可编程逻辑控制继电器的结构和功能分析

可编程逻辑控制继电器将一些典型的继电逻辑控制程序预先存储在内部存储器中，通过用户程序组合、调用可实现逻辑控制和顺序控制功能，可进行算术运算、逻辑运算、模拟量运算、高速运算、高速计数、定时、加/减计数、频率测量和模拟量输出等功能，还有显示参数、仿真运行等功能。可通过本地和远程的输入/输出扩展功能。还可以通过通信接口，AS-i、PROFIBUS、CANopen、DeviceNet等网络模块，将可编程逻辑控制继电器集成到更高级的自动化系统中。用户程序使用梯形图语言，仅用4个编程键即可编辑和输入用户程序，并可通过显示屏观察输入状态。施耐德公司的“Zelio Logic”逻辑控制器的用户程序使用的梯形图语言与“easy”控制继电器类似，而西门子公司的“LOGO！”用功能图语言（功能块）输入程序。还可以通过编程软件在计算机上进行配置、编程和调试。

1.“easy”控制继电器的结构

“easy”控制继电器可采用EASY-SOFT软件进行编程和组态，图表编辑器可直接显示需要的电路图图像。通过菜单和“拖放”功能可简单地进行硬件组态和连接。用户程序通过面板采用梯形图或功能图语言编程，要改变控制功能只需改变程序即可，形象直观，简单易懂。在继电逻辑控制系统中，使用“easy”控制继电器可以“以软代硬”替代时间继电器、中间继电器、计数器和接触器等，以简化线路设计，并能完成较复杂的逻辑控制，甚至可以完成传统继电逻辑控制方式无法实现的功能。

“easy”控制继电器的基本型宽度为72mm，相当于8个模数的尺寸，加长型和总线型的宽度相当于14个模数宽，可卡装在35mm导轨上，不同品牌的基本型产品外形基本相似。“easy”控制继电器基本型的外貌及面板功能布置如图3-3所示。

图3-3 easy基本型的产品外貌示意图

1—电源输入端子 2—输入端子 3—运行状态指示灯 4—功能按键5—存储卡和通信接口 6—输出端子 7—LCD显示屏 8—标签 9—DEL键，删除电路图上的对象 10—ALT键，电路图特殊功能 11—光标键，↑、↓、←、→，移动光标、选择菜单条目 12—ESC键，返回、取消上一个操作 13—OK键，下一级菜单条目，存储输入 14—easy-Link连接器 15—PROFIBUS-DP模块 16—MFD-Titan电源/CPU+显示器 17—MFD-Titan显示器

图3-3中，左图为easy500、右图为easy700的产品外貌。easy500/700/800系列和MFD-Titan多功能显示器具有数学运算、逻辑控制、定时和计数、定时开关、PID控制、操作员和显示、高速计数、频率测量和高速增量式编码器处理、数据存储、通信联网等功能。easy500/700/800系列和MFD-Titan多功能显示器的电源为AC115/240V或DC12/24V。基本型的DI通常为DC12/24V、AC115/240V输入，DO通常为DC12/24V、AC115/240V晶体管或继电器输出，继电器输出最大电流可达10A。模拟量输入/输出类型为0～10V。高速输入端和可选模拟量输入端仅适应于直流电源型，交流型没有。

easy500控制继电器有8个数字量输入端、4个继电器输出端，或选择4个晶体管输出端，最多可编制128行程序，一行最多可排列3个触点和1个线圈，有16个操作和信息文本，可选2个模拟量输入端（10位），2个1kHz高速输入端，最多可处理12个I/O信号。

easy700控制继电器有12个数字量输入端、6个继电器输出端，或选择8个晶体管输出端，最多可编制128行程序，一行最多可排列3个触点和1个线圈，有16个操作和信息文本，可选4个模拟量输入端（10位），2个1kHz高速输入端，1个I/O扩展模块或总线模块，最多可处理40个I/O信号。

easy800控制继电器有12个数字量输入端、6个继电器输出端，或选择8个晶体管输出端，1个模拟量输出端，最多可编制256行程序，一行最多可排列4个触点和1个线圈，有32个操作和信息文本，可选4个模拟量输入端（10位），4个3/5kHz高速输入端，1个I/O扩展模块或总线模块（以太网、PROFIBUS-DP、AS-i、CANopen或DeviceNet等），利用内置的网络接口easy-Net可在设备之间连网，最多8个站点，最大通信距离1000m，并且，所有站点都可以经easy-Link连接器进行本地扩展，最多可处理320个I/O信号。(www.xing528.com)

