1、化學工業出版社化學工業出版社 化學工業出版社化學工業出版社 化工儀表及自動化化工儀表及自動化第五章第五章 自動控制儀表自動控制儀表 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 內容提要內容提要n 概述概述n 基本控制規律及其對系統過渡過程的影響基本控制規律及其對系統過渡過程的影響n雙位控制雙位控制n比例控制比例控制n積分控制積分控制n微分控制微分控制n 模擬式控制器模擬式控制器n基本構成原理及部件基本構成原理及部件nDDZ-DDZ-型電動控制器型電動控制器1化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 內容提要內容提要n 數字式控制器數字式控制器n

2、數字式控制器的主要特點數字式控制器的主要特點n數字是控制器的基本構成數字是控制器的基本構成nKMMKMM型可編程序調節器型可編程序調節器n 可編程序控制器可編程序控制器n概論概論n可編程序控制器的基本組成可編程序控制器的基本組成n可編程序控制器的編程語言可編程序控制器的編程語言nOMRON C OMRON C 系列系列 PLCPLCn應用實例應用實例2化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第一節第一節 概述概述3 基地式控制儀表基地式控制儀表 單元組合式儀表中的控制單元單元組合式儀表中的控制單元 以微處理器為基元的控制裝置以微處理器為基元的控制裝置化學工業出版社化

3、學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第二節第二節 基本控制規律及其對系統過渡過程的影響基本控制規律及其對系統過渡過程的影響4控制器的控制規律是指控制器的控制規律是指 控制器的輸出信號與輸入信號之間的關系。控制器的輸出信號與輸入信號之間的關系。 xzfefp即即 經常是假定控制器的輸入信號經常是假定控制器的輸入信號e e是一個階躍信號，是一個階躍信號，然后來研究控制器的輸出信號然后來研究控制器的輸出信號p p隨時間的變化規律。隨時間的變化規律。 在研究控制器的控制規律時在研究控制器的控制規律時化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第二節第二節 基本控

4、制規律及其對系統過渡過程的影響基本控制規律及其對系統過渡過程的影響 位式控制位式控制（其中以雙位控制比較常用）、（其中以雙位控制比較常用）、比比例控制例控制（P P）、）、積分控制積分控制（I I）、）、微分控制微分控制（D D）及它們的組合形式，如及它們的組合形式，如比例積分控制比例積分控制（PIPI）、）、比比例微分控制例微分控制（PDPD）和）和比例積分微分控制比例積分微分控制（PIDPID）。）。 5化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 一、雙位控制一、雙位控制00,)0(0,minmaxeepeepp或或6理想的雙位控制器其輸出理想的雙位控制器其輸出

5、p p與輸入偏差額與輸入偏差額e e之間的關系為之間的關系為圖5-1 理想雙位控制特性圖5-2 雙位控制示例化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 7 將上圖中的測量裝置及繼電器線路稍加改變，便可成為一個具有中間區的雙位控制器，見下圖。由于設置了中間區，當偏差在中間區內變化時，控制機構不會動作，因此可以使控制機構開關的頻繁程度大為降低，延長了控制器中運動部件的使用壽命。 圖5-3 實際的雙位控制特性圖5-4 具有中間區的雙位控制過程化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 雙位控制過程中一般采用雙位控制過程中一般采用振幅振幅與與周期周期作為

6、品質指標作為品質指標 結論結論被控變量波動的上、下限在允許范圍內，使被控變量波動的上、下限在允許范圍內，使周期長周期長些比較有利。些比較有利。 雙位控制器雙位控制器結構簡單結構簡單、成本較低成本較低、易于實現易于實現，因而，因而應用很普遍。應用很普遍。8化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第二節第二節 基本控制規律及其對系統過渡過程的影響基本控制規律及其對系統過渡過程的影響n 二、比例控制二、比例控制9 在雙位控制系統中，被控變量不可避免地會產生持續在雙位控制系統中，被控變量不可避免地會產生持續的的等幅振蕩過程等幅振蕩過程，為了避免這種情況，應該使控制閥的開，為

7、了避免這種情況，應該使控制閥的開度與被控變量的偏差成比例，根據偏差的大小，控制閥可度與被控變量的偏差成比例，根據偏差的大小，控制閥可以處于不同的位置，這樣就有可能獲得與對象負荷相適應以處于不同的位置，這樣就有可能獲得與對象負荷相適應的操縱變量，從而使被控變量趨于穩定，達到平衡狀態。的操縱變量，從而使被控變量趨于穩定，達到平衡狀態。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 圖5-5 簡單的比例控制系統示意圖eabpepab?,eKpP比例控制的放大倍數比例控制的放大倍數K KP P是一個重要的系數，是一個重要的系數，它決定了比例控制作用的強弱。它決定了比例控制作用的強

