可編程控制器基本原理及應(yīng)用

可編程控制器基本原理及應(yīng)用可編程控制器基本原理PLC是基于電子計(jì)算機(jī)，且適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的電控制器。PLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普遍計(jì)算機(jī)PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及抗干擾等問(wèn)題。可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的要點(diǎn)PLC基本要點(diǎn)。PLCPLC程序(（用戶）PLC程序可靠運(yùn)行設(shè)計(jì)。什么樣的控制要求，就應(yīng)有什么樣的用戶程序。可靠物理實(shí)現(xiàn)主要靠輸人及輸出（OUTPUT）電路。PLCI/O電路，都是專門設(shè)計(jì)的。輸入電路要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾控制元器件，如電磁閥、接觸器等等。I/O電路是很多的，每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要有一個(gè)I或O電路。PLCI/OI/O用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的，所以，所占體積并不大。輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入狀況，并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其信息的暫存器。輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點(diǎn)。輸出鎖存器與輸出點(diǎn)也是一一對(duì)應(yīng)的這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際就是PLCI/O口的PLC的內(nèi)存中，稱輸入刷PLC1，表示0它反映的就是輸入狀態(tài)。PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對(duì)應(yīng)的。一個(gè)輸出鎖存器也有一個(gè)內(nèi)存位與其對(duì)應(yīng)，這個(gè)位稱為輸出繼電器，PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，編寫出滿足這個(gè)要求的程序是完全可能的，而且也是較為容易的?；驹鞵rogrammableLogicController，簡(jiǎn)稱PLC。PLCPLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。PLCPLC則還要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的等問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)控制要點(diǎn)PLC基本要點(diǎn)。PLCPLC程序(（用戶）PLC程序可靠運(yùn)行設(shè)計(jì)。什么樣的控制要求，就應(yīng)有什么樣的用戶程序?？煽课锢韺?shí)現(xiàn)主要靠輸人及輸出（OUTPUT）PLCI/O電路，都是專門設(shè)計(jì)的。輸入電路要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，元器件，如電磁閥、接觸器等等。I/O電路是很多的，每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要有一個(gè)I或O電路。PLCI/OI/O用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的，所以，所占體積并不大。入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其信息的暫存器。也是一一對(duì)應(yīng)的PLCI/O口的寄存PLC的內(nèi)存中，稱輸入刷新。PLC（bit）1，表示接點(diǎn)通，置成0反映的就是輸入狀態(tài)。PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對(duì)應(yīng)的。一個(gè)輸出鎖存器也有一個(gè)內(nèi)存位PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，編寫出滿足這個(gè)要求的程序是完全可能的，而且也是較為容易的。實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程簡(jiǎn)單地說(shuō)，PLC實(shí)現(xiàn)控制的過(guò)程一般是：1.1PLC典型開(kāi)機(jī)流程輸入刷新----再運(yùn)行永不停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著。