四層電梯畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、引言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展，而電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，在工業(yè)、商業(yè)和民用方面應(yīng)用已十分廣泛，與人們的生活緊密相關(guān)。本文利用三菱可編程控制器編寫的一個(gè)四層電梯的控制系統(tǒng)，主要分析并敘述了電梯的控制、運(yùn)行情況。第 1 頁(yè) 共 26 頁(yè)1緒論1.1設(shè)計(jì)的背景近幾年來(lái)，中國(guó)電梯行業(yè)迅速崛起，龐大的市場(chǎng)潛力令世界矚目。1980年，全國(guó)制造電梯2249臺(tái)，到2005年底全國(guó)生產(chǎn)電梯達(dá)到13.5萬(wàn)臺(tái)。26年間，中國(guó)電梯產(chǎn)量增長(zhǎng)了60多倍，年產(chǎn)量達(dá)到并超過(guò)世界總量的1/3，電梯制造企業(yè)和制造總量居全球第一，中國(guó)已經(jīng)成為電梯制造大國(guó)。隨著社會(huì)發(fā)展和物質(zhì)生活水平的提高，電

2、梯成為人們工作、生活中不可或缺的樓宇交通工具，而電梯轎廂正是乘客了解電梯性能、感受電梯品質(zhì)、品評(píng)電梯檔次的最直接環(huán)節(jié)。"資本和技術(shù)主宰一切的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，創(chuàng)意的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。"這句從美國(guó)硅谷到華爾街的流行語(yǔ)，現(xiàn)在流行到了中國(guó)。作為世界上為數(shù)不多的電梯設(shè)計(jì)大賽，設(shè)計(jì)作品必須著眼未來(lái)，必須致力于讓我們的生活每天都發(fā)生細(xì)微變化，致力于創(chuàng)造更理想的生活方式、創(chuàng)造更和諧的生活空間，彰顯多彩多姿的電梯文化，倡導(dǎo)電梯轎廂設(shè)計(jì)的最新理念，探討電梯轎廂設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展方向。正是基于此，中國(guó)電梯協(xié)會(huì)，中國(guó)電梯雜志編輯部、上海三菱電梯有限公司共同舉辦"上海三菱杯中國(guó)電梯轎廂設(shè)計(jì)大賽&qu

3、ot;，提出"人文、科技、時(shí)尚"的主題，其目的是表彰、推動(dòng)、宣傳、展示電梯轎廂設(shè)計(jì)中的原創(chuàng)思維與創(chuàng)新精神；發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的轎廂設(shè)計(jì)人才；探尋未來(lái)的轎廂設(shè)計(jì)趨勢(shì)，使電梯轎廂在設(shè)計(jì)上達(dá)到科技、人性化與美感的高度融合和統(tǒng)一。1.2設(shè)計(jì)的內(nèi)容在完成PLC控制電梯的試驗(yàn)中對(duì)PLC的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和性能進(jìn)行總結(jié)、歸納和綜述，對(duì)PLC與其它控制器件進(jìn)行比較，從而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了利用三菱 FX系列型PLC對(duì)四層電梯的升降控制。1.3設(shè)計(jì)的目的和意義第 2 頁(yè) 共 26 頁(yè)a、本次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)此次設(shè)計(jì)使學(xué)生將本專業(yè)所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)進(jìn)行全面系地復(fù)習(xí)和總結(jié),以便更好地掌握專業(yè)知識(shí)的主脈，并將其靈活應(yīng)用到工作實(shí)踐

4、中。b、根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)中的內(nèi)容和要求, 使學(xué)生掌握電氣工程設(shè)計(jì)的原則、步驟和方法，學(xué)會(huì)查找和運(yùn)用有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和技術(shù)資料。指導(dǎo)學(xué)生將理論和實(shí)踐相結(jié)合，能夠較好地設(shè)計(jì)出一套安全可靠、切實(shí)可行的電氣設(shè)計(jì)圖紙。c、通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì),提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)，分析、處理和解決實(shí)際問題的綜合能力。d、本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要對(duì)PLC的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能以及與現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)象的連線進(jìn)行具體的研究，并通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)控制以及消防運(yùn)行。本論文是以 三菱廣泛應(yīng)用的整體中型機(jī)FX2N-60MR為背景機(jī)，詳細(xì)介紹其系統(tǒng)配置，兼顧介紹其指令系統(tǒng)、編程方法和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，也介紹了模塊式PLC的一些智能單元。從而讓我們能更多了