8、弱。（5-4）10化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n %100/minmaxminmaxpppxxe11是指控制器輸入的變化相對值與相應的輸出變化相對是指控制器輸入的變化相對值與相應的輸出變化相對值之比的百分數。值之比的百分數。 圖5-6 比例度示意圖（5-5）化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 12舉例DDZ-DDZ-型比例作用控制，溫度刻度范圍為型比例作用控制，溫度刻度范圍為400400800800，控制器輸出工作范圍是，控制器輸出工作范圍是0 010mA10mA。當指示指。當指示指針從針從600600移到移到700700，此

9、時控制器相應的輸出從，此時控制器相應的輸出從4mA4mA變為變為9mA9mA，其比例度的值為，其比例度的值為 %50%10001049/400800600700 對于這臺控制器，溫度變化全量程的對于這臺控制器，溫度變化全量程的5050（相當于（相當于200200），控制器的輸出就能從最小變為最大，在此區間內，），控制器的輸出就能從最小變為最大，在此區間內，e e和和p p是成比例的。是成比例的。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 13將式將式（5-45-4）的關系代入式的關系代入式（5-55-5），經整理后可得，經整理后可得%1001minmaxminmaxx

10、xppKP 比例度比例度 與放大倍數與放大倍數K KP P成反比。成反比。 控制器的控制器的比例度比例度 越小越小，它的放大倍數，它的放大倍數K KP P就越大，就越大，它將偏差（控制器輸入）放大的能力越強，反之亦它將偏差（控制器輸入）放大的能力越強，反之亦然。然。結論化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 14左下圖表示圖左下圖表示圖5-5的液位比例控制系統的過渡過程。的液位比例控制系統的過渡過程。圖5-7 比例控制系統過渡過程在在t=tt=t0 0時，系統外加一個干時，系統外加一個干擾作用擾作用液位開始下降液位開始下降作用在控制閥上的信作用在控制閥上的信號號進水

11、量增加進水量增加偏差的偏差的變化變化曲線曲線圖5-8 比例度對過渡過程的影響化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第二節第二節 基本控制規律及其對系統過渡過程的影響基本控制規律及其對系統過渡過程的影響：反應快，控制及時反應快，控制及時：存在余差存在余差 若對象的滯后較小、時間常數較大以及放大倍若對象的滯后較小、時間常數較大以及放大倍數較小時，控制器的比例度可以選得小些，以提高數較小時，控制器的比例度可以選得小些，以提高系統的靈敏度，使反應快些，從而過渡過程曲線的系統的靈敏度，使反應快些，從而過渡過程曲線的形狀較好。反之，比例度就要選大些以保證穩定。形狀較好。反之，

12、比例度就要選大些以保證穩定。 結論結論15化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 三、積分控制三、積分控制16 當對控制質量有更高要求時，就需要在比例控制的當對控制質量有更高要求時，就需要在比例控制的基礎上，再加上能消除余差的積分控制作用。基礎上，再加上能消除余差的積分控制作用。 積分控制作用的輸出變化量積分控制作用的輸出變化量p p與輸入偏差與輸入偏差e e的積分成正比，即的積分成正比，即 AtKAdtKpII圖5-9 積分控制器特性當輸入偏差是常數當輸入偏差是常數A A時時 edtKpI化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n ed

13、tTeKpedtKeKpIPIP117把比例與積分組合起來，這樣控制把比例與積分組合起來，這樣控制既及時，又能消除余差。既及時，又能消除余差。圖5-10 比例積分控制器特性圖5-11積分時間對過渡過程的影響比例積分控制規律可用下式表示比例積分控制規律可用下式表示 AtTKAKpPP1或或若偏差是幅值為若偏差是幅值為A A的階躍干擾的階躍干擾化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 比例積分控制器對于多數系統都可采用，比例積分控制器對于多數系統都可采用，兩個參數均可調整。兩個參數均可調整。 當對象滯后很大時，可能控制時間較長、最大偏差也當對象滯后很大時，可能控制時間較長