1.1關(guān)系。PLC實(shí)現(xiàn)控制顯然是可能的。因?yàn)椋河辛溯斎胨LC的輸入映射區(qū)；經(jīng)運(yùn)行用戶程序，輸出映射區(qū)將得到變換后的信息；再經(jīng)輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài)，并通過(guò)輸出電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。又由于這個(gè)過(guò)程是永不停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著，所以，輸出總是反映輸入的變化的。只是響應(yīng)的時(shí)間上，略有滯后。當(dāng)然，這個(gè)滯為此，PLCPLC實(shí)現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。事實(shí)上，它的速度是很快的，執(zhí)行一條指令，多的幾微秒、幾十微秒，少的才零點(diǎn)幾，或零點(diǎn)零幾微秒。而且這個(gè)速度還在不斷提高中。1.1PLCI/O刷新及運(yùn)行用戶程序，還要做些公共處理工作。公共處理工作有：循環(huán)時(shí)間監(jiān)控、外設(shè)服務(wù)及通訊處理等。死循環(huán)看門狗（。只要循環(huán)超時(shí)，它.PLC.PLCPLCPLC與其它工業(yè)PLC控制能力的需要。PLC--I/O刷新--運(yùn)行反復(fù)不停地重復(fù)著?？删幊炭刂破鲗?shí)現(xiàn)控制的方式轉(zhuǎn)而去處理中斷工作（運(yùn)行有關(guān)中斷服務(wù)程序。待處理完中斷，又需處理，將不被理睬。顯然，中斷方式與掃描方式是不同的。適合于工作現(xiàn)場(chǎng)的日常使用。在用掃描方式為主的情況下，也不排斥中斷方式。即，大的也能進(jìn)行處理。PLCI/O電路----掃描方式并輔以中斷PLC是怎樣PLC基本原理的要點(diǎn)了。至于更深入的問(wèn)題，在進(jìn)一步學(xué)習(xí)中，將再作具體介紹?；咎攸c(diǎn)PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開(kāi)它的工作基礎(chǔ)是用好信息。PLC的基本特點(diǎn)。PLC的四個(gè)特點(diǎn)：功能豐富PLC存儲(chǔ)信息的內(nèi)部器件有關(guān)。它的指令多達(dá)幾十條、幾百條，可進(jìn)行各式各樣的邏輯問(wèn)題的處理，還可進(jìn)行各種類型數(shù)據(jù)的運(yùn)算。凡普通計(jì)算機(jī)能做到的，它也都可作到。I/O幾千、幾萬(wàn)，以至10幾萬(wàn)。這意味著它可進(jìn)行這么多I/O點(diǎn)的入出信息變換，進(jìn)行這么大規(guī)模的控制。它的內(nèi)部種種繼電器，相當(dāng)于中間繼電器，數(shù)量更多。內(nèi)存中一個(gè)位就可作為一個(gè)中間繼電器，怎么不多！它的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器也很多，是繼電電路所望塵莫及的。小小的箱體或模塊，其內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器可達(dá)成百、成千。這也是因?yàn)橹灰脙?nèi)存中的一個(gè)字，再加一些標(biāo)志位，即可成為定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，所以才那么多。它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)還可用以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，幾百、幾千、幾萬(wàn)字的信息都可以存，而且，掉電后還不丟失。PLC可送入程序，送入數(shù)據(jù)，可讀出程序，讀出數(shù)據(jù)。而且讀、寫時(shí)可在圖文并茂的畫面上進(jìn)行。數(shù)據(jù)讀出后，可轉(zhuǎn)儲(chǔ)，可打印。數(shù)據(jù)送入可鍵入，可以讀卡入，等等。PLC還具有通訊接口，可與計(jì)算機(jī)鏈接或聯(lián)網(wǎng)，與計(jì)算機(jī)交換信息。PLCPLC自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化及其控制的智能化創(chuàng)造了條件。PLC統(tǒng)的繼電控制電路所無(wú)法比擬的。使用方便PLCPLC控制比更改接線，當(dāng)然要方便得多！PLC的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的模塊。而廠家多有現(xiàn)貨供應(yīng)，市場(chǎng)上即可購(gòu)得。所以，硬件系統(tǒng)配置與建造也非常方便。"可"序可編，也不難編。對(duì)硬件講，它的配置可變，而且也易于變。具體地講，PLC有五個(gè)方面的方便：PLC，那種接線簡(jiǎn)單，而且一次接好后，更換模塊時(shí)，把接線器安裝到新模塊上即可，都不必再接線。