5、解PLC和更好的使用它。第 3 頁(yè) 共 26 頁(yè)2電梯的介紹2.1 電梯的歷史發(fā)展自1889年美國(guó)奧梯斯升降機(jī)公司推出世界第一部以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)以來(lái)，電梯在驅(qū)動(dòng)方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動(dòng)、牽引式驅(qū)動(dòng)等歷程，逐漸形成了直流電機(jī)拖動(dòng)和交流電機(jī)拖動(dòng)兩種不同的拖動(dòng)方式。如今電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的代步工具；而且作為載人工具，人們?cè)谶\(yùn)行的平滑性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動(dòng)態(tài)性能方面對(duì)它提出了更高的要求。1887年，美國(guó)奧梯斯公司制造出世界上第一臺(tái)電梯，這是一臺(tái)以直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的電梯。它被裝設(shè)在1889年紐約德瑪利斯大廈。這座古老的電梯，每分鐘只能走10米左右。當(dāng)初設(shè)計(jì)的電梯純粹是

6、為了省力。1900年，以交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的電梯開始問世。1902年，瑞士的迅達(dá)公司研制成功了世界上第一臺(tái)按鈕式自動(dòng)電梯，采用全自動(dòng)的控制方式，提高了電梯的輸送能力和安全性。隨著超高層建筑的出現(xiàn)，電梯的設(shè)計(jì)、工藝不斷得到提高，電梯的品種也逐漸增多。1900年，美國(guó)奧梯斯公司制成了世界上第一臺(tái)電動(dòng)扶梯。1950年又制成了安裝在高層建筑外面的觀光電梯，使乘客能在電梯運(yùn)行中清楚地眺望四周的景色。2.2電梯的組成1曳引系統(tǒng)：曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。2導(dǎo)向系統(tǒng)：導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)

7、軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。3轎廂：轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。4門系統(tǒng)：門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，第 4 頁(yè) 共 26 頁(yè)層門，開門機(jī)，門鎖裝置組成。5重量平衡系統(tǒng)：系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。6電力拖動(dòng)系統(tǒng)：電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，實(shí)行電梯速度控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。7電氣控制系統(tǒng)：電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)電梯的

8、運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。8安全保護(hù)系統(tǒng)：保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由限速器，安全鉗，緩沖器，站保護(hù)裝置組成。2.3電梯的分類a乘客電梯:為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。b載貨電梯:主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。c醫(yī)用電梯:為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂具有長(zhǎng)而窄的特點(diǎn)。d雜物電梯:供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等設(shè)計(jì)的電梯。 e觀光電梯:轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。f車輛電梯:用作裝運(yùn)車輛的電梯。g船舶電梯:船舶上使用的電梯。

9、h建筑施工電梯:建筑施工與維修用的電梯。其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫(kù)電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。a交流電梯:用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。根據(jù)拖動(dòng)方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。第 5 頁(yè) 共 26 頁(yè)b直流電梯:用直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。這類電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。c液壓電梯:一般利用電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，由柱塞使轎廂升降的電梯。 d齒輪齒條電梯:將導(dǎo)軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。e螺桿式電梯:將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶

10、有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過(guò)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。f直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯:其動(dòng)力源是直線電機(jī)。電梯問世初期，曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)電梯，現(xiàn)已基本絕跡。電梯無(wú)嚴(yán)格的速度分類，我國(guó)習(xí)慣上按下述方法分類。a低速梯:常指低于1.00m/s速度的電梯。b中速梯:常指速度在1.002.00m/s的電梯。c高速梯:常指速度大于2.00m/s的電梯。e超高速梯:速度超過(guò)5.00m/s的電梯。隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯速度越來(lái)越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應(yīng)地提高。a有司機(jī)電梯，電梯的運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來(lái)完成。b無(wú)司機(jī)電梯

