电气控制技术可编程序控制器的基础知识

第五章可编程序逻辑(luójí)控制器

基础知识自动化学院(xuéyuàn)宋海鹰第一页，共105页。一、名称(míngchēng)定义可编程序逻辑(luójí)控制器ProgrammableLogicController简称PLC。第二页，共105页。“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的或模拟的输入和输出，控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于(yìyú)与工业控制系统联成一个整体，易于(yìyú)扩充功能的原则设计”。IEC于1985年1月对可编程序控制器作了如下(rúxià)定义：第三页，共105页。可编程序控制器的优点：从软件(ruǎnjiàn)来讲，它的程序可编，也不难编;

从硬件上讲，它的配置可变，也易变。第四页，共105页。PLC的简史在PLC问世前，继电接触器控制在工业控制领域中占主导地位，这种控制系统是采用固定(gùdìng)接线的硬件实现控制逻辑。如果生产任务或工艺发生变化，就必须重新设计，改变硬件结构，这样造成时间和资金的浪费。第五页，共105页。另外(lìnɡwài)，大型控制系统用继电接触器控制，使用的继电器数量多，控制系统的体积大，耗电多，且继电器触点多为机械触点，工作频率较低，在频繁动作情况下寿命较短，造成系统故障，系统的可靠性差。第六页，共105页。为了解决这一问题，在1968年，美国最大汽车公司（GM公司）为了适应汽车型号不断翻新，以求在激烈竞争的汽车工业中占有优势，提出要求用一种新型的控制(kòngzhì)装置取代继电接触器控制(kòngzhì)装置，并且对于未来的新型控制(kòngzhì)装置作出了具体设想：第七页，共105页。把计算机的完备功能以及灵活性、通用性好等优点和继电接触器控制的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点溶入于新的控制装置中，且要求(yāoqiú)新的控制装置编程简单，使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握它的使用技术。第八页，共105页。为此，特定以下10项公开招标的技术要求：（1）编程简单方便，可在现场修改程序；（2）硬件维护(wéihù)方便，采用插件式结构；（3）可靠性高于继电接触器控制装置；（4）体积小于继电接触器控制装置；（5）可将数据直接送入计算机；第九页，共105页。（6）用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB；（7）输入(shūrù)可以使交流115V；（8）输出为交流115V，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；（9）通用性强，扩展方便；（10）成本上可以与继电接触器控制系统竞争。第十页，共105页。美国数字设备公司（DEC）根据(gēnjù)GE公司招标的技术要求，于1969年研制出世界上第一台可编程序控制器，并在GE公司汽车自动装配线上使用，获得成功。其后，日本、德国等相继引入这项新技术，可编程序控制器由此而迅速发展起来。第十一页，共105页。可编程控制(kòngzhì)器是“数字运算操作的电子系统”，但它也是一种计算机。它是专为在工业环境下应用而设计的工业计算机。它是将逻辑运算，顺序控制(kòngzhì)，时序和计数以及算术运算等控制(kòngzhì)程序，用一串指令的形式存放到存储器中，然后根据存储的控制(kòngzhì)内容，经过模拟，数字等输入输出部件，对生产设备和生产过程进行控制(kòngzhì)的装置。

