可編程控制器,工控入門基礎(chǔ)。
以CPU為中心,綜合計算機技術(shù),自動控制技術(shù),通訊技術(shù)發(fā)展起來的新型工業(yè)自動裝置。··省去大量開關(guān)量,繼電器,I/O點數(shù)進出,模塊式,整體式。
PLC軟件編程基于Windows的編程語言標準,編程語言五種,指令表 梯形圖,順序功能圖,功能塊圖,結(jié)構(gòu)化文本,梯形圖為常用編程語言。PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令,定時器/計數(shù)器指令,移位指令,傳送指令,比較指令,轉(zhuǎn)換指令,BCD運算指令,二進制運算指令,增量/減量指令,邏輯運算指令,特殊運算指令等。
可以轉(zhuǎn)換編程語言。PLC可以與人機界面,觸摸頻,伺服運動系統(tǒng),變頻器,軟啟動,DCS,數(shù)控設(shè)備等, 起到主控作用。
具體見學(xué)習(xí)加實習(xí)。
早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(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)大大超過了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱作可編程控制器,簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆,所以將可編程序控制器簡稱PLC,plc自1966年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司(DEC)研制出現(xiàn),現(xiàn)行美國,日本,德國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良,功能強大。
PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機,其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同,基本構(gòu)成為: a、電源 PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi),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(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時,首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入I/O映象區(qū),然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運行,直到停止運行。 為了進一步提高PLC的可靠性,近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個CPU出現(xiàn)故障,整個系統(tǒng)仍能正常運行。 c、存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 d、輸入輸出接口電路 1、現(xiàn)場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(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。 2、現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成,作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。 e、功能模塊 如計數(shù)、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,其工作過程一般分為三個階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。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) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時,又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即,在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話,輸入過程影像寄存器的值不會被更新,程序直接從I/O模塊取值,輸出過程影像寄存器會被立即更新,這跟立即輸入有些區(qū)別。 (三) 輸出刷新階段 當掃描用戶程序結(jié)束后,PLC就進入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時,才是PLC的真正輸出。
PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。
它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設(shè)計。
PLC的基本構(gòu)成 概述 從結(jié)構(gòu)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(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機,其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同,基本構(gòu)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,在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。
如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi),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,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有: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CPU。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯誤。
當PLC投入運行時,首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入I/O映象區(qū),然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運行,直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可靠性,近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個CPU出現(xiàn)故障,整個系統(tǒng)仍能正常運行。
CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),它們決定著PLC的工作速度,IO數(shù)量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模。存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。
存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。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),輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng),輸出模塊相反。
I/O分為開關(guān)量輸入(DI),開關(guān)量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。 1.現(xiàn)場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(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。
