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第四章 可编程序控制器原理及应用技术 4.1 概述 4.1.1　PLC的定义 PLC是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种通用的工业自动控制装置。 4.1.2　PLC的功能 它的主控单元具有逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算、数据传送、监控和通信等基本功能，连接各种控制功能模块后，还具有PID调节、过程控制、位置控制、智能控制和远程控制等功能。 4.1.3　PLC技术的新发展——可编程计算机控制器   　 1996年奥地利推出了集PLC技术和大型计算机技术于一体的新一代可编程序控制器，称可编程计算机控制器PCC。PCC除了具有上述PLC的所有功能外，还具有通用计算机的强大的数据处理能力和很高的运算速度。可以预料，PCC将成为二十一世纪工业自动化的主流控制装置。 4.2　PLC的组成和工作方式   4.2.1　PLC的组成  4.2.1.1 PLC各组成部分的功能 （1）? CPU 　 用于接收并存储从编程器输入的用户程序，检查编程过程是否出错；进行系统诊断；解释并执行用户程序；完成通信及外设的某些功能。 （2）??用户程序存储器 　存放PLC用户的应用程序。采用可读写的随机存储器。 （3）?系统程序存储器 存放PLC的梯形图和指令语句的编译解释程序、自诊断程序、数据区管理程序、编程器管理通信程序、输入扫描程序和输出驱动程序等系统程序。这些程序在PLC出厂前已固化到只读存储器ROM中。 （4）?数据存储器 由系统程序将其划分为：存放输入/输出状态值的输入/输出映象存储区、定时/计数存储区、辅助继电器状态值存储区和其它特殊继电器状态值存储区。 （5）?输入接口及模块 将外部输入的开关信号与PLC的内部信号进行光 电隔离，以防干拢信号入侵；并将DC110V或DC24V 的外部输入信号变换成DC5V的内部电平信号。 （6）输出接口及模块 　 将输出信号变换成能驱动外负载的电压和电流信号；并将PLC的内部信号与驱动外负载的电气元件(晶体管或双向晶闸管或小型继电器)的电源进行隔离，以防输出电源线路夹带的干扰信号入侵。 （7）通信接口 PLC的通信接口有：与上位计算机或其它PLC通信的接口及与编程器通信的接口两种。前者一般用RS232C或RS485等标准串行接口；后者的种类很多，不同的机型有不同的编程器接口。PLC的通信模块类型目前尚无统一的标准，而是随机型而异。 ? （8）编程器 用于用户程序的输入、编辑、调试和监视，还可以通过其调用和显示PLC的某些内部状态和系统参数。 4.2.2 PLC的扫描工作方式 4.2.2.1 什么叫扫描工作方式？ PLC运行时, 对系统程序和用户程序从步序0起的第一条指令到程序结束指令END，按顺序进行访问和执行，并周而复始地进行下去，直至执行到停止运行指令或停电或出现故障为止。 4.2.2.2 描述工作方式的五步曲 自诊断——与外设通信——扫描输入状态——解算用户逻辑——输出结果。 （1）自诊断 PLC在运行状态下，每次扫描用户程序前，首先对CPU、存储器、输入/输出模块等进行故障诊断，如果正常便继续进行扫描，一旦发现故障则转入处理程序，并保留当前工作状态和切断全部输出，接着停机及显示出错信息。 （2）与外设通信 自诊断结果正常后，PLC便扫描上位计算机(以下简称上位机) 或编程器通信接口，若有通信请求便响应处理。在与上位机通信过程中，PLC将上位机发来的指令进行相应的操作，并把自身的工作状态数据回传给上位机。而编程器把输入指令和修改参数传送给主控单元，主控单元则把要显示的状态、数据、错误等信息返传给编程器予以显示。编程器还可向主控单元发送运行、停止、清除内存、监控等指令。 （3）扫描输入状态 　　 完成前两个阶段的扫描后，PLC便扫描输入模块的各个输入点，读入各点的状态值和数据，如开关状态值1或0、A/D转换值、BCD码数据等，并把这些状态值和数据写入数据存储器中。其中，输入点的状态值写入输入映象寄存区。在一个扫描周期内，不管外部输入信号是否变化，已存入输入映象寄存区中的状态值和数据均不变。只有到下一个