可編程控制器概述(賴指南)

第2章可編程限制器概述2.1可編程限制器的產(chǎn)生及其定義2.1.1可編程序限制器的產(chǎn)生1968年由美國通用汽車公司（GE）提出了研制可編程序限制器（即可編程限制器）的基本設(shè)想，希望盡量削減重新設(shè)計(jì)和更換繼電器限制系統(tǒng)的硬件和接線，削減系統(tǒng)維護(hù)和升級時間，降低成本。希望將計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與繼電器限制系統(tǒng)簡潔易懂、操作便利，價格便宜等優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，設(shè)計(jì)一種通用的限制裝置來滿足生產(chǎn)需求。1969年由美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制成功世界上第一臺可編程限制器，有邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)算功能，稱為PLC（programmablelogiccontroller）。1980年后，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC接受通用微處理器為核心，功能擴(kuò)展到各種算術(shù)運(yùn)算，PLC運(yùn)算過程限制并可與上位機(jī)通訊、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程限制。2.1.2可編程限制器的定義國際電工委員會（IEC）1985年頒布的可編程邏輯限制器的定義如下：“可編程邏輯限制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲器、可以編制程序的限制器。它能夠存儲和執(zhí)行叮囑，進(jìn)行邏輯運(yùn)算、依次限制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，限制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊滔拗破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)限制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)”。可編程序限制器是一種用程序來變更限制功能的工業(yè)限制計(jì)算機(jī)，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)限制裝置?？删幊滔拗破髯畛跏怯糜谔娲^電器限制系統(tǒng)的新型限制器，現(xiàn)在的PLC功能更加完善，除了開關(guān)邏輯限制的場合能夠大顯身手外，在要求有模擬量閉環(huán)限制的場合，也不會比單片機(jī)孫色。單片機(jī)能夠完成的工作PLC都能完成。而且PLC更適用工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境，具有更高的牢靠性及較好的電磁兼容性。圖2-1PLC組成原理圖2.2PLC的組成盡管PLC種類繁多，有著不同的結(jié)構(gòu)和分類，但其基本組成是相同的。都是由中心處理單元（CPU）、存儲器、輸入輸出單元（I/O單元）、電源單元、編程器等組成。2.2.1中心處理單元與一般計(jì)算機(jī)一樣，CPU是系統(tǒng)的核心部件，是由大規(guī)模或超大規(guī)模的集成電路微處理器芯片構(gòu)成，主要完成運(yùn)算和限制任務(wù)，可以接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，用掃描的方式接收輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，從內(nèi)存逐條讀取用戶程序，通過說明后按指令的規(guī)定產(chǎn)生限制信號。分時、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、比較和變換等處理過程，完成用戶程序設(shè)計(jì)的邏輯或算術(shù)運(yùn)算任務(wù)，并依據(jù)運(yùn)算結(jié)果限制輸出設(shè)備。PLC中的中心處理單元多用8到32位字長的單片機(jī)。2.2.2存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器存放系統(tǒng)管理程序。用戶存儲器存放用戶編制的限制程序。依據(jù)物理性能，存儲器可以分為兩類，隨機(jī)存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。隨機(jī)存儲器由一系列寄存器陣組成，每位寄存器可以代表一個二進(jìn)制數(shù)，在剛起先工作時，它的狀態(tài)是隨機(jī)的，只有經(jīng)過置“1”或清“0”的操作后，它的狀態(tài)才確定。若關(guān)斷電源，狀態(tài)丟失。這種存儲器可以進(jìn)行讀、寫操作，主要用來存儲輸入輸出狀態(tài)和計(jì)數(shù)器、定時器以及系統(tǒng)組態(tài)的參數(shù)。只讀存儲器有兩種。一種是不行擦除ROM，這種ROM只能寫入一次，不能改寫。另一種是可擦ROM，這種ROM經(jīng)過擦除以后還可以重寫。其中EPROM只能用紫外線擦除內(nèi)部信息，EEPROM可以用電擦除內(nèi)部信息，這兩種存儲器的信息可保留10年左右。對于不同的PLC，其存儲器的容量隨PLC的規(guī)模不同而有較大的差別，大型PLC的用戶程序存儲器容量一般大于40KB，而小型PLC的容量多小于8KB，用戶程序存儲器容量的大小，關(guān)系到用戶程序容量的大小和內(nèi)部軟元件的多小，是反映PL性能的重要指標(biāo)之一。