電氣控制技術(shù)(第5章)可編程序控制器的基礎(chǔ)知識

第五章可編程序邏輯控制器

根底知識自動化學(xué)院宋海鷹一、稱號定義可編程序邏輯控制器ProgrammableLogicController簡稱PLC。“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下運用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并經(jīng)過數(shù)字的或模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械設(shè)備或消費過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴展功能的原那么設(shè)計〞。IEC于1985年1月對可編程序控制器作了如下定義：可編程序控制器的優(yōu)點：從軟件來講，它的程序可編，也不難編;

從硬件上講，它的配置可變，也易變。PLC的簡史在PLC問世前，繼電接觸器控制在工業(yè)控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)位置，這種控制系統(tǒng)是采用固定接線的硬件實現(xiàn)控制邏輯。假設(shè)消費義務(wù)或工藝發(fā)生變化，就必需重新設(shè)計，改動硬件構(gòu)造，這樣呵斥時間和資金的浪費。另外，大型控制系統(tǒng)用繼電接觸器控制，運用的繼電器數(shù)量多，控制系統(tǒng)的體積大，耗電多，且繼電器觸點多為機械觸點，任務(wù)頻率較低，在頻繁動作情況下壽命較短，呵斥系統(tǒng)缺點，系統(tǒng)的可靠性差。為理處理這一問題，在1968年，美國最大汽車公司〔GM公司〕為了順應(yīng)汽車型號不斷翻新，以求在猛烈競爭的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢，提出要求用一種新型的控制安裝取代繼電接觸器控制安裝，并且對于未來的新型控制安裝作出了詳細(xì)想象：把計算機的完備功能以及靈敏性、通用性好等優(yōu)點和繼電接觸器控制的簡單易懂、操作方便、價錢廉價等優(yōu)點溶入于新的控制安裝中，且要求新的控制安裝編程簡單，使得不熟習(xí)計算機的人員也能很快掌握它的運用技術(shù)。為此，特定以下10項公開招標(biāo)的技術(shù)要求：〔1〕編程簡一方便，可在現(xiàn)場修正程序；〔2〕硬件維護方便，采用插件式構(gòu)造；〔3〕可靠性高于繼電接觸器控制安裝；〔4〕體積小于繼電接觸器控制安裝；〔5〕可將數(shù)據(jù)直接送入計算機；〔6〕用戶程序存儲器容量至少可以擴展到4KB；〔7〕輸入可以使交流115V；〔8〕輸出為交流115V，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器等；〔9〕通用性強，擴展方便；〔10〕本錢上可以與繼電接觸器控制系統(tǒng)競爭。美國數(shù)字設(shè)備公司〔DEC〕根據(jù)GE公司招標(biāo)的技術(shù)要求，于1969年研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在GE公司汽車自動裝配線上運用，獲得勝利。其后，日本、德國等相繼引入這項新技術(shù)，可編程序控制器由此而迅速開展起來?？删幊炭刂破魇恰皵?shù)字運算操作的電子系統(tǒng)〞，但它也是一種計算機。它是專為在工業(yè)環(huán)境下運用而設(shè)計的工業(yè)計算機。它是將邏輯運算，順序控制，時序和計數(shù)以及算術(shù)運算等控制程序，用一串指令的方式存放到存儲器中，然后根據(jù)存儲的控制內(nèi)容，經(jīng)過模擬，數(shù)字等輸入輸出部件，對消費設(shè)備和消費過程進展控制的安裝。

