美国夏令营-大学生自我鉴定

编程控制器技术讨论与未来发
随着时代的发展,当今的技术也日趋完善、竞 争愈演愈烈;单靠人工的
操作已不能满足于目前的制造业前景,也无法保证更高质量的要求和高
新技术企业的形象.
人们在生产实践中看到,自动化给人们带来了极大的便利和产品质
量上 的保证,同时也减轻了人员的劳动强度,减少了人员上的编制.在许多
复杂的生产过程中难以实现的目标 控制、整体优化、最佳决策等,熟练的
操作工、技术人员或专家、管理者却能够容易判断和操作,可以获 得满意
的效果.人工智能的研究目标正是利用计算机来实现、模拟这些智能行为,
通过人脑与计 算机协调工作,以人机结合的模式,为解决十分复杂的问题
寻找最佳的途径
我们在各 种场合看到了继电器连接的控制，那已经是时代的过去，如
今的继电器只能作为低端的基层控制模块或者 简单的设备中使用到；而
PLC的出现也成为了划时代的主题，通过极其稳定的硬件穿插灵活的软
件控制，使得自动化走向了新的高潮。
PLC的最大特点在于：电气工程师已不再电气的硬件上花费 太多的心计，
只要将按钮开关或感应器的输入点连接到PLC的输入点上就能解决问
题，通过输 出点连接接触器或继电器来控制大功率的启动设备，而小功
率的输出设备直接连接就可以。
PLC的内部包含了具有中央处理器的CPU，并带有外部IO口扩展的
IO接口地址和存储器三大块组 成，CPU的核心是由一个或者多个累加
器组成，它们具有逻辑的数学运算能力，并能读取程序存储器的 内容通
过计算后去驱动相应的存储器和IO接口；IO口将内部累加器和外部的
输入和输出系统 连接起来，并将相关的数据存入程序存储器或者数据存
储器中；存储器可以将IO口输入的数据存入存储 器中，并在工作时调
转到累加器和IO接口上，存储器分程序存储器ROM和数据存储器
RAM ,ROM可以将数据永久的存入存储器中，而RAM只能作为CPU计
算时临时计算使用的缓冲空间。
PLC的抗干扰是极其优秀的，我们根本不用去关心它的使用寿命和工

作场合的恶劣，这些所有的问题已不再成为我们失败的主题，而留给我
们的是关心如何来利用PLC的内部资源为我们加强设备的控制能力，使
我们的设备更加的柔性。 < br>PLC的语言并不是我们所想象的汇编语言或C语言来进行编程，而是采用原
有的继电器控制的梯 形图，使得电气工程师在编写程序时很容易就理解了PLC
的语言，而且很多的非电气专业人士也对PL C很快认识并深入.
以上仅仅是PLC的优点之一，这也是人们比较容易理解的一部分，在很多的设备中，人们已不再希望看到太多的控制按钮，它们不但容易损坏而且极易产生
认为的失误，小的并 不是主要的失误也许你还能够接受：但过大的甚至是致命的
失误是我们无法容忍的。新的技术总是为了给 我们带来更安全和便捷的操作，使
得我们面临的一大堆问题一扫而光，你有了解过HMI吗？这里说HM I你根本不
清楚它是什么，也没有兴趣了解，换一个中文把它说明为触摸屏或者人机界面你
就知 道了，它和PLC的结合给了我们更大的空间。
HMI控制不仅仅是减少了控制按 钮，增加了控制的灵活性，更主要的是它可
顺序性，而且在能够改变数据输入和输出地反馈，在温度控制 曲线的模拟也能直
观的显示出来。并且能够通过编写功能帮助程序来提供各种力所能及的帮助，使
得操作者减少不必要的失误。HMI的厂商目前越来越多，功能越来越强，价格
也越来越低，使用的面 也越来越广。HMI的前景可以说是十分的看好。
在很多场合，单靠单机的控制是 无法保证设备的顺畅运行，而通过设备与设
备的信息交流达到我们想到的效果。比如在前包装和后工序的 检测，我们就要将
包装的信息反馈到检测处，而检测处得信息也要反馈到包装来。这样通过信息共
享来使得两者之间连接起来，形成一个共体，从而使的两者间的配合更加的紧密，
在彼此间达到映影相 挥的效果。
PLC的通信已经愈来愈体现它的价值，在PLC与PLC之间的通信 ，能够通
过信息的沟通和数据的共享来保证设备之间的相互协调，已达到互补的效果。
PLC之间的数据转换采用RS232接口来传送数据，而RS232接口只能保证10
米得传 输距离，如果在1000米得距离内我们可以通过RS485来进行通信，更长
的距离只能通过MODE L来进行传输。
PLC的数据传送只是将内部的数据传送到对方的一块连续的地址中。我们把

