1、興趣。
2、先學(xué)習硬件電路知識,建議你買(mǎi)一本《電氣控制與電機拖動(dòng)技術(shù)》。
3、買(mǎi)一本PLC基礎知識的書(shū)籍,看指令。先別管懂不懂,把指令先看完。
4、熟悉一下編程軟件。
5、試著(zhù)編一些簡(jiǎn)單的程序。
6、如果條件允許的話(huà),最好將自己編的這些程序下載到PLC中試一下,感受一下。也可以利用仿真軟件進(jìn)行仿真。
7、多與別人交流經(jīng)驗。
8、多編程,多練習。調試或仿真是經(jīng)常會(huì )出現各種各樣的問(wèn)題,當你每解決一個(gè)問(wèn)題就意味著(zhù)你進(jìn)了一步。
9、加油吧!祝你成功!!
PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。
它采用可以編制程序的存儲器,用來(lái)在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作的指令,并能通過(guò)數字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類(lèi)型的機械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統形成一個(gè)整體,易于擴展其功能的原則而設計。
PLC的基本構成 概述 從結構上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等,這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規則組合配置。 PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計算機,其硬件結構基本上與微型計算機相同,基本構成為:電源 PLC的電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源,在整個(gè)系統中起著(zhù)十分重要的作用。
如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統是無(wú)法正常工作的,因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內,可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。
同時(shí),有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類(lèi)型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VDC)。
中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞,是PLC的核心起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個(gè)CPU。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯誤。
當PLC投入運行時(shí),首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數據,并分別存入I/O映象區,然后從用戶(hù)程序存儲器中逐條讀取用戶(hù)程序,經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶(hù)程序執行完畢之后,最后將I/O映象區的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置,如此循環(huán)運行,直到停止運行。
為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性,近年來(lái)對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統,或采用三CPU的表決式系統。這樣,即使某個(gè)CPU出現故障,整個(gè)系統仍能正常運行。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數,它們決定著(zhù)PLC的工作速度,IO數量及軟件容量等,因此限制著(zhù)控制規模。存儲器 存放系統軟件的存儲器稱(chēng)為系統程序存儲器。
存放應用軟件的存儲器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲器。輸入輸出接口電路(I/O模塊) PLC與電氣回路的接口,是通過(guò)輸入輸出部分(I/O)完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài),輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數字信號進(jìn)入PLC系統,輸出模塊相反。
I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入(DI),開(kāi)關(guān)量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。 1.現場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路,作用是PLC與現場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。
2.現場(chǎng)輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成,作用PLC通過(guò)現場(chǎng)輸出接口電路向現場(chǎng)的執行部件輸出相應的控制信號。 常用的I/O分類(lèi)如下: 開(kāi)關(guān)量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量:按信號類(lèi)型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
按I/O點(diǎn)數確定模塊規格及數量,I/O模塊可多可少,但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機架槽數限制。底板或機架 大多數模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實(shí)現各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪(fǎng)問(wèn)底板上的所有模塊,機械上,實(shí)現各模塊間的連接,使各模塊構成一個(gè)整體。
功能模塊 如計數、定位等功能模塊 通信模塊 如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等 編程設備 編程器是PLC開(kāi)發(fā)應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件,用于編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況,但它不直接參與現場(chǎng)控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器,目前一般由計算機(運行編程軟件)充當編程器。
