为什么说PLC使用方便

 用PLC实现对系统的控制是非常方便的。这是因为：首先PLC控制逻辑的建立是程序,用程序代替硬件接线。编程序比接线，更改程序比更改接线，当然要方便得多！ 

其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成为种种小型化的模块。而且，这些模块是配套的，已实现了系列化与规格化。种种控制系统所需的模块，PLC厂家多有现货供应，市场上即可购得。所以，硬件系统配置与建造也非常方便。 

正因如此，用可编程序控制器才有这个"可"字。对软件讲，它的程序可编，也不难编。对硬件讲，它的配置可变，而且也易于变。 

具体地讲，PLC有五个方面的方便： 

（1）配置方便：可接控制系统的需要确定要使用哪家的PLC，那种类型的，用什么模块，要多少模块，确定后，到市场上定货购买即可。 

（2）安装方便：PLC硬件安装简单，组装容易。外部接线有接线器，接线简单，而且一次接好后，更换模块时，把接线器安装到新模块上即可，都不必再接线。内部什么线都不要接，只要作些必要的DIP开关设定或软件设定，以及编制好用户程序就可工作。 

（3）编程方便：PLC内部虽然没有什么实际的继电器、时间继电器、计数器，但它通过程序（软件）与系统内存，这些器件却实实在在地存在着。其数量之多是继电器控制系统难以想象的。即使是小型的PLC，内部继电器数都可以千计，时间继电器、计数也以百计。而且，这些继电器的接点可无限次地使用。PLC内部逻辑器件之多，用户用起来已不感到有什么限制。**考虑的只是入出点。而这个内部入出点即使用得再多，也无关紧要。大型PLC的控制点数可达万点以上，哪有那么大的现实系统？若实在不够，还可联网进行控制，不受什么限制。PLC的指令系统也非常丰富，可毫不困难地实现种种开关量，以及模拟量的控制。PLC还有存储数据的内存区，可存储控制过程的所有要保存的信息。……总之，由于PLC功能之强，发挥其在控制系统的作用，所受的限制已不是PLC本身，而是人们的想象力，或与其配套的其它硬件设施了。 

PLC的外设很丰富，编程器种类很多，用起来都较方便，还有数据监控器，可监控PLC的工作。使用PLC的软件也很多，不仅可用类似于继电电路设计的梯形图语言，有的还可用BASIC语言、C语言，以至于自然语言。这些也为PLC编程提供了方便。 

PLC的程序也便于存储、移植及再使用。某定型产品用的PLC的程序完善之后，凡这种产品都可使用。生产一台，拷贝一份即可。这比起继电器电路台台设备都要接线、调试，要省事及简单得多。 

（4）维修方便：这是因为： 

①PLC工作可靠，出现故障的情况不多，这大大减轻了维修的工作量。这在讲述PLC的第三个特点时，还将进一步介绍。 

②即使PLC出现故障，维修也很方便。这是因为PLC都设有很多故障提示信号，如PLC支持内存保持数据的电池电压不足，相应的就有电压低信号指示。而且，PLC本身还可作故障情况记录。所以，PLC出了故障，很易诊断。同时，诊断出故障后排故也很简单。可按模块排故，而模块的备件市场可以买到，进行简单的更换就可以。至于软件，调试好后不会出故障，再多只要依据使用经验进行调整，使之完善就是了。 

（5）改用方便：PLC用于某设备，若这个设备不再使用了，其所用的PLC还可给别的设备使用，只要改编一下程序，就可办到。如果原设备与新设备差别较大，它的一些模块还可重用。

可编程序控制器技术当前的8大发展趋势

可编程序控制器诞生不久即显示了其在工业控制中的重要地位，如日本、德国、法国等国家相继研制成各自的PLC。PLC技术随着计算机和微电子技术的发展而迅速发展，由**初的一位机发展为8位机。随着微处理器CPU和微型计算机技术在PLC中的应用，形成了现代意义上的PLC。现在的PLC产品己使用了16位、32位高性能做处理器，而且实现了多处理器的多通道处理，通讯技术使PLC的应用得到进一步发展。如今，可编程序控制器技术已比较成熟。