第十二页，共105页。PLC控制(kòngzhì)与继电器控制(kòngzhì)的比较继电器控制为接线程序控制，它是由分离元件（继电器、接触器等）用导线(dǎoxiàn)连接起来加以实现的，它的程序就在接线之中，对控制程序的修改必须通过改变接线来实现第十三页，共105页。PLC为存储程序控制，其工作程序放在存储器中，系统(xìtǒng)要完成的控制任务是通过执行存储器中的程序来实现的，控制程序的修改不需要改变PLC的接线，只需改变存储器中的某些程序语句即可第十四页，共105页。继电接触器控制系统是一种硬件逻辑系统，采用并行工作方式.可编程序控制器（PLC）是一种工业控制计算机，它的CPU以分时操作方式来处理各项任务，每一瞬间只能做一件事，所以(suǒyǐ)程序的执行是按顺序依次完成相应软继电器的动作，是时间的串行工作.第十五页，共105页。3.继电器控制系统与PLC控制系统的具体(jùtǐ)电路第十六页，共105页。PLC的特点(tèdiǎn)这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便；能完成逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作；还具有“数字(shùzì)量或模拟量的输入输出控制”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。第十七页，共105页。冯.诺依曼微型(wēixíng)计算机体系结构冯.诺依曼计算机的特点：基于(jīyú)存储程序的工作原理所有执行均经过运算器第十八页，共105页。可编程逻辑(luójí)控制器(PLC)体系结构第十九页，共105页。第二十页，共105页。强调了可编程控制器直接应用于工业环境，它须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这也是区别于一般(yībān)微机控制系统的一个重要特征。第二十一页，共105页。二、组成(zǔchénɡ)与分类：中央处理器接收并存储程序和数据用扫描方式接收输出数据诊断电源，内部(nèibù)电路各种错误完成运算第二十二页，共105页。存储器只读存储器ROM随机(suíjī)存储器RAM可擦除只读存储器EPRAM电可擦除只读存储器EEPRAM输入(shūrù)/输出模块电源(diànyuán)编程器第二十三页，共105页。可编程序控制器发展到今天，已有多种形式和类型，且其功能也不尽相同。（一）按容量和功能划分，大致可以(kěyǐ)分为小型、中型、和大型三类机型。第二十四页，共105页。（一）按I/O点数分：1.小型机：I/O点数在256点以下(yǐxià)2.中型机：I/O点数在256-2048点之间3.大型机：I/O点数在2048点以上第二十五页，共105页。1．小型机小型PLC的功能一般(yībān)以开关量控制为主（有些小型机可带少量的模拟量I/O模块），它们的输入输出点数较适合接触器，继电器控制的场合，还能直接驱动电磁阀等执行元件。

这类PLC的特点是价格低廉、体积小巧、较适合于控制单台设备。第二十六页，共105页。2．中型机中型PLC一般都具有开关量和模拟量的两种控制功能，除了具有小型机的一般功能外，还具有较强的数字计算功能。为能将温度、压力、流量等模拟量与数字量进行转换，一般都有8位或12位的A/D、D/A转换模块。中型机适合于温度、压力、流量等的控制和较复杂(fùzá)的开关量控制以及要求连续生产过程控制的场合。第二十七页，共105页。3．大型(dàxíng)机大型(dàxíng)PLC的功能已具备某些工业控制计算机的功能，它不仅具有计算，控制和调节的功能，还具有网络连接和通讯的功能。

