天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢 業(yè) 論 文水 塔 水 位 PLC 控 制系 別 ： 電 氣 工 程 系專 業(yè) ： 電 氣 自 動 化班 級 ： 自 動 化 四 班學(xué) 生 姓 名 ：指 導(dǎo) 老 師 ：2008 年 10 月 10日 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 2 目 錄摘 要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1第 一 章 緒 論 .31.1 可 編 程 控 制 器 的 產(chǎn) 生 .31.2 PLC 的 發(fā) 展 .51.3 PLC 的 基 本 結(jié) 構(gòu) .61.4 PLC 特 點 .121.5 PLC 的 工 作 原 理 .131.6 梯 形 圖 程 序 設(shè) 計 及 工 作 過 程 分 析 . 15第 二 章 水 塔 水 位 系 統(tǒng) PLC 硬 件 設(shè) 計 .182.1 要 求 獨 立 完 成 水 塔 水 位 控 制 PLC 系 統(tǒng) 設(shè) 計 與 調(diào) 試 。 .18 2.2 水 塔 水 位 系 統(tǒng) 控 制 電 路 . 192.3 輸 入 /輸 出 分 配 .202.3.1 列 出 水 塔 水 位 控 制 系 統(tǒng) PLC 的 輸 入 /輸 出 接 口 分 配 表 . 202.3.2 水 塔 水 位 系 統(tǒng) 的 輸 入 /輸 出 設(shè) 備 .21第 三 章 水 塔 水 位 控 制 系 統(tǒng) PLC 軟 件 設(shè) 計 .223.1 工 作 過 程 . 223.2 程 序 流 程 圖 . 233.3 梯 形 圖 . 243.4 水 塔 水 位 控 制 系 統(tǒng) 梯 形 圖 的 對 應(yīng) 指 令 表 . 25第 四 章 設(shè) 計 總 結(jié) .26辭 謝 .27 參 考 文 獻 .28 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 3 摘 要在 工 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 過 程 中 ， 經(jīng) 常 需 要 對 水 位 進 行 測 量 和 控 制 。 水 位 控 制 在 日 常 生活 中 應(yīng) 用 也 相 當(dāng) 廣 泛 ， 比 如 水 塔 、 地 下 水 、 水 電 站 等 情 況 下 的 水 位 控 制 。 而 水 位檢 測 可 以 有 多 種 實 現(xiàn) 方 法 ， 如 機 械 控 制 、 邏 輯 電 路 控 制 、 機 電 控 制 等 。 本 文 采 用PLC 進 行 主 控 制 ， 在 水 箱 上 安 裝 一 個 自 動 測 水 位 裝 置 。 利 用 水 的 導(dǎo) 電 性 連 續(xù) 地 全天 候 地 測 量 水 位 的 變 化 ， 把 測 量 到 的 水 位 變 化 轉(zhuǎn) 換 成 相 應(yīng) 的 電 信 號 ， 主 控 臺 應(yīng) 用MCGS 組 態(tài) 軟 件 對 接 收 到 的 信 號 進 行 數(shù) 據(jù) 處 理 ， 完 成 相 應(yīng) 的 水 位 顯 示 、 故 障 報 警信 息 顯 示 、 實 時 曲 線 和 歷 史 曲 線 的 顯 示 ， 使 水 位 保 持 在 適 當(dāng) 的 位 置 。關(guān) 鍵 詞 ： 水 位 控 制 、 三 菱 PLC、 fx2n 第 一 章 緒 論1.1 可 編 程 控 制 器 的 產(chǎn) 生可 編 程 控 制 器 是 二 十 世 紀(jì) 七 十 年 代 發(fā) 展 起 來 的 控 制 設(shè) 備 ， 是 集 微處 理 器 、 儲 存 器 、 輸 入 /輸 出 接 口 與 中 斷 于 一 體 的 器 件 ， 已 經(jīng) 被 廣 泛應(yīng) 用 于 機 械 制 造 、 冶 金 、 化 工 、 能 源 、 交 通 等 各 個 行 業(yè) 。 計 算 機 在 操作 系 統(tǒng) 、 應(yīng) 用 軟 件 、 通 行 能 力 上 的 飛 速 發(fā) 展 ， 大 大 加 強 了 可 編 程 控 制器 通 信 能 力 ， 豐 富 了 可 編 程 控 制 器 編 程 軟 件 和 編 程 技 巧 ， 增 強 了 PLC過 程 控 制 能 力 。 因 此 ， 無 論 是 單 機 還 是 多 機 控 制 、 是 流 水 線 控 制 還 是 過 程 控 制 ， 都 可 以 采 用 可 編 程 控 制 器 ， 推 廣 和 普 及 可 編 程 控 制 器 的 使用 技 術(shù) ， 對 提 高 我 國 工 業(yè) 自 動 化 生 產(chǎn) 及 生 產(chǎn) 效 率 都 有 十 分 重 要 的 意義 。 可 編 程 控 制 器 (Programmable Controller) 也 可 稱 邏 輯 控 制 器(Programmable Logic Controller),是 一 微 處 理 器 為 核 心 的 工 業(yè) 自 動 控制 通 用 裝 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 4 置 ， 是 計 算 機 家 族 的 一 名 成 員 ， 簡 稱 PC。 為 了 與 個 人 電 腦 （ 也 簡 稱PC） 相 混 淆 通 常 將 可 編 程 控 制 器 稱 為 PLC。可 編 程 控 制 器 的 產(chǎn) 生 和 繼 電 器 接 觸 器 控 制 系 統(tǒng) 有 很 大 的 關(guān) 系 。繼 電 器 接 觸 器 控 制 已 經(jīng) 有 傷 百 年 的 歷 史 ， 它 是 一 種 弱 電 信 號 控 制 強電 信 號 的 電 磁 開 關(guān) ， 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 電 路 直 觀 、 價 格 低 廉 、 容 易 操 作 、易 于 維 修 的 有 優(yōu) 點 。 