PLC控制與繼電器控制的比較繼電器控制為接線程序控制，它是由分別元件〔繼電器、接觸器等〕用導(dǎo)線銜接起來加以實現(xiàn)的，它的程序就在接線之中，對控制程序的修正必需經(jīng)過改動接線來實現(xiàn)PLC為存儲程序控制，其任務(wù)程序放在存儲器中，系統(tǒng)要完成的控制義務(wù)是經(jīng)過執(zhí)行存儲器中的程序來實現(xiàn)的，控制程序的修正不需求改動PLC的接線，只需改動存儲器中的某些程序語句即可繼電接觸器控制系統(tǒng)是一種硬件邏輯系統(tǒng)，采用并行任務(wù)方式.可編程序控制器〔PLC〕是一種工業(yè)控制計算機，它的CPU以分時操作方式來處置各項義務(wù)，每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按順序依次完成相應(yīng)軟繼電器的動作，是時間的串行任務(wù).3.繼電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的詳細(xì)電路PLC的特點這種工業(yè)計算機采用“面向用戶的指令〞，因此編程方便；能完成邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作；還具有“數(shù)字量或模擬量的輸入輸出控制〞的才干，并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體〞，易于“擴展〞。馮.諾依曼微型計算機體系構(gòu)造馮.諾依曼計算機的特點：基于存儲程序的任務(wù)原理一切執(zhí)行均經(jīng)過運算器可編程邏輯控制器(PLC)體系構(gòu)造強調(diào)了可編程控制器直接運用于工業(yè)環(huán)境，它須具有很強的抗干擾才干、廣泛的順應(yīng)才干和運用范圍。這也是區(qū)別于普通微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。二、組成與分類：中央處置器接納并存儲程序和數(shù)據(jù)用掃描方式接納輸出數(shù)據(jù)診斷電源，內(nèi)部電路各種錯誤完成運算存儲器只讀存儲器ROM隨機存儲器RAM可擦除只讀存儲器EPRAM電可擦除只讀存儲器EEPRAM輸入/輸出模塊電源編程器可編程序控制器開展到今天，已有多種方式和類型，且其功能也不盡一樣?！惨弧嘲慈萘亢凸δ軇澐郑笾驴梢苑譃樾⌒?、中型、和大型三類機型?！惨弧嘲碔/O點數(shù)分：1.小型機：I/O點數(shù)在256點以下2.中型機：I/O點數(shù)在256-2048點之間3.大型機：I/O點數(shù)在2048點以上1．小型機小型PLC的功能普通以開關(guān)量控制為主〔有些小型機可帶少量的模擬量I/O模塊〕，它們的輸入輸出點數(shù)較適宜接觸器，繼電器控制的場所，還能直接驅(qū)動電磁閥等執(zhí)行元件。

這類PLC的特點是價錢低廉、體積小巧、較適宜于控制單臺設(shè)備。2．中型機中型PLC普通都具有開關(guān)量和模擬量的兩種控制功能，除了具有小型機的普通功能外，還具有較強的數(shù)字計算功能。為能將溫度、壓力、流量等模擬量與數(shù)字量進展轉(zhuǎn)換，普通都有8位或12位的A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊。中型機適宜于溫度、壓力、流量等的控制和較復(fù)雜的開關(guān)量控制以及要求延續(xù)消費過程控制的場所。3．大型機大型PLC的功能已具備某些工業(yè)控制計算機的功能，它不僅具有計算，控制和調(diào)理的功能，還具有網(wǎng)絡(luò)銜接和通訊的功能。