大型(dàxíng)PLC机适用于设备自动化控制，过程自动化控制和生产过程监控系统。第二十八页，共105页。（二）按结构(jiégòu)形式分：1.整体式结构(jiégòu)，参见图5-12.组合式结构(jiégòu)，参见图5-2第二十九页，共105页。整体式PLC的组成(zǔchénɡ)第三十页，共105页。组合式PLC的组成(zǔchénɡ)第三十一页，共105页。整体式PLC(西门子S7-200)第三十二页，共105页。组合式PLC第三十三页，共105页。（二）按硬件结构形状(xíngzhuàn)划分按照可编程序控制器的硬件结构形状(xíngzhuàn)来划分，一般可以分为整体式，机架模块式和叠装式三类结构。第三十四页，共105页。三、PLC应用领域1．逻辑(luójí)控制2．模拟量控制3．数字控制4．集散控制5．机电一体化6．通信控制网络化第三十五页，共105页。四、工作(gōngzuò)原理PLC可以视为特殊的工业控制(kòngzhì)计算机，但其编程语言，工作原理与计算机不同PLC工作(gōngzuò)特点：采用循环扫描工作(gōngzuò)技术第三十六页，共105页。第三十七页，共105页。可编程序控制器（PLC）是一种工业控制计算机，它的CPU以分时操作方式来处理各项任务，每一瞬间只能做一件事，所以(suǒyǐ)程序的执行是按顺序依次完成相应软继电器的动作，是时间的串行工作.所以(suǒyǐ)，PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式，参见图示扫描周期（工作周期）：PLC完成一次扫描所需的时间第三十八页，共105页。PLC两种工作(gōngzuò)状态：RUN和STOPPLC的循环(xúnhuán)扫描第三十九页，共105页。用户程序执行(zhíxíng)过程示意图第四十页，共105页。PLC的工作(gōngzuò)过程内部处理：PLC完成自检、自诊断等工作。通信服务(fúwù)：通过网络与现场设备或其它PLC进行数据交换。第四十一页，共105页。PLC的工作(gōngzuò)过程输入采样(cǎiyànɡ)阶段：PLC首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入内存中各对应的输入映像寄存器中，即完成输入寄存器的刷新。（集中输入）第四十二页，共105页。PLC的工作(gōngzuò)过程第四十三页，共105页。PLC的工作(gōngzuò)过程程序执行阶段：根据PLC梯形图程序扫描原则，PLC按先左后右、先上后下的步序逐点扫描（若遇到跳转指令时，则根据跳转条件决定是否跳转）。当指令中涉及输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器和元件映像寄存器读入数据(shùjù)，根据用户程序进行运算。运算结果存入输入映像寄存器和元件映像寄存器。第四十四页，共105页。PLC的工作(gōngzuò)过程第四十五页，共105页。PLC的工作(gōngzuò)过程输出刷新阶段：在所有指令执行完毕(wánbì)后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定方式输出，驱动外部负载。（集中输出）第四十六页，共105页。PLC的工作(gōngzuò)过程第四十七页，共105页。PLC对输入输出的处理(chǔlǐ)原则1.输出映像(yìnɡxiànɡ)寄存器的数据取决于各输入点在上一刷新期间的通断状态2.程序结果取决于用户程序和输入/输出映像(yìnɡxiànɡ)寄存器及其他各元件映像(yìnɡxiànɡ)寄存器的内容第四十八页，共105页。3.输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果4.输出锁存器的数据，由上一次输出刷新期间(qījiān)输出映像寄存器中的数据决定5.输出端的通断状态由输出锁存器决定第四十九页，共105页。为工业环境(huánjìng)设计的数字式运算操作系统第五十页，共105页。五、PLC编程语言梯形图中的继电器是软继电器梯形图中流过的电流(diànliú)是概念电流(diànliú)梯形图中的继电器线圈只能出现一次，触点在编程时可无限次引用梯形图编程语言（LAD）特点(tèdiǎn)：第五十一页，共105页。梯形图按自上而下(zìshànɡérxià)，从左到右的顺序进行排列。以一个继电器线圈为一个控制(kòngzhì)逻辑行（即为一阶梯层）。每一条逻辑(luójí)行都起始于左母线，终止于继电器线圈，右母线通常可以省略不画。第五十二页，共105页。梯形图中母线的意义类似于继电器线路中的电源线，但它不产生实际的物理电流，而只是(zhǐshì)假想在梯形图中有“电流”流动，我们称之为“概念电流”。概念电流在梯形图中只能作从左向右的单向流动，改变层次也只能先上后下。第五十三页，共105页。梯形图按自上而下，从左到右的顺序(shùnxù)进行排列。以一个继电器线圈为一个控制逻辑(luójí)行（即为一阶梯层）。每一条逻辑行都起始于左母线，终止于继电器线圈(xiànquān)，右母线通常可以省略不画。第五十四页，共105页。梯形图由若干“梯层”组成。每个梯层由若干条并联支路组成。每条支路又有若干个编程符号串联(chuànlián)组成。支路或符号的最大串联(chuànlián)、并联数都是有一定限制的，具体PLC产品有不同规定。第五十五页，共105页。

梯形图中的继电器线圈不是继电控制电路中的物理继电器，而是与内存映像(yìnɡxiànɡ)区中的某一位相对应的，因此称之为“软继电器”。

如果梯形图中某继电器的线圈“通电”或触点“闭合”，则映像(yìnɡxiànɡ)区中对应存储器的状态为高电平“1”；反之，则为低电平“0”。第五十六页，共105页。梯形图按自上而下，从左到右的顺序(shùnxù)进行排列。以一个继电器线圈(xiànquān)为一个控制逻辑行（即为一阶梯层）。每一条逻辑(luójí)行都起始于左母线，终止于继电器线圈，右母线通常可以省略不画。第五十七页，共105页。梯形图中的继电器又分为输出继电器和内部继电器。输出继电器所对应的映像存储器中的信号状态（“1”或“0”），可以(kěyǐ)通过I/O接口去驱动外部负载。内部继电器包括辅助继电器、定时器、计数器、寄存器等，它们所对应的映像存储器中信号状态（“1”或“0”），只可在编程中供梯形图内部使用，不能用作输出控制。第五十八页，共105页。输入继电器仅供PLC接受外部的输入信号，而不能用内部其它继电器的触点来驱动或输入信号。