對 于 工 作 模 式 固 定 、 要 求 比 較 簡 單 的 場 合 非 常 使用 ， 至 今 仍 有 廣 泛 的 用 途 。 但 是 當(dāng) 工 作 模 式 改 變 時 ， 就 必 須 改 變 系 統(tǒng)的 硬 件 接 線 ， 控 制 柜 中 的 物 件 以 及 接 線 都 要 作 相 應(yīng) 的 變 動 ， 改 造 工 期長 、 費 用 高 ， 用 戶 寧 愿 扔 掉 舊 控 制 柜 ， 另 做 一 個 新 控 制 柜 使 用 ， 阻 礙了 產(chǎn) 品 更 新 換 代 。 隨 著 工 業(yè) 生 產(chǎn) 的 迅 速 發(fā) 展 ， 市 場 競 爭 的 激 烈 ， 產(chǎn) 品 更 新 換 代 的 周 期 日 益 縮 短 ，工 業(yè) 生 產(chǎn) 從 大 批 量 、 少 品 種 ， 向 小 批 量 、 多 品 種 轉(zhuǎn) 換 ， 繼 電 器 接 觸 器 控 制 難 以滿 足 市 場 要 求 ， 此 問 題 首 先 被 美 國 通 用 汽 車 公 司 （ GM 公 司 ） 提 了 出 來 。 通 用 汽車 公 司 為 適 合 汽 車 型 號 的 不 斷 翻 新 ， 滿 足 用 戶 對 產(chǎn) 品 多 樣 性 的 需 求 ， 公 開 對 外 招標(biāo) ， 要 求 制 造 一 種 新 的 工 業(yè) 控 制 裝 置 ， 取 代 傳 統(tǒng) 的 繼 電 器 接 觸 器 控 制 。 其 對 新裝 置 性 能 提 出 的 要 求 就 是 著 名 的 GM10 條 ， 即 :1. 編 程 方 便 ， 現(xiàn) 場 可 修 改 程 序 ；2. 維 修 方 便 ， 采 用 模 塊 化 結(jié) 構(gòu) ；3. 可 靠 性 高 于 繼 電 器 控 制 裝 置 ；4. 體 積 小 于 繼 電 器 控 制 裝 置 ； 5. 數(shù) 據(jù) 可 直 接 送 入 管 理 計 算 機 ；6. 成 本 可 與 繼 電 器 控 制 裝 置 競 爭 ；7. 輸 入 可 以 是 交 流 115V；8. 輸 出 為 交 流 115V， 2A 以 上 ， 能 直 接 驅(qū) 動 電 磁 閥 ， 接 觸 器 等 ；9. 在 擴 展 時 ， 原 系 統(tǒng) 只 要 很 小 變 更 ；10. 用 戶 程 序 存 儲 器 容 量 至 少 能 擴 展 到 4K。這 十 項 指 標(biāo) 就 是 現(xiàn) 代 PLC 的 最 基 本 功 能 ， 值 得 注 意 的 是 PLC并 不 等 同 于 普 通 計 算 機 ， 它 與 有 關(guān) 的 外 部 設(shè) 備 ， 按 照 “ 易 于 與 工 業(yè)控 制 系 統(tǒng) 連 成 一 體 ” 和 “ 便 于 擴 充 功 能 ” 的 原 則 來 設(shè) 計 。 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 5 用 可 編 程 控 制 器 代 替 了 繼 電 器 接 觸 器 的 控 制 ， 實 現(xiàn) 了 邏 輯 控制 功 能 ， 并 且 具 有 計 算 機 功 能 靈 活 、 通 用 性 等 有 點 ， 用 程 序 代 替 硬接 線 ， 并 且 具 有 計 算 機 功 能 靈 活 、 通 用 性 能 強 等 優(yōu) 點 ， 用 程 序 代 替硬 接 線 ， 減 少 了 重 新 設(shè) 計 ， 重 新 接 線 的 工 作 ， 此 種 控 制 器 借 鑒 計 算機 的 高 級 語 言 ， 利 用 面 向 控 制 過 程 ， 面 向 問 題 的 “ 自 然 語 言 ” 編 程 ，其 標(biāo) 志 性 語 言 是 極 易 為 IT 電 器 人 員 掌 握 的 梯 形 圖 語 言 ， 使 得 部 熟悉 計 算 機 的 人 也 能 方 便 地 使 用 。 這 樣 ， 工 作人 員 不 必 在 變 成 上 發(fā) 費 大 量 地 精 力 ， 只 需 集 中 精 力 區(qū) 考 慮 如 何 操 作并 發(fā) 揮 改 裝 置 地 功 能 即 可 ， 輸 入 、 輸 出 電 平 與 市 電 接 口 ， 市 控 制 系 統(tǒng) 可 方 便 地 在 需 要 地 地 方 運 行 。 所 以 ， 可 編 程 控 制 器 廣 泛 地 應(yīng) 用 于各 工 業(yè) 領(lǐng) 域 。1969 年 ， 第 一 臺 可 編 程 控 制 器 PDP 14 由 美 國 數(shù) 字 設(shè) 備 公 司（ DEC） 制 作 成 功 ， 并 在 GM 公 司 汽 車 生 產(chǎn) 線 上 使 用 取 得 良 好 的 效果 ， 可 編 程 控 制 器 由 此 誕 生 ， 在 控 制 領(lǐng) 域 內(nèi) 產(chǎn) 生 了 歷 史 性 革 命 。PLC 問 世 時 間 不 長 ， 但 是 隨 著 微 處 理 器 的 發(fā) 展 ， 大 規(guī) 模 、 超 大規(guī) 模 集 成 電 路 不 斷 出 現(xiàn) ， 數(shù) 據(jù) 通 信 技 術(shù) 不 斷 進 步 ， PLC 迅 速 發(fā) 展 。PLC 進 入 九 十 年 代 后 ， 工 業(yè) 控 制 領(lǐng) 域 幾 乎 全 被 PLC 占 領(lǐng) 。 國 外 專 家預(yù) 言 ， PLC 技 術(shù) 將 在 工 業(yè) 自 動 化 的 三 大 支 柱 （ PLC、 機 器 人 和CAC/CAM） 種 躍 居 首 位 。 我 國 在 八 十 年 代 初 才 開 始 使 用 PLC， 目 前 從 國 外 應(yīng) 進 的 PLC 使用 較 為 普 遍 的 由 日 本 OMRON 公 司 C 系 列 、 三 菱 公 司 F 系 列 、 滅 國GE 公 司 GE 系 列 和 德 國 西 門 子 公 司 S 系 列 等 。1.2 PLC 的 發(fā) 展雖 然 PLC 問 世 時 間 不 長 ， 但 是 隨 著 微 處 理 器 的 出 現(xiàn) ， 大 規(guī) 模 ， 超 大 規(guī) 模集 成 電 路 技 術(shù) 的 迅 速 發(fā) 展 和 數(shù) 據(jù) 通 訊 技 術(shù) 的 不 斷 進 步 ， PLC 也 迅 速 發(fā) 展 ， 其 發(fā)展 過 程 大 致 可 分 為 三 各 階 段 ：早 期 的 PLC 一 般 稱 為 可 編 程 邏 輯 控 制 器 。 