PLD與PLC有什么區(qū)別

黃一鈁 · 發(fā)表于 2008-7-1 09:57:29

PLD（programmable logic device)
一,、概述
PLD 可編程邏輯器件：PLD是做為一種通用集成電路生產(chǎn)的,，他的邏輯功能按照用戶對(duì)器件編程來(lái)搞定,。一般的PLD的集成度很高,，足以滿足設(shè)計(jì)一般的數(shù)字系統(tǒng)的需要,。這樣就可以由設(shè)計(jì)人員自行編程而把一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片PLD上,，而不必去請(qǐng)芯片制造廠商設(shè)計(jì)和制作專(zhuān)用的集成電路芯片了。
二,、分類(lèi)
目前和平和使用的PLD產(chǎn)品主要有：1,、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列FPLA（field programmable logic array);2,、可編程陣列邏輯PAL（programmable array logic);3、通用陣列邏輯GAL（generic array logic);4,、可擦除的可編程邏輯器件EPLD（erasable programmable logic device);5,、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA（field programmable gate array)。其中EPLD和FPGA的集成度比較高,。有時(shí)又把這兩種器件稱(chēng)為高密度PLD,。
三、發(fā)展歷程
早期的可編程邏輯器件只有可編程只讀存貯器(PROM),、紫外線可按除只讀存貯器(EPROM)和電可擦除只讀存貯器(EEPROM)三種,。由于結(jié)構(gòu)的限制，它們只能完成簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯功能,。
其后,，出現(xiàn)了一類(lèi)結(jié)構(gòu)上稍復(fù)雜的可編程芯片，即可編程邏輯器件,，它能夠完成各種數(shù)字邏輯功能,。典型的PLD由一個(gè)“與”門(mén)和一個(gè)“或”門(mén)陣列組成，而任意一個(gè)組合邏輯都可以用“與一或”表達(dá)式來(lái)描述,，所以,， PLD能以乘積和的形式完成大量的組合邏輯功能。這一階段的產(chǎn)品主要有PAL和GAL,。PAL由一個(gè)可編程的“與”平面和一個(gè)固定的“或”平面構(gòu)成,，或門(mén)的輸出可以通過(guò)觸發(fā)器有選擇地被置為寄存狀態(tài)。PAL器件是現(xiàn)場(chǎng)可編程的,，它的實(shí)現(xiàn)工藝有反熔絲技術(shù),、EPROM技術(shù)和EEPROM技術(shù)。還有一類(lèi)結(jié)構(gòu)更為靈活的邏輯器件是可編程邏輯陣列(PLA),，它也由一個(gè)“與”平面和一個(gè)“或”平面構(gòu)成,，但是這兩個(gè)平面的連接關(guān)系是可編程的。PLA器件既有現(xiàn)場(chǎng)可編程的,，也有掩膜可編程的,。在PAL的基礎(chǔ)上，又發(fā)展了一種通用陣列邏輯GAL,，如GAL16V8,GAL22V10 等,。它采用了EEPROM工藝，實(shí)現(xiàn)了電可按除,、電可改寫(xiě),，其輸出結(jié)構(gòu)是可編程的邏輯宏單元，因而它的設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的靈活性，至今仍有許多人使用,。這些早期的PLD器件的一個(gè)共同特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)速度特性較好的邏輯功能,，但其過(guò)于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)也使它們只能實(shí)現(xiàn)規(guī)模較小的電路。為了彌補(bǔ)這一缺陷,，20世紀(jì)80年代中期Altera和Xilinx分別推出了類(lèi)似于PAL結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展型 CPLD和與標(biāo)準(zhǔn)門(mén)陣列類(lèi)似的FPGA,，它們都具有體系結(jié)構(gòu)和邏輯單元靈活、集成度高以及適用范圍寬等特點(diǎn),。這兩種器件兼容了PLD和通用門(mén)陣列的優(yōu)點(diǎn),，可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路，編程也很靈活,。與門(mén)陣列等其它ASIC相比,，它們又具有設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期短、設(shè)計(jì)制造成本低,、開(kāi)發(fā)工具先進(jìn),、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)需測(cè)試、質(zhì)量穩(wěn)定以及可實(shí)時(shí)在線檢驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn),，因此被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的原型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn)(一般在10,000件以下)之中,。幾乎所有應(yīng)用門(mén)陣列、PLD和中小規(guī)模通用數(shù)字集成電路的場(chǎng)合均可應(yīng)用FPGA和CPLD器件,。
四,、組成
·一個(gè)二維的邏輯塊陣列，構(gòu)成了PLD器件的邏輯組成核心,。
·輸入／輸出塊：連接邏輯塊的互連資源,。
·連線資源：由各種長(zhǎng)度的連線線段組成，其中也有一些可編程的連接開(kāi)關(guān),，它們用于邏輯塊之間,、邏輯塊與輸入／輸出塊之間的連接。