  目前，**上有200多个厂家生产可编程序控制器产品，比较**的厂家有德国的西门子，美国的Rockwell(AB)、通用(GE),日本的三菱、欧姆龙，法国的施耐德等。

   可编程序控制器总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。具体表现在以下几个方面：

  (1)向小型化、专用化、低成本方向发展

  20世纪80年代初，小型PLC在价格上还高于小系统用的继电器控制装置。随着微电子技术的发展，新型器件大幅度的提高功能和降低价格，使PLC结构更为紧凑，功能不断增加，将原来大、中型PLC才有的功能移植到小型PLC上，如模拟量处理、数据通讯和复杂的功能指令等，但价格不断下降，真正成为继电器控制系统的替代产品。

  (2)向大容量，高速度方向发展

  大型PLC采用多微处理器系统，有的采用32位微处理器，可同时进行多任务操作，处理速度提高，特别是增强了过程控制和数据处理的功能。另外，存储容量大大增加。

  (3)与计算机联系密切

  从功能上看，PLC不仅能完成逻辑运算，且计算机的复杂运算功能在PLC中也进一步得到利用，从结构上看，计算机的硬件和技术越来越多地应用到PLC；从语言上看，PLC己不再是单纯用梯形图语言，而且可用多种语言编程，如类似计算机汇编语言的语句表，甚至可直接由计算机高级语言编程；在通讯方面，PLC与计算机可直接相连并进行信息传递。

  (4)发展多样化

  可编程序控制器发展的多样化体现在3个方面：产品类型、编程语言和应用领域。

  (5)模块化

  PLC的扩展模块发展迅速。功能明确化、专用化的复杂功能由专门模块来完成。主机仅仅通过通讯设备向模块发布命令和测试状态，这使得PLC的系统功能进一步增强，控制系统设计进一步简化。

  (6)网络与通讯能力增强

  计算机与PLC之间以及各个PLC之间的联网和通讯的能力不断增强，使用工业网络可以有效地节省资源、降低成本、提高系统可靠性和灵活性，致使网络的应用有普遍化的趋势。

  (7)多样化与标准化

  生产PLC产品的各厂家都在大力度地开发自己的新产品，以求占据市场的更大份额。因此产品向多样化方向发展，出现了欧、美、日多种流派。与此同时，为了推动技术标准化的进程。一些国际性组织，如国际电工委员会(IEC)不断为PLC的发展制定一些新的标准，如对各种类型的产品作一定的归纳或定义，或对PLC未来的发展制定一种方向或框架。

