)生本周期的控制輸出。如果內(nèi)部輸出繼電器的狀態(tài)為“1”，則輸出繼電器觸點閉合。全部輸出設(shè)備的狀態(tài)要保持一個掃描周期。

1）、可靠性高，抗干擾能力強。工業(yè)生產(chǎn)一般對控制設(shè)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(huán)境中可靠的工作，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，已被公認為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。

    PLC本身具有較強的自診斷功能，保證硬件核心設(shè)備（CPU、存儲器、I/O總線等）在正常情況下執(zhí)行用戶程序，一旦出現(xiàn)故障則立即給出出錯信號，停止用戶程序的執(zhí)行，切斷所有輸出信號，等待修復(fù)。PLC的主要模塊均采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，I/O系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護與信號調(diào)理電路。在結(jié)構(gòu)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(shù)字濾波等措施。與繼電器系統(tǒng)和通用計算機相比，PLC更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境要求。

    2） 硬件配套齊全，使用方便，適應(yīng)性強

    PLC是通過執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)控制的。當控制要求發(fā)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(chǎn)品已標準化、系列化、模塊化，而且PLC及配套產(chǎn)品的模塊品種多，用戶可以靈活方便地進行系統(tǒng)配置組合成各種不同規(guī)模、不同功能的控制系統(tǒng)。在PLC控制系統(tǒng)中，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入/輸出信號線即可，不需要進行大量且復(fù)雜的硬接線，并且PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。

    3）、編程直觀、易學(xué)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(shè)備，PLC的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習(xí)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(xué)易懂，不需要專門的計算機知識和語言，現(xiàn)場工程技術(shù)人員可在短時間內(nèi)學(xué)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(yīng)用于生產(chǎn)實踐。

    4）、系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便

    PLC用軟件取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)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(diào)試，模擬調(diào)試好后再將PLC控制系統(tǒng)安裝到生產(chǎn)現(xiàn)場，進行聯(lián)機調(diào)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(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC的狀態(tài)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(dǎo)體集成電路，其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低、便于安裝，是機電一體化的理想控制器。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，采用PLC后，一般可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/10~1/2。

注：聯(lián)系我時，請說是在“傲立機床網(wǎng)”上看到的，謝謝！