黃一鈁 · 發(fā)表于 2008-7-1 09:59:19

PLC （Programmable logic Controller）
可編程控制器（Programmable Controller）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(chēng)作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）,，簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)作可編程控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)PC,。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱(chēng)混淆,，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。
1,、PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller,，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：

“PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置,。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算,、計(jì)時(shí),、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程,。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì),�,！�

2 PLC的特點(diǎn)

2.1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)
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),。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō),，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,，電氣接線及開(kāi)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,。

2.2配套齊全,，功能完善，適用性強(qiáng)
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,�,？梢杂糜诟鞣N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。

2.3易學(xué)易用,，深受工程技術(shù)人員歡迎
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(kāi)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)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(kāi)了方便之門(mén)。

2.4系統(tǒng)的設(shè)計(jì),、建造工作量小,，維護(hù)方便，容易改造
PLC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,。

2.5體積小,，重量輕，能耗低
以超小型PLC為例,，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(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 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域
目前,，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵,、石油、化工,、電力,、建材、機(jī)械制造,、汽車(chē),、輕紡、交通運(yùn)輸,、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè),，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)。

3.1開(kāi)關(guān)量的邏輯控制
這是PLC最基本,、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制,、順序控制,，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線,。如注塑機(jī),、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械,、組合機(jī)床,、磨床、包裝生產(chǎn)線,、電鍍流水線等,。

3.2模擬量控制
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量,，如溫度,、壓力、流量,、液位和速度等都是模擬量,。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換,。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,，使可編程控制器用于模擬量控制,。

3.3運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō),，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊,。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能,，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床,、機(jī)器人,、電梯等場(chǎng)合。

3.4過(guò)程控制
過(guò)程控制是指對(duì)溫度,、壓力,、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),，PLC能編制各種各樣的控制算法程序,，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法,。大中型PLC都有PID模塊,，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的PID子程序,。過(guò)程控制在冶金,、化工、熱處理,、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用,。

3.5數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算,、邏輯運(yùn)算）,、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,、排序,、查表、位操作等功能,，可以完成數(shù)據(jù)的采集,、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較,，完成一定的控制操作,，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票�,。�?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng),；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙,、冶金,、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

3.6通信及聯(lián)網(wǎng)
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信,。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口,，通信非常方便,。

黃一鈁 · 發(fā)表于 2008-7-1 10:01:21

1.2 PLC的構(gòu)成

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,。

1.3 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。

1.4 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(kāi)關(guān)量輸入（DI）,，開(kāi)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(lèi)如下：

開(kāi)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：按信號(hào)類(lèi)型分,，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等,，按精度分,，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外,，還有特殊IO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,。

1.5 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(lèi)型有：交流電源（220VAC或110VAC）,，直流電源（常用的為24VDC）。

1.6 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(wèn)底板上的所有模塊,，機(jī)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,。

1.7 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備

1.7.1

編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用,、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件,，用于編程,、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行,。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器,。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī),。