這 是 的 PLC 多 少 由 電 繼 電 器 控制 裝 置 的 替 代 物 的 含 義 ， 其 主 要 功 能 只 是 執(zhí) 行 原 先 由 繼 電 器 完 成 的 順 序 控 制 、 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 6 定 時 等 。 它 在 硬 件 上 以 計 算 機 的 形 式 出 現(xiàn) ， 在 I/O 接 口 電 路 上 作 了 改 進 以 適應(yīng) 工 業(yè) 控 制 現(xiàn) 場 的 要 求 。 裝 置 種 的 器 件 主 要 采 用 分 離 元 件 和 中 小 規(guī) 模 集 成 電路 ， 存 儲 器 采 用 磁 芯 存 儲 器 。 另 外 還 采 取 了 一 些 措 施 ， 以 提 高 其 抗 干 擾 的 能 力 。在 軟 件 編 程 上 采 用 廣 大 電 器 工 程 技 術(shù) 人 員 所 熟 悉 的 繼 電 器 控 制 線 路 的 方 式 梯 形 圖 。 因 此 ， 早 期 的 PLC 的 性 能 要 優(yōu) 于 繼 電 器 控 制 裝 置 ， 其 優(yōu) 點 包 括 簡 單易 懂 ， 便 于 安 裝 ， 體 積 小 ， 能 耗 低 ， 有 故 障 指 示 ， 能 重 復(fù) 使 用 等 。 其 中 PLC特 有 的 編 程 語 言 梯 形 圖 一 直 沿 用 至 今 。在 七 十 年 代 ， 微 處 理 器 的 出 現(xiàn) 使 PLC 發(fā) 生 了 巨 大 的 變 化 。 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 中 央 處 理 單 元 （ CPU） 。這 樣 ， 使 PLC 的 功 能 大 大 增 強 。 在 軟 件 方 面 ， 除 了 保 持 其 原 有 的 邏 輯 運 算 、 計 時 、 計 數(shù) 等 功 能 以 外 ， 還 增 加 了 算 術(shù) 運 算 、 數(shù) 據(jù) 處 理 和 傳 送 、 通 訊 、 自診 斷 等 功 能 。 再 硬 件 方 面 ， 除 了 保 持 其 原 有 的 開 關(guān) 模 塊 以 外 ， 還 增 加 了 模 擬 量快 、 遠(yuǎn) 程 I/O 模 塊 、 各 種 特 殊 功 能 模 塊 。 并 擴 大 了 存 儲 器 的 容 量 ， 是 各 種 邏 輯線 圈 的 數(shù) 量 增 加 ， 還 提 供 了 一 定 數(shù) 量 的 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 ， 使 PLC 的 應(yīng) 用 范 圍 得 以擴 大 。進 入 八 十 年 代 中 、 后 期 ， 由 于 插 大 規(guī) 模 集 成 電 路 技 術(shù) 的 迅 速 發(fā) 展 ， 微 處 理器 的 市 場 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 。 而 且 ， 為 了 進 一 步 提 高 PLC 的 處 理 速 度 ， 各 制 造 廠 商 紛 紛 開 發(fā) 研 制了 專 用 邏 輯 處 理 芯 片 。 這 樣 使 得 PLC 軟 、 硬 功 能 發(fā) 生 了 巨 大 變 化 。 1.3 PLC 的 基 本 結(jié) 構(gòu)PLC 實 質(zhì) 是 一 種 專 用 于 工 業(yè) 控 制 計 算 機 ， 其 硬 件 結(jié) 構(gòu) 基 本 上 與 微 型 計 算 機 相同 ， 、 中 央 處 理 單 元 (CPU)， 如 下 圖 所 示 。 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 7 PLC 基 本 結(jié) 構(gòu)一 、 中 央 處 理 單 元 (CPU)中 央 處 理 單 元 (CPU)是 PLC 控 制 中 樞 。 它 PLC 系 統(tǒng) 程 序 賦 予 功 能 接 收 并 存儲 從 編 程 器 鍵 入 用 戶 程 序 和 數(shù) 據(jù) ； 檢 查 電 源 、 存 儲 器 、 I/O 以 及 警 戒 定 時 器 狀 態(tài) ，并 能 診 斷 用 戶 程 序 中 語 法 錯 誤 。 當(dāng) PLC 投 入 運 行 時 ， 首 先 它 以 掃 描 方 式 接 收 現(xiàn)場 各 輸 入 裝 置 狀 態(tài) 和 數(shù) 據(jù) ， 并 分 別 存 入 I/O 映 象 區(qū) ， 然 后 從 用 戶 程 序 存 儲 器 中 逐條 讀 取 用 戶 程 序 ， 命 令 解 釋 后 按 指 令 規(guī) 定 執(zhí) 行 邏 輯 或 算 數(shù) 運 算 結(jié) 果 送 入 I/O 映 象區(qū) 或 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 內(nèi) 。 等 所 有 用 戶 程 序 執(zhí) 行 完 畢 之 后 ， 最 后 將 I/O 映 象 區(qū) 各 輸 出 狀態(tài) 或 輸 出 寄 存 器 內(nèi) 數(shù) 據(jù) 傳 送 到 相 應(yīng) 輸 出 裝 置 ， 如 此 循 環(huán) 運 行 ， 直 到 停 止 運 行 。 進 一 步 提 高 PLC 可 靠 性 ， 近 年 來 對 大 型 PLC 還 采 用 雙 CPU 構(gòu) 成 冗 余 系 統(tǒng) ，或 采 用 三 CPU 表 決 式 系 統(tǒng) 。 這 樣 ， 某 個 CPU 出 現(xiàn) 故 障 ， 整 個 系 統(tǒng) 仍 能 正 常 運 行 。二 、 存 儲 器存 放 系 統(tǒng) 軟 件 存 儲 器 稱 為 系 統(tǒng) 程 序 存 儲 器 。 存 放 應(yīng) 用 軟 件 存 儲 器 稱 為 用 戶 程序 存 儲 器 。