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    图   PLC整体式FX1S、FX2N系列
    (2)模块式结构
    大、中型PLC和部分小型PLC为了扩展方便，常采用模块式结构，PLC由机架和模块两部分组成，模块安插在插座上，模块插座焊在机架总线连接板上，有不同槽数的机架供用户选用，各机架之间用接口模块和电缆相连。模块式结构又叫积木式结构。模块式结构的特点是把PLC的每个工作单元都制成独立的模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、通信模块等。另外用一块带有插槽的母板（实质上就是计算机总线）把这些模块按控制系统需要选取后插到母板上，就构成了一个完整的PLC。模块式结构的PLC具有配置灵活、组装方便、扩展容易的优点，其缺点是结构较复杂、体积比较大、造价也较高。一般大、中型PLC都采用这种结构，如三菱Q系列PLC。
    (3)混合式PLC
    混合式结构将整体式结构和模块式结构的特点相结合。把某个系列的PLC工作单元的外形都制作成一致的外观尺寸，CPU、I/O口及电源也可做成独立的，不使用模块式PLC中的母板，采用电缆连接各个单元，在控制设备中安装时可以一层层地叠装，就成了混合式PLC。不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。
    任意构成某种形式的叠装式PLC即混合式PLC，在PLC智能化发展后使用非常广泛。
    3．按照PLC功能的强弱分类
    按照PLC功能的强弱分为低档机、中档机、高档机三种。
    低档PLC具有逻辑运算、定时、计数等基本功能。有的还增设了模拟量的处理、算术运算、数据传送等功能，可以实现逻辑、顺序、计时、计数等控制。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。
    中档PLC除了具有低档机的功能外，还具有较强的模拟量输入／输出、算术运算、数据传送、通信联网等功能，可完成既有开关量又有模拟量的控制任务。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。
    高档PLC除具有中档机的功能外，增设带符号算术运算、矩阵运算等功能，使其运算能力提高。高档机还具有模拟调节、联网通信、监视、记录和打印等功能，使PLC的功能更多更强，能进行远程控制和大规模过程控制，构成集散控制系统。
多年来，可编程控制器（以下简称PLC）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的奔腾；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅进步，成为产业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。
PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：
1．开关量逻辑控制
取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2．产业过程控制
在产业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
3．运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4．数据处理
PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操纵等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品产业中的一些大型控制系统。
5．通讯及联网
PLC通讯含PLC间的通讯及PLC与其它智能设备间的通讯。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通讯接口，通讯非常方便。
PLC应用中需要留意的题目
PLC是一种用于产业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在产业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输进并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要进步PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家进步设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决题目，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应留意以下题目：
1．工作环境
（1）温度
PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周透风散热的空间应足够大。
（2）湿度
为了保证PLC的尽缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。
（3）震动
应使PLC阔别强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。
（4）空气
避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
（5）电源
PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输进端，当输进端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。由于普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，轻易使PLC接收到错误信息。
2．控制系统中干扰及其来源
现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出题目所在，才能提出解决题目的办法。因此必须知道现场干扰的源头。（1）干扰源及一般分类
影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串进、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响丈量与控制精度。
（2）PLC系统中干扰的主要来源及途径
强电干扰
PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操纵浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。
柜内干扰
控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都轻易对PLC造成一定程度的干扰。
来自信号线引进的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵进。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串进的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引进干扰会引起I/O信号工作异常和丈量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。
来自接地系统混乱时的干扰
接地是进步电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引进严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。
来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
变频器干扰
一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。
3．主要抗干扰措施
（1）电源的公道处理，抑制电网引进的干扰
对于电源引进的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输进端串接LC滤波电路。如图1所示
（2）安装与布线
● 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件答应，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间间隔，并能将干扰降到最低限度。
● PLC应阔别强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应阔别动力线（二者之间间隔应大于200mm）。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。
● PLC的输进与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。
● 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量阔别高压线和动力线，避免并行。
（3）I/O真个接线
输进接线
● 输进接线一般不要太长。但假如环境干扰较小，电压降不大时，输进接线可适当长些。
● 输进/输出线不能用同一根电缆，输进/输出线要分开。
● 尽可能采用常开触点形式连接到输进端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。
输出连接
● 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
● 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。
● 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时应公道选择，或加隔离继电器。
● PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。
（4）正确选择接地点，完善接地系统
良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，假如电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰轻易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致丈量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
初学PLC梯形图编程，应要遵循一定的规则，并养成良好的习惯。下面以三菱FX系列PLC为例，简单介绍一下PLC梯形图编程时需要遵循的规则，希望对大家有所帮助。有一点需要说明的是，本文虽以三菱plc为例，但这些规则在其它plc编程时也可同样遵守。
　　一，梯形阶梯都是始于左母线，终于右母线(通常可以省掉不画，仅画左母线)。每行的左边是接点组合，表示驱动逻辑线圈的条件，而表示结果的逻辑线圈只能接在右边的母线上。接点不能出现在线圈右边。如下图(a)应改为(b)：