1.7.2 人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛,，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及,。

1.8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)

依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集,、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此,，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著,，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說(shuō)法。

PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能,，它使PLC與PLC

之間,、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體,，實(shí)現(xiàn)分散集中控制,。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口,。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過(guò)多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊,、PROFIBUS

或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。

2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則
2.1 最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求,。
2.2 在滿足控制要求的前提下,，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),、使用和維護(hù)方便,。
2.3 保證控制系統(tǒng)安全可靠。
2.4 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量,。
3 PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語(yǔ)言

3.1 PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成,。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序,、診斷程序等,，主要用于管理全機(jī)、將程序語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言,，診斷機(jī)器故障,。系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干預(yù),。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求,，用PLC的程序語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制。STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包,，也就是用戶程序,，我們就是使用STEP7來(lái)進(jìn)行硬件組態(tài)和邏輯程序編制，以及邏輯程序執(zhí)行結(jié)果的在線監(jiān)視,。

3.2 PLC提供的編程語(yǔ)言

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言也是我們最常用的一種語(yǔ)言,，它有以下特點(diǎn)

3.2.1.1 它是一種圖形語(yǔ)言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈,、串聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)構(gòu)成,，左右的豎線稱(chēng)為左右母線。

3.2.1.2 梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開(kāi)和常閉,，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開(kāi)關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器,、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。

3.2.1.3 梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串,、并聯(lián),，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。

3.2.1.4 內(nèi)部繼電器,、計(jì)數(shù)器,、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用,。

3.2.1.5 PLC是按循環(huán)掃描事件,，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用,。

3.2.2 語(yǔ)句表語(yǔ)言,，類(lèi)似于匯編語(yǔ)言。

3.2.3 邏輯功能圖語(yǔ)言,，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來(lái)表達(dá)，一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能左邊畫(huà)輸入,、右邊畫(huà)輸出,。

4 STEP7程序的使用

4.1 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目就象一個(gè)文件夾,，所有數(shù)據(jù)都以分層的結(jié)構(gòu)存在于其中,，任何時(shí)候你都可以使用。在創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目之后,，所有其他任務(wù)都在這個(gè)項(xiàng)目下執(zhí)行,。

4.2 組態(tài)一個(gè)站，組態(tài)一個(gè)站就是指定你要使用的可編程控制器,，例如S7300,、S7400等。

4.3 組態(tài)硬件,，組態(tài)硬件就是在組態(tài)表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什么樣的地址來(lái)訪問(wèn)這些模板,，地址一般不用修改由程序自動(dòng)生成。模板的特性也可以用參數(shù)進(jìn)行賦值,。

4.4 組態(tài)網(wǎng)絡(luò)和通訊連接,，通訊的基礎(chǔ)是預(yù)先組態(tài)網(wǎng)絡(luò)，也就是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)滿足你的控制方案的子網(wǎng)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)特性,、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接特性以及任何聯(lián)網(wǎng)的站所需要的連接,。網(wǎng)絡(luò)地址也是程序自動(dòng)生成如果沒(méi)有更改經(jīng)驗(yàn)一定不要修改。

4.5 定義符號(hào),，可以在符號(hào)表中定義局部或共享符號(hào),，在你的用戶程序中用這些更具描述性的符號(hào)名替代絕對(duì)地址。符號(hào)的命名一般用字母編寫(xiě)不超過(guò)8個(gè)字節(jié),，最好不要使用很長(zhǎng)的漢字進(jìn)行描述,，否則對(duì)程序的執(zhí)行有很大的影響。

4.6 創(chuàng)建程序,，用梯形圖編程語(yǔ)言創(chuàng)建一個(gè)與模板相連結(jié)或與模板無(wú)關(guān)的程序并存儲(chǔ),。創(chuàng)建程序是我們控制工程的重要工作之一，一般可以采用線形編程（基于一個(gè)塊內(nèi),，OB1）,、分布編程（編寫(xiě)功能塊FB,OB1組織調(diào)用）、結(jié)構(gòu)化編程（編寫(xiě)通用塊）,。我們最常采用的是結(jié)構(gòu)化編程和分布編程配合使用,，很少采用線形編程。