14、、最大偏差也較大；較大； 負荷變化過于劇烈時，由于積分動作緩慢，使控制作負荷變化過于劇烈時，由于積分動作緩慢，使控制作用不及時，此時可增加微分作用。用不及時，此時可增加微分作用。 18化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 四、微分控制四、微分控制dtdeTpD19在自動控制時，控制器具有微在自動控制時，控制器具有微分控制規律分控制規律圖5-12 理想微分控制器特性具有超前控制功能。具有超前控制功能。 它的輸出不能反映偏差的大小，假如它的輸出不能反映偏差的大小，假如偏差固定偏差固定，即使數，即使數值很大，微分作用也沒有輸出，因而控制結果不能消除值很大，微分作用也

15、沒有輸出，因而控制結果不能消除偏差，所以不能單獨使用這種控制器，它常與比例或比偏差，所以不能單獨使用這種控制器，它常與比例或比例積分組合構成比例微分或三作用控制器。例積分組合構成比例微分或三作用控制器。化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n dtdeTeKpDPdtdeTedtTeKpDIP120圖5-13 比例微分控制器特性圖5-14 微分時間對過渡過程的影響圖5-15 三作用控制器特性化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第三節第三節 模擬式控制器模擬式控制器n 一、基本構成原理及部件一、基本構成原理及部件21在模擬式控制器中，所傳

16、送的信號形式為在模擬式控制器中，所傳送的信號形式為。目前應用的模擬式控制器主要是目前應用的模擬式控制器主要是。 圖5-16 控制器基本構成將給定信號與測量信號進行將給定信號與測量信號進行比較，產生一個與它們的偏比較，產生一個與它們的偏差成比例的偏差信號。差成比例的偏差信號。 是一個穩態增益很大的比例環節。是一個穩態增益很大的比例環節。通過正、負反饋來實現比例、積分、微分等控制規律。通過正、負反饋來實現比例、積分、微分等控制規律。化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 二、二、DDZ-型電動控制器型電動控制器22DDZ-DDZ-型儀表的特點型儀表的特點 電氣零點不

17、是從零開始，且不與機械零點重合，這不但利電氣零點不是從零開始，且不與機械零點重合，這不但利用了晶體管的線性段，而且容易識別斷電、斷線等故障。用了晶體管的線性段，而且容易識別斷電、斷線等故障。 只要改變轉換電阻阻值，控制室儀表便可接收其他只要改變轉換電阻阻值，控制室儀表便可接收其他1:51:5的電的電流信號。流信號。 因為最小信號電流不為零，為現場變送器實現兩線制創造因為最小信號電流不為零，為現場變送器實現兩線制創造了條件。現場變送器與控制室儀表僅用兩根導線聯系（圖了條件。現場變送器與控制室儀表僅用兩根導線聯系（圖5-5-3737），既節省了電纜線和安裝費用，還有利于安全防爆。），既節省了電纜線

18、和安裝費用，還有利于安全防爆。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第三節第三節 模擬式控制器模擬式控制器23 由于集成運算放大器均為差分放大器，且輸入由于集成運算放大器均為差分放大器，且輸入對稱性好，漂移小，儀表的穩定性得到提高。對稱性好，漂移小，儀表的穩定性得到提高。 由于集成運算放大器有高增益，因而開環放大由于集成運算放大器有高增益，因而開環放大倍數很高，這使儀表的精度得到提高。倍數很高，這使儀表的精度得到提高。 由于采用了集成電路，焊點少，強度高，大大由于采用了集成電路，焊點少，強度高，大大提高了儀表的可靠性。提高了儀表的可靠性。 化學工業出版社化學工業

19、出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第三節第三節 模擬式控制器模擬式控制器 各單元省掉了電源變壓器，沒有工頻電源進入各單元省掉了電源變壓器，沒有工頻電源進入單元儀表，既解決了儀表發熱問題，又為儀表的單元儀表，既解決了儀表發熱問題，又為儀表的防爆提供了有利條件。防爆提供了有利條件。 在工頻電源停電時備用電源投入，整套儀表在在工頻電源停電時備用電源投入，整套儀表在一定時間內仍可照常工作，繼續進行監視控制作一定時間內仍可照常工作，繼續進行監視控制作用，有利于安全停車。用，有利于安全停車。 24化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第三節第三節 模擬式控制器模擬