人機界面 最簡(jiǎn)單的人機界面是指示燈和按鈕,液晶屏(或觸摸屏)式的一體式操作員終端應用越來(lái)越廣泛,由計算機(運行組態(tài)軟件)充當人機界面非常普及。編輯本段 PLC的特點(diǎn) 可靠性高,抗干擾能力強 PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件,接線(xiàn)可減少到繼電器控制系統的1/10~1/100,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。
高可靠性是電氣控制設備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術(shù),采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造,內部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。
例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(cháng)。
從PLC的機外電路來(lái)說(shuō)。
在自動(dòng)化控制領(lǐng)域,PLC是一種重要的控制設備。
目前,世界上有200多廠(chǎng)家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品,應用在汽車(chē)(23%)、糧食加工(16.4%)、化學(xué)/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。為了使各位初學(xué)者更方便地了解PLC,本文對PLC的發(fā)展、基本結構、配置、應用等基本知識作一簡(jiǎn)介,以期對各位網(wǎng)友有所幫助。
一、PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,大量的開(kāi)關(guān)量順序控制,它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作,并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護動(dòng)作的控制,及大量離散量的數據采集。傳統上,這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統來(lái)實(shí)現的。
1968年美國GM(通用汽車(chē))公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,第二年,美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置,首次采用程序化的手段應用于電氣控制,這就是第一代可編程序控制器,稱(chēng)Programmable Controller(PC)。個(gè)人計算機(簡(jiǎn)稱(chēng)PC)發(fā)展起來(lái)后,為了方便,也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn),可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC),現在,仍常常將PLC簡(jiǎn)稱(chēng)PC。
PLC的定義有許多種。國際電工委員會(huì )(IEC)對PLC的定義是:可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統,專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。
它采用可編程序的存貯器,用來(lái)在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作的指令,并通過(guò)數字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類(lèi)型的機械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)設備,都應按易于與工業(yè)控制系統形成一個(gè)整體,易于擴充其功能的原則設計。
上世紀80年代至90年代中期,是PLC發(fā)展最快的時(shí)期,年增長(cháng)率一直保持為30~40%。在這時(shí)期,PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò )能力得到大幅度提高,PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域,在某些應用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統治地位的DCS系統。
PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位,在可預見(jiàn)的將來(lái),是無(wú)法取代的。
二、PLC的構成 從結構上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等,這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規則組合配置。 三、CPU的構成 CPU是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個(gè)CPU,它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶(hù)程序和數據,用掃描的方式采集由現場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數據,并存入規定的寄存器中,同時(shí),診斷電源和PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯誤等。
進(jìn)入運行后,從用戶(hù)程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規定的任務(wù)產(chǎn)生相應的控制信號,去指揮有關(guān)的控制電路。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實(shí)現它們之間聯(lián)系的數據、控制及狀態(tài)總線(xiàn)構成,CPU單元還包括外圍芯片、總線(xiàn)接口及有關(guān)電路。
內存主要用于存儲程序及數據,是PLC不可缺少的組成單元。 在使用者看來(lái),不必要詳細分析CPU的內部電路,但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。
CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震蕩信號控制。
運算器用于進(jìn)行數字或邏輯運算,在控制器指揮下工作。寄存器參與運算,并存儲運算的中間結果,它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數,它們決定著(zhù)PLC的工作速度,IO數量及軟件容量等,因此限制著(zhù)控制規模。 四、I/O模塊 PLC與電氣回路的接口,是通過(guò)輸入輸出部分(I/O)完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài),輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數字信號進(jìn)入PLC系統,輸出模塊相反。
