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1、PLC的基本概念

早qi的可编chengkong制器chen作可编cheng逻辑kong制器(Programmable Logic Controller,PLC),它主要yong来代替继dian器实现逻辑kong制。随着ji术的发展,这zhong采yong微型ji算机ji术的工业kong制装zhi的gong能yi经大大超过了逻辑kong制的fanwei,因此,jin天这zhong装zhichen作可编chengkong制器,jianchenPC。但是wei了避免yu个renji算机(Personal Computer)的jianchen混淆,suo以jiang可编cheng序kong制器jianchenPLC,plc自1966年美国数据she备公司(DEC)yan制出现,现xing美国,日本,德国的可编cheng序kong制器质量优良,gong能强大。

2、PLC的基本结构

PLC实謘hi且粃hong专yong于工业kong制的ji算机,其硬件结构基本上yu微型ji算机相同,基本构成wei:

a、dianyuan

PLC的dianyuan在整个系统中起着shi穤hong匾淖鱵ong。如果没有一个良好的、可kao的dianyuan系统是无法zheng常工作的,因此PLC的制造商duidianyuan的sheji和制造yeshi穤hong厥印R话鉰iao流dian压波动在+10%(+15%)fanwei内可以不采取其它措施而jiangPLC直接连接到jiao流dian网上去。

b. 中yang处理danyuan(CPU)

中yang处理danyuan(CPU)是PLC的kong制中枢。它an照PLC系统cheng序赋yu的gong能接shou并存chucong编cheng器键入的yong户cheng序和数据;检查dianyuan、存chu器、I/O以及警戒定shi器的状态,并能zhenduanyong户cheng序中的yu法错wu。当PLC蚫u朐藊ingshi,首蟫en陨璧膄angshi接shou现场各输入装zhi的状态和数据,并分别存入I/O映象qu,ran后congyong户cheng序存chu器中逐条du取yong户cheng序,经过命令解shi后an指令的规定执xing逻辑或算数运算的结果送入I/O映象qu或数据寄存器内。祌en械膟ong户cheng序执xing完毕之后,最后jiangI/O映象qu的各输出状态或输出寄存器内的数据chuan送到相应的输出装zhi,如磗ou吩藊ing,直到停zhi运xing。

wei了进一步提高PLC的可kao性,jin年来dui大型PLC还采yong双CPU构成冗余系统,或采yong三CPU的表决shi系统。这样,糲i鼓掣鯟PU出蟴hishou希鱿低橙阅躾heng常运xing。

c、存chu器

存fang系统软件的存chu器chenwei系统cheng序存chu器。

存fang应yong软件的存chu器chenweiyong户cheng序存chu器。

d、输入输出接koudian路

1.现场输入接koudian路youguang耦合dian路和微机的输入接koudian路,作yong是PLCyu现场kong制的接kou界mian的输入通道。

2.现场输出接koudian路you输出数据寄存器、选通dian路和中duan请求dian路集成,作yongPLC通过现场输出接koudian路xiang现场的执xing部件输出相应的kong制信号。

e、gong能模块 如ji数、定位等gong能模块。

f、通信模块 如以tai网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。

3、PLC的工作原理

扫描ji术 当PLC蚫u朐藊ing后,其工作过cheng一般分wei三个阶段,糲i淙氩裳ong户cheng序执xing和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段chen作一个扫描周qi。在整个运xingqi间,PLC的CPU以襤uanǖ纳鑣udu重复执xing上述三个阶段。

(1) 输入采样阶段在输入采样阶段,PLC以扫描fangshi依次地du入suo有输入状态和数据,并jiang它们存入I/O映象qu中的相应的danyuan内。输入采样结束后,转入yong户cheng序执xing和输出刷新阶段。在这两个阶段中,糲i故淙胱刺褪莘⑸浠琁/O映象qu中的相应danyuan的状态和数据ye瞙uan醙ai变。因此,如果输入是脉冲信号,ze该脉冲信号的宽du必须大于一个扫描周qi,才能保证在任何情况下,该输入均能県uan寥搿Ⅻ/p>

(2) yong户cheng序执xing阶段

在yong户cheng序执xing阶段,PLC总是anyou上而下的shun序依次地扫描yong户cheng序(ti形图)。在扫描每一条ti形图shi,又总是先扫描ti形图左边的you各chu点构成的kong制线路,并an先左后右、先上后下的shun序duiyouchu点构成的kong制线耭ang鴛ing逻辑运算,ran后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存chuqu中dui应位的状态uan蛘咚⑿赂檬涑鱿呷υ贗/O映象qu中dui应位的状态uan蛘呷fanㄊ欠褚磝ing该ti形图suo规定的特shugong能指令。

即,在yong户cheng序执xing过cheng中,只有输入点在I/O映象qu内的状态和数据瞙uan岱⑸浠渌涑龅愫腿韘he备在I/O映象qu或系统RAM存chuqu内的状态和数据都有可能发生变化,而且pai在上mian的ti形图,其cheng序执xing结果会duipai在下mian的凡是yong到这些线圈或数据的ti形蚸i鹱鱵ong;相反,pai在下mian的ti形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周qi才能duipai在其上mian的cheng序起作yong。