2.2.3輸入輸出單元（I/O）輸入輸出單元通常也叫I/O單元或I/O模塊，是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。輸入部件是開關(guān)、按鈕、傳感器等，PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控對象進(jìn)行限制的依據(jù)。輸出部件是指示燈、電磁閥、接觸器、繼電器、變頻器等，PLC通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控對象。以實(shí)現(xiàn)限制目的。(1)輸入接口電路通常PLC的輸入類型可以是直流、溝通和交直流。輸入電路的電源可由外部供應(yīng)，有的也可由PLC內(nèi)部供應(yīng)。圖2-2為PLC的直流輸入接口電路的電路圖，圖2-3為PLC的溝通輸入接口電路的電路圖，接受的是外接電源。圖2-4描述了一個輸入點(diǎn)的接口電路。其輸入電路的一次電路與二次電路用光耦合器相連，當(dāng)行程開關(guān)閉合時，輸入電路和一次電路接通，上面的發(fā)光管用于對外顯示，同時間耦合器中的發(fā)光管使三極管導(dǎo)通，信號進(jìn)入內(nèi)部電路，此輸入點(diǎn)對應(yīng)的位由0變?yōu)?。即輸入映像寄存器的對應(yīng)位由0變?yōu)?。圖2-4輸入端為光電開關(guān)的電路圖(2)輸出接口電路PLC輸出電路用來驅(qū)動被控負(fù)載(電磁鐵、繼電、接觸器線圈等)。PLC輸出電路的形式分為繼電器式、晶體管式和雙向晶閘管式三種。繼電器型輸出電路。內(nèi)部電路使繼電器的線圈通電，它的常開觸點(diǎn)閉合，是外部負(fù)載得電工作。繼電器同時起隔離和功率放大的作用，每一路只給用戶供應(yīng)一對常開觸點(diǎn)。與觸點(diǎn)并聯(lián)的RC電路和壓敏電阻用來消退觸點(diǎn)斷開時產(chǎn)生的電圖2-5PLC的開關(guān)量輸出電路原理圖弧，以減輕它對CPU的干擾。繼電器型輸出電路的滯后時間一般在10ms左右。晶體管集電極輸出電路，各組的公共點(diǎn)接外接直流電源的負(fù)極。輸出信號送給內(nèi)部電路中的輸出鎖存器，再經(jīng)光耦合器送給輸出晶體管，后者的飽和導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于觸點(diǎn)的接通和斷開。圖中的穩(wěn)壓管用來抑制關(guān)斷過電壓和外部的浪涌電壓，以疼惜晶體管，晶體管輸出電路的延遲時間小于1ms。場效應(yīng)晶體管輸出電路的結(jié)構(gòu)與晶體管輸出電路基本上相同。除了上述兩種輸出電路外，還有雙向晶閘管輸出電路，它用光敏晶閘管實(shí)現(xiàn)隔離。雙向晶閘管由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通的延遲時間小于1ms，由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷的最大延遲時間小10ms。2.2.4電源PLC的溝通輸入一般為單相溝通(AC85～260V，50/60HZ)，有的也接受直流24V電源，PLC對外部工作電源的穩(wěn)定度要求不高，一般可允許±15%的波動范圍，抗干擾實(shí)力比較強(qiáng)。有些PLC還配有大容量電容作為數(shù)據(jù)后備電源，停電時可以保持50小時。運(yùn)用單相溝通電源的PLC，其內(nèi)部配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，該電源可以向CUP、存儲器、I/O模塊供應(yīng)DC5V工作電源，在容量許可的條件下，還可同時向外部供應(yīng)DC24V電源，供直流直流輸入或輸出訪用。2.2.5編程器編輯器是外圍設(shè)備，利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器，檢查程序。編程器一般由PLC生產(chǎn)廠家供應(yīng)，且只能用于某個品牌、某個系列的PLC。編程器主要分為專用編程器和專用編程軟件兩類。(1)專用編程器用于編制特定PLC軟件的編程裝置，分為簡易編程器和圖形編程器兩種。簡易編程器只能編輯語句表指令程序，不能干脆編輯梯形圖程序，運(yùn)用簡易編程器時必需把梯形圖程序先轉(zhuǎn)化為語句表指令程序。因此，簡易編程器一般用于小型PLC的編程，或者用于PLC限制系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試和修理。圖形編程器本質(zhì)上是一臺便攜式專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有LCD或CRT圖形顯示功能，用戶可以在線或離線地編制PLC應(yīng)用程序，所能編輯的也不再局限于語句表指令，可干脆運(yùn)用梯形圖編程。(2)專用編程軟件除了專用編程器以外，各PLC廠家都供應(yīng)了能在PC上運(yùn)行的專用編程軟件，借助于相應(yīng)的通信接口，用戶可以在PC上通過專用編程軟件來編輯和調(diào)試用戶程序，而且專用編程軟件一般可適應(yīng)于同一廠商的多種型號PLC。專用編程軟件具有功能強(qiáng)大、通用性強(qiáng)、升級便利、價格低廉等特點(diǎn)，在個人計(jì)算機(jī)和便攜式電腦日益普及的狀況下，是用戶首先的編程裝置。2.2.6其他外圍設(shè)備其他外圍設(shè)備包括人機(jī)接口裝置（HMI）、儲存器卡、打印機(jī)、盒式磁帶機(jī)、EPROM寫入器等。2.3PLC的工作原理2.3.1PLC限制系統(tǒng)等效電路PLC是從繼電器限制系統(tǒng)發(fā)展而來的。