大型PLC機適用于設(shè)備自動化控制，過程自動化控制和消費過程監(jiān)控系統(tǒng)。〔二〕按構(gòu)造方式分：1.整體式構(gòu)造，參見圖5-12.組合式構(gòu)造，參見圖5-2整體式PLC的組成組合式PLC的組成整體式PLC(西門子S7-200)組合式PLC〔二〕按硬件構(gòu)造外形劃分按照可編程序控制器的硬件構(gòu)造外形來劃分，普通可以分為整體式，機架模塊式和疊裝式三類構(gòu)造。三、PLC運用領(lǐng)域1．邏輯控制2．模擬量控制3．?dāng)?shù)字控制4．集散控制5．機電一體化6．通訊控制網(wǎng)絡(luò)化四、任務(wù)原理PLC可以視為特殊的工業(yè)控制計算機，但其編程言語，任務(wù)原理與計算機不同PLC任務(wù)特點：采用循環(huán)掃描任務(wù)技術(shù)可編程序控制器〔PLC〕是一種工業(yè)控制計算機，它的CPU以分時操作方式來處置各項義務(wù)，每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按順序依次完成相應(yīng)軟繼電器的動作，是時間的串行任務(wù).所以，PLC的任務(wù)方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描任務(wù)方式，參見圖示掃描周期〔任務(wù)周期〕：PLC完成一次掃描所需的時間PLC兩種任務(wù)形狀：RUN和STOPPLC的循環(huán)掃描用戶程序執(zhí)行過程表示圖PLC的任務(wù)過程內(nèi)部處置：PLC完成自檢、自診斷等任務(wù)。通訊效力：經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場設(shè)備或其它PLC進展數(shù)據(jù)交換。PLC的任務(wù)過程輸入采樣階段：PLC首先掃描一切輸入端子，并將各輸入形狀存入內(nèi)存中各對應(yīng)的輸入映像存放器中，即完成輸入存放器的刷新?！布休斎搿砅LC的任務(wù)過程PLC的任務(wù)過程程序執(zhí)行階段：根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原那么，PLC按先左后右、先上后下的步序逐點掃描〔假設(shè)遇到跳轉(zhuǎn)指令時，那么根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件決議能否跳轉(zhuǎn)〕。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出形狀時，PLC從輸入映像存放器和元件映像存放器讀入數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶程序進展運算。運算結(jié)果存入輸入映像存放器和元件映像存放器。PLC的任務(wù)過程PLC的任務(wù)過程輸出刷新階段：在一切指令執(zhí)行終了后，輸出映像存放器中一切輸出繼電器的形狀在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，經(jīng)過一定方式輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。〔集中輸出〕PLC的任務(wù)過程PLC對輸入輸出的處置原那么1.輸出映像存放器的數(shù)據(jù)取決于各輸入點在上一刷新期間的通斷形狀2.程序結(jié)果取決于用戶程序和輸入/輸出映像存放器及其他各元件映像存放器的內(nèi)容3.輸出映像存放器的數(shù)據(jù)取決于輸出指令的執(zhí)行結(jié)果4.輸出鎖存器的數(shù)據(jù)，由上一次輸出刷新期間輸出映像存放器中的數(shù)據(jù)決議5.輸出端的通斷形狀由輸出鎖存器決議為工業(yè)環(huán)境設(shè)計的數(shù)字式運算操作系統(tǒng)五、PLC編程言語梯形圖中的繼電器是軟繼電器梯形圖中流過的電流是概念電流梯形圖中的繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，觸點在編程時可無限次援用梯形圖編程言語〔LAD〕特點：梯形圖按自上而下，從左到右的順序進展陳列。以一個繼電器線圈為一個控制邏輯行〔即為一階梯層〕。每一條邏輯行都起始于左母線，終止于繼電器線圈，右母線通?？梢允÷圆划?。梯形圖中母線的意義類似于繼電器線路中的電源線，但它不產(chǎn)生實踐的物理電流，而只是假想在梯形圖中有“電流〞流動，我們稱之為“概念電流〞。概念電流在梯形圖中只能作從左向右的單向流動，改動層次也只能先上后下。梯形圖按自上而下，從左到右的順序進展陳列。以一個繼電器線圈為一個控制邏輯行〔即為一階梯層〕。每一條邏輯行都起始于左母線，終止于繼電器線圈，右母線通?？梢允÷圆划?。梯形圖由假設(shè)干“梯層〞組成。每個梯層由假設(shè)干條并聯(lián)支路組成。每條支路又有假設(shè)干個編程符號串聯(lián)組成。支路或符號的最大串聯(lián)、并聯(lián)數(shù)都是有一定限制的，詳細(xì)PLC產(chǎn)品有不同規(guī)定。

梯形圖中的繼電器線圈不是繼電控制電路中的物理繼電器，而是與內(nèi)存映像區(qū)中的某一位相對應(yīng)的，因此稱之為“軟繼電器〞。

假設(shè)梯形圖中某繼電器的線圈“通電〞或觸點“閉合〞，那么映像區(qū)中對應(yīng)存儲器的形狀為高電平“1〞；反之，那么為低電平“0〞。梯形圖按自上而下，從左到右的順序進展陳列。以一個繼電器線圈為一個控制邏輯行〔即為一階梯層〕。每一條邏輯行都起始于左母線，終止于繼電器線圈，右母線通常可以省略不畫。梯形圖中的繼電器又分為輸出繼電器和內(nèi)部繼電器。輸出繼電器所對應(yīng)的映像存儲器中的信號形狀〔“1〞或“0〞〕，可以經(jīng)過I/O接口去驅(qū)動外部負(fù)載。內(nèi)部繼電器包括輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、存放器等，它們所對應(yīng)的映像存儲器中信號形狀〔“1〞或“0〞〕，只可在編程中供梯形圖內(nèi)部運用，不能用作輸出控制。輸入繼電器僅供PLC接受外部的輸入信號，而不能用內(nèi)部其它繼電器的觸點來驅(qū)動或輸入信號。

