西门子KP1200控制面板

大中型CPU的扫描速度在0.2ms/K步。

目前PLC大容量是几百千字节（KB），大是几兆字节（MB）

是一个电动机主电路图，也就是它的接线图。上面接的是电源，这个符号是熔丝标志，电源可以得到过滤，不会出现过载现象。虚线表示是联动开关，表明这三个开关一起动作。通过接线连接下面两个电动机M1和M2。KM1和KM2也是联动开关，在实际中就是强电开关，就是我们平时见到的闸刀开关，是手动方式操作的。如果采用继电器控制的话，KM1和KM2作为被控对象，用一个线圈的通和断，也就是1和0来决定开关KM1的通和断。从这个图中我们可以设计两个线圈KM1和KM2，通过线圈的吸合作用来实现对该电路的控制。这就是继电器控制。

图1-5（a）并不是一个完整的控制电路图，只是一个电路控制原理图。看到的并不是它的实际摆放图。先看图中的几个符号，SB1、SB2是按钮，SB1表示常开，SB2表示常闭，这都是在初始状态下的状况。KM1、KM2是接触器，KT是时间继电器。从中可以看到，有两个KM1，右边的KM1表示一个线圈，通过它的吸合作用来决定左边的KM1的通和断，也就是右边的KM1起主动作用，左边的是被控对象。同样，KT也是一样的，只不过它是在一定的时间延时之后才可以导通，图中显示的是10s，也就是在KT通电10s时间后，开关KT才可以闭合。

下面看它是如何工作的。按下SB1，因为SB2是常闭的，KM1是通的，开关KM1被吸合，所以电动机M1就转动了。这个时候KT也是通的，但是开关KT是在10s之后才会被吸合，这个时候KM2才是通的，所以M2才会转动。从上面的过程中我们可以看出，通过一个开关SB1实现了两个电动机的启动。

从上面的过程中可以看出SB2好像没有用。其实它可以在这里实现两个电动机的停止。当我们按下SB2时，中右边的支路是断的，所以M1就停止了。那么这个时候M2会不会在10s之后停止?不会。因为支路一断电后，开关KT马上就断开了，并不像通电时的吸合过程要在10s之后。不过，也可以这样理解，SB2是放在主干路上，当然可以同时实现对M1和M2的停止。

从这个简单的例子中，我们可以看到使用一个开关实现对两个电动机的启动，使用另外一个开关实现对两个电动机的停止。

既然PLC控制比继电器控制优越，那么怎么用PLC进行控制呢?下面我们来一一介绍。

采用PLC控制

我们知道PLC控制是继电器控制和计算机控制的结合。继电器控制是负责外围的设备，计算机是负责里面的程序。在图1-6中，左边是输入，右边是输出，核心部分是里面的程序。这里强调一点就是上面仅仅显示的是输入/输出的连线问题，并不代表输入/输出的联系，它们之间的联系是通过中间的程序体现出来的。刚才我们知道SB1可以控制KM1和KM2来实现两个电动机的启动，SB2实现两个电动机的停止。这个是留给我们的程序来做的，下面来看看我们的程序是如何设计的?

其实左边部分和右边部分刚才已经看到了，上面的I0.0和I0.1只是开关SB1和SB2的代号，把它转换成两个线圈了，但是编程用户并不把它当成SB1和SB2，它们只是和程序之间有个对应关系罢了。比较一下图1-5的继电器控制和图1-7的PLC控制，其实它们基本上是一样的，只不过刚才采用的是继电器控制中的常开和常闭符号，现在采用的是梯形图中的常开和常闭符号。它们的工作原理是一样的。例如，当我们按下开关SB1后，线圈I0.0导通，通过吸合作用使梯形图中的常开闭合，I0.1本来就是闭合的，Q0.0线圈是导通的，所以开关KM1吸合，M1启动。10s之后，开关T37吸合，线圈Q0.1是导通的，所以开关KM2吸合，M2启动。

停止过程也一样。细心的人可以看到，图1-5的继电器控制里面SB2是常闭的，在图1-7的PLC控制里面是常开的。这是由PLC的特性所决定的，就是说，所有的开关在刚开始都是开的。看着好像逻辑有问题，但是只要在编写程序时把SB2作为常闭就可以了，只是它的连接线是常开罢了。这样的一个好处就是把连接线和控制电路分开了。这样有三个好处：

（1）接线时就只注意哪些是输入，哪些是输出。

（2）设计程序时方便。如果它是常闭就设计成常闭，是常开就设计成常开。

（3）I0.1和常闭符号之间只差一个非。如果0代表常开，则非0就代表常闭。NOT I0.1代表常闭。

我们再来看看图1-7，SB1是启动按钮，SB2是停止按钮，现在如果把SB1作为停止按钮，SB2是启动按钮，我们没有必要管外面的连线，只需要修改里面的程序就可以了。这就是它比继电器控制有优势的地方了。如果对于比较复杂的系统来说，要重新换一种方法时，如果是继电器控制的话，要拔掉多少根线，然后再要连接多少根线。可是对于PLC控制来说只要修改其中的部分程序就可以了。这样不仅对设计带来了方便，而且可靠性也得到了提高。

PLC的主要应用1.开关量的控制

开关量的逻辑控制是PLC控制基本的控制。目前，PLC控制的首先目标就是开关量的控制。它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可以用于单台设备的控制，也可以用于多机控控及自动化流水线。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.模拟量的闭环控制