　　二，接点应画在水平线上，不应画在垂直线上，如下图(a)中的接点X005与其它接点间的关系不能识别。对此类桥式电路，应按从左到右，从上到下的单向性原则，单独画出所有的去路。如图(b)所示：

　　三，并联块串联时，应将接点多的去路放在梯形图左方(左重右轻原则);串联块并联时，应将接点多的并联去路放在梯形图的上方(上重下轻的原则)。这样做，程序简洁，从而减少指令的扫描时间，这对于一些大型的程序尤为重要。如下图所示：

　　四，不宜使用双线圈输出。若在同一梯形图中，同一组件的线圈使用两次或两次以上，则称为双线圈输出或线圈的重复利用。双线圈输出一般梯形图初学者容易犯的毛病之一。在双线圈输出时，只有最后一次的线圈才有效，而前面的线圈是无效的。这是由PLC的扫描特性所决定的。
　　PLC的CPU采用循环扫描的工作方式。一般包括五个阶段(如图所示)：内部诊断与处理，与外设进行通讯，输入采样，用户程序执行和输出刷新。当方式开关处于STOP时，只执行前两个阶段：内部诊断与处理，与外设进行通讯。

　　1，输入采样阶段
　　PLC顺序读取每个输入端的状态，并将其存入到我们称之为输入映像寄存器的内在单元中。当进入程序执行阶段,如输入端状态发生改变.输入映象区相应的单元信息并不会跟着改变,只有在下一个扫描周期的输入采样阶段,输入映象区相应的单元信息才会改变。因此，PLC会忽视掉小于扫描周期的输入端的开关量的脉冲变化。
　　2，程序执行阶段
　　PLC从程序0步开始，按先上后下，先左后右的顺序扫描用户程序并进行逻辑运算。PLC按输入映象区的内容进行逻辑运算，并把运算结果写入到输出映象区，而不是直接输出到端子。
　　3，输出刷新阶段
　　PLC根据输出映象区的内容改变输出端子的状态。这才是PLC的实际输出。
　　以上简单说明了PLC的工作原理，下面我们再以实例说明为什么编写梯形图程序，不宜重复使用线圈。如下图所示，设输入采样时，输入映象区中X001=ON，X002=OFF，Y003-ON，Y004=ON被实际写入到输出映象区。但继续往下执行时，因X002=OFF，使Y003=OFF，这个后入为的结果又被写入输出映象区，改变原Y003的状态。所以在输出刷新阶段，实际外部输出Y003=OFF，Y004=ON。许多新手就碰到过这样的问题，为什么X001已经闭合了，而Y003没有输出呢?逻辑关系不对。其实就是因为双线圈使用造成的。

　　注意：我们所说的是不宜(最好不要)使用双线圈，双线圈使用并不是绝对禁止的，在一些特殊的场合也可以使用双线圈，这时就需要你有较丰富的编程经验和技巧了。下面我们会谈到这一点。但对于初学者还是不要冒这个险。其实，从以上的例子可以看出，重复利用线圈之所以会造成Y003的输出混乱，是由于程序是从上到下顺序执行的缘故造成的。但如果我们可以改变程序执行的顺序，保证在任何时刻两个线圈只有一个驱动逻辑发生，就可以使用双线圈。其中，最常用的方法就是使用跳转指令。如下图所示：

　　程序分析：M0闭合，程序跳至P0处(不执行X001语句)，M0常闭断开，CJP1不会发生，执行下一语句。此时，Y003将X002状态进行驱动。M0断开时，程序顺序执行并按X001的状态对T003进行驱动，M0常闭闭合，跳至P1按X003状态对Y004进行驱动，即跳过了X002驱动Y003的语句。可见，在同一时刻，Y003驱动只有一个可以发生。此时，双线圈利用是可以的。

　　但在梯形图编程时，我们还是要尽量避免使用双线圈，而引入辅助继电器是一个常用的方法。如下图所示：
　　图(b)中，X001和X002接点控制辅助继电器M000，X003~X005接点控制辅助继电器M001，再由两个继电器M000，M001接点的并联组合去控制线圈Y000。这样逻辑关系没变，却把双线圈变成单线圈。