所以，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點，不會出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。梯形圖中輸入繼電器的觸點閉合表示信號輸入。梯形圖按自上而下，從左到右的順序進展陳列。以一個繼電器線圈為一個控制邏輯行〔即為一階梯層〕。每一條邏輯行都起始于左母線，終止于繼電器線圈，右母線通?？梢允÷圆划?。

在梯形圖程序中，繼電器線圈普通情況下只能出現(xiàn)一次。而繼電器觸點在編程時那么可無限次援用，且既可以是常開觸點，也可以是常閉觸點。PLC運轉(zhuǎn)時是按照梯形圖符號陳列順序自上而下，從左向右執(zhí)行程序的，即PLC是按照掃描方式順序執(zhí)行梯形圖程序的。因此不會出現(xiàn)幾條并列支路同時動作的情況，使得梯形圖設(shè)計大為簡化。六、PLC的根本性能目的1．存儲器容量存儲器容量指的是存放用戶程序的RAM容量，通常用字〔每個字為16位二進制數(shù)〕或K字節(jié)來表示，這里的1K=1024個字。2．掃描速度掃描速度是以PLC執(zhí)行1K字節(jié)的用戶指令所需時間來衡量，常以ms/K為表示單位。3．輸入/輸出〔I/O〕點數(shù)I/O的點數(shù)是指PLC最大輸入輸出點的總和。4．內(nèi)部繼電器〔內(nèi)存區(qū)域〕及其類型PLC的內(nèi)部繼電器是專供用戶程序運用，不同的繼電器有一個指定的內(nèi)存區(qū)域，并各自擔(dān)負(fù)著不同的功能。內(nèi)部繼電器不直接對外接負(fù)載進展控制，它僅供用戶程序內(nèi)部調(diào)用，具有“軟〞繼電器的特征。常用的內(nèi)部繼電器有內(nèi)部輔助繼電器，暫存繼電器，堅持繼電器，定時/計數(shù)器，內(nèi)部公用繼電器等。PLC的內(nèi)部繼電器種類和數(shù)量越多，闡明其功能越強。指令言語表編程言語〔STL〕特點：與計算機匯編言語類似的助記符編程表達式5．編程言語〔編程指令〕不同的PLC機型運用廠家各自開發(fā)研制的編程言語，互不兼容，但對應(yīng)功能的指令都具有可移植性。PLC的編程言語普通都具備用梯形圖言語和助記符指令編程的才干。編程指令又分成根本指令和功能指令兩大類，根本指令各種PLC共有，而功能指令的條數(shù)越多闡明PLC的軟件功能越強。6．可擴展性