I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入(DI),開(kāi)關(guān)量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。 開(kāi)關(guān)量是指只有開(kāi)和關(guān)(或1和0)兩種狀態(tài)的信號,模擬量是指連續變化的量。
常用的I/O分類(lèi)如下: 開(kāi)關(guān)量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量:按信號類(lèi)型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按I/O點(diǎn)數確定模塊規格及數量,I/O模塊可多可少,但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機架槽數限制。
五、電源模塊 PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí),有的還為輸入電路提供24V的工作電源。
電源輸入類(lèi)型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VAC)。 六、底板或機架 大多數模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實(shí)現各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪(fǎng)問(wèn)底板上的所有模塊,機械上,實(shí)現各模塊間的。
可編程控制器,工控入門(mén)基礎。
以CPU為中心,綜合計算機技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù),通訊技術(shù)發(fā)展起來(lái)的新型工業(yè)自動(dòng)裝置。··省去大量開(kāi)關(guān)量,繼電器,I/O點(diǎn)數進(jìn)出,模塊式,整體式。
PLC軟件編程基于Windows的編程語(yǔ)言標準,編程語(yǔ)言五種,指令表 梯形圖,順序功能圖,功能塊圖,結構化文本,梯形圖為常用編程語(yǔ)言。PLC的指令系統有:基本指令,定時(shí)器/計數器指令,移位指令,傳送指令,比較指令,轉換指令,BCD運算指令,二進(jìn)制運算指令,增量/減量指令,邏輯運算指令,特殊運算指令等。
可以轉換編程語(yǔ)言。PLC可以與人機界面,觸摸頻,伺服運動(dòng)系統,變頻器,軟啟動(dòng),DCS,數控設備等, 起到主控作用。
具體見(jiàn)學(xué)習加實(shí)習。
首先 買(mǎi)本關(guān)于PLC的書(shū) (建議買(mǎi)一本《電氣控制與PLC應用技術(shù)》看一下,這本書(shū)前半部分談一些電控柜中常用的電氣元件及基本電路,后半部分講了PLC的應用。
應該適合可,可以去書(shū)店看看。)然后 手上有個(gè)PLC 然后 根據書(shū)上的例子 自己琢磨個(gè)小項目 實(shí)現一個(gè)功能最后 實(shí)踐出真知 自己獨立做個(gè)PLC項目 項目完成了 PLC也就掌握了 西門(mén)子200系列的小PLC很適合新手學(xué)習 比較容易上手首先要了解電工知識、了解電器如果去控制,了解各種執行機構,然后就是了解PLC的工作方式,輸入輸出回路,最后了解相應的工藝。
1、學(xué)習PLC首先要選好學(xué)習那一個(gè)廠(chǎng)家的PLC,日系的 PLC內部軟件集成度高應用簡(jiǎn)單.早期的OMRON、三菱應 用比較多、現在由于貿易和國際間的合作關(guān)系應用西門(mén) 子PLC、羅克韋爾的多一點(diǎn),(盡管說(shuō)學(xué)一種品牌學(xué)精深 了,其他的也會(huì )很快上手,但人的精力是有限的,一定 要把有限的精力用在應用最廣泛、有潛力、有發(fā)展的一 個(gè)方向上,不過(guò)對于各個(gè)牌子的PLC都有所了解,包括進(jìn) 口的,國產(chǎn)的,這些都有相對應了解,對于每個(gè)PLC的特 性,優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn),這些有更好的了解,那么以后將是市場(chǎng) 上不可多得的人才。)2、PLC并不是一門(mén)單一的編程技術(shù),它是一門(mén)系統專(zhuān)業(yè) 課程。
PLC可以廣義的認為是一臺背嵌入操作系統的高可 靠性PC機。首先需要精深PLC本身的編程語(yǔ)言梯形圖、語(yǔ) 句表語(yǔ)言。
達到這個(gè)水平你只能讀懂編好的程序,并可 以設計一些工程需要程序。在這行業(yè)還需要應用VB、VC ++實(shí)現串口的通信,集散控制系統。
在一些大型程序 中還需要用到數據庫的知識。(PLC入門(mén)很快但要不斷進(jìn) 取努力。)
3、PLC是一門(mén)側重應用方向的學(xué)科。所以要多一點(diǎn)實(shí)踐 。
不要看不起小的項目,在其中你能總結出設計程序的 邏輯思維方法。在總結中不斷進(jìn)步。
例如每次到現場(chǎng)調 試的話(huà),調用下現場(chǎng)的程序進(jìn)行查看,從中了解下,程 序的構造,和其它的程序有什么不同和特性,那么進(jìn)步 的話(huà)就比較快了,祝您好運。
、學(xué)習PLC首先應該了解強電電路中繼電器,接觸器等元件的工作原理,能看懂一般的繼電器控制圖,然后自己動(dòng)手畫(huà)繼電器控制圖,可以先從簡(jiǎn)單的電機正反轉控制練起。有條件可以實(shí)際動(dòng)手接線(xiàn),自己配置一個(gè)電動(dòng)機正反轉控制電路。 繼電器的組成大致為:線(xiàn)圈,主觸點(diǎn),輔助觸點(diǎn)(當然還有鐵芯等),線(xiàn)圈得電產(chǎn)生磁場(chǎng),帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作(常閉點(diǎn)斷開(kāi),常開(kāi)點(diǎn)閉合)。網(wǎng)上很多介紹繼電器的文章與圖紙,有時(shí)間也可去機電商店假裝賣(mài)繼電器,拿一個(gè)實(shí)物看看。 別認為繼電器控制簡(jiǎn)單,沒(méi)練過(guò)真不一定能做對或是做的很完善!
2、補一下二極管,三極管等電子基礎知識。不想深學(xué)最起碼也得知道二極管的單向導電性,三極管的NPN,PNP的大致工作原理,看到有二極管,三極管的圖紙知道電流的流向。
3、了解一下PLC的外觀(guān),輸入點(diǎn)如何排列,輸出點(diǎn)如何排列,其標號規則是什么?比如說(shuō)有X0,X1,Y0,Y1,公共端COM。還是可以去店鋪假裝購買(mǎi),拿一個(gè)實(shí)物看看。
4、了解PLC的輸入、輸出內部構成,只有了解內部構成,您才能真正知道PLC應該如何進(jìn)行外圍連接,比如如何在輸入接一個(gè)開(kāi)關(guān),輸出控制一個(gè)繼電器應該如何接線(xiàn)。PLC隨箱帶的說(shuō)明書(shū)上都有。好好看看此說(shuō)明書(shū),保存好此說(shuō)明書(shū),在您學(xué)習了一段時(shí)間后,再看一遍!