以圖1-11中電動機(jī)的限制電路為例，該電路是以觸點(diǎn)、線圈的組合實(shí)現(xiàn)的起保停限制及熱繼電器疼惜限制，用PLC實(shí)現(xiàn)等效的電氣限制邏輯特殊便利，如圖2-6所示，可以將PLC等效電路分成3部分，即輸入部分、內(nèi)部程序執(zhí)行部分和輸出部分。它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相像，所以梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱。(1)輸入部分輸入部分由外部輸入電路、輸入端子和輸入繼電器(內(nèi)部軟元件)組成，每個外部輸入信號經(jīng)由輸入端子驅(qū)動相同編號的輸入繼電器。當(dāng)外部信號狀態(tài)為“1”時（外部觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)），對應(yīng)的輸入繼電器狀態(tài)為“1”，程序中與該元件對應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合(狀態(tài)為“1”)、常閉觸點(diǎn)斷開（狀態(tài)為“0”）。同理，當(dāng)外部輸入信號斷開時，相應(yīng)的輸入繼電器狀態(tài)為“0”，程序中與之對應(yīng)的常開觸點(diǎn)狀態(tài)為“0”、常閉觸點(diǎn)狀態(tài)為“1”。輸入部分的主要功能就是檢測各外部輸入信號的狀態(tài)，并將結(jié)果存放到輸入映像寄存器中。(2)內(nèi)部程序執(zhí)行過程PLC的程序是電氣限制線路的軟件實(shí)現(xiàn)，程序的執(zhí)行過程相當(dāng)于電氣限制的邏輯運(yùn)算過程。PLC依據(jù)用戶程序規(guī)定的邏輯關(guān)系，對輸入信號和輸出信號的狀態(tài)進(jìn)行檢測、推斷、運(yùn)算和處理，得到相應(yīng)的輸出，這些輸出同樣對應(yīng)于PLC的某些內(nèi)部軟元件。(3)輸出部分以繼電器輸出形式為例，輸出部分由PLC內(nèi)部輸出繼電器常開觸點(diǎn)、輸出端子和外部輸出電路組成，輸出端子與同編號的輸出繼電器相對應(yīng)，通過輸出繼電器常開觸點(diǎn)的分合來驅(qū)動外部負(fù)載。輸出繼電器的狀態(tài)由程序執(zhí)行結(jié)果確定。當(dāng)內(nèi)部軟元件的邏輯運(yùn)算結(jié)果為“1”時，相應(yīng)的輸出繼電器得電，其常開觸點(diǎn)閉合，接通外部負(fù)載電路，以驅(qū)動相應(yīng)的限制電路。當(dāng)邏輯運(yùn)算結(jié)果為“0”時，相應(yīng)的輸出繼電器的常開觸點(diǎn)斷開，切斷外部驅(qū)動電路?？傊琍LC是依據(jù)檢測到的輸入元件的狀態(tài)及內(nèi)部其他元件的狀態(tài)依次執(zhí)行用戶程序的，然后將得到的結(jié)果輸出至外部負(fù)載電路，以驅(qū)動相應(yīng)的限制電器（繼電器、接觸器、電磁閥等）。2.3.2掃描工作方式PLC有兩種基本的工作模式，即運(yùn)行和停止。可以由外設(shè)的鈕子開關(guān)設(shè)置，也可以由編程軟件設(shè)置，在程序編輯、修改、上傳和下載時PLC應(yīng)處在停止模式，在PLC執(zhí)行限制程序時必需處在運(yùn)行模式。運(yùn)行和停止模式都有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈指示。PLC接受循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當(dāng)處于RUN狀態(tài)時，上述掃描周期不斷循環(huán)。當(dāng)處于STOP狀態(tài)時,PLC之只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)。(1)內(nèi)部處理階段主要完成自檢、自診斷及完成一些其他工作等，如檢查CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位等等。(2)通信服務(wù)階段PLC與其他的帶微處理器的智能裝置通信，相應(yīng)編程器鍵入的叮囑，更新編程器的顯示內(nèi)容。(3)輸入處理PLC在輸入采樣階段，首先掃描全部輸入端子，包括未接線的端子，將各輸入狀態(tài)信息存入內(nèi)存中各對應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時，輸入映像寄存器被刷新。接著，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行過程中用到的輸入信息均來自輸入映像寄存器，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變更，其內(nèi)容保持不變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。輸入映像寄存器中的位存儲單元稱為輸入繼電器，一般用I或X表示，如I0.0、I0.1和X000、X001等，其狀態(tài)分為有輸入（“ON”或“1”）和沒有輸入（“OFF”或“0”）兩種，而且完全由外界的輸入端確定,不能由程序變更其狀態(tài)。(4)程序執(zhí)行在程序執(zhí)行階段，依據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，PLC按先左后右，先上后下的步序語句逐句掃描。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則依據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來確定程序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時，PLC就從輸入映像寄存器“讀入”上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對應(yīng)元件(“軟繼電器”)的當(dāng)前狀態(tài)。