4.7 下載程序到可編程控制器,，完成所有的組態(tài),、參數(shù)賦值和編程任務(wù)之后，可以下載整個(gè)用戶程序到可編程控制器,。在下載程序時(shí)可編程控制器必須在允許下載的工作模式下（STOP或RUN-P）,

RUN-P模式表示,，這個(gè)程序?qū)⒁淮蜗螺d一個(gè)塊，如果重寫(xiě)一個(gè)舊的CPU程序就可能出現(xiàn)沖突,，所以一般在下載前將CPU切換到STOP模式,。

黃一鈁 · 發(fā)表于 2008-7-1 10:05:09

5 WINCC程序的使用

5.1 簡(jiǎn)介，WINCC是在生產(chǎn)和過(guò)程自動(dòng)化中解決可視化和控制任務(wù)的工業(yè)技術(shù)中性系統(tǒng),。具有控制自動(dòng)化過(guò)程的強(qiáng)大功能,，是基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作監(jiān)視系統(tǒng)，它很容易結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的和用戶的程序建立人機(jī)界面精確的滿足生產(chǎn)實(shí)際要求,。WINCC有兩個(gè)版本RC版（具有組態(tài)和開(kāi)發(fā)環(huán)境）,、RT版（只有運(yùn)行環(huán)境），我們一般使用的是RC版,。

5.2 WINCC簡(jiǎn)單使用步驟

5.2.1 變量管理,，首先確定通訊方式安裝驅(qū)動(dòng)程序，然后定義內(nèi)部變量和外部變量,，外部變量是受你買(mǎi)的WINCC軟件授權(quán)限制的最大授權(quán)64K字節(jié),，內(nèi)部變量沒(méi)有限制,。

5.2.2 畫(huà)面生成，進(jìn)入圖形編輯器,，圖形編輯器是一種用于創(chuàng)建過(guò)程畫(huà)面的面向矢量的作圖程序,。也可以使用包含在對(duì)象和樣式庫(kù)中的眾多的圖形對(duì)象來(lái)創(chuàng)建復(fù)雜的過(guò)程畫(huà)面�,？梢酝ㄟ^(guò)動(dòng)作編程將動(dòng)態(tài)添加到單個(gè)圖形對(duì)象上,。

5.2.3 報(bào)警記錄設(shè)置，報(bào)警記錄提供了顯示和操作選項(xiàng)來(lái)獲取和歸檔結(jié)果,�,？梢匀我獾剡x擇消息塊、消息級(jí)別,、消息類(lèi)型,、消息顯示以及報(bào)表。為了在運(yùn)行中顯示消息,，可以使用包含在圖形編輯器中的對(duì)象庫(kù)中的報(bào)警控件,。

5.2.4 變量記錄，變量記錄是用來(lái)從運(yùn)行過(guò)程中采集數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備將它們顯示和歸檔,。

5.2.5 報(bào)表組態(tài),，報(bào)表組態(tài)是通過(guò)報(bào)表編輯器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。是為消息,、操作,、歸檔內(nèi)容和當(dāng)前或已歸檔的數(shù)據(jù)定時(shí)器或事件控制文檔的集成的報(bào)表系統(tǒng)，可以自由選擇用戶報(bào)表的形式,。

5.2.6 全局腳本的應(yīng)用,，全局腳本就是C語(yǔ)言函數(shù)和動(dòng)作的通稱(chēng)，根據(jù)不同的類(lèi)型腳本被用于給對(duì)象組態(tài)動(dòng)作并通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部C語(yǔ)言編譯器來(lái)處理,。全局腳本動(dòng)作用于過(guò)程執(zhí)行的運(yùn)行中。一個(gè)觸發(fā)可以開(kāi)始這些動(dòng)作的執(zhí)行,。