1、 PLC 常 用 存 儲 器 類 型（ 1） RAM （ RandomAssess Memory） 這 是 一 種 讀 /寫 存 儲 器 (隨 機 存 儲 器 )，其 存 取 速 度 最 快 ， 由 鋰 電 池 支 持 。 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 8 （ 2） EPROM（ Erasable Programmable Read Only Memory） 這 是 一 種 可 擦 除只 讀 存 儲 器 。 斷 電 情 況 下 ， 存 儲 器 內(nèi) 所 有 內(nèi) 容 保 持 不 變 。 紫 外 線 連 續(xù) 照 射 下 可 擦除 存 儲 器 內(nèi) 容 )。（ 3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這 是 一 種電 可 擦 除 只 讀 存 儲 器 。 使 用 編 程 器 就 能 很 容 易 對 其 所 存 儲 內(nèi) 容 進 行 修 改 。2、 PLC 存 儲 空 間 分 配各 種 PLCCPU 最 大 尋 址 空 間 各 不 相 同 ， PLC 工 作 原 理 ， 其 存 儲 空 間 一 般 包括 以 下 三 個 區(qū) 域 ：（ 1） 系 統(tǒng) 程 序 存 儲 區(qū)（ 2） 系 統(tǒng) RAM 存 儲 區(qū) （ 包 括 I/O 映 象 區(qū) 和 系 統(tǒng) 軟 設(shè) 備 等 ） （ 3） 用 戶 程 序 存 儲 區(qū)系 統(tǒng) 程 序 存 儲 區(qū) ： 系 統(tǒng) 程 序 存 儲 區(qū) 中 存 放 著 相 當(dāng) 于 計 算 機 操 作 系 統(tǒng) 系 統(tǒng) 程序 。 包 括 監(jiān) 控 程 序 、 管 理 程 序 、 命 令 解 釋 程 序 、 功 能 子 程 序 、 系 統(tǒng) 診 斷 子 程 序 等 。由 制 造 廠 商 將 其 固 化 EPROM 中 ， 用 戶 不 能 直 接 存 取 。 它 和 硬 件 一 起 決 定 了 該PLC 性 能 。系 統(tǒng) RAM 存 儲 區(qū) ： 系 統(tǒng) RAM 存 儲 區(qū) 包 括 I/O 映 象 區(qū) 以 及 各 類 軟 設(shè) 備 ， 如 ：邏 輯 線 圈 ； 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 ； 計 時 器 ； 計 數(shù) 器 ； 變 址 寄 存 器 ； 累 加 器 等 存 儲 器 。（ 1） I/O 映 象 區(qū) ： PLC 投 入 運 行 后 ， 輸 入 采 樣 階 段 才 依 次 讀 入 各 輸 入 狀 態(tài)和 數(shù) 據(jù) ， 輸 出 刷 新 階 段 才 將 輸 出 狀 態(tài) 和 數(shù) 據(jù) 送 至 相 應(yīng) 外 設(shè) 。 它 需 要 一 定 數(shù) 量 存 儲單 元 (RAM)以 存 放 I/O 狀 態(tài) 和 數(shù) 據(jù) ， 這 些 單 元 稱 作 I/O 映 象 區(qū) 。 一 個 開 關(guān) 量 I/O 占 用 存 儲 單 元 中 一 個 位 （ bit） ， 一 個 模 擬 量 I/O 占 用 存 儲 單 元 中 一 個 字 （ 16 個 bit） 。整 個 I/O 映 象 區(qū) 可 看 作 兩 個 部 分 組 成 ： 開 關(guān) 量 I/O 映 象 區(qū) ； 模 擬 量 I/O 映 象 區(qū) 。（ 2） 系 統(tǒng) 軟 設(shè) 備 存 儲 區(qū) ： I/O 映 象 區(qū) 區(qū) 以 外 ， 系 統(tǒng) RAM 存 儲 區(qū) 還 包 括 PLC內(nèi) 部 各 類 軟 設(shè) 備 （ 邏 輯 線 圈 、 計 時 器 、 計 數(shù) 器 、 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 和 累 加 器 等 ） 存 儲 區(qū) 。該 存 儲 區(qū) 又 分 為 具 有 失 電 保 持 存 儲 區(qū) 域 和 無 失 電 保 持 存 儲 區(qū) 域 ， 前 者 PLC 斷 電時 ， 由 內(nèi) 部 鋰 電 池 供 電 ， 數(shù) 據(jù) 不 會 遺 失 ； 后 者 當(dāng) PLC 斷 電 時 ， 數(shù) 據(jù) 被 清 零 。用 戶 程 序 存 儲 區(qū) ： 主 要 用 來 存 放 用 戶 的 應(yīng) 用 程 序 。 所 謂 用 戶 程 序 時 指 使 用 戶根 據(jù) 工 程 現(xiàn) 場 的 的 產(chǎn) 生 過 程 和 工 藝 要 求 編 寫 的 控 制 程 序 。 次 程 序 由 使 用 者 通 過 編程 器 輸 入 到 PLC 機 的 RAM 存 貯 器 中 ， 以 便 于 用 戶 隨 時 修 改 。 也 可 將 用 戶 程 序 存放 在 EEPROM 中 。 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 9 三 、 輸 入 /輸 出 模 塊輸 入 /輸 出 模 塊 是 可 編 程 控 制 器 與 工 業(yè) 生 產(chǎn) 設(shè) 備 或 工 業(yè) 生 產(chǎn) 過 程 連 接 的 借口 。 現(xiàn) 場 的 輸 入 信 號 ， 如 按 鈕 開 關(guān) ， 行 程 開 關(guān) 、 限 位 開 關(guān) 以 及 傳 感 輸 出 的 開 關(guān) 量或 模 擬 量 （ 壓 力 、 流 量 、 溫 度 、 電 壓 、 電 流 ） 等 ， 都 要 通 過 輸 入 模 塊 送 到 PLC。由 于 這 些 信 號 電 平 各 式 各 樣 ， 而 可 編 程 控 制 器 CPU 所 處 理 的 信 息 只 能 是 標(biāo) 準(zhǔn) 電平 ， 所 以 輸 入 模 塊 還 需 將 這 些 信 號 轉(zhuǎn) 換 成 PLC 能 夠 接 受 和 處 理 的 數(shù) 字 信 號 。 