然后，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。對元件映像寄存器來說，每一個元件(“軟繼電器”)的狀態(tài)會隨著程序執(zhí)行過程而變更。(5)輸出處理在輸出刷新階段，在全部指令執(zhí)行完畢后，元件映像寄存器中全部輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開）在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過確定方式輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。可以通過圖2-8所示的例子來進(jìn)一步分析PLC的工作原理。圖中的程序是用梯形圖來表示的，梯形圖是一種軟件，是PLC圖形化的程序，但是事實(shí)上梯形圖是以指令的形式儲存在PLC的用戶程序存儲器中，圖2-8中的梯形圖程序與下面的5條指令相對應(yīng)。LDI0.0//邏輯起先OQ0.1//并聯(lián)條件ANI0.1//串聯(lián)條件AI0.2//串聯(lián)條件=Q0.1//啟動輸出1在輸入處理階段，CPU將SB1、SB2的常開觸點(diǎn)、FR的常閉觸點(diǎn)的狀態(tài)讀入相應(yīng)的輸入映像寄存器，外部觸點(diǎn)接通時存入寄存器的是二進(jìn)制數(shù)1，反之存入0。執(zhí)行第1條指令時，從I0.0對應(yīng)的輸入映像寄存器中取出二進(jìn)制數(shù)并保存到棧頂。執(zhí)行第2條指令時，取出Q0.1對應(yīng)的輸出寄存器中的二進(jìn)制數(shù)，與I0.0對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)相“或”。運(yùn)算結(jié)束后只保留運(yùn)算結(jié)果，不保留取出來的參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)。執(zhí)行第3條指令時，取出I0.1對應(yīng)的輸入映像寄存器中的二進(jìn)制數(shù)，因?yàn)槭浅ｉ]觸點(diǎn)，先將取出的數(shù)取反，再與前面的運(yùn)算結(jié)果相與，然后存入棧頂。第4條指令的執(zhí)行與第3條指令的執(zhí)行類似。只是取出的數(shù)不要取反而已。執(zhí)行第5條指令時，將運(yùn)算結(jié)果寄存器的二進(jìn)制數(shù)送入Q0.1對應(yīng)的輸出映像寄存器。在輸出處理階段，CPU將各輸出映像寄存器的二進(jìn)制數(shù)傳送給輸出模塊并鎖存起來，假如Q0.1對應(yīng)的輸出映像寄存器存放的是二進(jìn)制數(shù)1，外接的接觸器的線圈將通電，反之將斷電。2.3.3掃描周期在RUN工作模式時，PLC的工作方式是一個不斷循環(huán)的依次掃描工作方式。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令起先，按依次逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令起先新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)掃描的。PLC運(yùn)行正常時，掃描周期的長短與CPU的運(yùn)算速度有關(guān)，與I/O點(diǎn)的狀況有關(guān)，與用戶應(yīng)用程序的長短及編程狀況等均有關(guān)。通常用PLC執(zhí)行1K指令所需時間來說明其掃描速度(一般1~10ms/K)。值得留意的是，不同指令其執(zhí)行時間是不同的，從零點(diǎn)幾微秒到上百微秒不等，故選用不同指令所用的掃描時間將會不同。當(dāng)用于高速系統(tǒng)且須要縮短掃描周期時，可從軟硬件上考慮。2.3.3輸入/輸出滯后時間輸入/輸出滯后時間又稱系統(tǒng)相應(yīng)時間，是指PLC的外部輸入信號發(fā)生變更的時刻至它限制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變更的時刻的時間間隔，它由輸入電路濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間這三部分組成。PLC是一種工業(yè)限制計(jì)算機(jī)，故它的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)上的，即是通過執(zhí)行反映限制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。但是CPU是以分時操作方式來處理各項(xiàng)任務(wù)的，在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序依次依次完成相應(yīng)各繼電器的動作,便成為時間上的串行,實(shí)際輸入/輸出的響應(yīng)是有滯后的。但PLC總的相應(yīng)時間一般只有幾十毫秒，對于一般的系統(tǒng)是無關(guān)緊要的。要求輸入輸出信號之間的滯后時間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的PLC或?qū)嵭衅渌胧?.4PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域2.4.1PLC的特點(diǎn)(1)編程簡潔、運(yùn)用便利目前，大多數(shù)PLC編程系統(tǒng)均接受了類似于繼電器-接觸器限制線路的梯形圖編程語言，與常用的計(jì)算機(jī)語言相比更簡潔為一般工程技術(shù)人員所理解和駕馭。