在cheng序执xing的过cheng中如果使yong立即I/O指令ze可以直接存取I/O点。糲i箉ongI/O指令的话,输入过cheng影像寄存器的zhi瞙uan岜籫eng新,cheng序直接congI/O模块取zhi,输出过cheng影像寄存器会被立即geng新,这跟立糲i淙胗xing﹒u别。

(3) 输出刷新阶段

当扫描yong户cheng序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此qi间,CPUan照I/O映象qu内dui应的状态和数据刷新suo有的输出suo存dian路,再经输出dian路驱动相应的外she。这shi,才是PLC的真zheng输出。

4、PLC内部运作fangshi

虽ranPLCsuo使yong之阶ti图chengshi中往往使yong到xu多继dian器、jishi器yuji数器等名chen,但PLC内部并非实体上ju有这些硬件,而是以内存yuchengshi编chengfangshi做逻辑kong制编辑,并借you输出yuan件连接外部机械装zhi做实体kong制。因此能大大jian少kong制器suoxu之硬件空间。实际上PLC执xing阶ti图chengshi祅ao俗鱢angshi是逐xing的先jiang阶ti图chengshima以扫描fangshidu入CPU 中并最后执xingkong制运作。在整个的扫描过cheng包括三大步骤,“输入状态检查”、“chengshi执xing”、“输出状态geng新”说明如下:

步骤一“输入状态检查”:PLC首先检查输入端yuan件suo连接之各点开关或chuan感器状态(1 或0 代表开或关),并jiang其状态写入内存中dui应之位zhiXn。步骤二“chengshi执xing”:jiang阶ti图chengshi逐xing取入CPU 中运算,若chengshi执xing謝ing枰淙虢拥阕刺珻PU直接自内存中查询取出。输出线圈之运算结果ze存入内存中dui应之位zhi,暂不穋ongχ潦涑龆薡n。步骤三“输出状态geng新”:jiang步骤二中之输出状态geng新至PLC输出部接点,并且重回步骤一。此三步骤chenweiPLC之扫描周qi,而完成suoxu的shi间chenweiPLC 之穋onghi间,PLC 输入讯号之shi间若小于此穋onghi间,ze有wudu的可能性。每次chengshi执xing后yu下一次chengshi执xing前,输出yu输入状态会被geng新一次,因此chen此zhong运作fangshiwei输出输入端“chengshi结束再生”。

5、plc的特点

(1)高可kao性

1)suo有的I/O接koudian路均采yongguangdian隔离,使工业现场的外dian路yuPLC内部dian路之间dian气上隔离。

2)各输入端均采yongR-C滤波器,其滤波shi间常数一般wei10~20ms。

3)各模块均采yong屏蔽措施,以fangzhi辐射干扰。

4)采yong性能优良的开关dianyuan。

5)dui采yong的器件进xing严格的筛眩 

6)良好的自zhenduangong能,一旦dianyuan或其他软、硬件发生yi常情况,CPU立即采yong觴ingТ胧詅angzhi箂hou侠┐蟆Ⅻ/p>

7)大型PLC还可以采yongyou双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可kao性geng进一步提高。

(2)丰富的I/O接kou模块

PLC针dui不同的工业现场信号,如:jiao流或直流、开关量或模拟量、dian压或dian流、脉冲或dian位、强dian或弱dian等

有相应的I/O模块yu工业现场的器件或she备,如:an钮、xingcheng开关、接jin开关、chuan感器及变送器、dian磁线圈、kong制fa

直接连接另外wei了提高操作性能,它还有多zhongren-机dui话的接kou模块;wei了组成工业局瞜e纾褂卸鄗hong通裠u慕觡ou模块,等等。

(3)采yong模块化结构

wei了shi应各zhong工业kong制xu要chu了danyuanshi的小型PLC以外绝大多数PLC均 采yong模块化结构PLC的各个部件包括CPUdianyuanI/O等均采yong模块化shejiyou机架及dian缆jiang各模块连接起来系统的规模和gong能可根据yong户的xu要自xing组合。

(4)编chengjiandan易学

PLC的编cheng大多采yonglei似于继dian器kong制线路的ti形图形shidui使yong者来说不xu要ju备ji算机的专门知识因此很容易被一般工chengji术ren员suo理解和zhang握。

(5)安装jiandanwei修fang便

PLC不xu要专门的机穔ao梢栽诟鱶hong工业环境下直接运xing使yongshi只xujiang现场的各zhongshe备yuPLC相应的I/O端相连接即可蚫u朐藊ing各zhong模块上均有运xing和箂hou现甘咀皕hi便于yong户了解运xing情况和查找箂hou you于采yong模块化结构因此一旦某模块发生箂hou蟳ong户可以通过genghuan模块的 fang法使系统xunsu恢复运xing。

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