輸入 模 塊 的 作 用 是 接 收 中 央 處 理 器 處 理 過 的 數(shù) 字 信 號 ， 并 把 它 轉(zhuǎn) 換 成 現(xiàn) 場 執(zhí) 行 部 件所 能 接 收 的 控 制 信 號 ， 以 驅(qū) 動 如 電 磁 閥 、 燈 光 顯 示 、 電 機 等 執(zhí) 行 機 構(gòu) 。 可 編 程 控制 器 有 多 種 輸 入 /輸 出 模 塊 其 類 型 有 數(shù) 字 量 輸 入 /輸 出 模 塊 和 模 擬 量 輸 入 /輸 出 模塊 。 這 些 模 塊 分 直 流 和 交 流 、 電 壓 和 電 流 類 型 ， 每 種 類 型 又 有 不 同 的 參 數(shù) 等 級 ， 主 要 有 數(shù) 字 量 輸 入 /輸 出 模 塊 和 模 擬 量 輸 入 輸 出 /模 塊 ， 部 件 上 都 設(shè) 有 接 線 端 子 排 ，為 了 濾 除 信 號 的 噪 聲 和 便 于 PLC 內(nèi) 部 對 信 號 的 處 理 ， 這 些 模 塊 上 都 帶 有 濾 波 、電 平 轉(zhuǎn) 換 、 信 號 鎖 存 電 路 。 數(shù) 字 量 輸 入 模 塊 帶 有 廣 電 耦 合 電 路 ， 其 目 的 是 把 PLC與 外 部 電 路 隔 離 起 來 ， 以 提 高 PLC 的 抗 干 擾 能 力 。 數(shù) 字 兩 輸 出 有 繼 電 器 輸 出 、晶 體 管 輸 出 和 可 控 硅 輸 出 三 種 方 式 。 模 擬 量 輸 入 /輸 出 模 塊 主 要 用 來 實 現(xiàn) 模 擬 量與 數(shù) 字 量 之 間 的 轉(zhuǎn) 換 ， 即 A/D 或 D/A 轉(zhuǎn) 換 。 由 于 工 業(yè) 控 制 系 統(tǒng) 中 有 傳 感 器 或 執(zhí)行 機 構(gòu) 有 一 些 信 號 是 連 續(xù) 變 化 的 模 擬 量 ， 因 此 這 些 模 擬 量 必 須 通 過 模 擬 量 輸 入 /輸 出 模 塊 與 PLC 的 中 央 處 理 器 連 接 。 模 擬 量 輸 入 模 塊 A/D 轉(zhuǎn) 換 后 的 二 進 制 數(shù) 字量 ， 經(jīng) 光 電 耦 合 器 和 輸 出 鎖 存 器 宇 PLC 的 1/0 總 線 掛 接 。 現(xiàn) 在 標(biāo) 準(zhǔn) 量 程 的 模 擬 電壓 主 要 是 0 5 伏 和 0 10 伏 兩 種 。 另 外 還 有 ： 0 somV、 0 IV、 5 +SV、 10 +10V， 0 10mA 等 。 模 擬 量 輸 入 模 塊 接 收 標(biāo) 準(zhǔn) 量 程 的 模 擬 電 壓 或 電 流 猴 ，把 它 轉(zhuǎn) 換 成 8 未 、 10 未 或 12 位 的 二 進 制 數(shù) 字 信 號 ， 送 給 中 央 處 理 器 進 行 處 理 。模 擬 量 輸 出 模 塊 將 中 央 處 理 器 的 二 進 制 數(shù) 字 信 號 轉(zhuǎn) 換 成 標(biāo) 準(zhǔn) 量 程 的 電 壓 或 電 流輸 出 信 號 ， 提 供 給 執(zhí) 行 機 構(gòu) 。四 、 擴 展 模 塊當(dāng) 一 個 PLC 中 心 單 元 的 I/O 點 數(shù) 不 夠 用 時 ， 就 要 對 系 統(tǒng) 進 行 擴 展 ， 擴 展 接口 就 是 用 于 連 接 中 心 基 本 單 元 與 擴 展 單 元 的 。 模 塊 隨 著 可 編 程 控 制 器 在 工 業(yè) 控 制中 的 廣 泛 應(yīng) 用 和 發(fā) 展 ， 使 可 編 程 控 制 器 的 功 能 更 加 強 大 和 完 善 。 只 能 I/O 接 口 模 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 10 塊 種 類 很 多 ， 例 如 高 速 計 數(shù) 模 塊 、 PLCA 控 制 模 塊 、 數(shù) 字 位 基 于 PLC 的 變 頻 恒壓 供 水 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 置 譯 碼 模 塊 、 閥 門 控 制 模 塊 、 智 能 存 貯 弄 快 以 及 智 能 I/O 模 塊等 。 五 、 編 程 器它 的 作 用 是 供 用 戶 進 行 程 序 的 編 制 、 編 輯 、 調(diào) 試 和 監(jiān) 視 。 有 的 編 程 器 還 可 與打 印 機 或 磁 帶 機 相 連 ， 以 將 用 戶 程 序 和 有 關(guān) 信 息 打 印 出 來 或 存 放 在 它 的 作 用 是 供用 戶 進 行 程 序 的 編 制 、 編 輯 、 調(diào) 試 和 監(jiān) 視 。 有 的 編 程 器 還 可 與 打 印 機 或 磁 帶 機 相連 ， 以 將 用 戶 程 序 和 有 關(guān) 信 息 打 印 出 來 或 存 放 在 磁 帶 上 ， 磁 帶 上 的 信 息 可 以 重 新裝 入 PLC。 目 前 編 程 器 主 要 有 以 下 三 種 類 型 ：1.便 攜 式 編 程 器 (也 叫 簡 易 編 程 器 )； 2.圖 形 編 程 器 ； 3.用 于 IBM PC及 其 兼 容機 的 編 程 器 。便 于 攜 帶 的 特 點 ， 一 般 只 能 用 指 令 形 式 編 程 ， 通 過 按 鍵 輸 入 指 令 ， 通 過 數(shù) 碼管 或 液 晶 顯 示 器 加 以 顯 示 、 這 種 編 程 器 適 合 小 型 可 編 程 控 制 器 的 編 程 要 求 。圖 形 編 程 器 以 液 晶 顯 示 器 (LCD)或 陰 極 射 線 管 (CRT)作 屏 幕 ， 用 來 顯 示 編 程內(nèi) 容 和 提 供 如 輸 入 、 輸 出 、 輔 助 繼 電 器 的 占 有 情 況 、 程 序 容 量 等 各 種 信 息 ， 還 可在 調(diào) 試 程 序 、 檢 查 程 序 執(zhí) 行 時 顯 示 各 種 信 號 狀 態(tài) 、 出 錯 提 示 等 。使 用 圖 形 編 程 器 可 以 月 多 種 編 程 語 言 編 程 ， 梯 形 圖 顯 示 在 屏 幕 上 十 分 直 觀 。