2.現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成,作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。 常用的I/O分類如下: 開關(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點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,I/O模塊可多可少,但其最大數(shù)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(shù)限制。底板或機架 大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機械上,實現(xiàn)各模塊間的連接,使各模塊構(gòu)成一個整體。
功能模塊 如計數(shù)、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(shè)備 編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件,用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。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(yīng)用越來越廣泛,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 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間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件,接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100,因觸點接觸不良造成的故障大為減少。
高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。
例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。
從PLC的機外電路來說。
在自動化控制領(lǐng)域,PLC是一種重要的控制設(shè)備。
目前,世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品,應(yīng)用在汽車(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(jié)構(gòu)、配置、應(yīng)用等基本知識作一簡介,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)過程中,大量的開關(guān)量順序控制,它按照邏輯條件進行順序動作,并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制,及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上,這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。
1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,第二年,美國數(shù)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(yīng)用于電氣控制,這就是第一代可編程序控制器,稱Programmable Controller(PC)。個人計算機(簡稱PC)發(fā)展起來后,為了方便,也為了反映可編程控制器的功能特點,可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC),現(xiàn)在,仍常常將PLC簡稱PC。
PLC的定義有許多種。國際電工委員會(IEC)對PLC的定義是:可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。
它采用可編程序的存貯器,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則設(shè)計。
上世紀80年代至90年代中期,是PLC發(fā)展最快的時期,年增長率一直保持為30~40%。在這時期,PLC在處理模擬量能力、數(shù)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逐漸進入過程控制領(lǐng)域,在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。
PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位,在可預(yù)見的將來,是無法取代的。
二、PLC的構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)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(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 三、CPU的構(gòu)成 CPU是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入規(guī)定的寄存器中,同時,診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。
進入運行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)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、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。
內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù),是PLC不可缺少的組成單元。 在使用者看來,不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路,但對各部分的工作機制還是應(yīng)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(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。
運算器用于進行數(shù)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(jié)果,它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),它們決定著PLC的工作速度,IO數(shù)量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模。 四、I/O模塊 PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(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),輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng),輸出模塊相反。
I/O分為開關(guān)量輸入(DI),開關(guān)量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。 開關(guān)量是指只有開和關(guān)(或1和0)兩種狀態(tài)的信號,模擬量是指連續(xù)變化的量。
常用的I/O分類如下: 開關(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點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,I/O模塊可多可少,但其最大數(shù)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(shù)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,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。
電源輸入類型有: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(shù)模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機械上,實現(xiàn)各模塊間的。
PLC是自動控制技術(shù)的核心產(chǎn)品。