5.2.7 用戶管理器設(shè)置,，用戶管理器用于分配和控制用戶的單個(gè)組態(tài)和運(yùn)行系統(tǒng)編輯器的訪問(wèn)權(quán)限。每建立一個(gè)用戶,，就設(shè)置了WINCC功能的訪問(wèn)權(quán)利并獨(dú)立的分配給此用戶,。至多可分配999個(gè)不同的授權(quán)。

5.2.8 交叉表索引,，交叉索引用于為對(duì)象尋找和顯示所有使用處,，例如變量、畫(huà)面和函數(shù)等,。使用“鏈接”功能可以改變變量名稱(chēng)而不會(huì)導(dǎo)致組態(tài)不一致,。

　　PLC的基本結(jié)構(gòu)

　　PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同．
　　a. 中央處理單元(CPU)
　　中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù),；檢查電源,、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤,。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),，并分別存入I/O映象區(qū),，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi),。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行,，直到停止運(yùn)行,。
　　為了進(jìn)一步提高PLC的可*性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),，或采用三CPU的表決式系統(tǒng),。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障,，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行,。
　　b、存儲(chǔ)器
　　存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器,。
　　存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶程序存儲(chǔ)器,。
　　C、電源
　　PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用,。如果沒(méi)有一個(gè)良好的,、可*得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視,。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi),，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。
3,、PLC的工作原理
一. 掃描技術(shù)
　　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(chēng)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)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,。
　　同樣的若干條梯形圖,，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同,。另外,，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略,，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。
　　一般來(lái)說(shuō),，PLC的掃描周期包括自診斷,、通訊等，如下圖所示,，即一個(gè)掃描周期等于自診斷,、通訊、輸入采樣,、用戶程序執(zhí)行,、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。

（第二種解釋?zhuān)?/font>PLC,，俗稱(chēng)“電力線上網(wǎng)”,，英文全名為Power Line Communication，主要是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式
1,、主要特點(diǎn)

① 結(jié)構(gòu)靈活,，不受環(huán)境的限制，有電即可組建網(wǎng)絡(luò),，同時(shí)可以靈活擴(kuò)展接入端口數(shù)量,，使資源保持較高的利用率，在移動(dòng)性方面可與WLAN媲美,。

② 傳輸質(zhì)量高,、速度快、帶寬穩(wěn)定,，可以很平順的在線觀賞DVD影片,，它所提供的14Mbps帶寬可以為很多應(yīng)用平臺(tái)提供保證。最新的電力線標(biāo)準(zhǔn)HomePlug AV傳輸速度已經(jīng)達(dá)到了200Mbps,；為了確保QoS,，HomePlug AV采用了時(shí)分多路訪問(wèn)（TDMA）與帶有沖突檢測(cè)機(jī)能的載體偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA）協(xié)議，兩者結(jié)合,，能夠很好地傳輸流媒體,。

③ 范圍廣，無(wú)所不在的電力線網(wǎng)絡(luò)也是這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì),。雖然無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以做到不破墻,，但對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō),，其必需布設(shè)N多個(gè)AP才能滿足需求，而且同樣不能避面信號(hào)盲區(qū)的存在,。而電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò),，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的,。由此,，運(yùn)營(yíng)商就可以輕松地把這種網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)滲透到每一處有電力線的地方。這一技術(shù)一旦全面進(jìn)入商業(yè)化階段,，將給互聯(lián)網(wǎng)普及帶來(lái)極大的發(fā)展空間,。終端用戶只需要插上電力貓，就可以實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入,，電視頻道接收節(jié)目,，打電話或者是可視電話。

④ 低成本,。充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,，無(wú)需任何布線，節(jié)約了資源,。無(wú)需挖溝和穿墻打洞,，避免了對(duì)建筑物、公用設(shè)施,、家庭裝潢的破壞,，同時(shí)也節(jié)省了人力。相對(duì)傳統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù),，PLC成本更低,，工期短，可擴(kuò)展性和可管理性更強(qiáng),。目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)通電力寬帶上網(wǎng)的地方,，其包月使用費(fèi)用一般為50-80元/月左右，這樣的價(jià)格和很多地方的ADSL包月相持平,。