圖 形 編 程 器 還 可 與 打 印 機 、 錄 音 機 、 繪 畫 儀 等 設(shè) 備 連 接 ， 有 較 強 的 監(jiān) 控 功 能 。 但 它 的 價 格 高 ， 適 用 于 中 、 大 型 可 編 程 控 制 器 的 編 程 要 求 。用 于 IBM PC及 其 兼 容 機 的 編 程 器 是 個 人 計 算 機 加 上 適 當(dāng) 的 硬 件 接 口 和 軟件 包 作 為 編 程 器 ， 也 可 直 接 編 制 成 梯 形 圖 ， 其 監(jiān) 控 功 能 也 很 強 。 編 程 器 工 作 方 式主 要 有 編 程 和 監(jiān) 控 兩 種 ， 編 程 工 作 方 式 是 在 PLC機 處 于 停 機 狀 態(tài) 時 可 以 進 行 編程 ， 它 的 功 能 主 要 是 輸 入 新 的 程 序 ， 或 者 對 已 有 的 程 序 予 以 編 輯 和 修 改 。監(jiān) 控 工 作 方 式 可 以 對 運 行 中 的 控 制 器 工 作 狀 態(tài) 進 行 監(jiān) 視 和 跟 蹤 ， 一 般 可 以 對某 一 線 圈 或 觸 點 的 工 作 狀 態(tài) 進 行 監(jiān) 視 ， 也 可 以 對 成 組 器 件 的 工 作 狀 態(tài) 進 行 監(jiān) 視 ，還 可 以 跟 蹤 某 一 器 件 在 不 同 時 間 的 工 作 狀 態(tài) ， 除 搜 索 、 監(jiān) 視 、 跟 蹤 外 ， 還 可 以 對一 些 器 件 進 行 操 作 。 因 此 編 程 器 的 監(jiān) 控 方 式 對 控 制 器 中 新 輸 入 程 序 的 調(diào) 試 與 試 運 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 11 行 是 非 常 有 用 和 方 便 的 。 編 程 器 的 結(jié) 構(gòu) 一 般 包 括 顯 示 部 分 與 鍵 盤 部 分 。 顯 示 一 般用 液 晶 顯 示 器 ， 主 要 的 顯 示 內(nèi) 容 包 括 地 址 、 數(shù) 據(jù) 、 工 作 方 式 、 指 令 執(zhí) 行 情 況 及 系統(tǒng) 工 作 狀 態(tài) 等 。 鍵 盤 有 單 功 能 鍵 和 雙 功 能 鍵 ， 在 使 用 雙 功 能 鍵 的 時 候 鍵 盤 中 都 備有 一 個 選 擇 鍵 ， 以 選 擇 其 中 一 種 方 式 工 作 ?，F(xiàn) 在 產(chǎn) 品 越 來 越 模 塊 化 ， 可 編 程 控 制 器 也 不 例 外 ， 它 的 結(jié) 構(gòu) 緊 密 、 堅 固 ， 外形 小 巧 ， CPU本 身 只 提 供 了 一 定 數(shù) 量 的 數(shù) 字 輸 入 和 輸 出 點 數(shù) 。 不 同 廠 家 、 不 同 型號 的 PLC的 輸 入 輸 出 點 數(shù) 也 不 同 ， 有 的 大 型 機 輸 入 輸 出 點 數(shù) 可 達(dá) 16K， 而 很多 小 型 機 僅 有 10來 點 ， 而 且 CPU本 身 不 帶 模 擬 輸 入 與 輸 出 ， 但 CPU一 般 都 帶 有 擴展 接 口 。 因 此 ， 用 戶 選 型 后 ， 所 需 的 輸 入 或 輸 出 點 數(shù) 不 夠 時 ， 就 需 對 系 統(tǒng) 做 出 必要 的 擴 展 ， 各 個 廠 家 也 生 產(chǎn) 了 專 用 于 擴 展 用 的 各 模 板 供 用 戶 選 用 。 擴 展 模 板 的 外 形 一 般 也 小 巧 、 堅 固 ， 有 易 于 接 線 的 端 子 排 ， 帶 有 擴 展 總 線 或 通 過 總 線 連 接 器 與CPU相 連 。 主 要 有 數(shù) 字 輸 入 輸 出 模 板 ， 模 擬 輸 入 輸 出 模 板 ， 熱 電 阻 、 熱 電 偶擴 展 模 板 ， 還 有 智 能 模 板 等 許 多 具 有 專 用 功 能 的 特 殊 模 板 。用 擴 展 模 板 來 擴 展 系 統(tǒng) 具 有 以 下 的 優(yōu) 點 ：用 戶 可 根 據(jù) 自 己 時 間 控 制 系 統(tǒng) 的 要 求 ， 選 用 各 種 合 適 的 擴 展 模 塊 對 PLC作 硬件 組 態(tài) ， 以 求 達(dá) 到 各 種 功 能 或 控 制 精 度 ， 同 時 節(jié) 省 開 支 ， 減 少 不 必 要 的 投 資 。當(dāng) 已 運 行 的 系 統(tǒng) 需 要 改 造 或 擴 充 時 ， PLC可 以 隨 時 進 行 升 級 或 改 版 ， 所 作 的工 作 僅 僅 是 替 換 或 增 加 擴 展 模 板 和 修 改 相 應(yīng) 的 控 制 軟 件 。 特 殊 模 板 及 智 能 模 板 的 開 發(fā) 將 進 一步 擴 展 可 編 程 控 制 的 功 能 ， 專 用 模 板 的 開 發(fā) 不 僅 擴 大 了 可 編 程 控 制 系 統(tǒng) 的 控 制 功能 ， 而 且 將 進 一 步 提 高 控 制 質(zhì) 量 與 可 靠 性 。六 、 電 源PLC中 的 電 源 一 般 有 三 類 ：1、 +5V、 15V直 流 電 源 ： 供 PLC中 TTL芯 片 和 集 成 運 放 使 用 ；2、 供 輸 出 接 口 使 用 的 高 壓 大 電 流 的 功 率 電 源 ；3、 鋰 電 池 及 其 充 電 電 源 。考 慮 到 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 以 及 光 電 隔 離 器 的 使 用 ， 不 同 類 型 的 電 源 其 地 線 也 不同 。 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 12 目 前 PLC的 發(fā) 展 非 常 迅 速 ， 型 號 眾 多 ， 各 種 特 殊 功 能 模 板 不 斷 涌 現(xiàn) 。 通 常 根據(jù) 其 I/O點 的 數(shù) 量 將 PLC分 為 三 大 類 ：小 型 機 ： 256點 以 下 （ 無 模 擬 量 ） ；中 型 機 ： 256 2048點 （ 64 128路 模 擬 量 ） ；大 型 機 ： 2048點 以 上 （ 128 512路 模 擬 量 ） 。