內(nèi)部什么線都不要接，只要作些必要的DIP開(kāi)關(guān)設(shè)定或軟件設(shè)定，以及編制好用戶程序就可工作。（軟件）與系統(tǒng)內(nèi)存，這些器件卻實(shí)實(shí)在在地存在著。其數(shù)量之多是繼電器控制系統(tǒng)難以想象的。即使是小型的PLC點(diǎn)即使用得再多，也無(wú)關(guān)緊要。大型PLC的指令系統(tǒng)也非常豐富，可毫不困難地實(shí)現(xiàn)種種開(kāi)關(guān)量，PLC總之，由于C功能之強(qiáng)，發(fā)揮其在控制系PLC本身，而是人們的想象力，或與其配套的其它硬件設(shè)施了。PLCPLCPLC的軟件也很多，不僅可用類似BASICC語(yǔ)言，PLC編程提供了方便。PLCPLC的程起繼電器電路臺(tái)臺(tái)設(shè)備都要接線、調(diào)試，要省事及簡(jiǎn)單得多。維修方便：這是因?yàn)椋孩貾LCPLC的第三個(gè)特點(diǎn)時(shí)，還將進(jìn)一步介紹。PLCPLC都設(shè)有很多故PLC支持內(nèi)存保持?jǐn)?shù)據(jù)的電池電壓不足，相應(yīng)的就件，調(diào)試好后不會(huì)出故障，再多只要依據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，使之完善就是了。改用方便：PLCPLC還可給別的設(shè)備使用，只要改編一下程序，就可辦到。如果原設(shè)備與新設(shè)備差別較大，它的一些模塊還可重用。工作可靠PLCPLC在硬件與軟件兩個(gè)方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。事實(shí)上，如果PLC工作不可靠，就無(wú)法在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用，也就不成其為PLC(1)在硬件方面：PLCCPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLC程序的運(yùn)行不受外界的電與磁干擾，能正常地工作。PLC也為其可靠工作提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。PLC能安全可靠地工作，也采PLC50PLC80--90度。PLC的模塊可熱備，一個(gè)主機(jī)工作，另一個(gè)主機(jī)也運(yùn)轉(zhuǎn)，但不工作。I/O模塊、電源模路車站的道叉控制系統(tǒng)。（2）軟件方面：PLC""，其控制結(jié)果總是確定的；而且又PLC對(duì)應(yīng)急情況的及時(shí)響應(yīng)，PLC能可靠地工作。PLC""（Watchingdog）"看門狗"的計(jì)時(shí)值。若超時(shí)（100ms），則報(bào)警。嚴(yán)重超時(shí)，還PLC停止工作。用戶可依報(bào)警信號(hào)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。定時(shí)有了這個(gè)看門狗PLC用戶程序的正常運(yùn)行，可避免出現(xiàn)死循環(huán)而影響其工作的可靠性。PLCPLC的工作狀況，PLC所控制的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，以確保其可靠工作。PLCPLCPLC故障平均修復(fù)時(shí)間也很短，幾小時(shí)以至于幾分鐘即可。PLC的問(wèn)卷調(diào)查。在回答中，多數(shù)用戶把PLCPLC它的首選指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)合算PLC也是如此。PLCPLC經(jīng)濟(jì)的。這是因?yàn)椋篜LC的投資雖大，但它的體積小、所占空間小，輔助設(shè)施的投基本應(yīng)用最初，PLCPLC的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。PLC已日益成為工業(yè)控制裝置家族中一個(gè)重要的角色。。用于開(kāi)關(guān)量控制PLC幾十點(diǎn)，多的可到幾百、幾千，甚至幾萬(wàn)點(diǎn)。由于它能聯(lián)網(wǎng)，點(diǎn)數(shù)幾乎不受限制，不管多少點(diǎn)都能控制。所控制的邏輯問(wèn)題可以是多種多樣的：組合的、時(shí)序的；即時(shí)的、延時(shí)的；不需計(jì)數(shù)的，需要計(jì)數(shù)的；固定順序的，隨機(jī)工作的；等等，都可進(jìn)行。PLC業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多工況、多狀態(tài)變換的需要。PLC進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制實(shí)例是很多的，冶金、機(jī)械、輕工、化工、用于模擬量控制工業(yè)生產(chǎn)，特別是連續(xù)型生產(chǎn)過(guò)程，常要對(duì)這些物理量進(jìn)行控制。