西门子PLC中央控制器CPU416-2/全国代理

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SIEMENS可编程控制器

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什么是PLC，可编程序控制器的定义

可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下后的定义。电工学会（IEC）曾先后于1982.11；1985.1和1987.2发布了可编程序控制器标准草案的，二，三稿。

在第三稿中，对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

定义强调了PLC是：1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算机

                  2 专为在工业环境下应用而设计

                  3 面向用户指令——编程方便

                  4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作

                  5 数字量或模拟量输入输出控制

                  6 易与控制系统联成一体

                  7 易于扩充

可编程序控制器(PLC)的特点

为适应工业环境使用，与一般控制装置相比较，PLC机有以下特点：

1. 可靠性高，抗干扰能力强

    工业生产对控制设备的可靠性要求：

①平均故障间隔时间长

②故障修复时间（平均修复时间）短

任何电子设备产生的故障，通常为两种：

     ①偶发性故障。由于外界恶劣环境如电磁干扰、超高温、超低温、过电压、欠电压、振动等引起的故障。这类故障，只要不引起系统部件的损坏，一旦环境条件恢复正常，系统也随之恢复正常。但对PLC而言，受外界影响后，内部存储的信息可能被破坏。

     ②性故障。由于元器件不可恢复的破坏而引起的故障。‘

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如果能限制偶发性故障的发生条件，如果能使PLC在恶劣环境中不受影响或能把影响的后果限制在范围，使PLC在恶劣条件消失后自动恢复正常，这样就能提高平均故障间隔时间；如果能在PLC上增加一些诊断措施和适当的保护手段，在性故障出现时，能很快查出故障发生点，并将故障限制在局部，就能降低PLC的平均修复时间。为此，各PLC的生产厂商在硬件和软件方面采取了多种措施，使PLC除了本身具有较强的自诊断能力，能及时给出出错信息，停止运行等待修复外，还使PLC具有了很强的抗干 扰能力。

·硬件措施：

主要模块均采用大规模或超大规模集成电路，大量开关动作由无触点的电子存储器完成，I/O系统设计有完善的通道保护和信号调理电路。

①    屏蔽——对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。

②    滤波——对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，如LC或π型滤波网络，以消除或高频干扰，也削弱了各种模块之间的相互影响。

③    电源调整与保护——对微处理器这个核心部件所需的+5V电源，采用多级滤波，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。

④    隔离——在微处理器与I/O电路之间，采用光电隔离措施，有效地隔离I/O接口与CPU之间电的联系，减少故障和误动作；各I/O口之间亦彼此隔离。

⑤    采用模块式结构——这种结构有助于在故障情况下短时修复。一旦查出某一模块出现故障，能迅速更换，使系统恢复正常工作；同时也有助于加快查找故障原因。

·软件措施：

    有*的自检及保护功能。

①故障检测——软件定期地检测外界环境，如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等。以便及时进行处理。

②信息保护与恢复——当偶发性故障条件出现时，不破坏PLC内部的信息。一旦故障条件消失，就可恢复正常，继续原来的程序工作。所以，PLC在检测到故障条件时，立即把现状态存入存储器，软件配合对存储器进行封闭，禁止对存储器的任何操作，以防存储信息被冲掉。

③设置警戒时钟WDT（看门狗）——如果程序每循环执行时间超过了WDT规定的时间，预示了程序进入死循环，立即报警。

④加强对程序的检查和校验——一旦程序有错，立即报警，并停止执行。

⑤对程序及动态数据进行电池后备——停电后，利用后备电池供电，有关状态及信息就不会丢失。

PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。
     什么语言都可以，而编写这个转换的软件工作量很大，当然应由有关厂家开发与提供，当前不少PLC厂家已有提供，如GE-FANAC的PLC就提供有可用C语言编程的软件，再前进一步，从理论上讲使用自然语言编程也是可能的。
     (4)编程器编程器是PLC*的重要外部设备，编程器将用户所希望的功能通过编程语言送到PLC的用户程序存储器中，编程器不仅能对程序进行写入，读出，修改，还能对PLC的工作状态进行监控，同时也是用户与PLC之间进行人机对话的界面。
     多状态变换的需要，用PLC进行开关量控制实例是很多的，冶金，机械，轻工，化工，纺织等等，几乎所有工业行业都需要用到它，目前，PLC首用的目标，也是别的控制器无法与其比拟的，就是它能方便并可靠地用于开关量的控制。
     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，还可进行浮点运算，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。

     重接线无需更多耗时可使PLC程序结构化，它用流程图把PLC程序划分成若干结构块，并规范块间的逻辑联系，用梯形图再确定块中的种种量间的逻辑关系，这种混合语言有不同的实现方法，而且多用于大型的PLC的编程语言。
     (5)某些输出信号不进入PLC系统中某些相对独立，比较简单的部分可以考虑不用PLC来控制，直接采用继电器控制即可，(6)利用输出点扩展输出点与利用输出点扩展输入点相似，也可以用输出点分时控制一组输出点的输出内容。
     更加明显:短交货时间灵活的批量生产具有竞争性的价格可靠的产品质量其解决方案为:缩短加工和生产设备调整时间，实现成本小化，积极并实现更高产能，借助[源于西门子"的自动化，即使复杂的需求，也可轻松满。
     控制开关量的能力是很强的，所控制的入出点数，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，不管多少点都能控制，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。