數字輸出卡BOU8(D20053

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1．PLC概念

PLC問世以來，盡管時間不長，但發展迅速。為了使其生產和發展標準化，國際電工委員會(IEC)先后頒布了PLC標準的草案稿，第二稿,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，專為在工業環境應用而設計的。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。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業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，它是專為工業環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控制優于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系列更高。

PLC控制系統的故障通常有兩種：一種是偶發性故障，即由于惡劣環境（電磁干擾、超高溫、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，以消除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:對微處理器這個核心部件所需的+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，繼續原來的工作。

設置了警戒時鐘WDT:如果程序每循環執行時間超過了WDT規定時間，預示了程序進入死循環，立即報警。

加強對程序的檢查和檢驗:一旦程序有錯，立即報警并停止執行。

對程序及動態數據進行電池后備:停電后，利用后備電池供電，有關狀態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優于微機的另一個特點。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，更受歡迎。

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，需要有軟件專家的幫助。

（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更新的情況下，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點。因此PLC除應用于單機控制外，在柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（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又能率先進行模擬調試，并且操作化功能和監視化功能很強，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，一般節電50％以上。

由于PLC是工業控制的專用計算機，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，發展的PLC產品，還把直接數字控制（DDC）技術加進去，并具有監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企業，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，實現工業生產的、高產、節能與降低成本。

總之，PLC技術代表了當前電氣控制的先進水平，PLC與數控技術和工業機器人已成為機械工業自動化的三大支柱。

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