據(jù)PLC的全球市場的領(lǐng)導(dǎo)者AB公司(現(xiàn)被ROCKWELL收購)的定義,“PLC是一種固態(tài)控制系統(tǒng),有一個用戶可編程的內(nèi)存,其中的指令可以用來實現(xiàn)特定的功能,如I/O控制邏輯,延時,計數(shù),算法和數(shù)據(jù)處理?!?可編程控制器最早是用來代替硬接線的繼電器板的,由于這些繼電器板體積龐大而且接線復(fù)雜,每次控制方案改變都要重新接線,早期的PLC用邏輯關(guān)系來代替這些接線。
后來,PLC的功能被大大擴充了。過去,PLC適用于離散過程控制,如開關(guān)、順序動作執(zhí)行等場所,但隨著PLC的功能越來越強大,現(xiàn)在的PLC也開始進入過程自動化領(lǐng)域,已經(jīng)具有復(fù)雜數(shù)據(jù)運算、PID控制以及與企業(yè)商業(yè)系統(tǒng)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標準的DIN導(dǎo)軌上。對于規(guī)模較小的微型和小型PLC來說,以上模塊沒有單獨的外殼,電源、CPU和I/O板以線路板的形式被裝在同一個外殼之內(nèi)。
除了以上的基本硬件配置外,PLC還包括人機界面、監(jiān)控計算機、編程器(現(xiàn)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(jù)CPU所帶的I/O點數(shù)的規(guī)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(guī)模分類標準如下: 表1.1:典型PLC分類 PLC種類 外觀 典型I/O點數(shù)范圍 典型應(yīng)用 微型PLC 固定I/O,磚塊式 513點 分布式系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng) PC插卡式PLC ISA或PCI總線卡式 >129點 機器控制,監(jiān)控系統(tǒng) PC兼容控制器 模塊式,大或小機架 >129點 機器控制,監(jiān)控系統(tǒng) 根據(jù)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(jié)構(gòu)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(shè)備的動作指令邏輯以一種類似在一個梯形(相當于線圈的母線)上的線圈來表示。在一個梯子上的線圈數(shù)通常是有限的,而每個線圈的動作的數(shù)量也是有限的。
在圖2.1中,示出了一個梯形圖,有N個線圈,每個線圈有三個功能動作。PLC在由最上面的線圈1開始解釋和執(zhí)行該梯形圖,先執(zhí)行功能1,然后移到線圈2,執(zhí)行線圈2的功能1,然后移到線圈3、4、,。
直到線圈N,執(zhí)行完線圈N的功能1后,返回到線圈1,執(zhí)行功能2,這樣,當N個線圈上的三個動作執(zhí)行完畢后,這個梯形圖的任務(wù)就算完成了。
新的PLC還有結(jié)構(gòu)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,整個PLC的關(guān)機是按照一定的安全順序進行停機的,保證PLC不會發(fā)生損壞。
通常,PLC在操作時,內(nèi)部的運行程序有五個步驟組成:1) 執(zhí)行自檢程序;2)寫I/O; 3)處理邏輯程序;4)讀I/O;5)處理通訊程序。見圖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,如果發(fā)現(xiàn)異常,它將自動關(guān)機,以防損壞。當所有的自檢程序通過后,就執(zhí)行步驟2,同時,啟動看門狗定時器以防系統(tǒng)失敗,看門狗定時器監(jiān)視CPU送出的信號,只要能夠收到該信號,表示系統(tǒng)正常,一旦收不到該信號,則PLC就知道有問題發(fā)生,PLC執(zhí)行什么動作取決于編程時對它的規(guī)定。
步驟2指將輸出緩沖器的I/O數(shù)據(jù)輸出到I/O模塊中去。這些數(shù)據(jù)是經(jīng)過處理的,因此其會將I/O點設(shè)置在一個合適的狀態(tài),PLC在試圖讀取I/O之前總是先執(zhí)行這個指令,以確保它開始于一個正確的狀態(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圈開始先執(zhí)行第一個功能,然后到第2個線圈的第一個功能,當所有的線圈的第一個功能解析完后,又回到第一個線圈開始解析第二個功能,這樣依次,直到梯形圖中所有的線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,就開始執(zhí)行步驟4,即讀取I/O模塊的信號。這時,送到I/O模塊和來自I/O模塊的信息都會被檢驗兩次,以確認在這一時刻的解釋無誤。
這一步完成后,PLC就進入步驟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(shè)備,此時,PLC也可以檢測到外部來的輸入信號。 到此,PLC執(zhí)行完了一次掃描,圖2.2的每個步驟都執(zhí)行一遍就稱為一次掃描。
從第二次掃描開始,只要不是剛開機,步驟1就可以不執(zhí)行。因此,只要看門狗給出系統(tǒng)正常的信號,后面的掃描只執(zhí)行步驟2到5。
有時,步驟5也可以不執(zhí)行或者多個周期才執(zhí)行一次,這樣,PLC的運行速度會快一些。 PLC比較擅長的領(lǐng)域是機器工具,機器人,自動裝配系統(tǒng),物流系統(tǒng),柔性制造單元和大量的其它的系統(tǒng)。
近年來,隨著PLC的CPU處理能力的提高,早已不局限于開關(guān)的的控制,也具備常規(guī)的PID控制的功能,PLC開始進入原來只有DCS才能進行的以模擬控制為主的連續(xù)流程領(lǐng)域。
PLC學(xué)習(xí)
首先 買本關(guān)于PLC的書 (建議買一本《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》看一下,這本書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(yīng)用。應(yīng)該適合可,可以去書店看看。)
然后 手上有個PLC
然后 根據(jù)書上的例子 自己琢磨個小項目 實現(xiàn)一個功能
最后 實踐出真知 自己獨立做個PLC項目 項目完成了 PLC也就掌握了 西門子200系列的小PLC很適合新手學(xué)習(xí) 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(zhí)行機構(gòu),然后就是了解PLC的工作方式,輸入輸出回路,最后了解相應(yīng)的工藝。
1、學(xué)習(xí)PLC首先要選好學(xué)習(xí)那一個廠家的PLC,日系的 PLC內(nèi)部軟件集成度高應(yīng)用簡單.早期的OMRON、三菱應(yīng) 用比較多、現(xiàn)在由于貿(mào)易和國際間的合作關(guān)系應(yīng)用西門 子PLC、羅克韋爾的多一點,(盡管說學(xué)一種品牌學(xué)精深 了,其他的也會很快上手,但人的精力是有限的,一定 要把有限的精力用在應(yīng)用最廣泛、有潛力、有發(fā)展的一 個方向上,不過對于各個牌子的PLC都有所了解,包括進 口的,國產(chǎn)的,這些都有相對應(yīng)了解,對于每個PLC的特 性,優(yōu)點缺點,這些有更好的了解,那么以后將是市場 上不可多得的人才。)
2、PLC并不是一門單一的編程技術(shù),它是一門系統(tǒng)專業(yè) 課程。PLC可以廣義的認為是一臺背嵌入操作系統(tǒng)的高可 靠性PC機。首先需要精深PLC本身的編程語言梯形圖、語 句表語言。達到這個水平你只能讀懂編好的程序,并可 以設(shè)計一些工程需要程序。在這行業(yè)還需要應(yīng)用VB、VC ++實現(xiàn)串口的通信,集散控制系統(tǒng)。在一些大型程序 中還需要用到數(shù)據(jù)庫的知識。(PLC入門很快但要不斷進 取努力。)
3、PLC是一門側(cè)重應(yīng)用方向的學(xué)科。所以要多一點實踐 。不要看不起小的項目,在其中你能總結(jié)出設(shè)計程序的 邏輯思維方法。在總結(jié)中不斷進步。例如每次到現(xiàn)場調(diào) 試的話,調(diào)用下現(xiàn)場的程序進行查看,從中了解下,程 序的構(gòu)造,和其它的程序有什么不同和特性,那么進步 的話就比較快了,祝您好運!