PLC的擴展性可分為控制點數(shù)的擴展和控制區(qū)域的擴展，也是衡量PLC性能的一個重要目的。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的根本原那么最大限制地滿足控制要求〔適用〕充分發(fā)揚PLC功能，最大限制地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計中最重要的一條原那么。設(shè)計人員要深化現(xiàn)場進展調(diào)查研討，搜集資料。同時要留意和現(xiàn)場工程管理和技術(shù)人員及操作人員嚴(yán)密配合，弄清控制要求，共同擬定電氣控制方案，協(xié)商處理重點問題和疑問問題。保證系統(tǒng)的平安可靠〔耐用〕保證PLC控制系統(tǒng)可以長期平安、可靠、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原那么。力求簡單、經(jīng)濟、運用與維修方便〔好用〕在滿足控制要求的前提下，一方面要留意不斷地擴展工程的效益，另一方面也要留意不斷地降低工程的本錢。不宜盲目追求自動化和高目的。順應(yīng)開展的需求思索到消費的開展和工藝的改良，在選擇控制系統(tǒng)設(shè)備時，設(shè)備才干應(yīng)適當(dāng)留有裕量。如在選擇PLC容量時，應(yīng)適當(dāng)留有余量。前往首頁PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的普通步驟〔1〕根據(jù)消費的工藝過程分析控制要求；如需求完成的動作〔動作順序、動作條件、必需的維護和聯(lián)鎖等〕，操作方式〔手動、自動、延續(xù)、單周期、單步〕等；〔2〕根據(jù)控制要求確定所需求的用戶輸入/輸出設(shè)備，并據(jù)此確定PLC的I/O點數(shù)；根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備〔如：按鈕、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等〕和輸出設(shè)備〔如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執(zhí)行器等〕，從而確定與PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點數(shù)。〔3〕選擇PLC包括PLC的機型、容量、I/O模塊、電源的選擇?！?〕分配PLC的I/O點數(shù)，設(shè)計I/O銜接圖；畫出PLC的I/O點與輸入/輸出設(shè)備的銜接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表?？山Y(jié)合第2步進展。前往首頁〔5〕進展PLC的程序設(shè)計，同時可進展控制柜的設(shè)計和現(xiàn)場施工；程序設(shè)計：1〕控制程序；2〕初始化程序；3〕檢測、缺點診斷和顯示等程序；4〕維護和聯(lián)鎖程序。模擬調(diào)試：根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種方式。硬件實施:設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖；根據(jù)施工圖紙進展現(xiàn)場接線，并進展詳細(xì)檢查。由于程序設(shè)計與硬件實施可同時進展，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短?！?〕聯(lián)機調(diào)試聯(lián)機調(diào)試是將經(jīng)過模擬調(diào)試的程序進一步進展在線統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機調(diào)試過程應(yīng)循序漸進，從PLC只銜接輸入設(shè)備、再銜接輸出設(shè)備、再接上實踐負(fù)載等逐漸進展調(diào)試。如不符合要求，那么對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修正部份程序即可。全部調(diào)試終了后，交付試運轉(zhuǎn)。經(jīng)過一段時間運轉(zhuǎn)，假設(shè)任務(wù)正常、程序不需求修正，應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序喪失?！?〕整理和編寫技術(shù)文件技術(shù)文件包括設(shè)計闡明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細(xì)表、PLC程序以及運用闡明書等?？删幊炭刂葡到y(tǒng)設(shè)計流程PLC程序設(shè)計的步驟〔中心〕〔1〕列寫系統(tǒng)占用的輸入、輸出點及機內(nèi)各軟元件的分布及用途；〔2〕根據(jù)控制要求列寫控制操作的各種要求。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，繪制系統(tǒng)控制流程圖；〔3〕設(shè)計梯形圖，有閱歷法、邏輯法、形狀法，或多種方法的綜合運用；〔4〕根據(jù)梯形圖編制程序清單；假設(shè)運用的編程器可直接輸入梯形圖，那么可省去此步?！?〕將程序輸入到PLC的用戶存儲器中，并檢查鍵入的程序能否正確；〔6〕對程序進展調(diào)試和修正，直到滿足要求為止。PLC的選擇隨著PLC技術(shù)的開展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號的PLC，其構(gòu)造方式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價錢等也各有不同，適用的場所也各有偏重。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟目的有著重要意義。PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通訊聯(lián)網(wǎng)才干等方面加以綜合思索。前往首頁〔1〕PLC機型選擇根本原那么是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最正確的性能價錢比。選擇時主要思索以下幾點：合理的構(gòu)外型式PLC主要有整體式和模塊式兩種構(gòu)外型式。工藝穩(wěn)定、環(huán)境條件好的場所選用整體式，其他情況選用模塊式安裝方式的選擇安裝方式有集中式、遠(yuǎn)程I／O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。相應(yīng)的功能要求思索開關(guān)量控制、模擬量控制選用不同功能模塊呼應(yīng)速度要求PLC的掃描任務(wù)方式引起的延遲可達2~3個掃描周期。然而對于某些個別場所，選器具有高速度I/O處置功能指令的PLC和中斷輸入模塊的PLC等。系統(tǒng)可靠性的要求對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)思索能否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)機型盡量一致便于備品備件的采購和管理；有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)程度的提高，外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通訊。2、PLC容量的選擇I／O點數(shù)的選擇在滿足控制要求的前提下力爭運用的I／O點最少。需求加上10％~15％的裕量。存儲容量的選擇存儲容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，還與功能實現(xiàn)的方法、程序編寫程度有關(guān)。一個有閱歷的程序員和一個初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時，其程序量能夠相差25％之多。在I／O點數(shù)確定的根底上，按下式估算存儲容量后，再加20％~30％的裕量。存儲容量(字節(jié))＝開關(guān)量I/O點數(shù)×10＋模擬量I/O通道數(shù)×100存儲容量選擇的同時，留意對存儲器的類型的選擇。3、輸入/輸出模塊選擇輸入接口模塊接受來自按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)、行程開關(guān)等送來的開關(guān)量信號或者由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機等送來的模擬量信號，然后送入PLC的CPU執(zhí)行。輸入接口模塊普通由光電耦合電路和微電腦的輸入接口電路組成。(1)輸入接口模塊直流：交流：脈沖：數(shù)字量模擬量輸入模塊電壓電流AC110或AC220首選適用易產(chǎn)生電磁感應(yīng)具有采樣計數(shù)功能具有A/D變換功能，變換時間幾ms-幾十ms圖7-4輸入接口模塊的接線方式a〕匯點式b〕分組式c〕分隔式輸入接線方式主要有匯點式和分組式兩種接線方式留意同時接通的輸入點數(shù)量對于選用高密度的輸入模塊(如32點、48點等)，應(yīng)思索該模塊同時接通的點數(shù)普通不要超越輸入點數(shù)的60％。