  (8)工业软件发展迅速

  与可编程序控制器硬件技术的发展相适应，工业软件的发展非常迅速，它使系统应用更加简单易行，大大方便了PLC系统的开发人员和操作使用人员。

循环指令——西门子S7系列PLC

l    RLD  <number>   32位左循环指令

l    RRD  <number>   32位右循环指令

l    RLDA             32位带CC1位左循环指令

l    RRDA             32位带CC1位右循环指令

例3.8.2

FBD符号：

* STL指令格式： RLD  <number>

说明：

1．当使能输入端EN = 1时，执行双字左循环指令。将来自输入端IN的32位双字左循环N位后，由OUT端输出。

2．N端输入要移位的次数。

3．如果N不等于0，则执行该指令后，CC0和OV位总是等于0。

    4．ENO = EN

l          打开数据块

        指令格式：OPN <data block>

          说明：打开一个数据块作为shared数据块（DB）或者作为instance数据块（DI）。

              可以同时打开一个shared数据块和一个instance数据块。

例 4.9.1： OPN  DB 10    // 打开数据块DB 10作为shared数据块

          L     DB W35  // 将DB 10的数据字W35装入到累加器

1的低字。

          T     M W22   // 将累加器1的低字传输到M W22。

          OPN   DI 20    // 打开数据块DI 20作为instance数据块

          L     DI B12    // 将DI 20的数据字节B12装入到累加

器1的低字

          T     DB B37   // 将累加器1的低字传输到DB 10的字

节37中。

l          交换shared数据块和instance数据块

        指令格式：CDB

        说明：交换shared数据块和instance数据块。

shared数据块变成instance数据块，

instance数据块变成shared数据块。

l          装shared数据块的长度到累加器1

        指令格式：L  DBLG

        说明：将shared数据块的长度装到累加器1。

l          装shared数据块的数目到累加器1

        指令格式：L  DBNO

        说明：将shared数据块的数目装到累加器1。

l          装instance数据块的长度到累加器1

        指令格式：L  DILG

        说明：将instance数据块的长度装到累加器1。

l          装instance数据块的数目到累加器1

        指令格式：L  DINO

机床刀架运动控制系统的设计（附PLC接线图和梯形图）

图1给出了钻削加工时刀架的运动示意图。刀架开始时在限位开关X4处，按下起动按钮X0，刀架左行，开始钻削加工，到达限位开关X3所在位置时停止进给，钻头继续转动，进行无进给切削，6s后定时时间到，刀架自动返回起始位置。

    在电动机正反转控制梯形图的基础上，设计出满足要求的PLC外部接线图和梯形图（见图2和图1）。为使刀架的进给运动自动停止，将左限位开关X3的常闭触点与控制进给的Y0的线圈串联。为了在左限位开关X3处进行无进给切削，用X3的常开触点来控制定时器T0的线圈，T0的定时时间到时，其常开触点闭合，给控制Y1的起保停电路提供起动信号，使Y1的线圈通电，刀架自动返回。刀架离开X3所在位置后，X3的常开触点断开，T0被复位。刀架回到X4所在位置时，X4的常闭触点断开，使Y1的线圈断电，刀架停在起始位置。

PLC行业应用趋势分析

伴随着日益上升的消费需求，外国直接投资流入中国升速，推进了中国的制造业，紧接着推动了PLC在中国的市场的发展。 

近年来中国OEM机械厂家一直忙于提高国产机械的自动化水平，减少对国外高端机械产品的依赖。因此，PLC作为典型控制产品，在纺织机械、塑料机械、印刷机械、食品机械、包装机械、起重机械、机床和化工机械等诸多领域被广泛应用。受危机的影响，中国OEM市场全面低迷，尤其是2008年下半年至2009年上半年，成本上升、出口锐减和内需萎缩导致中小企业大量倒闭，部分行业大企业严重开工不足，直接影响了该市场对PLC的需求。其中**的OEM市场——纺织机械的PLC应用规模降低到2.67亿元，萎缩近50%。使得深耕于该行业的PLC厂商都遭受重创。另外经济低迷导致需求的下降，在电梯、纺织机械、建筑机械、电源设备、造纸机械、电子制造设备、物料搬运、机床、HVAC、塑料机械、橡胶机械等应用中呈负增长的态势。纵观2009年，PLC在大部分OEM行业的应用都维持低迷的态势，只有少数如食品机械和包装机械等受经济周期影响不大的行业仍能保持一定的增长。但是，一些行业如，汽车、基础设施建设、矿业、市政等直接受国家刺激政策的拉动，PLC需求不减，成为PLC稳步增长的中坚力量。 

冶金行业是应用PLC**多的项目型市场，以大、中型PLC为主，由于产能过剩、需求萎缩和价格下降，也使得PLC在该行业继续保持低迷的态势。 

PLC的未来发展除了产品本身的发展，更大程度上取决于用户和市场的发展，任何产品存在的根本在于用户和市场的需求。随着经济的回暖和国家政策的推动，自动化产品市场的需求持续旺盛。特别是在低碳时代，制造企业充分认识到了自动化产品的作用，以及其对于企业利润和在竞争激烈的全球市场中取得成功的贡献，因而继续在自动化设备上加大资本投资。PLC产品可以用于离散、制程和混合式自动化产品领域，并在各个制造行业保持稳固增长。基于对更高自动化程度和更高能效的需要，制造业会越来越多地应用PLC。在制造过程中，以**生产设备生命周期成本来实现适应性和灵活性的日益增加的需求，给PLC的创新与发展提供了不竭的动力。一些新兴行业的运用以及新能源产生、储存和基础设施建设的需要，无疑给PLC带来了巨大的机遇，特别是在OEM、楼宇自控等低迷的行业中，将会有很大的起色。 