我先對現(xiàn)在好多網(wǎng)上宣傳花幾百塊買些資料自學(xué)就可以拿到上萬的月薪的事說明一下,第一:光看資料視頻你是學(xué)不會PLC的,除非你的智商達到250。第二:一般搞PLC的不可能拿到那么高工資,當然有部分高水平的除外。不過你也不必氣餒,如果要搞工控,PLC是必須要掌握的,至于工資嘛也看你的水準了,努力肯定會有回報的。
對于初學(xué)PLC入門最大的一個難點不是怎樣學(xué)習(xí)編寫程式,也不是怎樣讓一臺電機轉(zhuǎn)動起來(這些東西到處都找得到答案),而是怎樣將傳感器.開關(guān).電機等接入系統(tǒng),怎樣和PLC連接起來,怎樣下載程式,還包括怎樣認識元件如各種傳感器.開關(guān).馬達等等,這些都是很細節(jié)的東西,然而這也是讓初學(xué)者很困惑的事,一不小心就會對初學(xué)者的信心造成致命的打擊,可惜這些書本上基本找不到或者說沒有總結(jié)起來。所有呢要學(xué)習(xí)PLC最主要的是實踐。我總結(jié)了以下幾種學(xué)習(xí)PLC的方式,共大家參考下,主要還是看各自的自身情況而定。
第一:找一家做非標的公司先做一下助理電控工程師(或者有相同崗位的其他公司),這樣的好處主要是不僅可以全面學(xué)習(xí)PLC各個方面的知識還可以拿工資養(yǎng)活自己。
第二:如果找不到公司要你,而你又是真想干這一行,那你就可以自己先掏一點錢去進一個培訓(xùn)機構(gòu)學(xué)習(xí),當然要找一個好點的機構(gòu),不然學(xué)不到東西不說又賠錢浪費時間。
第三:要是你現(xiàn)在沒時間去培訓(xùn)機構(gòu)同時又找不到合適的工作怎么辦呢,那就只有自學(xué)了,不過還是那句話光看書是學(xué)不會的,我建議在淘寶上去買一套PLC學(xué)習(xí)機,當然了不是1百多塊那種玩具機了,那種買來也沒啥用,是帶有PLC的做好系統(tǒng)架構(gòu)的機器,至于價格嘛看自身情況而定,覺得合適就好,當然了初學(xué)者也不用花很多錢去買,我覺得1000一下比較合適。
以上三點主要看自身情況,第一點當然是最好的,不過這種事是可遇而不可求的。次一點的當然是第二種了,有人當面指導(dǎo)肯定比自學(xué)快,缺點就是需要幾個月時間和不小的花費了。第三點是沒辦法才取的法子,比如在值的上班人員沒辦法抽時間去學(xué),還有就是有時間但是沒地方去學(xué),所以呢,要是自己自學(xué)的話最好買一套PLC學(xué)習(xí)機來能,比看書強很多。
大家選好了學(xué)習(xí)方式,接下來講一下入門的PLC品牌選擇?,F(xiàn)在在大陸最流行的PLC主要是三菱,西門子,omron,ab。用得最多的還是三菱,入門的話就隨大眾吧。在這里我還是要強調(diào)一下學(xué)習(xí)PLC最重要的是實踐,做一次比看一百次書都頂用.我還是要俗一把,當然我的講法也是與眾不同的,學(xué)PLC之前呢最好先學(xué)習(xí)一下繼電器,大家不要小看繼電器,能用繼電器做控制電路的話你在學(xué)PLC不僅快而且理解深刻。長話短說,
1:學(xué)習(xí)繼電器 ,延時器,計數(shù)器
2:認識各種傳感器,開關(guān),電磁閥,馬達及其相關(guān)。
