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時間：2023-04-28

SIMATIC S7-300，CP 340 通信處理器帶有 20mA 接口（TTY）包括項目組態(tài)包在 CD 上

1．PLC概念

PLC問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產和發(fā)展標準化，電工**(IEC)先后頒布了PLC標準的草案一稿，二稿,并在1987年2月通過了對它的定義：

“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(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計?！?/span>

為了避免與個人計算機PC（Personal Computer）相混淆，所以改為PLC（Programmable Logic Controller）即可編程邏輯控制器，但從功能上講，現在的PLC早已不是原來意義上的“PLC”了。

總之，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入、輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器產品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據實際需要進行選用配置，其軟件需根據控制要求進行設計編制。

2.PLC特點

(1)可靠性高，抗干擾能力強

工業(yè)生產一般對控制設備要求很高，應具有很強的抗干擾能力和高的可靠性，能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作，平均故障間隔時間長，故障修復時間短。這是PLC控制**微機控制的一大特點。例如日本的三菱公司F1、F2系列平均故障間隔時間長達30萬h，而A系列的可靠性比F1、F2系列高。

PLC控制系統的故障通常有兩種：一種是偶發(fā)性故障，即由于惡劣環(huán)境（電磁干擾、高溫、過電壓、欠電壓）引起的，這類故障只要不引起系統部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復正常，系統本應隨之恢復正常，但因PLC受外界影響后，內部存儲的信息被破壞，必須從初始狀態(tài)重新起動。另一類是*性故障，是由于元器件不可恢復的損壞引起的。

在PLC設計中，可以從硬件和軟件兩方面采取措施，防止以上故障的發(fā)生，以提高其可靠性。主要措施有：

①硬件措施有：

屏蔽:對電源變壓器、CPU編程器等主要部件，采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽，以防外界干擾。

濾波:對供電系統及輸入/輸出線路采用多種形式的濾波，如LC式π型濾波網絡，以高頻干擾和削弱各種模塊之間的相互影響。

電源的調整與保護:對微處理器這個**部件所需的+5V電源，采用多級濾波，并用集成電壓調整器進行調整，以適應交流電網的波動和過電壓、欠電壓影響。

隔離:在微處理器與輸入/輸出電路之間，采用光電隔離，有效地隔離輸入/輸出間電的聯系，減少故障和誤動作的可能。

聯鎖:所有輸出模塊都受開門信號控制，而這個信號只在規(guī)定的各種條件都滿足時才有效，這樣就有效地防止了產生不正常輸出的可能性。

采用模塊式結構:這種結構有助于故障情況下短時修復。

設置環(huán)境檢測和診斷電路:這種分電路與軟件配合，可以實現靈活保護與故障指示等功能。

②軟件措施有：

故障檢測:軟件定期地檢測外界環(huán)境，對諸如掉電、強干擾信號等情況能及時進行處理。

信息保護和恢復:對偶發(fā)性故障只要故障條件出現時，不破壞PLC內部的信息，一旦故障條件消失，就可恢復正常，繼續(xù)原來的工作。

設置了警戒時鐘WDT:如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間過了WDT規(guī)定時間，預示了程序進入死循環(huán)，立即報警。

加強對程序的檢查和檢驗:一旦程序有錯，立即報警并停止執(zhí)行。

對程序及動態(tài)數據進行電池后備:停電后，利用后備電池供電，有關狀態(tài)及信息就不會因此而丟失。

這樣，PLC的可靠性、抗干擾能力大大提高。例如美國通用電氣公司制成的PC控制模塊平均無故障率可達1千萬小時之多，組成系統后的平均無故障率可達4至5千萬小時。

（2）編程簡單，使用方便

這是PLC**微機的另一個特點。目前大多數PLC采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”，即有傳統控制線路的清晰直觀，又適合電氣技術人員的讀圖習慣和微機應用水平，易于接受，與常用的匯編語言相比，受歡迎。

這了進一步簡化編程，當今的PLC還針對具體問題設計了諸如步進梯形指令、功能指令等。PLC是為車間操作人員而設計的，一般只要很短時間的訓練即能學會使用。而微電腦控制系統則要求具有一定知識的人員操作。當然，PLC的功能開發(fā)，需要有軟件*的。

（3）控制程序可變，具有很好的柔性

在生產工藝流程改變或生產線設備新的情況下，不必改變PLC的硬設備，只要改變程序就可以滿足要求。所以PLC取代繼電器控制，而且具有繼電器所不具備的無可比擬的優(yōu)點。因此PLC除應用于單機控制外，在柔制造單元（FMC）、柔制造系統（FMS），以至工廠自動化（FA）中也被大量采用。

（4）功能完善

現代PLC具有數字和模擬量輸入輸出、邏輯和算術運算、定時、計數、順序控制、功率驅動、通信、人機對話、自檢、記錄和顯示功能，使用設備水平大提高。

（5）擴充方便，組合靈活

PLC產品具有各種擴充單元，可以方便地適應不同工業(yè)控制需要的不同輸入輸出點及不同輸入輸出方式的系統。

（6）減少了控制系統設計及施工的工作量

由于PLC采用軟件編程來達到控制功能，而不同于繼電器控制采用接線來達到控制功能，同時PLC又能進行模擬調試，并且操作化功能和監(jiān)視化功能很強，這些都減少了許多的工作量。

（7）體積小、重量輕，是“機電一體化”特有的產品

一臺收錄機大小的PLC具有相當于1.8m高的繼電器控制柜的功能，一般節(jié)電50％以上。

由于PLC是工業(yè)控制的**計算機，其結構緊密、堅固、體積小巧，并由于具備很強的抗干擾能力，使之易于裝入機械設備內部，因而成為實現“機電一體化”較理想的控制設備。

由于PLC具備了以上特點，它把微計算機技術與繼電器控制技術很好地融合在一起，新發(fā)展的PLC產品，還把直接數字控制（DDC）技術加進去，并具有監(jiān)控計算機聯網的功能。因而它的應用幾乎覆蓋了所有的工業(yè)企業(yè)，既能改造傳統機械產品成為機電一體化的新一代產品，又適用于生產過程控制，實現工業(yè)生產的優(yōu)質、高產、節(jié)能與降。

總之，PLC技術代表了當前電氣控制的世界**水平，PLC與數控技術和工業(yè)機器人已成為機械工業(yè)自動化的三大支柱。

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