MFD（Multi-Function Display）多功能显示器是HMI和easy控制继电器的组合，由显示/操作模块、电源/CPU模块和可选的I/O模块组成。除具有easy800控制继电器相同的功能外，主要是具有全图、背光显示功能，可作为具有显示、操作、编程和参数设置的紧凑型HMI控制设备使用。另外，MFD-Titan还可以经串行通信接口与一台easy800或另一台MFD-Titan进行点对点通信。MFD-Titan多功能显示器具有12个数字量输入端，4个继电器输出端，或选择4个晶体管输出端，1个模拟量输出端，最多可编制256行程序，一行最多可排列4个触点和1个线圈，64×132像素全图、背光显示，一帧需24KB内存。可选4个模拟量输入端（10位），4个3/5kHz高速输入端，1个I/O扩展模块或总线模块（以太网、PROFIBUS-DP、AS-i、CANopen或DeviceNet等），设备之间可连网，最多8个站点，最大通信距离1000m。MFD-Titan多功能显示器适用于较大型控制项目。

2.“easy”控制继电器的功能

以easy500控制继电器为例，可编程逻辑控制继电器内部主要有如下可编程器件（软元件），16个模拟量比较继电器A1～A16，可以比较0～10V的电压信号，设定值从0.0～10.0；通过外接一个500Ω电阻，可以连接4～20mA（0～20mA）电流信号；32个中间继电器M1～M16、N1～N16，除具有普通继电器功能外，还具有自保持功能、脉冲转换功能和带复位端的锁定继电器功能；16个时间继电器T1～T16，可设定为通电延时或断电延时，除具有常规的时间继电器功能外，还具有脉冲闪烁功能。另外有12个定时开关，可以设置星期一～星期日之间的任意时间的开机时间和停机时间，以及年内任意时间；中间继电器和时间继电器的触点可以多次重复使用；16个计数器C1～C16，可设定为向上计数或向下计数方式，另外还有4个操作小时计数器O1～O4；8个输出继电器Q1～Q8，输出容量10A（电阻性负载）或3A（感性负载），可扩展4个输出继电器。16个文本继电器D1～D16，用于显示线圈和触电的状态等。上述编程器件都有对应的显示符号和触点符号，多数器件都有常开触点和常闭触点符号，符号以数码管字体显示逻辑符号，如输入常开触点显示“”，输入常闭触点符号显示“”，通常是对应于easy控制继电器输入端的按钮开关的常开或常闭触点的输入，也可用于其他开关量的输入；输出触点正逻辑显示“”，而反逻辑显示“”，通常对应于easy控制继电器输出端的常开触点，用于连接外部被控制设备，如电灯泡、接触器线圈、阀门等；定时器触点正逻辑显示“”，而反逻辑显示“”；模拟量比较继电器、计数器、文本继电器和定时开关分别显示、、和，其他符号显示与此类似。符号“”和“”是具有继电器、接触器功能的线圈电路符号的显示符号，输入程序时用于继电器Q、M、C或T等的前面，如“”，表示中间继电器M的线圈，其作用中间继电器相同。符号“”是具有脉冲沿转换功能的继电器（带复位端的闩锁继电器）线圈符号，如“”，表示只要输入端“”输入一个脉冲信号，输出端就可接通并保持，若要输出端断开，只要在输入端再输入一个脉冲即可，其功能相当于自锁功能，由图3-4的波形图可见，置位、复位线圈“”的功能与此类似。线圈符号及特性如图3-4所示。

表3-1列出了可编程逻辑控制继电器部分常用逻辑功能块图供参考，各品牌产品的逻辑功能块图的符号基本相同，有的略有差别。

图3-4 easy编程元件的线圈符号及特性

a）具有继电器、接触器功能的线圈符号及特性 b）脉冲沿转换继电器的线圈符号及特性 c）带复位端的闩锁继电器的线圈符号及特性

表3-1 控制继电器常用逻辑功能块图