11、，乘客進(jìn)入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動(dòng)運(yùn)行到達(dá)目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。c有/無(wú)司機(jī)電梯，這類電梯可變換控制電路，平時(shí)由乘客操縱，如遇客流量大或必要時(shí)改由司機(jī)操縱。a手柄開關(guān)操縱：電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電梯的起動(dòng)、上升、下降、平層、停止的運(yùn)行狀態(tài)。b按鈕控制電梯：是一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制電梯，具有自動(dòng)平層功能，常見有第 6 頁(yè) 共 26 頁(yè)轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。c信號(hào)控制電梯：這是一種自動(dòng)控制程度較高的有司機(jī)電梯。除具有自動(dòng)平層，自動(dòng)開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動(dòng)停層，順向截停和自動(dòng)換向等功能。d集選控制電梯：

12、是一種在信號(hào)控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的全自動(dòng)控制的電梯，與信號(hào)控制的主要區(qū)別在于能實(shí)現(xiàn)無(wú)司機(jī)操縱。e并聯(lián)控制電梯：23臺(tái)電梯的控制線路并聯(lián)起來(lái)進(jìn)行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選功能。f群控電梯：是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺(tái)集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。a按機(jī)房位置分類：則有機(jī)房在井道頂部的（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的（下機(jī)房）電梯，以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的（無(wú)機(jī)房）電梯。b按轎廂尺寸分類：則經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。 此外，還有雙層轎廂電梯等。a斜行電梯:轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)行，是集觀光和運(yùn)輸于一體的輸送設(shè)備。特別是由

13、于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。b立體停車場(chǎng)用電梯:根據(jù)不同的停車場(chǎng)可選配不同類型的電梯。c建筑施工電梯:是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，用以輸送人員或物料，主要應(yīng)用于建筑施工與維修。它還可以作為倉(cāng)庫(kù)、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長(zhǎng)期使用的垂直運(yùn)輸機(jī)械。方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。、導(dǎo)向系統(tǒng)。2.4電梯得主要控制方式目前電梯的控制普遍采用了兩種方式：（一）采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成第 7 頁(yè) 共

14、26 頁(yè)（二）控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制.1、廣泛開發(fā)應(yīng)用交流變壓變頻調(diào)速（vvvf）控制技術(shù)，而且其控制型式逐漸由 GTR向GTR和IGBT發(fā)展，使其控制性能更為完善和提高。2、 取直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使電梯的驅(qū)動(dòng)方式取得根本性的突破。2.5電梯的發(fā)展趨勢(shì)在現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展中,一幢幢高樓拔地而起。電梯是樓房里上下運(yùn)送乘客或貨物的垂直運(yùn)輸設(shè)備。我國(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展歷程，從改革開放到今天，電梯行業(yè)在不知不覺中走過(guò)了一個(gè)從無(wú)到有，從有到多，從多到精的發(fā)展歷程。隨著住宅市場(chǎng)的巨大變化，中國(guó)已經(jīng)成為全球容量最大、增長(zhǎng)最快的電梯市場(chǎng)。目前，我國(guó)電梯保有量已超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)，且保持

15、每年20%的遞增速度，市場(chǎng)前景樂觀。這些電梯服務(wù)于寫字間、公寓、商場(chǎng)等各種場(chǎng)所。自1889美國(guó)的奧的斯升降機(jī)公司推出了世界第一部以直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力誕生名副其實(shí)的電梯，從而徹底改寫了人類使用升降工具的歷史。上世紀(jì)90年代，隨的升降機(jī)著世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及經(jīng)濟(jì)全球化, 發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家紛紛研制出高速及超高速電梯，電梯不僅是代步的工具,也是人類文明的標(biāo)志,其技術(shù)的發(fā)展正體現(xiàn)了社會(huì)的進(jìn)步與文明。隨著電梯技術(shù)的發(fā)展,綠色化、低能耗、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、藍(lán)牙技術(shù)的電梯成為一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)。第 8 頁(yè) 共 26 頁(yè)3可編程控制器的介紹3.1可編程控制器的發(fā)展及定義可編程控制器(Programmable Con