同時,PLC編程軟件或簡易編程器的操作與運(yùn)用也比較簡潔，現(xiàn)場可修改程序。(2)修理工作量少，維護(hù)便利可編程序限制器的故障率很低，并且有完善的自診斷和顯示功能?？删幊绦蛳拗破骰蛲獠康妮斎胙b置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時，可以依據(jù)可編程序限制器上的發(fā)光二極管或編程器供應(yīng)的信息快速地查明故障的緣由，用更換模塊的方法可以快速地解除故障。(3)牢靠性高于繼電器限制系統(tǒng)傳統(tǒng)的繼電器限制系統(tǒng)運(yùn)用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，簡潔出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替了中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可削減到繼電器限制系統(tǒng)的特殊之一以下。大大削減了因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障。PLC運(yùn)用了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾實(shí)力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上，可以干脆用于有猛烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC被廣袤用戶公認(rèn)為最牢靠的工業(yè)設(shè)備之一。(4)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器限制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使限制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大削減。PLC的梯形圖程序可以用依次限制設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法很有規(guī)律，很簡潔駕馭。對于困難的限制系統(tǒng)，用這種方法設(shè)計(jì)程序的時間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。大多數(shù)的PLC可以用仿真軟件來模擬CPU模塊的功能，用它來調(diào)試用戶程序。在現(xiàn)場調(diào)試過程中，一般通過修改程序就可以解決發(fā)覺的問題，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。(6)體積小，能耗低困難的限制系統(tǒng)運(yùn)用PLC后，可以削減大量的中間繼電器和時間繼電器，小型PLC的體積相當(dāng)于幾個繼電器的大小，因此可以將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2~1/10?？删幊绦蛳拗破鞯捏w積小、重量輕，以三菱公司的FX0S-14型超小型可編程序限制器（14個輸入/輸出點(diǎn)）為例，其底部尺寸為90mm×60mm，只有卡片大小，由于體積小，很簡潔裝在機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的志向限制設(shè)備。(7)硬件配套齊全，通用性強(qiáng)，適用性強(qiáng)PLC產(chǎn)品已經(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，用戶能靈敏便利地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很便利，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載實(shí)力，可以干脆驅(qū)動大多數(shù)電磁閥和中小型溝通接觸器。硬件配置確定后，通過修改用戶程序，就可以便利快速地適應(yīng)工藝條件的變更。2.4.2PLC的應(yīng)用領(lǐng)域隨著PLC功能的不斷完善，性能價格比的不斷提高，PLC的應(yīng)用面也越來越廣。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電子、機(jī)械制造、汽車、船舶、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、消遣等各行各業(yè)。PLC的應(yīng)用范圍通?？煞譃槿缦挛宸N類型。(1)依次限制(開關(guān)量邏輯限制）這是PLC最廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器依次限制。PLC應(yīng)用于單機(jī)限制、多機(jī)群限制、生產(chǎn)自動線限制，例如，注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯限制等等。(2)運(yùn)動限制PLC制造商目前已供應(yīng)了拖動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置限制模塊。在多數(shù)狀況下，PLC把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，模塊移動一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置，當(dāng)每個軸移動時，位置限制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?，確保運(yùn)動平滑。運(yùn)動限制程