20、式控制器25 基型控制器有全刻度指示控制器和偏差指示控制器兩基型控制器有全刻度指示控制器和偏差指示控制器兩個品種，指示表頭為個品種，指示表頭為100mm100mm刻度縱形大表頭，指示醒目，刻度縱形大表頭，指示醒目，便于監視操作。便于監視操作。 自動、手動的切換以無平衡、無擾動的方式進行，并自動、手動的切換以無平衡、無擾動的方式進行，并有硬手動和軟手動兩種方式。面板上設有手動操作插孔，有硬手動和軟手動兩種方式。面板上設有手動操作插孔，可和便攜式手動操作器配合使用。可和便攜式手動操作器配合使用。化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 結構形式適于單獨安裝和高密度安裝

21、。結構形式適于單獨安裝和高密度安裝。n 有內給定和外給定兩種給定方式，并設有外給定指示燈，有內給定和外給定兩種給定方式，并設有外給定指示燈，能與計算機配套使用，可組成能與計算機配套使用，可組成SPCSPC系統實現計算機監督控系統實現計算機監督控制，也可組成制，也可組成DDCDDC控制的備用系統。控制的備用系統。 26化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 27圖5-17 DDZ-型控制器結構方框圖 主要由輸入電路、給定電路、主要由輸入電路、給定電路、PIDPID運算電路、自動運算電路、自動與手動（包括硬手動和軟手動兩種）切換電路、輸出電與手動（包括硬手動和軟手動兩種

22、）切換電路、輸出電路及指示電路等組成。路及指示電路等組成。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 28圖5-18 DTL-3110型調節器正面圖11自動自動- -軟手動軟手動- -硬手動切換開關；硬手動切換開關；22雙針垂直指示器；雙針垂直指示器；33內給定設定輪；內給定設定輪；44輸出指示器；輸出指示器；55硬手動操作桿；硬手動操作桿；66軟手動操作板鍵；軟手動操作板鍵；77外給定指示外給定指示燈；燈；88閥位指示器；閥位指示器；99輸出記錄指示；輸出記錄指示；1010位號牌；位號牌；1111輸入檢測插孔；輸入檢測插孔；1212手動輸出插孔手動輸出插孔化學工業出

23、版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第四節第四節 數字式控制器數字式控制器29 數字式控制器數字式控制器模擬式控制器模擬式控制器構成原理構成原理數字技術數字技術模擬技術模擬技術所用器件所用器件以微處理機為核以微處理機為核心部件心部件以運算放大器等模擬以運算放大器等模擬電子器件為基本部件電子器件為基本部件儀表總的功能和輸入輸出關系基本一致。儀表總的功能和輸入輸出關系基本一致。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 一、數字式控制器的主要特點一、數字式控制器的主要特點30 1. 1. 實現了模擬儀表與計算機一體化。實現了模擬儀表與計算機一體化

24、。 2. 2. 具有豐富的運算控制功能。具有豐富的運算控制功能。 3. 3. 使用靈活方便，通用性強。使用靈活方便，通用性強。 4. 4. 具有通訊功能，便于系統擴展。具有通訊功能，便于系統擴展。 5. 5. 可靠性高，維護方便可靠性高，維護方便 。化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 二、數字式控制器的基本構成二、數字式控制器的基本構成31圖5-19 數字式控制器的硬件電路化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 32 主機電路是數字式控制器的核心，用于實現儀表數據運算處理及各組成部分之間的管理。 過程輸入通道包括模擬量輸入通道和開

25、關量輸入通道，模擬量輸入通道用于連接模擬量輸入信號，開關量輸入通道用于連接開關量輸入信號。 過程輸出通道包括模擬量輸出通道和開關量輸出通道，模擬量輸出通道用于輸出模擬量信號，開關量輸出通道用于輸出開關量信號。化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第四節第四節 數字式控制器數字式控制器 人機聯系部件一般置于控制器的正面和側面。 通信接口將欲發送的數據轉換成標準通信格式的數字信號，經發送電路送至通信線路（數據通道）上；同時通過接收電路接收來自通信線路的數字信號，將其轉換成能被計算機接收的數據。 33化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 3

26、4 系統程序是控制器軟件的主體部分，通常由和兩部分組成。 用戶程序是用戶根據控制系統的要求，在系統程序中選擇所需要的功能模塊，并將它們按一定的規則連接起來的結果。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第四節第四節 數字式控制器數字式控制器使控制器完成預定的控制與運算功能。 用戶程序的編程通常采用。通常有組態式和空欄式語言兩種，組態式又有表格式和助記符式之分。控制器的編程工作是通過專用的編程器進行的，有“在線”和“離線”兩種編程方法。 35化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 三、三、KMMKMM型可編程序調節器型可編程序調節器3