輸入門檻電平門檻電平越高，抗干擾才干越強，傳輸間隔也越遠(yuǎn)，詳細(xì)可參閱PLC闡明書1〕開關(guān)量輸入模塊的選擇

輸入信號的類型有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境要素等。直流輸入模塊的延遲時間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備銜接；交流輸入模塊可靠性好，適宜于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境

輸入信號的電壓等級開關(guān)量輸入模塊的電壓等級有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的間隔來思索。普通5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于傳輸間隔較近場所，如5Ｖ輸入模塊最遠(yuǎn)不得超越１０米。間隔較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級較高的。輸出模塊數(shù)字量模擬量繼電器直流交流電壓電流〔2〕輸出接口模塊2.1〕開關(guān)量輸出模塊的選擇輸出方式開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式

繼電器輸出：價錢廉價，可以驅(qū)動交、直流負(fù)載，適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，接受瞬時過電壓和過電流的才干較強，但動作速度較慢〔驅(qū)動感性負(fù)載時，觸點動作頻率不超越1HZ〕、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場所。對于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點元件。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。低速、大功率負(fù)載，采用繼電器型輸出；高速、較大功率的交流負(fù)載,采用晶閘管型輸出；高速、小功率直流負(fù)載,可采用晶體管型輸出。圖7-6輸出接口模塊外部接線方式a〕匯點式b〕分組式c〕分隔式驅(qū)動才干應(yīng)根據(jù)實踐輸出設(shè)備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。假照實踐輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動，可添加中間放大環(huán)節(jié)。留意同時接通的輸出點數(shù)量同時接通輸出設(shè)備的累計電流值必需小于公共端所允許經(jīng)過的電流值普通來講，同時接通的點數(shù)不要超出同一公共端輸出點數(shù)的60％

輸出的最大電流與負(fù)載類型、環(huán)境溫度等要素有關(guān)與不同的負(fù)載類型親密相關(guān)，特別是輸出的最大電流。晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會降低，在實踐運用中也應(yīng)留意。2.2〕模擬量I/O模塊的選擇

模擬量輸入〔A/D〕模塊是將現(xiàn)場由傳感器檢測而產(chǎn)生的延續(xù)的模擬量信號轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬量輸出(D/A)模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量信號輸出。典型模擬量I/O模塊的量程為-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根據(jù)實踐需求選用，同時還應(yīng)思索其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等要素。

一些PLC制造廠家還提供特殊模擬量輸入模塊，可用來直接接納低電平信號〔如RTD、熱電偶等信號〕3〕特殊功能模塊的選擇

PLC廠家相繼推出了一些具有特殊功能的I/O模塊，有的還推出了自帶CPU的智能型I/O模塊，如高速計數(shù)器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制模塊、通訊模塊等?！?〕電源模塊及其它外設(shè)的選擇1〕電源模塊的選擇電源模塊選擇僅對于模塊式構(gòu)造的PLC而言，對于整體式PLC不存在電源的選擇。電源模塊的選擇主要思索電源輸出額定電流和電源輸入電壓。