具 體 實 現(xiàn) 時 ， 通 常 采 用 模 板 式 結(jié) 構(gòu) ， 以 便 用 戶 根 據(jù) 實 際 應(yīng) 用 需 求 進 行 配 置 。但 一 些 小 型 機 常 制 作 成 一 體 機 ， 其 配 置 固 定 ， 主 要 供 定 型 成 套 設(shè) 備 使 用 ； 而 一 些大 型 機 一 般 在 電 源 、 或 者 CPU， 甚 至 兩 者 都 作 了 熱 備 份 。1.4 PLC 特 點 (一 ) 高 可 靠 性1. 所 有 的 I/O 接 口 電 路 均 采 用 光 電 隔 離 使 工 業(yè) 現(xiàn) 場 的 外 電 路 與 PLC 內(nèi) 部電 路 之 間 電 氣 上 隔 離2. 各 輸 入 端 均 采 用 R-C 濾 波 器 其 濾 波 時 間 常 數(shù) 一 般 為 1020ms.3. 各 模 塊 均 采 用 屏 蔽 措 施 以 防 止 輻 射 干 擾4. 采 用 性 能 優(yōu) 良 的 開 關(guān) 電 源5. 對 采 用 的 器 件 進 行 嚴(yán) 格 的 篩 選6. 良 好 的 自 診 斷 功 能 一 旦 電 源 或 其 他 軟 硬 件 發(fā) 生 異 常 情 況 CPU立 即 采 用 有效 措 施 以 防 止 故 障 擴 大7. 大 型 PLC 還 可 以 采 用 由 雙 CPU 構(gòu) 成 冗 余 系 統(tǒng) 或 有 三 CPU 構(gòu) 成 表 決 系 統(tǒng) ,使 可 靠 性 更 進 一 步 提 高(二 ) 豐 富 的 I/O 接 口 模 塊1. PLC 針 對 不 同 的 工 業(yè) 現(xiàn) 場 信 號 如 ： 交 流 或 直 流 ； 開 關(guān) 量 或 模 擬 量 ； 電 壓 或電 流 ； 脈 沖 或 電 位 ； 強 電 或 弱 電 等 。2. 有 相 應(yīng) 的 I/O 模 塊 與 工 業(yè) 現(xiàn) 場 的 器 件 或 設(shè) 備 如 ： 按 鈕 ； 行 程 開 關(guān) ； 接 近 開關(guān) ； 傳 感 器 及 變 送 器 ； 電 磁 線 圈 ； 控 制 閥 。3. 直 接 連 接 另 外 為 了 提 高 操 作 性 能 它 還 有 多 種 人 -機 對 話 的 接 口 模 塊 ; 為 了組 成 工 業(yè) 局 部 網(wǎng) 絡(luò) 它 還 有 多 種 通 訊 聯(lián) 網(wǎng) 的 接 口 模 塊 等 等 。(三 ) 采 用 模 塊 化 結(jié) 構(gòu) 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 13 為 了 適 應(yīng) 各 種 工 業(yè) 控 制 需 要 除 了 單 元 式 的 小 型 PLC 以 外 ， 絕 大 多 數(shù) PLC 均采 用 模 塊 化 結(jié) 構(gòu) ， PLC 的 各 個 部 件 包 括 CPU 電 源 I/O 等 均 采 用 模 塊 化 設(shè) 計 ， 由機 架 及 電 纜 將 各 模 塊 連 接 起 來 ， 系 統(tǒng) 的 規(guī) 模 和 功 能 可 根 據(jù) 用 戶 的 需 要 自 行 組 合 。(四 ) 編 程 簡 單 易 學(xué)PLC 的 編 程 大 多 采 用 類 似 于 繼 電 器 控 制 線 路 的 梯 形 圖 形 式 ， 對 使 用 者 來 說 不需 要 具 備 計 算 機 的 專 門 知 識 ， 因 此 很 容 易 被 一 般 工 程 技 術(shù) 人 員 所 理 解 和 掌 握 。(五 ) 安 裝 簡 單 維 修 方 便PLC 不 需 要 專 門 的 機 房 可 以 在 各 種 工 業(yè) 環(huán) 境 下 直 接 運 行 ， 使 用 時 只 需 將 現(xiàn) 場 的 各種 設(shè) 備 與 PLC 相 應(yīng) 的 I/O 端 相 連 接 即 可 投 入 運 行 ， 各 種 模 塊 上 均 有 運 行 和 故 障指 示 裝 置 ， 便 于 用 戶 了 解 運 行 情 況 和 查 找 故 障 ， 由 于 采 用 模 塊 化 結(jié) 構(gòu) ， 因 此 一 旦 某 模 塊 發(fā) 生 故 障 用 戶 可 以 通 過 更 換 模 塊 的 方 法 使 系 統(tǒng) 迅 速 恢 復(fù) 運 行 。1.5 PLC 的 工 作 原 理最 初 研 制 生 產(chǎn) 的 PLC 主 要 用 于 代 替 傳 統(tǒng) 的 由 繼 電 器 接 觸 器 構(gòu) 成 的 控 制 裝置 ， 但 這 兩 者 的 運 行 方 式 是 不 相 同 的 ：（ 1） 繼 電 器 控 制 裝 置 采 用 硬 邏 輯 并 行 運 行 的 方 式 ， 即 如 果 這 個 繼 電 器 的線 圈 通 電 或 斷 電 ， 該 繼 電 器 所 有 的 觸 點 （ 包 括 其 常 開 或 常 閉 觸 點 ） 在 繼 電 器 控制 線 路 的 哪 個 位 置 上 都 會 立 即 同 時 動 作 。（ 2） PLC 的 CPU 則 采 用 順 序 邏 輯 掃 描 用 戶 程 序 的 運 行 方 式 ， 即 如 果 一 個輸 出 線 圈 或 邏 輯 線 圈 被 接 通 或 斷 開 ， 該 線 圈 的 所 有 觸 點 (包 括 其 常 開 或 常 閉 觸 點 )不 會 立 即 動 作 ， 必 須 等 掃 描 到 該 觸 點 時 才 會 動 作 。為 了 消 除 二 者 之 間 由 于 運 行 方 式 不 同 而 造 成 的 差 異 ， 考 慮 到 繼 電 器 控 制 裝置 各 類 觸 點 的 動 作 時 間 一 般 在 100ms 以 上 ， 而 PLC 掃 描 用 戶 程 序 的 時 間 一 般均 小 于 100ms， 因 此 ， PLC 采 用 了 一 種 不 同 于 一 般 微 型 計 算 機 的 運 行 方 式 -掃 描 技 術(shù) 。 這 樣 在 對 于 I/O 響 應(yīng) 要 求 不 高 的 場 合 ， PLC 與 繼 電 器 控 制 裝 置 的 處理 結(jié) 果 上 就 沒 有 什 么 區(qū) 別 了 。