5、買(mǎi)一本PLC編程手冊,實(shí)在不舍得花錢(qián),就網(wǎng)上下載一下。看編程手冊可以先通讀一遍,不管懂不懂,先混一個(gè)大致概念!
6、下載一個(gè)編程軟件,FX編程軟件網(wǎng)上很多網(wǎng)頁(yè)提供下載,中華工控網(wǎng),中國工控網(wǎng)也都有。
7、買(mǎi)一個(gè)PLC,那怕是二手的,那怕是輸出點(diǎn)全部是壞的(輸入點(diǎn)總要留一個(gè)好的,接線(xiàn)實(shí)際感覺(jué)一下PLC對外部信號的反映),只要能輸入程序,能運行程序,您就可以利用編程軟件來(lái)監測您的程序運行情況,對PLC如何運行程序有了實(shí)際印象。沒(méi)有此實(shí)際操作,您永遠感覺(jué)在霧中。
8、找一個(gè)自動(dòng)化公司去學(xué)徒,自信點(diǎn)!有活就主動(dòng)接下來(lái),然后努力去查相關(guān)的資料,帶著(zhù)問(wèn)題再去讀編程手冊。毛主席不是說(shuō)過(guò):書(shū)初讀厚,再讀薄,再再讀更厚嘛。別怕做不好被炒,得到一點(diǎn)經(jīng)驗是一點(diǎn),反正您還年輕,換著(zhù)公司學(xué)!
總結:要想學(xué)習必須理論聯(lián)系實(shí)際才能更上一層!!!
1.首先要學(xué)會(huì )看電氣的梯形圖,自己學(xué)者繪圖.
2.買(mǎi)一本學(xué)PLC的基礎教學(xué)書(shū)籍,最好能帶教學(xué)光盤(pán)和PLC紡真軟件的,市場(chǎng)上很多.
3.自己準備一臺電腦,配置一般就行,但要能夠安裝PLC軟件的級別.
4.在網(wǎng)上下載一些PLC的相關(guān)資料(如WINCC入門(mén)/PLC入門(mén))
5.虛心向會(huì )PLC的同事和朋友學(xué)習
6.如果單位有PLC的設備就好了,可以看到實(shí)物,要不就到二手市場(chǎng)買(mǎi)個(gè)二手的用.
7.堅持不懈,一定成功
PLC是自動(dòng)控制技術(shù)的核心產(chǎn)品。
據PLC的全球市場(chǎng)的領(lǐng)導者AB公司(現被ROCKWELL收購)的定義,“PLC是一種固態(tài)控制系統,有一個(gè)用戶(hù)可編程的內存,其中的指令可以用來(lái)實(shí)現特定的功能,如I/O控制邏輯,延時(shí),計數,算法和數據處理。” 可編程控制器最早是用來(lái)代替硬接線(xiàn)的繼電器板的,由于這些繼電器板體積龐大而且接線(xiàn)復雜,每次控制方案改變都要重新接線(xiàn),早期的PLC用邏輯關(guān)系來(lái)代替這些接線(xiàn)。
后來(lái),PLC的功能被大大擴充了。過(guò)去,PLC適用于離散過(guò)程控制,如開(kāi)關(guān)、順序動(dòng)作執行等場(chǎng)所,但隨著(zhù)PLC的功能越來(lái)越強大,現在的PLC也開(kāi)始進(jìn)入過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域,已經(jīng)具有復雜數據運算、PID控制以及與企業(yè)商業(yè)系統的通訊功能。
PLC的基本硬件配置通常由CPU模塊、電源模塊、I/O模塊和通訊模塊組成,這些模塊通常有一個(gè)外殼,并且都插在一塊底板上,也有采用模塊之間的接口,而不用底板,模塊的安裝都在一個(gè)標準的DIN導軌上。對于規模較小的微型和小型PLC來(lái)說(shuō),以上模塊沒(méi)有單獨的外殼,電源、CPU和I/O板以線(xiàn)路板的形式被裝在同一個(gè)外殼之內。
除了以上的基本硬件配置外,PLC還包括人機界面、監控計算機、編程器(現在一般用普通的筆記本電腦代替),以及I/O擴展模塊和一些特殊模塊。 PLC通常根據CPU所帶的I/O點(diǎn)數的規模分為微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。
各種規模分類(lèi)標準如下: 表1.1:典型PLC分類(lèi) PLC種類(lèi) 外觀(guān) 典型I/O點(diǎn)數范圍 典型應用 微型PLC 固定I/O,磚塊式 513點(diǎn) 分布式系統,監控系統 PC插卡式PLC ISA或PCI總線(xiàn)卡式 >129點(diǎn) 機器控制,監控系統 PC兼容控制器 模塊式,大或小機架 >129點(diǎn) 機器控制,監控系統 根據最新的IEC61131-3的PLC的標準,PLC的編程方式通常分為文本方式和圖形方式;文本方式有指令集和結構文本兩種方式,圖形方式為梯形圖和功能塊圖方式。 圖2.1 梯形圖的概念 PLC的最基本和常用的編程方式是梯形圖方式。
梯形圖是一種程序,對設備的動(dòng)作指令邏輯以一種類(lèi)似在一個(gè)梯形(相當于線(xiàn)圈的母線(xiàn))上的線(xiàn)圈來(lái)表示。在一個(gè)梯子上的線(xiàn)圈數通常是有限的,而每個(gè)線(xiàn)圈的動(dòng)作的數量也是有限的。
在圖2.1中,示出了一個(gè)梯形圖,有N個(gè)線(xiàn)圈,每個(gè)線(xiàn)圈有三個(gè)功能動(dòng)作。PLC在由最上面的線(xiàn)圈1開(kāi)始解釋和執行該梯形圖,先執行功能1,然后移到線(xiàn)圈2,執行線(xiàn)圈2的功能1,然后移到線(xiàn)圈3、4、,。