⑤ 適用面廣,。PLC作為利用電力線組網(wǎng)的一種接入技術(shù)，提供寬帶網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”的解決方案,，廣泛適用于居民小區(qū),，酒店，辦公區(qū),，監(jiān)控安防等領(lǐng)域,。它是利用電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方,，不用撥號(hào)，就立即可享受4.5~45Mbps的高速網(wǎng)絡(luò)接入,，來(lái)瀏覽網(wǎng)頁(yè)﹑撥打電話,，和觀看在線電影，從而實(shí)現(xiàn)集數(shù)據(jù),、語(yǔ)音,、視頻，以及電力于一體的“四網(wǎng)合一”,。

PLC 還有一種說(shuō)法是:產(chǎn)品生命周期（product life cycle）觀念,，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，是把一個(gè)產(chǎn)品的銷(xiāo)售歷史比作象人的生命周期一樣,，要經(jīng)歷出生,、成長(zhǎng)、成熟,、老化,、死亡等階段。就產(chǎn)品而言,，也就是要經(jīng)歷一個(gè)開(kāi)發(fā),、引進(jìn)、成長(zhǎng),、成熟,、衰退的階段。
1,、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)期：從開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的設(shè)想到產(chǎn)品制造成功的時(shí)期,。此期間該產(chǎn)品銷(xiāo)售額為零，公司投資不斷增加,。
2,、引進(jìn)期：新產(chǎn)品新上市，銷(xiāo)售緩慢,。由于引進(jìn)產(chǎn)品的費(fèi)用太高,，初期通常利潤(rùn)偏低或?yàn)樨?fù)數(shù)，但此時(shí)沒(méi)有或只有極少的競(jìng)爭(zhēng)者,。
3,、成長(zhǎng)期：產(chǎn)品經(jīng)過(guò)一段時(shí)間已有相當(dāng)知名度，銷(xiāo)售快速增長(zhǎng),，利潤(rùn)也顯著增加,。但由于市場(chǎng)及利潤(rùn)成長(zhǎng)較快，容易吸引更多的競(jìng)爭(zhēng)者。
4,、成熟期：此時(shí)市場(chǎng)成長(zhǎng)趨勢(shì)減緩或飽和,，產(chǎn)品已被大多數(shù)潛在購(gòu)買(mǎi)者所接受，利潤(rùn)在達(dá)到頂點(diǎn)后逐漸走下坡路,。此時(shí)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,，公司為保持產(chǎn)品地位需投入大量的營(yíng)銷(xiāo)費(fèi)用。
5,、衰退期：這期間產(chǎn)品銷(xiāo)售量顯著衰退,，利潤(rùn)也大幅度滑落。優(yōu)勝劣汰,，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)者也越來(lái)越少,。

邢威 · 發(fā)表于 2008-7-18 11:01:15

這么好的東西沒(méi)有人支持,可惜了,頂一下,也下了學(xué)習(xí)

麗格威 · 發(fā)表于 2008-11-12 22:49:44

我以前就想搞懂這個(gè)問(wèn)題。多謝,！

藍(lán)夢(mèng) · 發(fā)表于 2008-11-13 22:40:07

相當(dāng)全面呢,，學(xué)習(xí)啦！

huangerge · 發(fā)表于 2008-11-16 19:59:33

當(dāng)全面呢,，學(xué)習(xí)啦,！

cuiyanlei2004 · 發(fā)表于 2008-11-16 20:25:34

相當(dāng)全面呢，學(xué)習(xí)啦,！

三義村 · 發(fā)表于 2009-5-20 17:06:24

LZ真厲害,！以后有機(jī)會(huì)請(qǐng)教。

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