西门子PLC授权广东代理商

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什么是硬PLC?硬PLC的特点举例说明

什么是硬PLC呢？所谓硬PLC从严格意义上来说是由硬件或者一块的ASIC芯片来实现PLC指令的持行．而软PLC是用一些通用的CPU或者MCU来实现PLC指令的解释或者编译持行．

　　像三菱（FX）和欧姆龙的PLC多是硬PLC，而西门子的有几种型号是属于软PLC的。 

　　硬PLC的核心是一个位处理器，也就是一个持行PLC指今的ASIC芯片，以前各厂商的这种处理器执行的是自家指令，但自从伟大而神圣的IEC61131－3出现后，大家都向这个标准上看齐了，IEC61131－3定义了5种语言——LD、FBD、SFC、ST、IL其中IL是像汇编的，大多数厂商的这个位处理器都是执行的一种类IL语言。我们在这里将这个位处理暂命名为IEC处理器。也有厂商用FPGA来实现这个处理器，由于这个处理器执行的是指令，速度相对软PLC来说要快许多倍。但它也有它的弱点，就是灵活性不高，并具一般只能处理位指令，而现代的PLC功能越来越强大，对模拟量的处理已和DCS不相上下，厂商一般要另加一块通用CPU来处理模拟量和复杂功能的实现。

PLC与计算机技术和继电器-接触器控制技术的关系

随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，特别是进入80年代以来，PLC已广泛地使用16位甚至32位微处理器作为中央处理器，输入输出模块和电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，使PLC在概念、设计、性能价格比以及应用方面都有了新的突破。这时的PLC已不仅仅是逻辑判断功能，还具有数据处理、PID调节和数据通信功能，称之为可编程序控制器（Programmable Controller）更为合适，简称为PC，但为了与个人计算机（Persona1 Computer）的简称PC相区别，一般仍将它简称为PLC（Programmable Logic Controller）。

         PLC是微机技术与传统的继电器-接触器控制技术相结合的产物，其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。继电器控制系统已有上百年历史，它是用弱电信号控制强电系统的控制方法，在复杂的继电器控制系统中，故障的查找和排除困难，花费时间长，严重地影响工业生产。在工艺要求发生变化的情况下，控制柜内的元件和接线需要作相应的变动，改造工期长、费用高，以至于用户宁愿制作一台新的控制柜。而PLC克服了继电器-接触器控制系统中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，充分利用微处理器的优点，并将控制器和被控对象方便的连接起来。由于PLC是由微处理器、存储器和器件组成，应属于工业控制计算机中的一类。

        对用户来说，可编程控制器是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，如果在初步设计阶段就选用可编程控制器，可以使得设计和调试变得简单容易。从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。

顺序控制在工业控制系统中应用十分广泛。传统的“继电器-接触器”控制只能进行一些简单控制，且整个系统十分笨重庞杂，接线复杂，故障率高；对于有些更复杂的控制甚至根本实现不了。而用PLC进行顺序控制则变得轻松简便，可以用各种不同指令，编写出形式多样、简洁清晰的控制程序。就是一些非常复杂的控制也变得十分简单。

  1. 用定时器实现时间顺序控制

  用定时器可对被控对象实现时间顺序启停控制，用定时器编写的实现时间顺序控制的梯形图和语句表如图6-55所示。当10.0总启动开关闭合后，00.0先接通；经过5s后Q0.1接通，将00.0断开；再经过5s后Q0.2接通，将Q0.1断开；又经过5s后Q0.3接通，将Q0.2断开；再经过5s又将Q0.0接通，将Q0.3断开······如此循环往复，实现了时间顺序启动/停止的控制。

  图6-55 用定时器编写的实现时间顺序控制的梯形图和语句表

  (a)梯形图;(b)语句表

  用定时器实现时间顺序控制的实质就是运用定时器的定时与延时功能，在不间点上实现被控对象的启停。

  2. 用计数器实现顺序控制

  用计数器减1计数的原理，可对被控对象实现顺序启停控制。用计数器实现顺序控制的梯形图和语句表如图6-56所示。当10.0第一次闭合时Q0.0接通；第二次闭合时Q0.1接通；第三次闭合时Q0.2接通；第四次闭合时Q0.3接通，将计数器复位；又开始了下一轮计数，如此往复，实现了顺序控制。这里10.0 既可以是手动开关，也可以是内部定时时钟脉冲，后者可实现自动循环控制。程序中还使用了比较指令，只有当计数值等于比较常数时相应的输出才接通。

  利用减1计数器C40进行计数，由控制触点10.0闭合的次数，驱动计数器计数，结合比较指令，将计数器的计数过程中间值与给定值比较，确定被控对象在不同计数点上的启停，从而实现控制各输出接通的顺序。

  3. 用移位指令实现顺序控制

  用移位指令将移位数据存储单元中的数据位移动，当某数据位为"1"时，利用该位启动其后的输出，对被控对象实现顺序启停控制。

  用左移移位指令编写的顺序控制梯形图和语句表如图6-57所示。利用一个开关触点I0.1实现对输出映像寄存器Q0.0、Q0.1、Q0.2和Q0.3的顺序控制。I0.1为移位脉冲控制触点，10.1每闭合一次VB1 左移一位。当VB1前4位初始值为0时，VB1的第零位置为1，即V1.0为1，此时输出Q0.0被接通；当I0.1第一次闭合时VB1左移一位1，于是VB1中V1.1接通，使输出 Q0.1被接通，V1.0断开。此后I0.1每闭合一次，VB1置位的1左移一位，使VB1的一位接通，从而接通一个输出端子。如此实现了将各输出顺序接通与断开。当I0.1第三次闭合时，Q0.3被接通；当I0.1第四次闭合时，将V1.0各位复位，于是又开始了新一轮循环。

  用左移位指令将移位数据存储单元中的数据位左移，利用左移的位启动其后的输出，确定被控对象在不同移位点上的启停。

  图6-56 用计数器实现顺序控制的梯形图和语句表

  (a)梯形图(b)语句表

  4. 用顺序控制功能指令实现顺序控制

  图6-58为某一专用冲床动力头的进给运动示意图。系统的一个周期分为快进、工进和快退3步，还设置有一个等待启动的初始步。动力头初始状态停留在Zui左边，位置开关10.1状态为1。启动按钮为10.0. 00.0~00.2控制3个电磁阀，这3个电磁阀依次控制快进、工进和快退3步。按下启动按钮，动力头的运动如图6-58所示，工作一个循环后，动力头返回并停留在初始位置。该控制可以用通用逻辑指令方法编程实现。

  图6-57 用左移移位指令编写的顺序控制梯形图和语句表

  (a)梯形图;(b)语句表

  图6-58 某一专用冲床动力头的进给运动示意图