3:買一臺PLC學(xué)習(xí)機
4:上傳程式,調(diào)試程式,自己動手寫程式。
5:將PLC學(xué)習(xí)機拆掉,自己動手組裝,并加上自己的創(chuàng)意。
6:以上5點搞定,你已經(jīng)超越了PLC初學(xué)者了,應(yīng)該可以自己搞一些小案子了。
希望我說的能幫助你。
1、收集資料。在收集資料時不僅要收集程序還要收集程序所附帶的工藝流程及I/O分配表。
2、程序分類。在收集到前人的程序后,首先加以分類。以不同品牌的程序分類——再以不同功能細分。
3、選擇程序加以理解。分類完成后就是慢慢的“消化”程序了。首先選擇自己熟悉的PLC程序或是自己將要用到的程序樣例下手,這樣理解起來比較容易。
4、對于有工藝流程及I/O分配表的程序進行理解。
1) 了解程序的工藝流程。
2) I/O分配。把I/O分配表中的說明加在程序的注釋中。
3) 理解中間位。在程序設(shè)計時肯定會用到諸多的中間位做轉(zhuǎn)接,然后搞清楚每一步或每一網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的中間位的功能,在程序中加以注釋。
4) 理解定時器。程序中定時器的功能要清楚,特別是有時間日期控制的,定時器的功能是比較重要的。其意義也要記錄下來。
5) 理解計數(shù)器。
6) 理解陌生指令。在“消化”別人程序的過程中,不勉會看到一些自己沒用過或不熟悉的指令,這也是自己要重點理解的對象,要準備一份電子指令手冊隨時查找,并在程序中記錄。這才是自己要學(xué)習(xí)與進步的地方。
2、對于沒有任何說明的程序進行理解。
1) 指令應(yīng)用。對此類程序主要是注意程序中的指令應(yīng)用。把指令截取下來,以指令名稱為為文件名另存在文件夾中。
2) 分系統(tǒng)另存。對于能理解并能整理成系統(tǒng)程序加以另存,比如說程序中的時間系統(tǒng)、PID系統(tǒng)等等的程序。
3) 所有的PLC指令都是大同小異的,當以后工作中能應(yīng)用到的部分可以就地取材,舉一反三。
更重要的是要了解設(shè)備的工藝,只有熟悉了產(chǎn)品和掌握了程序的基本編寫方法,才能得心應(yīng)手。
前段時間看PLC書總結(jié)出來的一些基礎(chǔ)知識 @:上升沿微分 %:下降沿微分 ?。毫⒓此⑿?!@:上升沿微分/立即刷新 !%:下降沿微分/立即刷新 (不適用于追加任務(wù)) A200.15 任務(wù)初次啟動標志 A200.14 任務(wù)上升沿標志 A200.11 第一次循環(huán)標志 A295.12 任務(wù)出錯標志(當在一個循環(huán)周期內(nèi)不存在一個可執(zhí)行狀態(tài)的周期執(zhí)行任務(wù)或追加任務(wù)時,或不存在分配給周期執(zhí)行任務(wù)的程序時,或不存在分配給啟動的中斷任務(wù)(包括追加任務(wù))的程序時,任務(wù)出錯標志置1)。
A294 出錯的任務(wù)號通道 (1)數(shù)(4bit)傳送指/jslfb2008/archive/2009/01/04/3707174.aspx。
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