PLC廠家都在這方面進(jìn)行大量的開(kāi)發(fā)。目前，不控制。PLCA／DD／AI/OI/O單元。A/D單元是把外電路的模擬量，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后送入PLCD/APLC的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，再送給外電路。I/OI/O離，與輸入輸出繼電器（PLC工作內(nèi)存的一個(gè)區(qū)?？勺x寫）交換信息等等特點(diǎn)。A/D中的D/AA，20mA。有的還可處理正負(fù)值的。這里的812位二進(jìn)制數(shù)。A/D、D/A有單路，也有多路。多路占的輸入輸出繼電器多。A/DD/APLCPLC減、乘、除，還可開(kāi)方，插值，還可進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算。有的還有PID指令，可對(duì)偏差制量進(jìn)行比例、微分、積分運(yùn)算，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。計(jì)算機(jī)能算的它幾乎都能算。PLC實(shí)現(xiàn)模擬量控制是完全可能的?？刂频膯挝恢悼尚〉?12分之一的測(cè)量程值，多數(shù)也是足夠的。PLCA/D、D/A組合在一起的單元，并可用PID或模糊控制算法實(shí)現(xiàn)控制，可得到很高的控制質(zhì)量。PLC進(jìn)行模擬量控制的好處是，在進(jìn)行模擬量控制的同時(shí)，開(kāi)關(guān)PLC方便。PLC節(jié)器。這也是應(yīng)當(dāng)看到的。用于運(yùn)動(dòng)控制實(shí)際的物理量，除了開(kāi)關(guān)量、模擬量，還有運(yùn)動(dòng)控制。如機(jī)床部件的位移，常以數(shù)字量表示。50年代誕生于40％～80％，有的甚至更高。PLC量控制。PLC可接收計(jì)數(shù)脈沖，頻率可高達(dá)幾kk赫茲?？捎枚喾N方PLC還有脈沖輸出功能，脈沖頻率也可達(dá)幾十PLC有數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算能力，若再配備相應(yīng)的傳感器（如旋轉(zhuǎn)編碼器）或脈沖伺服裝置（形分配器、功放、步進(jìn)電機(jī)），則完全可以依NC的原理實(shí)現(xiàn)種種控制。NC運(yùn)動(dòng)單元還可實(shí)現(xiàn)曲線插補(bǔ)，可控制曲線運(yùn)動(dòng)。所以，若PLC配置NC的辦法，進(jìn)行數(shù)字量的控制。NC技術(shù)的編程語(yǔ)言，為更好地用PLC進(jìn)行數(shù)字控制提供了方便。用于數(shù)據(jù)采集PLCPLC，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)區(qū)）9999可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集可以用計(jì)數(shù)器，累計(jì)記錄采集到的脈沖數(shù)，并定時(shí)地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。A/DDM區(qū)中去。PLCDM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來(lái)。PLC也可與計(jì)算機(jī)通訊，由計(jì)算機(jī)把DM即成為計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)終端。理用電與節(jié)約用電的目的。用于信號(hào)監(jiān)控PLCPLC自身工作的監(jiān)控，或?qū)刂茖?duì)象進(jìn)行監(jiān)控。PLC控的思路。PLC控制某運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作，看施加控制后動(dòng)作進(jìn)行了沒(méi)有，可若超時(shí)，說(shuō)明不正常，可作相應(yīng)處理?？?著，那修復(fù)時(shí)間，提高系統(tǒng)的可靠性。用于聯(lián)網(wǎng)、通訊PLC聯(lián)網(wǎng)、通訊能力很強(qiáng)，不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出。PLCPLCPLC用起來(lái)更方便。為了充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用，可實(shí)行一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制與管理多臺(tái)PLC32PLCPLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控。PLCPLC也可通訊?？梢粚?duì)一PLC通訊?？蓭讉€(gè)PLC通訊?？啥嗟綆资?、幾百。PLC與智能儀表、智能執(zhí)行裝置（如變頻器），數(shù)據(jù)，相互操作。