西门子PLC DP总线连接器

当然，高中档的PLC还开发有NC单元，或运动单元，可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补，可控制曲线运动。然后送入PLC。D-A单元是把PLC的数字量转换成模拟量，再送给外电路。

有了A-D、D-A单元，余下的处理都是数字量，这对有信息处理能力的PLC并不难。中、大型PLC处理能力更强，不仅可进行数字的加、减、乘、除，还可开方、插值，并可进行浮点运算。有的还有PID指令，可对偏差制量进行比例、微分、积分运算，进而产生相应的输出。

用PLC进行模拟量控制的好处是，在进行模拟量控制的同时，开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的，或控制的实现不如PLC方便。

通过讨论PLC的控制原理可知，从对PLC加入输入信号，到PLC产生输出，理想的情况也要延迟一个PLC运行程序的周期。因为PLC监测到输入信号，经运行程序后产生的输出，才是对输入信号的响应。对一般的输入信号，这个延迟虽可以接受，但对急需响应的输入信号，就不能接受了。对急需处理的输入信号延迟多长时间PLC能予以响应，一般的做法是采用输入中断，然后再输出即时刷新，即中断程序运行后，有关的输出点立即刷新，而不等到整个程序运行结束后再刷新。1.2 PLC的基本应用与分类1.2.1 PLC的基本应用

PLC初主要用于开关量的逻辑控制，随着技术的进步，它的应用领域不断扩大。在现代工业控制和商用控制场合，PLC不仅用于开关量控制，还用于模拟量及脉冲量的控制，可采集与存储数据，还可对控制系统进行监控；还可联网、通信，实现大范围、跨地域的控制与管理。PLC已日益成为现代电气控制装置家族中一个重要的角色。1.用于开关量控制

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PLC控制开关量的能力是很强的，所控制的输入/输出点数，少的十几点、几十点，多的可到几百、几千，甚至几万点。由于它能联网，点数几乎不受限制，不管多少点都能直接或间接控制。

PLC所控制的逻辑问题可以是多种多样的：组合的、时序的；即时的、延时的；不需计数的，需要计数的；固定顺序的，随机工作的等，都可进行控制。

PLC的硬件结构是可变的，软件程序是可编的，用于控制时，非常灵活。必要时，可编写多套，或多组程序，依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。

用PLC进行开关量控制的实例很多，如冶金、机械、轻工、化工和纺织等行业，几乎所有工业行业都需要用到它。

（1）在硬件方面PLC的输入/输出电路与内部CPU是电隔离，其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽措施。故可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁干扰，能正常地工作。PLC使用的元器件多为无触点的，而且为高度集成的，数量并不太多，也为其可靠工作提供了物质基础。

在机械结构设计与制造工艺上，为使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可确保PLC耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达50℃以上，有的PLC可高达80～90℃。

有的PLC的模块可工作在冗余热备模式下，一个主机工作，另一个主机也运转，但不参与控制，仅作冗余备份。一旦工作主机出现故障，冗余热备的CPU就可自动接替其工作。

（2）在软件方面PLC的工作方式为扫描加中断，这既可保证它能有序地工作，避免继电控制系统常出现的“冒险竞争”，其控制结果总是确定的；而且又能应急处理急于处理的控制，保证了PLC对应急情况的及时响应，使PLC能可靠地工作。

为监控PLC运行程序是否正常，PLC系统都设置了“看门狗”监控程序。运行用户程序开始时，先清“看门狗”定时器，并开始计时。当用户程序一个循环运行完了，则查看定时器的计时值。若超时（一般不超过100ms），则报警。严重超时，还可使PLC停止工作。用户可依报警信号采取相应的应急措施。定时器的计时值若不超时，则重复起始的过程，PLC将正常工作。显然，有了这个“看门狗”监控程序，可保证PLC用户程序的正常运行，可避免出现“死循环”而影响其工作的可靠性。

PLC还有很多防止及检测故障的指令，以产生各重要模块工作正常与否的提示信号。可通

3）PLC有丰富的外部设备，可建立友好的人机交互系统，以进行信息交换。在PLC相连的人机界面中可送入程序、送入数据，可读出程序、读出数据，而且读、写时可在图文并茂的画面上进行。PLC还具有外部通信接口，可与计算机连接或与总线联网进行交换信息，以形成单机所不能有的更大的、地域更广的控制系统。

4）PLC有强大的自检功能，可进行自诊断，并将结果自动记录，这为PLC系统的维修增加了透明度，提供了方便。

丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能，同时，也为工业系统的自动化、远动化及其控制的智能化创造了条件。像PLC这样集丰富功能于一身，是别的电控制器所没有的，更是传统的继电控制电路所无法比拟的。2.使用方便

用PLC实现对系统的控制是非常方便的，具体地讲，PLC有5个方面的方便：

（1）配置方便 可按控制系统的需要确定要使用哪家的PLC，哪种类型的，用什么模块，要多少模块，确定后，到市场上订货购买即可。

（1）编程设备 简单的为简易编程器，大多只接受助记符编程，个别的也可用图形编程。复杂一点的有图形编程器，可用梯形图语言编程。有的还有专用的计算机，可用其他语言进行编程。编程器除了用于编程，还可对系统作一些设定，以确定PLC的控制方式，或工作方式。编程器还可监控PLC及PLC所控制的系统工作状况，以进示的流程图反映了信息的时间关系，输入刷新→再运行用户程序→再输出刷新→再输入刷新→再运行用户程序→再输出刷新，**停止地、循环反复地进行着。

有了这样一个循环演算的过程，用PLC实现控制显然是可能的。因为有了输入刷新，可把输入电路监控得到的输入信息存入PLC的输入映射区；经运行用户程序，输出映射区将得到变换后的信息；再经输出刷新，输出锁存器将反映输出映射区的状态，并通过输出电路产生相应的输出。又由于这个过程是**停止地循环反复地进行着，所以输出总是反映输入的变化。只是响应的时间上略有滞后。当然，这个滞后不宜太大，否则，所实现的控制会不那么及时，也就失去了控制的意义。

为此，PLC的工作速度要快。速度快、执行指令时间短是PLC实现控制的基础。事实上，它的速度是很快的，执行一条指令，多的几微秒、几十微秒，少的才零点几微秒，或零点零几微秒，而且这个速度还在不断提高。行PLC用户程序的调试。

（2）监控设备 小的有数据监视器，可监视数据；大的还可能有图形监视器，可通过画面监视数据。除了不能改变PLC的用户程序，编程器能做的它都能做，是使用PLC很好的界面。性能好的PLC，这种外部设备已越来越丰富。

（3）存储设备 它用于性地存储用户数据，使用户程序不丢失。这些设备，如存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器。而为实现这些存储，相应的就有磁带机、软驱或ROM写入器，以及相应的接口部件。各种PLC大体都有这方面的配套设施。

（4）输入/输出设备 它用以接收信号或输出信号，便于与PLC进行人机对话。输入的有条码读入器、输入模拟量的电位器等。输出的有打印机、编程器，监控器虽也可对PLC输入信息，从PLC输出信息，但输入/输出设备实现人机对话更方便，可在现场条件下实现，并便于使用。随着技术的进步，这种设备将更加丰富。

外部设备已发展成为PLC系统的不可分割的一个部分。已成为选用PLC必须了解的重要方面，所以也应把它列为PLC性能的重要内容。1.1.3 PLC实现控制的过程