27、6是一種單回路的數字控制器。圖5-20 KMM型調節器正面布置圖17指示燈；8，9按鈕；1013指針 可以接收五個模擬輸入信號，四個數字輸入信號，輸出三個模擬信號，輸出三個數字信號。 功能強大；能用于單回路的簡單控制系統與復雜的串級控制系統；控制精度高、使用方便靈活；有自我診斷的功能，維修方便；可與電子計算機聯用。 優點優點化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 37（1）調節器在啟動前，要預先將“后備手操單元”的“后備正常”運行方式切換開關扳到“正常”位置。另外，還要拆下電池表面的兩個止動螺釘，除去絕緣片后重新旋緊螺釘。（2）使調節器通電，調節器即處于“聯鎖手動”

28、運行方式，聯鎖指示燈亮。（3）用“數據設定器”來顯示、核對運行所必需的控制數據，必要時可改變PID參數。（4）按下“R”鍵（復位按鈕），解除“聯鎖”。這時就可進行手動、自動或串級操作。化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 第五節第五節 可編程序控制器可編程序控制器n 一、概述一、概述38 1969年美國研制出了第一臺可編程序控制器。 可編程序控制器初期主要用于順序控制，稱為可編程邏輯控制器，簡稱PLC。 可編程序控制器的出現是基于微計算機技術，用來解決工藝生產中大量的開關控制問題。 可編程序控制器最大特點是在于可編程序，可通過改變軟件來改變控制方式和邏輯規律， P

29、LC在國內已廣泛應用于石油、化工、電力、等各行各業，目前已廣泛應用于連續生產過程的閉環控制。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 39（1）小型PLCIO點總數一般為20128點。 邏輯運算、定時計數、移位處理等，采用專用簡易編程器。 （2）中型PLC其IO點總數通常為129512點，內存在K以下，適合開關量邏輯控制和過程變量檢測及連續控制。 除有小型PLC的功能外，還有算術運算、數據處理及AD、DA轉換、聯網通信、遠程IO等功能，可用于比較復雜過程的控制。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 40（3）大型PLC其IO點總數在5

30、13點以上。除了具有中小型PLC的功能外，還具有PLD運算及高速計數等功能，用于機床控制時，具有增加刀具精確定位、機床速度和閥門控制等功能，配有CRT顯示及常規的計算機鍵盤，與工業控制計算機相似。 編程可采用梯形圖、功能表圖及高級語言等多種方式。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 41（1 1）整體式）整體式PLCPLC 它將PLC各組成部分集裝在一個機殼內，輸入、輸出接線端子及電源進線分別在機箱的上、下兩側，并有相應的發光二極管顯示輸入輸出狀態。面板上留有編程器的插座、EPROM存儲器插座、擴展單元的接口插座等。 優點具有這種結構的可編程序控制器結構緊湊、體

31、積小、價格低。 圖5-21 SIMENS SIMATIC S7-200的外形圖化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 42（2）模塊式）模塊式PLC輸入輸出點數較多的大型、中型和部分小型PLC采用模塊式結構。其優點為：圖5-22 SIMENS SIMATIC S7-300的外形圖 采用積木搭接的方式組成系統，便于擴展，其CPU、輸入、輸出等都是獨立的模塊，有的PLC的電源包含在CPU模塊之中。 品種多，硬件配置靈活，更換模塊方便。 （3）疊裝式）疊裝式PLC 它吸收了整體式和模塊式PLC的優點，其基本單元、擴展單元等高等寬，它們不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后

32、組成一個整齊的體積小巧的長方體，而且輸入、輸出點數的配置也相當靈活。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 二、可編程序控制器的基本組成二、可編程序控制器的基本組成43圖5-23 PLC的基本組成框圖化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 44 解釋并執行用戶及系統程序，通過運行用戶及系統程序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其他功能，控制整個系統協調一致地工作。 主要有通用微處理器、單片機和雙極型位片機。 RAM、ROM、EPROM和E2PROM，外存常用盒式磁帶或磁盤等圖5-24 簡化的存儲映像化學工業出版社化學工業出版社 n

33、 化學工業出版社化學工業出版社 n 45IO模塊是可編程序控制器與生產過程相聯系的橋梁。 PLC連接的過程變量按信號類型可分為開關量（即數字量）、模擬量和脈沖量等，相應輸入輸出模塊可分為開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和脈沖量輸入模塊等。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 編程器是PLC必不可少的重要外部設備。 編程器將用戶所希望的功能通過編程語言送到PLC的用戶程序存儲器。 編程器不僅能對程序進行寫入、讀出、修改，還能對PLC的工作狀態進行監控，同時也是用戶與PLC之間進行人機界面。 46化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工