所以，梯形图中只出现输入继电器的触点，不会出现输入继电器的线圈(xiànquān)。梯形图中输入继电器的触点闭合表示信号输入。第五十九页，共105页。梯形图按自上而下，从左到右的顺序(shùnxù)进行排列。以一个继电器线圈为一个控制逻辑(luójí)行（即为一阶梯层）。每一条逻辑行都起始于左母线，终止(zhōngzhǐ)于继电器线圈，右母线通常可以省略不画。第六十页，共105页。

在梯形图程序中，继电器线圈一般情况下只能出现(chūxiàn)一次。而继电器触点在编程时则可无限次引用，且既可以是常开触点，也可以是常闭触点。第六十一页，共105页。PLC运行时是按照梯形图符号排列(páiliè)顺序自上而下，从左向右执行程序的，即PLC是按照扫描方式顺序执行梯形图程序的。因此不会出现几条并列支路同时动作的情况，使得梯形图设计大为简化。第六十二页，共105页。六、PLC的基本(jīběn)性能指标1．存储器容量(róngliàng)存储器容量(róngliàng)指的是存放用户程序的RAM容量(róngliàng)，通常用字（每个字为16位二进制数）或K字节来表示，这里的1K=1024个字。第六十三页，共105页。2．扫描速度(sùdù)扫描速度(sùdù)是以PLC执行1K字节的用户指令所需时间来衡量，常以ms/K为表示单位。第六十四页，共105页。3．输入(shūrù)/输出（I/O）点数I/O的点数是指PLC最大输入(shūrù)输出点的总和。第六十五页，共105页。4．内部继电器（内存区域）及其类型PLC的内部继电器是专供用户程序使用，不同的继电器有一个指定的内存区域，并各自(gèzì)担负着不同的功能。内部继电器不直接对外接负载进行控制，它仅供用户程序内部调用，具有“软”继电器的特征。常用的内部继电器有内部辅助继电器，暂存继电器，保持继电器，定时/计数器，内部专用继电器等。PLC的内部继电器种类和数量越多，表明其功能越强。第六十六页，共105页。指令(zhǐlìng)语言表编程语言（STL）特点：与计算机汇编语言(huìbiānyǔyán)类似的助记符编程表达式第六十七页，共105页。5．编程语言（编程指令(zhǐlìng)）不同的PLC机型使用厂家各自开发研制的编程语言，互不兼容，但对应功能的指令(zhǐlìng)都具有可移植性。PLC的编程语言一般都具备用梯形图语言和助记符指令(zhǐlìng)编程的能力。编程指令(zhǐlìng)又分成基本指令(zhǐlìng)和功能指令(zhǐlìng)两大类，基本指令(zhǐlìng)各种PLC共有，而功能指令(zhǐlìng)的条数越多表明PLC的软件功能越强。第六十八页，共105页。6．可扩展性