16、troller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC世界上公認(rèn)的第一臺(tái)可編程控制器(Programmable Logic Controller簡(jiǎn)稱PLC)是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)

17、發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已

18、步入成熟階段。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)第 9 頁(yè) 共 26 頁(yè)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PL

19、C的應(yīng)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無(wú)錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它

20、在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的3.2可編程控制器的特點(diǎn)PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)接觸器。第 10 頁(yè) 共 26 頁(yè)從PLC的機(jī)

21、外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC

22、有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)

23、原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。第 11 頁(yè) 共 26 頁(yè)P(yáng)LC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/21/10。它的重量小于150g，功耗僅

24、數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。3.3可編程控制器的結(jié)構(gòu)及其功能從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置a CPU的構(gòu)成CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和

25、編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解第 12 頁(yè) 共 26 頁(yè)釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中

26、間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。b I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：

27、按信號(hào)類型分，有電流型、電壓型等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用I/O外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 c 電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。d 底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)

28、械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。3.4可編程控制器的工作原理第 13 頁(yè) 共 26 頁(yè)當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。(一) 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(gè)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(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的

29、寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。(二) 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(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)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(duì)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(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)

30、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(huì)對(duì)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(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。(三) 輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)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(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。3.5基本指令系統(tǒng)和編程方法第 14 頁(yè) 共 26 頁(yè)P(yáng)LC的編程語(yǔ)言與一般計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，具有明顯的特點(diǎn)，它既不同于高級(jí)語(yǔ)言，也不同與一般的匯編語(yǔ)言，它既要滿足易于編寫，又要滿

31、足易于調(diào)試的要求。目前，還沒有一種對(duì)各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語(yǔ)言。如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語(yǔ)言，OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語(yǔ)言。但不管什么型號(hào)的PLC，其編程語(yǔ)言都具有以下特點(diǎn)：a 圖形式指令結(jié)構(gòu)：程序由圖形方式表達(dá)，指令由不同的圖形符號(hào)組成，易于理解和記憶。系統(tǒng)的軟件開發(fā)者已把工業(yè)控制中所需的獨(dú)立運(yùn)算功能編制成象征性圖形，用戶根據(jù)自己的需要把這些圖形進(jìn)行組合，并填入適當(dāng)?shù)膮?shù)。在邏輯運(yùn)算部分，幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖，很容易接受。如西門子公司還采用控制系統(tǒng)流程圖來(lái)表示，它沿用二進(jìn)制邏輯元件圖形符號(hào)來(lái)表達(dá)控制關(guān)系，很直觀易懂。較復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)等，一

32、般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示，雖然象征性不如邏輯運(yùn)算部分，也受用戶歡迎b 明確的變量常數(shù)：圖形符相當(dāng)于操作碼，規(guī)定了運(yùn)算功能，操作數(shù)由用戶填人，如：K400，T120等。PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定，由產(chǎn)品型號(hào)決定，可查閱產(chǎn)品目錄手冊(cè)。c. 簡(jiǎn)化的程序結(jié)構(gòu)：PLC的程序結(jié)構(gòu)通常很簡(jiǎn)單，典型的為塊式結(jié)構(gòu)，不同塊完成不同的功能，使程序的調(diào)試者對(duì)整個(gè)程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。d. 簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件生成過(guò)程：使用匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言編寫程序，要完成編輯、編譯和連接三個(gè)過(guò)程，而使用編程語(yǔ)言，只需要編輯一個(gè)過(guò)程，其余由系統(tǒng)軟件自動(dòng)完成，整個(gè)編輯過(guò)程都在人機(jī)對(duì)話下進(jìn)行的，不要求用