PLC厂家都生产配套的A/D、D/A转换模块，可以处理模拟量（温度、压力、流量、液位和速度等），从而实现对模拟量的控制。3.数据采集和监控

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、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。4.通信联网和集散控制

随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新生产的PLC具有RS-232、RS-422、RS-485或现场总线等通信接口，可进行远程I/O控制，实现多台PLC联网和通信。

在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。

1.5 PLC的生产厂家

德国西门子公司SS系列的产品，有SS-95U、100U、115U、135U及155U。135U、155U为大型机，控制点数可达6000多点，模拟量可达300多路。还推出了S7系列机，有S7-200（小型）、S7-300（中型）及S7-400机（大型）。

日本OMRON公司的CPM1A型机，P型机，H型机，CQM1、CVM、CV型机，Ha型、F型机等，大、中、小、微均有，特别在中、小、微方面更具特长，在中国及世界市场，都占有相当的份额。

西门子KP1200控制面板

浔之漫智控技术（上海）有限公司

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美国通用电气公司的GE-Ⅱ系列PLC。GE公司的代表产品是小型机：GE-1、GE-1/J、GE-1/P；中型机：GE-Ⅲ；大型机：GE-V。

美国莫迪康公司（施耐德）的984机也是很有名的。其中，E984-785可安装31个远程站点，总控制规模可达63535点。小的为紧凑型，如984-120，控制点数为256点，在大与小之间，共20多个型号。

美国AB（Alien-Bradley）公司创建于1903年，在世界各地有20多个附属机构，10多个生产基地。可编程控制器也是它的重要产品。它的PLC-5系列是很有名的，有PLC-5/10～PLC-5/250多种型号。另外，也有微型PLC，SLC-500即为其中一种。有三种配置，有20、30及40I/O配置选择，I/O点数分别为12/8、18/12及24/16三种。

日本三菱公司的PLC也是较早推广到我国来的。其小型机F1\F2\FX系列在国内用得很多，它的大中型机为A系列、QnA系列、Q系列等。

日本日立公司也生产PLC，其E系列为箱体式的。基本箱体有E-20、E-28、E-40、E-64。其I/O点数分别为12/8、16/12、24/16及40/24。另外，还有扩展箱体，规格与主箱体相同，其EM系列为模块式，可在16～160之间组合。

日本东芝公司也生产PLC，其EX小型机及EX-PLUS小型机在国内也用得很多。它的编程语言是梯形图，其专用的编程器用梯形图语言编程。另外，还有EX100系列模块式PLC，点数较多，也是用梯形图语言编程。

日本松下公司也生产PLC。FPI系列为小型机，结构也是箱体式的，尺寸紧凑；FP3为模块式的中型机，控制规模也较大，工作速度也很快，执行基本指令仅0.1ms；FP5/FP10、FP10S（FP10的改进型）、FP20为大型机，其中FP20是新产品。

日本富士公司也有PLC。其NB系列为箱体式的小型机。NS系列为模块式。

我国有许多厂家、科研院所从事PLC的研制与开发，如中国科学院自动化研究所的PLC-0088，北京联想计算机集团公司的GK-40，上海机床电器厂的CKY-40，上海起重电器厂的CF-40MR/ER，苏州电子计算机厂的YZ-PC-001A，原机电部北京机械工业自动化研究所的MPC-00l/20、KB-20/40，杭州机床电器厂的DKK02，天津中环自动化仪表公司的DJK-S-84/86/480，

行程开关广泛用于各类机床和起重机械中以控制其行程。其作用与按钮开关相同。只是其触点的动作不是靠手动来完成，而是利用生产机械运动部件的碰撞使其触点动作来接通或者分断电路，从而限定机械运动的行程、位置或改变机械运动部件的运动方向或状态，达到自动控制的目的。例如，行车运动到终端位置自动停车，工作台在指定区域内的自动往返移动，都是由运动部件运动的位置或行程来控制的，这种控制称为行程控制。

2.3.1 行程开关的结构分类1.直动式行程开关

动作原理同按钮类似，所不同的是，一个是手动；另一个则由运动部件的撞块碰撞。当外界运动部件上的撞块碰压按钮使其触点动作，当运动部件离开后，在弹簧作用下，其触点自动复位。

直动式行程开关结构原理图，其动作原理与按钮开关相同，但其触点的分合速度取决于生产机械的运行速度，不宜用于速度低于0.4m/min的场所。

2.滚轮式行程开关

当运动机械的挡铁（撞块）压到行程开关的滚轮上时，传动杠连同转轴一同转动，使凸轮推动撞块，当撞块碰压到一定位置时，推动微动开关快速动作。当滚轮上的挡铁移开后，复位弹簧就使行程开关复位。这种是单轮自动恢复式行程开关。而双轮旋转式行程开关不能自动复原，它是依靠运动机械反向移动时，挡铁碰撞另一滚轮将其复原。

滚轮式行程开关结构原理图，当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的撞杆时，撞杆转向右边，带动凸轮转动，顶下推杆，使微动开关中的触点迅速动作。当运动机械返回时，在复位弹簧的作用下，各部分动作部件复位。注意：

滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮（羊角式）非自动复位式，双滚轮行移开关具有两个稳态位置，有“记忆”作用，在某些情况下可以简化线路。