PLC的扩展性可分为控制点数的扩展和控制区域(qūyù)的扩展，也是衡量PLC性能的一个重要指标。第六十九页，共105页。PLC控制系统设计的基本原则最大限度地满足控制要求（适用）充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计中最重要的一条原则。设计人员要深入现场进行调查研究，收集资料。同时要注意和现场工程管理和技术人员及操作人员紧密配合，弄清控制要求，共同拟定电气控制方案，协商解决重点问题和疑难问题。保证系统的安全可靠（耐用）保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。力求简单(jiǎndān)、经济、使用与维修方便（好用）在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。不宜盲目追求自动化和高指标。适应发展的需要考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择控制系统设备时，设备能力应适当留有裕量。如在选择PLC容量时，应适当留有余量。返回(fǎnhuí)首页第七十页，共105页。PLC控制系统设计的一般步骤（1）根据生产的工艺过程分析控制要求；如需要完成的动作（动作顺序、动作条件、必需的保护(bǎohù)和联锁等），操作方式（手动、自动、连续、单周期、单步）等；（2）根据控制要求确定所需要的用户输入/输出设备，并据此确定PLC的I/O点数；根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按钮、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。（3）选择PLC包括PLC的机型、容量、I/O模块、电源的选择。（4）分配PLC的I/O点数，设计I/O连接图；画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表。可结合第2步进行。返回(fǎnhuí)首页第七十一页，共105页。（5）进行PLC的程序设计，同时可进行控制柜的设计和现场施工；程序设计：1）控制程序；2）初始化程序；3）检测、故障诊断和显示等程序；4）保护和联锁程序。模拟调试：根据产生现场信号的方式(fāngshì)不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。硬件实施:设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图；设计系统各部分之间的电气互连图；根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。第七十二页，共105页。（6）联机调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。全部调试完毕后，交付(jiāofù)试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。（7）整理和编写技术文件技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。第七十三页，共105页。可编程控制系统(kònɡzhìxìtǒnɡ)设计流程第七十四页，共105页。PLC程序设计(shèjì)的步骤（核心）（1）列写系统占用的输入、输出点及机内各软元件的分布及用途；（2）根据控制要求列写控制操作的各种要求。对于复杂的控制系统，绘制系统控制流程图；（3）设计(shèjì)梯形图，有经验法、逻辑法、状态法，或多种方法的综合使用；（4）根据梯形图编制程序清单；若使用的编程器可直接输入梯形图，则可省去此步。（5）将程序输入到PLC的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确；（6）对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。第七十五页，共105页。PLC的选择随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于(duìyú)提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。返回(fǎnhuí)首页第七十六页，共105页。（1）PLC机型选择基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：合理的结构型式PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。工艺稳定、环境条件好的场合选用整体式，其他情况选用模块式安装方式(fāngshì)的选择安装方式(fāngshì)有集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。相应的功能要求考虑开关量控制、模拟量控制选用不同功能模块响应速度要求PLC的扫描工作方式(fāngshì)引起的延迟可达2~3个扫描周期。然而对于某些个别场合，选用具有高速度I/O处理功能指令的PLC和中断输入模块的PLC等。系统可靠性的要求对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统机型尽量统一便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的提高，外部设备通用，资源可共享，易于联网通信。第七十七页，共105页。2、PLC容量的选择I／O点数的选择在满足控制要求的前提下力争使用的I／O点最少。需要加上10％~15％的裕量。存储容量的选择存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25％之多。在I／O点数确定的基础(jīchǔ)上，按下式估算存储容量后，再加20％~30％的裕量。存储容量(字节)＝开关量I/O点数×10＋模拟量I/O通道数×100存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。第七十八页，共105页。3、输入(shūrù)/输出模块选择输入接口模块接受来自按钮开关、选择开关、行程开关等送来的开关量信号或者(huòzhě)由电位器、热电偶、测速发电机等送来的模拟量信号，然后送入PLC的CPU执行。输入接口模块一般由光电耦合电路和微电脑的输入接口电路组成。(1)输入(shūrù)接口模块第七十九页，共105页。直流：交流(jiāoliú)：脉冲：数字量模拟量输入模块电压电流AC110或AC220首选适用易产生电磁感应具有采样计数功能具有A/D变换功能，变换时间几ms-几十ms第八十页，共105页。图7-4输入接口模块(mókuài)的接线形式a）汇点式b）分组式c）分隔式第八十一页，共105页。输入接线方式(fāngshì)主要有汇点式和分组式两种接线方式(fāngshì)第八十二页，共105页。注意同时接通的输入点数量对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等)，应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。

输入门槛(ménkǎn)电平门槛(ménkǎn)电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书第八十三页，共105页。1）开关量输入模块的选择

输入信号的类型有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接(liánjiē)；交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境

输入信号的电压等级开关量输入模块的电压等级有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于传输距离较近场合，如5Ｖ输入模块最远不得超过１０米。距离较远的应选用输入电压等级较高的。第八十四页，共105页。输出模块数字(shùzì)量模拟量继电器直流交流(jiāoliú)电压(diànyā)电流（2）输出接口模块第八十五页，共105页。）开关量输出模块的选择输出方式开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种(sānzhǒnɡ)方式