33、戶有高深的軟件設(shè)計(jì)能力。e. 強(qiáng)化調(diào)試手段：無(wú)論是匯編程序，還是高級(jí)語(yǔ)言程序調(diào)試，都是令編輯人員頭疼的事，而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件，使用編程器，利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、監(jiān)控等，并在軟件支持下，診斷和調(diào)試操作都很簡(jiǎn)單。總之，PLC的編程語(yǔ)言是面向用戶的，對(duì)使用者不要求具備高深的知識(shí)、不需要長(zhǎng)時(shí)間的專門訓(xùn)練。第 15 頁(yè) 共 26 頁(yè)最常用的兩種編程語(yǔ)言，一是梯形圖，二是助記符語(yǔ)言表。采用梯形圖編程，因?yàn)樗庇^易懂，但需要一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的編程軟件；采用助記符形式便于實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗恍枰慌_(tái)簡(jiǎn)易編程器，而不必用昂貴的圖形編程器或計(jì)算機(jī)來(lái)編程。雖然一些高檔的PL

34、C還具有與計(jì)算機(jī)兼容的C語(yǔ)言、BASIC語(yǔ)言、專用的高級(jí)語(yǔ)言（如西門子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP），還有用布爾邏輯語(yǔ)言、通用計(jì)算機(jī)兼容的匯編語(yǔ)言等。不管怎么樣，各廠家的編程語(yǔ)言都只能適用于本廠的產(chǎn)品。a 編程指令：指令是PLC被告知要做什么，以及怎樣去做的代碼或符號(hào)。從本質(zhì)上講，指令只是一些二進(jìn)制代碼，這點(diǎn)PLC與普通的計(jì)算機(jī)是完全相同的。同時(shí)PLC也有編譯系統(tǒng)，它可以把一些文字符號(hào)或圖形符號(hào)編譯成機(jī)器碼，所以用戶看到的PLC指令一般不是機(jī)器碼而是文字代碼，或圖形符號(hào)。常用的助記符語(yǔ)句用英文文字（可用多國(guó)文字）的縮寫及數(shù)字代表各相應(yīng)指令。常用的圖形符號(hào)即梯形圖，它類似于電氣原理

35、圖是符號(hào)，易為電氣工作人員所接受。b 指令系統(tǒng)：一個(gè)PLC所具有的指令的全體稱為該P(yáng)LC的指令系統(tǒng)。它包含著指令的多少，各指令都能干什么事，代表著PLC的功能和性能。一般講，功能強(qiáng)、性能好的PLC，其指令系統(tǒng)必然豐富，所能干的事也就多。我們?cè)诰幊讨氨仨毰錚LC的指令系統(tǒng)c 程序：PLC指令的有序集合，PLC運(yùn)行它，可進(jìn)行相應(yīng)的工作，當(dāng)然，這里的程序是指PLC的用戶程序。用戶程序一般由用戶設(shè)計(jì)，PLC的廠家或代銷商不提供。用語(yǔ)句表達(dá)的程序不大直觀，可讀性差，特別是較復(fù)雜的程序，更難讀，所以多數(shù)程序用梯形圖表達(dá)。d 梯形圖：梯形圖是通過(guò)連線把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接在一起的連通圖，用以表達(dá)所

36、使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個(gè)個(gè)梯形圖符號(hào)指令連成一個(gè)指令組，這個(gè)指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令（含LD指令），以建立邏輯條件。第 16 頁(yè) 共 26 頁(yè)最后為輸出類指令，實(shí)現(xiàn)輸出控制，或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工作。母線是用來(lái)連接指令組的。下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖例：X000 X001 Y000X010它有兩組，第一組用以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止控制。第二組僅一個(gè)END指令，用以 結(jié)束程序。e對(duì)應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的

37、順序予以體現(xiàn)。一般講，其順序?yàn)椋合容斎耄筝敵觯ê渌幚恚?；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序?yàn)椋旱刂?指令 變量0000 LD X0000001 OR X0100002 AND NOT X0010003 OUT Y0000004 END反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖。f梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系：如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對(duì)應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對(duì)應(yīng)于接點(diǎn)，互鎖指令（IL、ILC）可看成總開關(guān)，等等。這樣，原有的繼電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形