34、業出版社化學工業出版社 n 47 編程器與PLC上的專用插座相連，或通過專用接口相連，程序可直接寫入PLC的用戶程序存儲器中，也可先在編程器的存儲器內存放，然后再下裝到PLC中。 編程器先不與PLC相連，編制的程序先存放在編程器的存儲器中，程序編寫完畢，再與PLC連接，將程序送到PLC存儲器中。 便攜式編程器和通用計算機。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 三、可編程序控制器的編程語言三、可編程序控制器的編程語言48 梯形圖語言在類似于繼電器的控制電路，它從上至下按行編寫，每一行則按從左至右的順序編寫,CPU將按自左到右、從上而下的順序執行程序。 梯形圖的

35、豎直線稱為,其左側安排輸入觸點和中間繼電器觸點，最必須是輸出元素。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 49 圖5-25（a）為實現這一功能的一種梯形圖程序（OMRON PLC），它是由若干個梯級組成的，每一個輸出元素構成一個梯級，而每個梯級可由多條支路組成。圖5-25 梯形圖程序化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 50它又稱命令語句表達式語言，常用一些助記符來表示PLC的某種操作。 助記符語言類似微機中的匯編語言，但比匯編語言更直觀易懂。 圖5-25（b）為梯形圖對應的用助記符表示的指令表。 不同廠家生產的PLC所使用的助記符各

36、不相同，因此同一梯形圖寫成的助記符語句不相同。用戶在梯形圖轉換為助記符時，必須先弄清PLC的型號及內部各器件編號、使用范圍和每一條助記符的使用方法。 注意！注意！化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 四、四、OMRON C 系列系列 PLC51OMRON C 系列PLC有微型、小型、中型和大型四大類十幾種型號。 以C20P和C40H為代表，是整體結構，IO容量為幾十點，最多可擴至120點。 分為C120和C200H兩種，C120最多可擴展256點IO，是緊湊型整體結構。 化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 有C500和C1000

37、H兩種，I0容量分別為512點和1024點。 有C2000H，IO點數可達2048點，同時多處理器和雙冗余結構使得C2000H不僅功能全、容量大，而且速度快，由于也是模塊化結構，外形與C200H相近。52化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 圖5-26 SYSMAC C28H外形示意圖圖5-27 CPM1A C * * A外觀圖圖5-28 C200H 外觀示意圖53化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 指令大多數是按照，個別指令按照。按位尋址的地址編號為：通道號。位號，如0.00表示0通道的第0位，位的表示采用十進制數，范圍為015。

38、 小型整體PLC的輸入、輸出編號是固定不變的，使用者可以按照PLC主機標注編號編程；對于模塊式PLC則根據輸入或輸出模塊安裝位置決定其編號。54化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 表示指令要完成的功能。：指出了要操作的對象。 55化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n LD和LD NOT指令 OUT和OUT NOT指令 AND和AND NOT指令 OR和OR NOT指令圖5-29 OMRON PLC的基本指令應用示例 AND LD指令 OR LD指令 END指令 56化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n

39、57 它執行繼電器保持操作，可保持為ON或OFF狀態，直到它的兩個輸入端之一使它復位或置位。 圖5-30 電機啟動控制程序圖化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 58 微分指令在執行條件滿足后第一次掃描時才執行，且只執行一次；若執行條件解除后再次滿足，則再執行。DIFU是上升沿微分指令，DIFD是下降沿微分指令。 圖5-31 微分指令應用示例化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n 59 定時器為遞減型，有低速TIM和高速TIMH（15）兩種。定時器的操作數包括定時器編號（N）和設定值（SV）兩個數據。 計數器包括單向遞減型CNT和雙向可逆型CNTR（12）兩種，其操作數包括計數器編號和設定值兩個數據。 圖5-32 計數包裝控制程序化學工業出版社化學工業出版社 n 化學工業出版社化學工業出版社 n n 五、應用實例五、應用實例60 為了保證水箱液位保持在一定范圍，分別在控制的上限和下限設置檢測傳感器，用PLC控制注入水電磁閥。 當液位低于下限時，下限檢測開關斷開，打開電磁閥開始注水；當注水達到上限位置時，上限檢測開關閉合，切斷電磁閥。 PLC采用OMRON的CPM2A-60CDR。工藝要求如圖5-33所示。 輸入