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本主題由 zidong  發(fā)表于2008-4-6 16:06:24

[討論]怎樣一步一步學(xué)好PLC

可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員,是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller), 簡(jiǎn)稱PLC,它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制隨著技術(shù)的發(fā)展這種裝置的功能已經(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(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆,所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。

一、PLC 的由來

在60 年代,汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,汽車型號(hào)更新的周期愈來愈短,這樣,繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝,十分費(fèi)時(shí),費(fèi)工,費(fèi)料,甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現(xiàn)狀,美國通用汽車公司在1969 年公開招標(biāo),要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置,并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo),即:

1.編程方便現(xiàn)場(chǎng)可修改程序;

2.維修方便采用模塊化結(jié)構(gòu);

3.可靠性高于繼電器控制裝置;

4.體積小于繼電器控制裝置;

5.?dāng)?shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī);

6.成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng);

7. 輸入可以是交流115V;

8.輸出為交流115V 2A 以上能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥接觸器等;

9.在擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)只要很小變更;

10.用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。

1969 年,美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC) 研制出第一臺(tái)PLC,在美國通用汽車自動(dòng)裝配線上試用,獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂,操作方便,可靠性高,通用靈活,體積小,使用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn),很快地在美國其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。到1971 年,已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品飲料冶金造紙等工業(yè)。

這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn),也受到了世界其他國家的高度重視。1971 日本從美國引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù),很快研制出了日本第一臺(tái)PLC。1973年,西歐國家也研制出它們的第一臺(tái)PLC。我國從1974 年開始研制,于1977年開始工業(yè)應(yīng)用。

二、PLC 的定義

PLC 問世以來,盡管時(shí)間不長,但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化,美國電氣制造商協(xié)會(huì)NEMA(National Electrical Manufactory Association) 經(jīng)過四年的調(diào)查工作,于1984 年首先將其正式命名為PC(Programmable Controller),并給PC 作了如下定義

“PC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置,它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。用來執(zhí)行諸如邏輯,順序,計(jì)時(shí),計(jì)數(shù)與演算等功能,并通過數(shù)字或類似的輸入/輸出模塊,以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行PC 之功能著,亦被視為PC,但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器!

以后國際電工委員會(huì)(IEC)又先后頒布了PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿,第二稿,并在1987 年2 月通過了對(duì)它的定義:

“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時(shí),計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備,都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)!

總之,可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī),它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口,并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置,其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。

三、PLC 的特點(diǎn)

1. PLC 的主要特點(diǎn)

(1)高可靠性

1)所有的I/O 接口電路均采用光電隔離,使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。

2)各輸入端均采用R-C濾波器,其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms。

3)各模塊均采用屏蔽措施,以防止輻射干擾。

4)采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。

5)對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。

6)良好的自診斷功能,一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況,CPU立即采用有效措施,以防止故障擴(kuò)大。

7)大型PLC 還可以采用由雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。

(2)豐富的I/O 接口模塊

PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào),如:

• 交流或直流;

• 開關(guān)量或模擬量;

• 電壓或電流;

• 脈沖或電位;

• 強(qiáng)電或弱電等。

有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備,如:

• 按鈕

• 行程開關(guān)

• 接近開關(guān)

• 傳感器及變送器

• 電磁線圈

• 控制閥

直接連接另外為了提高操作性能,它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊;為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò),它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊,等等。

(3)采用模塊化結(jié)構(gòu)

為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型PLC 以外絕大多數(shù)PLC 均

采用模塊化結(jié)構(gòu)PLC 的各個(gè)部件包括CPU 電源I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)由

機(jī)架及電纜將各模塊連接起來系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合

(4)編程簡(jiǎn)單易學(xué)

PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式對(duì)使用者來說

不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握

(5)安裝簡(jiǎn)單維修方便

PLC不需要專門的機(jī)房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行使用時(shí)只需將現(xiàn)

場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC 相應(yīng)的I/O 端相連接即可投入運(yùn)行各種模塊上均有運(yùn)行和

故障指示裝置便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障

由于采用模塊化結(jié)構(gòu)因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的

方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行

2.PLC 的功能

(1) 邏輯控制

(2) 定時(shí)控制

(3) 計(jì)數(shù)控制

(4) 步進(jìn)(順序)控制

(5) PID 控制

(6) 數(shù)據(jù)控制

PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力

(七) 通信和聯(lián)網(wǎng)