继电器输出：价格便宜，可以驱动交、直流负载，适用的电压大小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不超过1HZ）、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。第八十六页，共105页。低速、大功率负载(fùzài)，采用继电器型输出；高速、较大功率的交流负载(fùzài),采用晶闸管型输出；高速、小功率直流负载(fùzài),可采用晶体管型输出。第八十七页，共105页。图7-6输出接口模块外部接线(jiēxiàn)形式a）汇点式b）分组式c）分隔式第八十八页，共105页。驱动能力应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。注意同时接通的输出点数量(shùliàng)同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值一般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60％

输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关与不同的负载类型密切相关，特别是输出的最大电流。晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。第八十九页，共105页。2.2）模拟量I/O模块的选择

模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模拟量输出(D/A)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。典型模拟量I/O模块的量程为-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。

一些PLC制造厂家还提供特殊(tèshū)模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTD、热电偶等信号）第九十页，共105页。3）特殊功能模块的选择

PLC厂家(chǎnɡjiā)相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。第九十一页，共105页。（4）电源模块及其它外设的选择1）电源模块的选择电源模块选择仅对于模块式结构的PLC而言，对于整体式PLC不存在电源的选择。电源模块的选择主要考虑电源输出额定电流和电源输入电压。

2）编程器的选择在线编程（主机和编程器共用一个CPU），还是离线编程（主机和编程器各有一个CPU）。对于产品定型的设备和工艺不常变动的设备，应选用离线编程的PLC。大型PLC多采用在线编程。3）写入器的选择为了防止由于干扰或锂电池电压不足等原因破坏RAM中的用户程序，可选用EPROM写入器，通过(tōngguò)它将用户程序固化在EPROM中。有些PLC或其编程器本身就具有EPROM写入的功能。第九十二页，共105页。PLC与常用输入设备的连接PLC与主令电器类设备连接PLC内部一般设置有专用电源为输入口连接的设备供电(ɡònɡdiàn)。在PLC中一般COM端为机内电源的负极。返回(fǎnhuí)首页第九十三页，共105页。PLC与传感器类设备的连接当输入接口的器件不是无源触点而是传感器时，要注意传感器的极性，选择正确的电流方向(fāngxiàng)。当输入口所接的传感器所需功耗较大时，须另配专用电源供电。第九十四页，共105页。PLC与输出设备的一般连接(liánjiē)方法PLC一般不提供执行器件的工作电源，需由控制系统另外解决。为适应输出设备需多种电源的情况，PLC的输出端口一般是分组设置的。返回(fǎnhuí)首页第九十五页，共105页。PLC输出口所能通过的最大电流(diànliú)视机型不同一般为1A或2A。当负载电流(diànliú)定额大于口端最大值时，需增加中间继电器。输出(shūchū)口加中间继电器第九十六页，共105页。PLC与感性输出设备(shūchūshèbèi)的连接当输出端口连接电感类设备时，为了防止电路关断时刻产生高电压对输入(shūrù)、输出口造成破坏，应在感性元件两端加接保护元件。对于直流电路，应并接续(jiēxù)二极管，对于交流电路应并接阻容电路（浪涌吸收器）。续流二极管的额定电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50~120Ω

电容值可取~μF，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性

第九十七页，共105页。提高PLC控制系统(xìtǒng)可靠性的措施PLC具有很高的可靠性，并且有很强的抗干扰能力，但在过于恶劣的环境或安装使用不当等情况下，都有可能引起PLC内部信息的破坏而导致控制混乱，甚至造成内部元件损坏。

为了提高PLC系统(xìtǒng)运行的可靠性，应注意以下问题：适合的工作环境合理的安装与布线正确的接地必须的安全保护环节必要的软件措施采用冗余系统(xìtǒng)或热备用系统(xìtǒng)返回(fǎnhuí)首页第九十八页，共105页。适合的工作环境1）环境温度适宜通常PLC允许的环境温度约在0~55°C。安装时不要把发热量大的元件放在PLC的下方；PLC四周(sìzhōu)要有足够的通风散热空间；不要把PLC安装在阳光直接照射或离暖气、加热器、大功率电源等发热器件很近的场所；安装PLC的控制柜最好有通风的百叶窗，如果控制柜温度太高，应该在柜内安装风扇强迫通风。2）环境湿度适宜PLC工作环境的空气相对湿度一般要求小于85％，以保证PLC的绝缘性能。湿度太大也会影响模拟量输入/输出装置的精度。因此，不能将PLC安