2〕編程器的選擇在線編程〔主機和編程器共用一個CPU〕，還是離線編程〔主機和編程器各有一個CPU〕。對于產(chǎn)品定型的設(shè)備和工藝不常變動的設(shè)備，應(yīng)選用離線編程的PLC。大型PLC多采用在線編程。3〕寫入器的選擇為了防止由于干擾或鋰電池電壓缺乏等緣由破壞RAM中的用戶程序，可選用EPROM寫入器，經(jīng)過它將用戶程序固化在EPROM中。有些PLC或其編程器本身就具有EPROM寫入的功能。PLC與常用輸入設(shè)備的銜接PLC與主令電器類設(shè)備銜接PLC內(nèi)部普通設(shè)置有公用電源為輸入口銜接的設(shè)備供電。在PLC中普通COM端為機內(nèi)電源的負(fù)極。前往首頁PLC與傳感器類設(shè)備的銜接當(dāng)輸入接口的器件不是無源觸點而是傳感器時，要留意傳感器的極性，選擇正確的電流方向。當(dāng)輸入口所接的傳感器所需功耗較大時，須另配公用電源供電。PLC與輸出設(shè)備的普通銜接方法PLC普通不提供執(zhí)行器件的任務(wù)電源，需由控制系統(tǒng)另外處理。為順應(yīng)輸出設(shè)備需多種電源的情況，PLC的輸出端口普通是分組設(shè)置的。前往首頁PLC輸出口所能經(jīng)過的最大電流視機型不同普通為1A或2A。當(dāng)負(fù)載電流定額大于口端最大值時，需添加中間繼電器。輸出口加中間繼電器PLC與感性輸出設(shè)備的銜接當(dāng)輸出端口銜接電感類設(shè)備時，為了防止電路關(guān)斷時辰產(chǎn)生高電壓對輸入、輸出口呵斥破壞，應(yīng)在感性元件兩端加接維護元件。對于直流電路，應(yīng)并接續(xù)二極管，對于交流電路應(yīng)并接阻容電路〔浪涌吸收器〕。續(xù)流二極管的額定電流為1A、額定電壓大于電源電壓的3倍；電阻值可取50~120Ω電容值可取0.1~0.47μF，電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電壓。接線時要留意續(xù)流二極管的極性提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施PLC具有很高的可靠性，并且有很強的抗干擾才干，但在過于惡劣的環(huán)境或安裝運用不當(dāng)?shù)惹闆r下，都有能夠引起PLC內(nèi)部信息的破壞而導(dǎo)致控制混亂，甚至呵斥內(nèi)部元件損壞。

為了提高PLC系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的可靠性，應(yīng)留意以下問題：適宜的任務(wù)環(huán)境合理的安裝與布線正確的接地必需的平安維護環(huán)節(jié)必要的軟件措施采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)前往首頁適宜的任務(wù)環(huán)境1〕環(huán)境溫度適宜通常PLC允許的環(huán)境溫度約在0~55°C。安裝時不要把發(fā)熱量大的元件放在PLC的下方；PLC周圍要有足夠的通風(fēng)散熱空間；不要把PLC安裝在陽光直接照射或離暖氣、加熱器、大功率電源等發(fā)熱器件很近的場所；安裝PLC的控制柜最好有通風(fēng)的百葉窗，假設(shè)控制柜溫度太高，應(yīng)該在柜內(nèi)安裝風(fēng)扇強迫通風(fēng)。2〕環(huán)境濕度適宜PLC任務(wù)環(huán)境的空氣相對濕度普通要求小于85％，以保證PLC的絕緣性能。濕度太大也會影響模擬量輸入/輸出安裝的精度。因此，不能將PLC安裝在結(jié)露、雨淋的場所3〕留意環(huán)境污染不宜把PLC安裝在有大量污染物〔如灰塵、油煙、鐵粉等〕、腐燭性氣體和可燃性氣體的場所，尤其是有腐蝕性氣體的地方，易呵斥元件及印刷線路板的腐蝕。4〕遠(yuǎn)離振動和沖擊源遠(yuǎn)離有劇烈振動和沖擊場所，尤其是延續(xù)、頻繁的振動。必要時可以采取相應(yīng)措施來減輕振動和沖擊的影響。5〕遠(yuǎn)離強干擾源PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強干擾源，如大功率晶閘管安裝、高頻設(shè)備和大型動力設(shè)備等，同時PLC還應(yīng)該遠(yuǎn)離強電磁場和強放射源，以及易產(chǎn)生強靜電的地方。合理的安裝與布線〔1〕留意電源安裝PLC的I／O電路都具有濾波、隔離功能，所以對外部電源要求不高內(nèi)部電源的性能好壞直接影響到PLC的可靠性，對其要求較高在干擾較強或可靠性要求較高的場所，應(yīng)該用帶屏蔽層的隔離變壓器，對PLC系統(tǒng)供電。還可以在隔離變壓器二次側(cè)串接LC濾波電路。同時，在安裝時還應(yīng)留意以下問題：