38、圖，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，即可變成語(yǔ)句表程序。有了這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是PLC技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。第 17 頁(yè) 共 26 頁(yè)下面我們著重介紹三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的一些編程元件及其功能。FX系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語(yǔ)言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無(wú)記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般

39、情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時(shí)器，C代表計(jì)數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)取?.6 PLC機(jī)型的選擇步驟與原則隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來(lái)越多。不同型號(hào)的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選用PLC，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前

40、提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：a 合理的結(jié)構(gòu)型式PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。整體式PLC的每一個(gè)IO點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小,一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在IO點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、IO模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 b 安裝方式的選擇PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程IO式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分第 18 頁(yè) 共 26 頁(yè)布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程IO硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程IO式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程IO可以分散

41、安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程IO電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。c相應(yīng)的功能要求一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶AD和DA轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過(guò)程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。d響應(yīng)速度要

42、求PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，可選用具有高速IO處理功能的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。e系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。f 機(jī)型盡量統(tǒng)一一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題： )機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理。 )機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。

43、)機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。第 19 頁(yè) 共 26 頁(yè)P(yáng)LC的容量包括IO點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量?jī)蓚€(gè)方面。a IO點(diǎn)數(shù)的選擇PLC平均的IO點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的IO點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的IO點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。通常IO點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上1015的裕量來(lái)確定。b 存儲(chǔ)容量的選擇用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時(shí)，其程序量可能相差25

44、之多，所以對(duì)于初學(xué)者應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。3.7可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)長(zhǎng)期以來(lái)，PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂品桨福cDCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢(shì)。同時(shí)，PLC也承受著來(lái)自其它技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來(lái)的沖擊。但是中國(guó)有利的商業(yè)環(huán)境，為來(lái)自世界各地的制造業(yè)者準(zhǔn)備了充足的投資機(jī)會(huì)和建立起工廠的條件。伴隨著日益上升的消費(fèi)需求，外國(guó)直接投資流入中國(guó)升速，推進(jìn)了中國(guó)的制造業(yè)，緊接著推動(dòng)了可編程序邏輯控制器（PLC）在中國(guó)的市場(chǎng)。ARC咨詢集團(tuán)最新研究表明，在未來(lái)5年內(nèi)，各行各業(yè)對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品領(lǐng)域的資本投資將繼續(xù)保持強(qiáng)勁勢(shì)頭。

45、PLC中國(guó)市場(chǎng)預(yù)期以124的年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）增長(zhǎng)，市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)從2006年的接近7.5億美元增長(zhǎng)到2011年的13億美元。2007到2009年的年增長(zhǎng)率將穩(wěn)定在9.0%-10.0%之間。受金融危機(jī)的沖擊，2009年P(guān)LC的市場(chǎng)規(guī)模略有萎縮。近年來(lái)，中國(guó)OEM機(jī)械廠家一直忙于提高國(guó)產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化水平，減少對(duì)國(guó)外高端機(jī)械產(chǎn)品的依賴。因此，PLC作為典型控制產(chǎn)品，在紡織機(jī)械、塑料機(jī)械、印刷機(jī)械、食品機(jī)械、包裝機(jī)械、起重機(jī)械、機(jī)床和化工機(jī)械等諸多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。第 20 頁(yè) 共 26 頁(yè)受危機(jī)的影響，2008年中國(guó)OEM市場(chǎng)全面低迷，尤其是下半年成本上升、出口銳減和內(nèi)需萎縮導(dǎo)致中小企業(yè)大量倒閉