它称为一个表，对面的PLC通过读取表中的数据来进行操作。如果表中的数据
是一个一般设置 的数据的话，那只是一般的数据传送，比如今天的油价上升了，
我要把油价的价格传送到所有的输油机上 ，那就是数据共享。而当表中的数据是
一段控制PLC的指令程序，那就很有难度了，比如你要控制一台 机器人来按你
想象的动作工作，你会给它编制一段程序并以数据的形式发过去。
信息输送的形式有单工位，半工工位和全双工位的分别。单工位的意义也
就是说两者之间，一个只能发送 ，而一个只能接受，比如一个特务他只能接受上
司的指示，而无法给上司回复。半双工位也就是两个能都 能发送和接受数据，但
不能同时发送和接受，比如你打电话时不能接电话，对方也一样。而全双工位是< br>两者之间都能发送和接受数据，并可同时发送和接受。像物联网就是典型的例子。
信息输送的过程也有同步和异步之分：同步的意义在于发送数据时数据线
和时钟线是同步的，也就是数据 信号和时钟信号同时由CPU进行发送，这需要
彼此都要专门的时钟信号来进行传送和接送，并且是强制 性的，这种方法的特点
在于它的速度极快，但相应占用CPU的工作时间也相对很长，同时技术难度也< br>非常的大。它的要求在于在一帧的数据传送中不能有一位的误差，不然的话整个
数据将发生错误， 这在硬件上是一个比较大的难度。在一些专用的设备中应用的
越来越广泛，像专用的医疗设备，数字信号 设备等，在比较单一的数据的传输中，
它的效果非常好。
而异步是应 用范围嘴广泛的，这是得溢于它的技术难度相对要小，同时不
需要配制专门的时钟信号，它的特点在于， 它的数据是间隔性的，离散型的发送
和接受，当CPU太忙的时候可以停顿性去工作，在硬件上夜减少了 难度，同时
数据的丢失相对要少，我们可以通过数据的检测来观察我们发送的数据是否有错
误发 生，通过反馈来进行辨别。
信息的传送口线有串口和并口之分:通常的PLC是 8位机，当然也有16位
机。我们在发送数据的时候可以是一位一位的发送给对方，也可以使8位8位的
将数据发送到对方，一位和8位的区别也就是我们所说的串口发送数据和并口发
送数据。串口速 度比较慢，但是只要两条或者三条口就能解决问题，并能借用电
话线来进行远程控制。，而并口的传送速 度是极快的，它是串口的256倍，在短
距离占有优势，由于是TTL电平，一般限于1米得范围，它并 不适用于长距离

的数据传送，这样成本太昂贵了。
很多情况下我们总喜欢采用串并转换芯片来进行传输，这种情况下不需要
我们进行过于复杂的寄存器设置 了，而直接通过数据传送指令进行数据交流，但
在通信中并不是一个十分可行方法，因为在发送数据的时 候对方的PLC必须一
致等待你的数据输出，它不能去做其他的工作。
当你在看书的时候，你听到有人敲门，你停下手上的事情去打开门，并同
敲门者对面，这个时候电话响了 ，你示意要借个电话，在接完电话后回过头来同
敲门者继续谈话，对话完毕后，你再继续看你的书，这种 情况我们叫做中断，它
具有权威性，也具有优先性，PLC具备了这样的功能。它的特点在于我们在设备
的操作工程中可能会遇到的紧急突发事件，我们要立刻的停下手上的工作，去处
理更重要的事情 。这种情况我们经常遇到，PLC在去执行紧急的任务时，总回先
保存目前的状态，比如程序的地址,C PU的累加器数据等，就像我们去开门时要
记下我们看的书在第几页了或者干脆做个记号，因为我们待会 还要继续接着看后
面得书。CPU总是按照我们的意愿去做应该做的事情，但是你错误的给它一件
事情，它也会同样的去做，这一点我们必须注意。
中断并不是只有一个，有时 会同时存在几个中断，中断具有优先的级别，
它们会根据人的要求去执行更高级别的中断。这种中断的中 断也就形成了中断嵌
套。当然中断的级别根据各种PLC内部的CPU的资源有关，同时也跟堆栈的容< br>量大小有关。
中断的内容有很多种，比如外部中断，通信中的发送和接受中 断，定时和技
术的时钟中断，还有WDT复位中断等。它们丰富了CPU在处理各种事务的时
候 响应种类。这样讲也许你并不能完全理解中断的内部结果和操作顺序，我们做
一个小小的例子来说明。
每一个设备总是不会忘记有个一个按钮，它也是在我们遇到紧急情况时使用
的，那就是紧停按钮。当我们遇到人身事故和意外情况时我们只要按下它，机器
立即停止所有操作，并等 待处理完意外后再回复操作。急停按钮连接PLC内部
CPU的IO接口上，当按钮给CPU一个外部触 发信号时，CPU队IO进行再次
检测，当确认有外部触发信号时，CPU保护现场并将程序计数器自动 转到相应
的外部IO中断程序中去，当外部中断程序处理完毕，程序计数器返回到主程序

继续工作。有一点可以说明的是我们一般会把紧停按钮的外部中断升至高级别，
从而保证安全。
PLC的发展已经从单一的模式进入了通信的网络时代，并同其他的工控网
版和IO卡板轻易的进行共享。组态软件可以将所有的这些硬件连接起来，通过
更直观的动画图片来进 行控制，并可以通过互联网在异地进行控制，像神舟五号
的发射就是采用这种办法来使飞船升空的。
更高层次的发展还需要我们不断的努力来取得。PLC的出现已经足足影响
了几代人，我们也从上一辈的经验中获取了更多的知识和教训，来不断的发展
PLC技术，将它推向更 高浪潮.