直到線(xiàn)圈N,執行完線(xiàn)圈N的功能1后,返回到線(xiàn)圈1,執行功能2,這樣,當N個(gè)線(xiàn)圈上的三個(gè)動(dòng)作執行完畢后,這個(gè)梯形圖的任務(wù)就算完成了。
新的PLC還有結構功能圖(SFC)和流程圖組態(tài)功能(FLOW-CHART BLOCK),但通常使用較少。 PLC通常都具備安全關(guān)機功能,指在掉電或故障時(shí),整個(gè)PLC的關(guān)機是按照一定的安全順序進(jìn)行停機的,保證PLC不會(huì )發(fā)生損壞。
通常,PLC在操作時(shí),內部的運行程序有五個(gè)步驟組成:1) 執行自檢程序;2)寫(xiě)I/O; 3)處理邏輯程序;4)讀I/O;5)處理通訊程序。見(jiàn)圖2.2。
圖2.2 PLC的程序操作步驟 每次PLC一上電,它就立即開(kāi)始運行一系列的自檢程序,確認各部件可以正常工作,在自檢時(shí),如果發(fā)現異常,它將自動(dòng)關(guān)機,以防損壞。當所有的自檢程序通過(guò)后,就執行步驟2,同時(shí),啟動(dòng)看門(mén)狗定時(shí)器以防系統失敗,看門(mén)狗定時(shí)器監視CPU送出的信號,只要能夠收到該信號,表示系統正常,一旦收不到該信號,則PLC就知道有問(wèn)題發(fā)生,PLC執行什么動(dòng)作取決于編程時(shí)對它的規定。
步驟2指將輸出緩沖器的I/O數據輸出到I/O模塊中去。這些數據是經(jīng)過(guò)處理的,因此其會(huì )將I/O點(diǎn)設置在一個(gè)合適的狀態(tài),PLC在試圖讀取I/O之前總是先執行這個(gè)指令,以確保它開(kāi)始于一個(gè)正確的狀態(tài)。
步驟3的邏輯解析指對梯形圖的解析。PLC從邏輯圖的最上端的線(xiàn)圈開(kāi)始先執行第一個(gè)功能,然后到第2個(gè)線(xiàn)圈的第一個(gè)功能,當所有的線(xiàn)圈的第一個(gè)功能解析完后,又回到第一個(gè)線(xiàn)圈開(kāi)始解析第二個(gè)功能,這樣依次,直到梯形圖中所有的線(xiàn)圈的所有功能都解析完。
步驟4:一旦所有的梯形圖程序解析完畢,就開(kāi)始執行步驟4,即讀取I/O模塊的信號。這時(shí),送到I/O模塊和來(lái)自I/O模塊的信息都會(huì )被檢驗兩次,以確認在這一時(shí)刻的解釋無(wú)誤。
這一步完成后,PLC就進(jìn)入步驟5,這一步檢查所有的外部通訊接口,比如計算機、人機界面、或任何形式的外部連接設備,此時(shí),PLC也可以檢測到外部來(lái)的輸入信號。 到此,PLC執行完了一次掃描,圖2.2的每個(gè)步驟都執行一遍就稱(chēng)為一次掃描。
從第二次掃描開(kāi)始,只要不是剛開(kāi)機,步驟1就可以不執行。因此,只要看門(mén)狗給出系統正常的信號,后面的掃描只執行步驟2到5。
有時(shí),步驟5也可以不執行或者多個(gè)周期才執行一次,這樣,PLC的運行速度會(huì )快一些。 PLC比較擅長(cháng)的領(lǐng)域是機器工具,機器人,自動(dòng)裝配系統,物流系統,柔性制造單元和大量的其它的系統。
近年來(lái),隨著(zhù)PLC的CPU處理能力的提高,早已不局限于開(kāi)關(guān)的的控制,也具備常規的PID控制的功能,PLC開(kāi)始進(jìn)入原來(lái)只有DCS才能進(jìn)行的以模擬控制為主的連續流程領(lǐng)域。
早期的可編程控制器稱(chēng)作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現邏輯控制。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,這種采用微型計算機技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱(chēng)作可編程控制器,簡(jiǎn)稱(chēng)PC。但是為了避免與個(gè)人計算機(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱(chēng)混淆,所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC,plc自1966年美國數據設備公司(DEC)研制出現,現行美國,日本,德國的可編程序控制器質(zhì)量?jì)?yōu)良,功能強大。
PLC的基本結構
PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計算機,其硬件結構基本上與微型計算機相同,基本構成為: a、電源 PLC的電源在整個(gè)系統中起著(zhù)十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統是無(wú)法正常工作的,因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內,可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去 b. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯誤。當PLC投入運行時(shí),首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數據,并分別存入I/O映象區,然后從用戶(hù)程序存儲器中逐條讀取用戶(hù)程序,經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶(hù)程序執行完畢之后,最后將I/O映象區的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置,如此循環(huán)運行,直到停止運行。 為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性,近年來(lái)對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統,或采用三CPU的表決式系統。這樣,即使某個(gè)CPU出現故障,整個(gè)系統仍能正常運行。 c、存儲器 存放系統軟件的存儲器稱(chēng)為系統程序存儲器。 存放應用軟件的存儲器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲器。 d、輸入輸出接口電路 1、現場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路,作用是PLC與現場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 2、現場(chǎng)輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成,作用PLC通過(guò)現場(chǎng)輸出接口電路向現場(chǎng)的執行部件輸出相應的控制信號。 e、功能模塊 如計數、定位等功能模塊 f、通信模塊 如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等
PLC的工作原理
一. 掃描技術(shù) 當PLC投入運行后,其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶(hù)程序執行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個(gè)階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段,PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數據,并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后,轉入用戶(hù)程序執行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數據發(fā)生變化,I/O映象區中的相應單元的狀態(tài)和數據也不會(huì )改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。 (二) 用戶(hù)程序執行階段 在用戶(hù)程序執行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路,并按先左后右、先上后下的順序對由觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路進(jìn)行邏輯運算,然后根據邏輯運算的結果,刷新該邏輯線(xiàn)圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態(tài);或者刷新該輸出線(xiàn)圈在I/O映象區中對應位的狀態(tài);或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。 即,在用戶(hù)程序執行過(guò)程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區內的狀態(tài)和數據不會(huì )發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態(tài)和數據都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執行結果會(huì )對排在下面的凡是用到這些線(xiàn)圈或數據的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線(xiàn)圈的狀態(tài)或數據只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 在程序執行的過(guò)程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話(huà),輸入過(guò)程影像寄存器的值不會(huì )被更新,程序直接從I/O模塊取值,輸出過(guò)程影像寄存器會(huì )被立即更新,這跟立即輸入有些區別。 (三) 輸出刷新階段 當掃描用戶(hù)程序結束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區內對應的狀態(tài)和數據刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅動(dòng)相應的外設。這時(shí),才是PLC的真正輸出。
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