(八) 其它

PLC還有許多特殊功能模塊,適用于各種特殊控制的要求,如:定位控制模塊,CRT 模塊。

四、PLC 的發(fā)展階段

雖然PLC 問世時(shí)間不長,但是隨著微處理器的出現(xiàn),大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步,PLC 也迅速發(fā)展,其發(fā)展過程大致可分三個(gè)階段:

1.早期的PLC(60 年代末—70 年代中期)

早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的PLC 多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義,其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn),在I/O 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路,存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施,以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上,采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此,早期的PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置,其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂,便于安裝,體積小,能耗低,有故障指使,能重復(fù)使用等。其中PLC 特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。

2.中期的PLC(70 年代中期—80 年代中后期)

在70 年代微處理器的出現(xiàn)使PLC 發(fā)生了巨大的變化。美國,日本,德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC 的中央處理單元(CPU)。

這樣,使PLC 得功能大大增強(qiáng)。在軟件方面,除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外,還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面,除了保持其原有的開關(guān)模塊以外,還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量,使各種邏輯線圈的數(shù)量增加,還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器,使PLC 得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。

3.近期的PLC(80 年代中后期至今)

進(jìn)入80 年代中、后期,由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌,使得各種類型的PLC 所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且,為了進(jìn)一步提高PLC 的處理速度,各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。

五、PLC 的分類

1.小型PLC

小型PLC 的I/O 點(diǎn)數(shù)一般在128 點(diǎn)以下,其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊,整個(gè)硬件融為一體除了開關(guān)量I/O 以外,還可以連接模擬量I/O 以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。

2.中型PLC

中型PLC 采用模塊化結(jié)構(gòu),其I/O點(diǎn)數(shù)一般在256~1024 點(diǎn)之間。I/O的處理方式除了采用一般PLC 通用的掃描處理方式外,還能采用直接處理方式,即在掃描用戶程序的過程中,直接讀輸入,刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊,通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng),指令系統(tǒng)更豐富,內(nèi)存容量更大,掃描速度更快。

3.大型PLC

一般I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上的稱為大型PLC。大型PLC的軟、硬件功能極強(qiáng)。具有極強(qiáng)的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng),有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊,可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng),實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。大型PLC 還可以采用三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng),使機(jī)器的可靠性更高。

六、PLC 的基本結(jié)構(gòu)

PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同,如圖所示:



1.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(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù):檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤,當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時(shí),首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)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(yùn)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(yùn)行,直到停止運(yùn)行。

為了進(jìn)一步提高PLC 的可靠性,近年來對(duì)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(gè)CPU 出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。

2.存儲(chǔ)器

存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。

存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。

(1) PLC 常用的存儲(chǔ)器類型

1)RAM (Random Assess Memory)

這是一種讀/寫存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)其存取速度最快由鋰電池支持。

2)EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器在斷電情況下存儲(chǔ)器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容)

3)EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)

這是一種電可擦除的只讀存儲(chǔ)器。使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改。

(2) PLC 存儲(chǔ)空間的分配

雖然各種PLC的CPU的****尋址空間各不相同,但是根據(jù)PLC的工作原理其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域:

系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)

系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)(包括I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等)

用戶程序存儲(chǔ)區(qū)

1)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)

在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化在EPROM 中,用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該P(yáng)LC 的性能。

2)系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)

系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)包括I/O 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備,如:

邏輯線圈

數(shù)據(jù)寄存器

計(jì)時(shí)器

計(jì)數(shù)器

變址寄存器

累加器

等存儲(chǔ)器

A.I/O 映象區(qū) 由于PLC 投入運(yùn)行后,只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)。因此,它需要一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元(RAM)以存放I/O 的狀態(tài)和數(shù)據(jù),這些單元稱作I/O 映象區(qū)。

一個(gè)開關(guān)量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位(bit),一個(gè)模擬量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字(16 個(gè)bit)。因此整個(gè)I/O 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成:

開關(guān)量I/O 映象區(qū)

模擬量I/O 映象區(qū)

B.系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū)

除了I/O 映象區(qū)區(qū)以外,系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)還包括PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備(邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等)的存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域,前者在PLC 斷電時(shí),由內(nèi)部的鋰電池供電,數(shù)據(jù)不會(huì)遺失;后者當(dāng)PLC 斷電時(shí),數(shù)據(jù)被清零。

1) 邏輯線圈

與開關(guān)輸出一樣,每個(gè)邏輯線圈占用系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)位,但不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè),只供用戶在編程中使用,其作用類似于電器控制線路中的繼電器。另外,不同的PLC 還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈,具有不同的功能。

2)數(shù)據(jù)寄存器

與模擬量I/O 一樣,每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)字(16bits)。另外,PLC 還提供數(shù)量不等的特殊數(shù)據(jù)寄存器,具有不同的功能。