在PLC市场内，小型PLC占据**高的比例——而在国外，往往中型比例更高。这是典型的国情所决定的，设备较为低端，控制需求不高。但是这种情况只是表面，一些核心的情况正在发生转变。首先是国内用户对小型PLC的利用已经到了一种非常高的水平，很多小型PLC在履行中型PLC的职能。此外，中型PLC的比例在逐年提高。中国市场在过去10~20年，完成了从没有自动化，到小型PLC成为主流的转变。在未来，相信是从小型PLC到中型（或者小型的自我改进）的转变。

STEP7-Mirco/WIN根据PLC类型进行参数检查

在PLC和运行STEP7-Micro/WIN的PC连线后，在建立通信或编辑通信设置以前，应根据PLC的类型进行范围检查。必须保证STEP7-Micro/WIN中PLC类型选择与实际PLC类型相符。方法如下：

2        2        菜单命令“PLC”→“类型” →“读取PLC”。

2        2        在指令树→“项目”名称→“类型” →“读取PLC”

PLC类型的对话框如图所示。

图 PLC类型的对话框

s7-200的三种程序组织单位（POU）指主程序、子程序和中断程序。STEP 7-Micro/WIN为每个控制程序在程序编辑器窗口提供分开的制表符，主程序总是**个制表符，后面是子程序或中断程序。

一个项目（Project）包括的基本组件有程序块、数据块、系统块、符号表、状态图表、交叉引用表。程序块、数据块、系统块须下载到PLC，而符号表、状态图表、交叉引用表不下载到PLC。

程序块由可执行代码和注释组成，可执行代码由一个主程序和可选子程序或中断程序组成。程序代码被编译并下载到PLC，程序注释被忽略。

2        2        在“指令树”中 右击“程序块”图标可以插入子程序和中断程序。

数据块由数据（包括初始内存值和常数值）和注释两部分组成。

数据被编译后，下载到可编程控制器，注释被忽略。

系统块用来设置系统的参数，包括通信口配置信息、保存范围、模拟和数字输入过滤器、背景时间、密码表、脉冲截取位和输出表等选项。系统块如图1所示。

2        2        单击“浏览栏”上的“系统块”按钮，或者单击“指令树”内的“系统块”图标，可查看并编辑系统块。

系统块的信息须下载到可编程控制器，为PLC提供新的系统配置。

图1  “系统块”块对话框

加热炉送料系统——仿STL指令的编程方式梯形图举例

对于没有STL指令的PLC，也可以仿照STL指令的设计思路来设计顺序控制梯形图，这就是下面要介绍的仿STL指令的编程方式。

如图5-33所示为某加热炉送料系统的功能表图与梯形图。除初始步外，各步的动作分别为开炉门、推料、推料机返回和关炉门，分别用Y0、Y1、Y2、Y3驱动动作。X0是起动按钮，X1～X4分别是各动作结束的限位开关。与左侧母线相连的M300～M304的触点，其作用与STL触点相似，它右边的电路块的作用为驱动负载、指定转换条件和转换目标，以及使前级步的辅助继电器复位。

图5-33  加热炉送料系统的功能表图与梯形图

由于这种编程方式用辅助继电器代替状态器，用普通的常开触点代替STL触点，因此，与使用STL指令的编程方式相比，有以下的不同之处：

1）与代替STL触点的常开触点（如图5-33中M300～M304的常开触点）相连的触点，应使用AND或ANI指令，而不是LD或LDI指令。

2）在梯形图中用RST指令来完成代表前级步的辅助继电器的复位，而不是由系统程序自动完成。

3）不允许出现双线圈现象，当某一输出继电器在几步中均为“1”状态时，应将代表这几步的辅助继电器常开触点并联来控制该输出继电器的线圈。