1、 掃 描 技 術(shù) 當(dāng) PLC 投 入 運 行 后 ， 其 工 作 過 程 一 般 分 為 三 個 階 段 ， 即 輸入 采 樣 、 用 戶 程 序 執(zhí) 行 和 輸 出 刷 新 三 個 階 段 。 完 成 上 述 三 個 階 段 稱 作 一 個 掃 描周 期 。 在 整 個 運 行 期 間 ， PLC 的 CPU 以 一 定 的 掃 描 速 度 重 復(fù) 執(zhí) 行 上 述 三 個 階段 。 如 下 圖 ： 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 14 PLC 掃 描 周 期（ 1） 輸 入 采 樣 階 段在 輸 入 采 樣 階 段 ， PLC 以 掃 描 方 式 依 次 地 讀 入 所 有 輸 入 狀 態(tài) 和 數(shù) 據(jù) ， 并 將 它們 存 入 I/O 映 象 區(qū) 中 的 相 應(yīng) 得 單 元 內(nèi) 。 輸 入 采 樣 結(jié) 束 后 ， 轉(zhuǎn) 入 用 戶 程 序 執(zhí) 行 和 輸出 刷 新 階 段 。 在 這 兩 個 階 段 中 ， 即 使 輸 入 狀 態(tài) 和 數(shù) 據(jù) 發(fā) 生 變 化 ， I/O 映 象 區(qū) 中 的相 應(yīng) 單 元 的 狀 態(tài) 和 數(shù) 據(jù) 也 不 會 改 變 。 因 此 ， 如 果 輸 入 是 脈 沖 信 號 ， 則 該 脈 沖 信 號的 寬 度 必 須 大 于 一 個 掃 描 周 期 ， 才 能 保 證 在 任 何 情 況 下 ， 該 輸 入 均 能 被 讀 入 。（ 2） 用 戶 程 序 執(zhí) 行 階 段在 用 戶 程 序 執(zhí) 行 階 段 ， PLC 總 是 按 由 上 而 下 的 順 序 依 次 地 掃 描 用 戶 程 序 (梯 形 圖 )。 在 掃 描 每 一 條 梯 形 圖 時 ， 又 總 是 先 掃 描 梯 形 圖 左 邊 的 由 各 觸 點 構(gòu) 成 的 控制 線 路 ， 并 按 先 左 后 右 、 先 上 后 下 的 順 序 對 由 觸 點 構(gòu) 成 的 控 制 線 路 進 行 邏 輯 運 算 ，然 后 根 據(jù) 邏 輯 運 算 的 結(jié) 果 ， 刷 新 該 邏 輯 線 圈 在 系 統(tǒng) RAM存 儲 區(qū) 中 對 應(yīng) 位 的 狀 態(tài) ；或 者 刷 新 該 輸 出 線 圈 在 I/O 映 象 區(qū) 中 對 應(yīng) 位 的 狀 態(tài) ； 或 者 確 定 是 否 要 執(zhí) 行 該 梯 形圖 所 規(guī) 定 的 特 殊 功 能 指 令 。 即 ， 在 用 戶 程 序 執(zhí) 行 過 程 中 ， 只 有 輸 入 點 在 I/O 映 象區(qū) 內(nèi) 的 狀 態(tài) 和 數(shù) 據(jù) 不 會 發(fā) 生 變 化 ， 而 其 他 輸 出 點 和 軟 設(shè) 備 在 I/O 映 象 區(qū) 或 系 統(tǒng)RAM 存 儲 區(qū) 內(nèi) 的 狀 態(tài) 和 數(shù) 據(jù) 都 有 可 能 發(fā) 生 變 化 ， 而 且 排 在 上 面 的 梯 形 圖 ， 其 程序 執(zhí) 行 結(jié) 果 會 對 排 在 下 面 的 凡 是 用 到 這 些 線 圈 或 數(shù) 據(jù) 的 梯 形 圖 起 作 用 ； 相 反 ， 排在 下 面 的 梯 形 圖 ， 其 被 刷 新 的 邏 輯 線 圈 的 狀 態(tài) 或 數(shù) 據(jù) 只 能 到 下 一 個 掃 描 周 期 才 能對 排 在 其 上 面 的 程 序 起 作 用 。 （ 3） 輸 出 刷 新 階 段當(dāng) 掃 描 用 戶 程 序 結(jié) 束 后 ， PLC 就 進 入 輸 出 刷 新 階 段 。 在 此 期 間 ， CPU 按 照 天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 （ 論 文 ） 15 I/O 映 象 區(qū) 內(nèi) 對 應(yīng) 的 狀 態(tài) 和 數(shù) 據(jù) 刷 新 所 有 的 輸 出 鎖 存 電 路 ， 再 經(jīng) 輸 出 電 路 驅(qū) 動 相應(yīng) 的 外 設(shè) 。 這 時 ， 才 是 PLC 的 真 正 輸 出 。2、 PLC 的 I/O 響 應(yīng) 時 間為 了 增 強 PLC 的 抗 干 擾 能 力 ， 提 高 其 可 *性 ， PLC 的 每 個 開 關(guān) 量 輸 入 端 都 采用 光 電 隔 離 等 技 術(shù) 。 為 了 能 實 現(xiàn) 繼 電 器 控 制 線 路 的 硬 邏 輯 并 行 控 制 ， PLC 采 用 了不 同 于 一 般 微 型 計 算 機 的 運 行 方 式 （ 掃 描 技 術(shù) ） 。 以 上 兩 個 主 要 原 因 ， 使 得 PLC得 I/O 響 應(yīng) 比 一 般 微 型 計 算 機 構(gòu) 成 的 工 業(yè) 控 制 系 統(tǒng) 滿 的 多 ， 其 響 應(yīng) 時 間 至 少 等 于 一 個 掃 描 周 期 ， 一 般 均 大 于 一 個 掃 描 周 期 甚 至 更 長 。 所 謂 I/O 響 應(yīng) 時 間 指 從 PLC的 某 一 輸 入 信 號 變 化 開 始 到 系 統(tǒng) 有 關(guān) 輸 出 端 信 號 的 改 變 所 需 的 時 間 。 如 下 圖 ： PLC 掃 描 周 期 示 意 圖1.6 梯 形 圖 程 序 設(shè) 計 及 工 作 過 程 分 析梯 形 圖 編 程 語 言 是 一 種 圖 形 化 編 程 語 言 ， 它 沿 用 了 傳 統(tǒng) 的 繼 電 接 觸 器 控 制 中的 觸 點 、 線 圈 、 串 并 聯(lián) 等 術(shù) 語 和 圖 形 符 號 ， 與 傳 統(tǒng) 的 繼 電 器 控 制 原 理 電 路 圖 非 常相 似 ， 但 又 加