3) 計(jì)時(shí)器

4) 計(jì)數(shù)器

(3)用戶程序存儲(chǔ)區(qū)

用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編制的用戶程序。不同類型的PLC,其存儲(chǔ)容量各不相同。

3.電源

PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此PLC 的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。

一般交流電壓波動(dòng)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。

七、PLC 的工作原理

最初研制生產(chǎn)的PLC 主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置,但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的:

繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式,即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電,該繼電器所有的觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。

PLC 的CPU 則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式,即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開,該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會(huì)立即動(dòng)作,必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。

為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異,考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms 以上,而PLC 掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms,因此,PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式—掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于I/O 響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合,PLC 與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。

1.掃描技術(shù)

當(dāng)PLC 投入運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC 的CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。



(1) 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(gè)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(huì)改變。因此,如果輸入是脈沖信號(hào),則該脈沖信號(hào)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。

(2) 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(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)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(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)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(duì)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(diǎn)在I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O 映象區(qū)或系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)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(huì)對(duì)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(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。

(3)輸出刷新階段

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)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(qū)內(nèi)對(duì)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(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí),才是PLC 的真正輸出。

比較下二個(gè)程序的異同:

程序1



程序2



這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果完全一樣但在PLC中執(zhí)行的過程卻不一樣。

程序1 只用一次掃描周期,就可完成對(duì)%M4 的刷新;

程序2 要用四次掃描周期,才能完成對(duì)%M4 的刷新。

這兩個(gè)例子說明:同樣的若干條梯形圖,其排列次序不同,執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外,也可以看到:采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略,那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

一般來說,PLC 的掃描周期包括自診斷、通訊等,如下圖所示,即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。



2.PLC 的I/O 響應(yīng)時(shí)間

為了增強(qiáng)PLC 的抗干擾能力,提高其可靠性,PLC的每個(gè)開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。

為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制,PLC 采用了不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式(掃描技術(shù))。

以上兩個(gè)主要原因,使得PLC 得I/O 響應(yīng)比一般微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多,其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期,一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長。
所謂I/O 響應(yīng)時(shí)間指從PLC 的某一輸入信號(hào)變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需的時(shí)間。其最短的I/O 響應(yīng)時(shí)間與最長的I/O 響應(yīng)時(shí)間如圖所示:
最短I/O 響應(yīng)時(shí)間:
最長I/O 響應(yīng)時(shí)間:

八、PLC 的I/O 系統(tǒng)

1.I/O 尋址方式
PLC的硬件結(jié)構(gòu)主要分單元式和模塊式兩種。前者將PLC 的主要部分(包括I/O 系統(tǒng)和電源等)全部安裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。后者將PLC 的主要硬件部分分別制成模塊,然后由用戶根據(jù)需要將所選用的模塊插入PLC 機(jī)架上的槽內(nèi),構(gòu)成一個(gè)PLC 系統(tǒng)。

不論采取哪一種硬件結(jié)構(gòu),都必須確立用于連接工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)輸入/輸出點(diǎn)與PLC 的I/O 映象區(qū)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,即給每一個(gè)輸入/輸出點(diǎn)以明確的地址確立這種對(duì)應(yīng)關(guān)系所采用得方式稱為I/O 尋址方式。

I/O尋址方式有以下三種

固定的I/O 尋址方式

這種I/O 尋址方式是由PLC 制造廠家在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)PLC 時(shí)確定的,它的每一個(gè)輸入/輸出點(diǎn)都有一個(gè)明確的固定不變的地址。一般來說,單元式的PLC 采用這種I/O尋址方式。

開關(guān)設(shè)定的I/O 尋址方式

這種I/O 尋址方式是由用戶通過對(duì)機(jī)架和模塊上的開關(guān)位置的設(shè)定來確定的。

用軟件來設(shè)定的I/O 尋址方式

這種I/O 尋址方式是有用戶通過軟件來編制I/O 地址分配表來確定的

 1 #  海正網(wǎng)友  回復(fù)于2008-4-18 9:09:09
這是我們本科生plc課本上的內(nèi)容
 2 #  pppp0000  回復(fù)于2008-10-10 11:50:42