46、，部分行業(yè)大企業(yè)嚴(yán)重開工不足，直接影響了該市場(chǎng)對(duì)PLC的需求。其中最大的OEM市場(chǎng)紡織機(jī)械的PLC應(yīng)用規(guī)模降低到6.3億元，同比萎縮17%。使得深耕于該行業(yè)的PLC廠商都遭受重創(chuàng)。另外經(jīng)濟(jì)低迷導(dǎo)致需求的下降，在電梯、紡織機(jī)械、建筑機(jī)械、電源設(shè)備、造紙機(jī)械、電子制造設(shè)備、物料搬運(yùn)、機(jī)床、HVAC、塑料機(jī)械、橡膠機(jī)械等應(yīng)用中呈負(fù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。冶金行業(yè)是應(yīng)用PLC最多的項(xiàng)目型市場(chǎng)，以大、中型PLC為主，由于產(chǎn)能過(guò)剩、需求萎縮和價(jià)格下降，也使得PLC在該行業(yè)繼續(xù)保持低迷的態(tài)勢(shì)?？v觀2009年，PLC在大部分OEM行業(yè)的應(yīng)用都將維持低迷的態(tài)勢(shì)，只有少數(shù)如食品機(jī)械和包裝機(jī)械等受經(jīng)濟(jì)周期影響不大的行業(yè)仍能保持

47、一定的增長(zhǎng)。但是，一些行業(yè)如，汽車、公共設(shè)施、礦業(yè)、市政等直接受國(guó)家刺激政策的拉動(dòng)，PLC需求不減，成為PLC穩(wěn)步增長(zhǎng)的中堅(jiān)力量。PLC的未來(lái)發(fā)展除了產(chǎn)品本身的發(fā)展，更大程度上取決于用戶和市場(chǎng)的發(fā)展，任何產(chǎn)品存在的根本在于用戶和市場(chǎng)的需求。隨著經(jīng)濟(jì)的回暖和國(guó)家政策的推動(dòng)，自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)的需求持續(xù)旺盛。特別是在低碳時(shí)代，制造企業(yè)充分認(rèn)識(shí)到了自動(dòng)化產(chǎn)品的作用，以及其對(duì)于企業(yè)利潤(rùn)和在競(jìng)爭(zhēng)激烈的全球市場(chǎng)中取得成功的貢獻(xiàn)，因而繼續(xù)在自動(dòng)化設(shè)備上加大資本投資。PLC產(chǎn)品可以用于離散、制程和混合式自動(dòng)化產(chǎn)品領(lǐng)域，并在各個(gè)制造行業(yè)保持穩(wěn)固增長(zhǎng)?；趯?duì)更高自動(dòng)化程度和更高能效的需要，制造業(yè)會(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用PLC

48、。在制造過(guò)程中，以最低生產(chǎn)設(shè)備生命周期成本來(lái)實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性和靈活性的日益增加的需求，給PLC的創(chuàng)新與發(fā)展提供了不竭的動(dòng)力。一些新興行業(yè)的運(yùn)用以及新能源產(chǎn)生、儲(chǔ)存和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需要，無(wú)疑給PLC帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，特別是在OEM、樓宇自控等低迷的行業(yè)中，將會(huì)有很大的起色。我國(guó)的工業(yè)發(fā)展及自動(dòng)化應(yīng)用水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比有幾十年的滯后，按目前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)分析，我國(guó)將迎來(lái)一個(gè)PLC市場(chǎng)高速增長(zhǎng)的時(shí)期。基于中國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定迅速增長(zhǎng)的現(xiàn)狀，今后若干年內(nèi)中國(guó)PLC市場(chǎng)將保持持第 21 頁(yè) 共 26 頁(yè)續(xù)高速增長(zhǎng)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，初步估計(jì)目前在我國(guó)本土銷售的PLC總量為3040億元人民幣（不含隨進(jìn)口主設(shè)備配套的PLC），年增長(zhǎng)率為1520%。巨大的市場(chǎng)需求為發(fā)展PLC業(yè)務(wù)提供了難得的歷史機(jī)遇，國(guó)內(nèi)有實(shí)力的自動(dòng)化公司應(yīng)充分利用在市場(chǎng)、技術(shù)、行業(yè)影響和品牌等方面的積累，大力拓展PLC業(yè)務(wù)，使國(guó)產(chǎn)PLC早日成為中國(guó)PLC市場(chǎng)的主要參與者之一。目前，世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車（23%）、糧食加工（16.4%）、化學(xué)/制藥（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)。在我國(guó)應(yīng)用的PL