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图2-2 系统原理示意图

可编程控制器的系统软件有两部分，一是编程器的系统软件，二是可编程序控制器的操作软件OS。

编程器常用继电器语言，也叫梯形图符号语言，对可编程序控制器进行编程，用户使用起来非常方便。为了把使用这种语言编的程序变成可编程序控制器中央处理器所能接受的机器语言，需要通过编译程序才能完成。这种编译程序存在编程器的ROM存储器中，构成了编程器的系统软件。

可编程控制器内有一个操作系统，主要任务是解读用户程序，执行过程如下图：

图2-3 系统软件流程控制示意图

2.3.2 系统软件流程图

根据系统控制要求，可画出如下所示的系统软件流程图（如图2-4）该系统可选择连续或单次运行工作状态。若为连续运行状态，则系统软件设计流程图中的

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汽缸4动作后，程序再转到开始；若为单次运行，则汽缸4动作后停机。如果需要，该系统可在分拣的同时对分拣的材料进行数量的统计，这只需在各汽缸动作的同时累计即可。应用高速计数器编制程序，可以实现系统的定位控制功能。用高速计数器计数步进电机转过的圈数，来确定物料到达传感器的距离，实现定位功能。定位时，电机停转，计数器清零，传感器开始工作，对物料进行分拣处理。在汽缸1～3动作后，电机重新运行，高速计数器也重新计数。如果相应的传感器没有检测到物体，则电机重新运行，高速计数器也重新计数，继续运行到下一位置。如果只对材料的某一特性进行分拣，比如只分拣金属和非金属，则只需对传感器的安放或程序进行修改即可。 开始 电动机运行皮带传推汽缸1动作 Y SB测到物体 Y N 汽缸是否回位 Y 下料气缸Y5动作 N 推汽缸2动作 SC测到物体 Y 斗内是 否有料 SA测到物体 N Y N 推汽缸3动作 Y N 推汽缸4动作 计时到自动停机 Y 连继运行 图2-4 系统软件流程图

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第3章 课题研究的方法和手段

3.1 硬软件比较

随着西门子PLC功能的逐渐健全，也越来越受人们的欢迎。它不仅具有丰富的机型、超小的体积、灵活的安装、双CPU结构、极高的运算速度等特点，还有事件中断自动告知、自诊断、故障历史记录、远程口令等特殊功能。简单介绍它与继电器的比较：

1.采用微处理器为核心，并采取各种抗干扰措施，因为PLC可靠性高、控制功能强体积小。

2.利用PLC内部计算器和计时器，容易实现逻辑组合和运算，不用增加硬设备。

3.由于PLC采用软件编制程序来完成任务，因此可以随时变更程序来适应生产工艺的改变，而不用重新布线。 3.2 PLC的特点及功能 3.2.1 PLC的优点

由于可编程控制器（PLC）具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、程序设计简单及便于安装调试等优点。PLC在工业自动化控制的各个领域发挥着越来越重要的作用，社会对可变程序控制器技术人员的需求也越来越迫切，在可预见的将来是无法替代的。

可编程序控制器（Programmable Controller）通常也可简称为可编程控制器，英文缩写为PC或PLC,是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便，可靠性高，抗干扰能力强，适应性强，采用模块化结构，使系统组合编程语言简单易学，系统设计周期短，对生产工艺改变适用性强，安装简单，调试方便，维护工作量小，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更是得到用户的好评。成为现代工业控制的三大技术支柱（PLC,机器人和CAD/CAM）之一。 3.2.2 PLC的缺点

1.固定的编程 有些PLC编程功能单一。如果不需要就必花大代价使用具有多种编程功能的PLC。例如为了节约成本，一些设备制造厂仍然使用带销的机械式定序器。如果操作顺序很少或根本不会改变，就没有必要使用重编程功能的PLC。

2.考虑环境因素 PLC需要工作在一定的环境下，高温和振动将会影响PLC系统的电子设备，就限制了PLC的使用。

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3.故障保护 在PLC系统中，必须提供一个输入电压来停止设备。这些系统没有故障保护。

4.固定回路操作 当系统要做周期性更新时，用PLC系统更新。 3.2.3 PLC的功能

1.开关量控制：PLC可以完成开关逻辑运算和顺序逻辑运算控制，从而实现对生产机械或生产过程的自动控制。

2.模拟量控制：如温度，压力，流量，液位都属于模拟量。

3.定时/计数控制：PLC具有很强的定时、计数功能，它可以为用户提供数十甚至数百个定时器或计数器。

4.数据处理：新型PLC都具有数据处理能力，不仅能进行算术运算、数据传送、而且还能进行数据比较、数值转换、数据显示打印，甚至浮点运算、函数运算等功能。

5.联网与通信：PLC可与上为计算机或同位PLC进行数据通信，完成数据的处理和信息的交换，实现对整个生产过程的信息控制和管理，是实现工厂自动化的理想工业控制器。

3.3 PLC控制系统的发展趋势

随着PLC技术的推广、应用，PLC将进一步向以下几个方向发展。

1.标准化：指令兼容，外设易于扩展，但不同厂家生产的PLC，梯形图、指令及各种配件均有一些差异，不利于PLC的普及。

2.小型化：随着微电子技术的进一步发展，小型机的功能将进一步完善，PLC的结构必将更为紧凑，体积更小，使安装和使用更为方便。

3.模块化:采用模块化结构，使系统的构成更加灵活、方便。

4.低成本:使PLC在经济上能与继电器电路抗衡，成为继电器的替代品。 5.高功能 如（完成位置控制、温度控制、中断控制、PID调节、远程通讯、音响输出等）。最后PLC的普及是机电一体化的必然趋势，也就是说实现机电一体化也是PLC发展的一个重要方向。

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