PLC編程資料、PLC編程軟件下載

隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化,越來越多的工廠設(shè)備將采用PLC、變頻器、人機(jī)介面等自動(dòng)化器件來控制,因此設(shè)備自動(dòng)化程度越來越高。對(duì)設(shè)備的維護(hù)人員的技術(shù)要求越來越嚴(yán)格。作為一名合格的技術(shù)員,需要掌握的技能也越來越多,越來越全面性,以此來滿足自動(dòng)化的發(fā)展及要求,因此設(shè)備相關(guān)的資料及軟件,對(duì)我們技術(shù)員來說是必需具備的,為了滿足大家的要求。經(jīng)過多年的積累,整理出四種最常用的三菱、OMRON 、AB、及西門子公司的相關(guān)資料及軟件,特價(jià)向大家提供,詳細(xì)軟件資料清單見下面。

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H1#盤:三菱FX系列中文軟件資料包 
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A3#:液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)培訓(xùn)光盤(1CD)
本培訓(xùn)光盤講述機(jī)械設(shè)備是由動(dòng)力裝置,傳動(dòng)裝置,工作執(zhí)行裝置和控制操縱裝置組成。傳動(dòng)裝置有機(jī)械傳動(dòng),電力傳動(dòng),液壓傳動(dòng),氣壓傳動(dòng)和它們的組合等形式。液壓傳動(dòng)是與機(jī)械傳動(dòng),電力和氣壓傳動(dòng)等相并列的一種傳動(dòng)形式,是機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)所必須掌握的技術(shù)和知識(shí)。讓學(xué)生掌握液壓與氣壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí),掌握各種液壓和氣動(dòng)元件的工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用和選用方法,熟悉各類液壓與氣動(dòng)基本回路的功用、組成和應(yīng)用場(chǎng)合,了解國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)成果在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用。
是大家學(xué)習(xí)液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)必修課

B3#:液壓系統(tǒng)視頻學(xué)習(xí)教程:(2CD)
教材視頻主要深入淺出地介紹了整個(gè)基本的液壓系統(tǒng) 講解了各類液壓基本回路的功用,組成和應(yīng)用場(chǎng)合,了解各種先進(jìn)技術(shù)成果在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用.他可以使你快捷、事半功倍的掌握液壓技術(shù)。

C3#:電氣控制及可編程控制技術(shù)技能培訓(xùn)教程.(3CD)
本教程講述:電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法,生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制主要內(nèi)容,可編程控制器應(yīng)用技術(shù),可編程控制器結(jié)構(gòu)與工作原理主要,PLC的特點(diǎn)及主要功能,鍵盤指令,非鍵盤指令,擴(kuò)展功能指令,PLC特殊功能及指令主要內(nèi)容,PLC 的特殊功能 ,速度及位置控制指令(SPDO),PLC系列PLC AD、DA轉(zhuǎn)換模塊,PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)主要內(nèi)容,根據(jù)生產(chǎn)工藝流程分析控制要求,PLC規(guī)模的估算和機(jī)型的選擇,常用接口模塊的選擇,系統(tǒng)的安裝和抗乾擾措施等,是各位電工朋友想學(xué)習(xí)PLC最好培訓(xùn)教程。

D3#:電氣工程及其自動(dòng)化培訓(xùn)教程光盤(2CD)
本教程講述:通過各種方式的學(xué)習(xí),了解電力系統(tǒng)基本知識(shí),熟練掌握發(fā)電廠一次系統(tǒng)的原理與設(shè)計(jì)及運(yùn)行方面的基本理論和基本計(jì)算方法,同時(shí)熟悉發(fā)電廠二次系統(tǒng)的基本知識(shí),具備一定的分析和解決實(shí)際問題的能力,掌握發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,并在分析、計(jì)算和解決實(shí)際工程問題的能力等方面得到訓(xùn)練,為從事電力系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和科研工作,奠定必要的理論基礎(chǔ)。是高壓電工必修培訓(xùn)。

E3#:電工電子操作及技能培訓(xùn)教程光盤(1CD)
介紹各種電子儀器的正確使用方法,掌握基本電參數(shù)的測(cè)量方法及技巧初步認(rèn)識(shí)各種電子元器件。模擬電子電路的一些特點(diǎn),學(xué)習(xí)模擬電路實(shí)驗(yàn)的調(diào)試方法,可掌握模擬電路的連接、安裝、調(diào)試以及電路基本特性的測(cè)量方法,學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源、萬用表、信號(hào)源和示波器的用法以及相關(guān)測(cè)試方法,學(xué)習(xí)基本技術(shù) 掌握數(shù)字電路的信號(hào)特點(diǎn),掌握數(shù)字邏輯電路模塊的使用和連接技術(shù),掌握數(shù)字系統(tǒng)電路工作狀態(tài)觀察和參數(shù)測(cè)試技術(shù)。掌握邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試技術(shù)。是電工學(xué)習(xí)電子技術(shù)必修培訓(xùn)。


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