10公里或更大。PLC、計(jì)算機(jī)、智能裝置組織在一個(gè)網(wǎng)中。網(wǎng)間的結(jié)點(diǎn)可直接或間接地通訊、交換信息。聯(lián)網(wǎng)、通訊，正適應(yīng)了當(dāng)今計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及智能化工廠發(fā)展的需要。它可使工業(yè)控制從點(diǎn)、到線再到面（Aero），使設(shè)備級(jí)的控制、生產(chǎn)線的控制、工廠管理層的控制連成一個(gè)整體，進(jìn)而可創(chuàng)造更高的效益。這個(gè)無(wú)限美好的前景，已越來(lái)越清楚地展現(xiàn)在我們這一代人的面前。它的控制范圍也可大、可小。小的只控制一個(gè)設(shè)備，甚至一個(gè)部件，一個(gè)站點(diǎn)；大的可控制多臺(tái)設(shè)備，一條生產(chǎn)線，以至于整個(gè)工廠?？蒔LC。一般講，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程可分為兩種類型；連續(xù)型生產(chǎn)過(guò)程（業(yè)）及非連續(xù)型，即離散型生產(chǎn)過(guò)程（如機(jī)械制造業(yè)）象是連續(xù)的，分不出件的；后者為離散的，一件件的。由于PLC有種類型的生產(chǎn)過(guò)程都有其用武之地。事實(shí)上，PLC機(jī)械、化工、輕工、食品、建材等等，幾乎沒(méi)有不用到它的。不僅工業(yè)生產(chǎn)用它，一些非工業(yè)過(guò)程，如樓宇自動(dòng)化、電梯控制也用到它。農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控，水利灌溉也用到它。PLCPLCPLC技術(shù)不斷完善的結(jié)果?；绢愋涂删幊炭刂破黝愋秃芏?，可從不同的角度進(jìn)行分類：按控制規(guī)模分或兩者兼而有之（閉路系統(tǒng)）的路數(shù)。但主要以開(kāi)關(guān)量計(jì)。模擬量的8～16點(diǎn)。大型機(jī)。V80PLC1640CPM1APLC，西門子的Logo10點(diǎn)。100V80PLC可擴(kuò)256點(diǎn)，OMRONC60P148點(diǎn)，CQM1256點(diǎn)。S7-20064點(diǎn)。500PPC11系列可擴(kuò)展到4N公司H機(jī)普通配置最多可達(dá)多點(diǎn)，C200Ha1000S7300機(jī)512點(diǎn)。1000PPC222048點(diǎn)，OMRONC1000H、CV1000，當(dāng)?shù)嘏?024點(diǎn)。、CV20002048點(diǎn)。GE90－70機(jī)，其點(diǎn)數(shù)可達(dá)240008000路的模擬量。再PC－E984--78532k，模擬量有8路。西門子的－－，其8k512路模擬量。等等。用。I/O的機(jī)型，性能價(jià)格比必然要高；相反，肯定要差些。自然，也有特殊情況。如控制點(diǎn)數(shù)不是非常之多，不是非用大型機(jī)不可，但因大型機(jī)的特殊控制單元多，可進(jìn)行熱備配置，因而采用了大型機(jī)。按結(jié)構(gòu)劃分PLC可分為箱體式及模塊式兩大類。微型機(jī)、小型機(jī)多為箱體式的，OMRONCQM1則為模塊式的。PLCCPUI/O系統(tǒng)都集成在一個(gè)小箱體內(nèi)。以實(shí)現(xiàn)對(duì)較多點(diǎn)數(shù)的控制。PLCCPU模塊、輸入模塊、輸OMRONC20PLC，HCPUHaPLC用，達(dá)到更高的使用效益。由模塊聯(lián)結(jié)成系統(tǒng)有三種方法：V80PLC就是這種結(jié)構(gòu)，比較緊湊。PPC22PPC31C200Ha等中、大5、810這既浪費(fèi)，又多占空間，還得占空單元把多余的槽作填補(bǔ)。PLC用的多為這種結(jié)構(gòu)。按生產(chǎn)廠家分PLC的廠家較多。但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均能生產(chǎn)的不算太多。較有影響的，在中國(guó)市場(chǎng)占有較大份額的公司有：S5S5－95U115U、135U155U155U6000多點(diǎn)，300多路。最近還推出S7小型、S7-300（中型）S7-400機(jī)（大型S5大有提高。OMRONCPM1ACVM、CV型機(jī)，Ha型、F型機(jī)等，大、中、小、微均有，特別在中、小、微方面更具特長(zhǎng)，在中國(guó)及世界市場(chǎng)，都占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。PLCF1FX2機(jī)，性能有很大提高。它的中、大型機(jī)為A系列。AIS、、A3A等。EE-20、E-28E－40E－64I/O12/816/1224/1640/24EM系列為模16～160之間組合。EXEX－PLUS小型機(jī)在國(guó)內(nèi)EX100PLC，點(diǎn)數(shù)較多，也是用梯形圖語(yǔ)言編程。