可编程逻辑控制器

-.z可编程逻辑控制器(PLC)一PLC根本组成输

出

单

元输

入

单

元输

出

单

元输

入

单

元微处理器微处理器存储器存储器编程器编程器电源电源PLC工作原理1.建立I/O映像区2.循环扫描的工作方式,如下列图:扫描时间1—100ms输

入

输

出

信

息

处

理

序执

行

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端

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出

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器输

出

端

子输出三.可编程逻辑控制器(PLC)代替传统继电器的优点(1)缩短设计时间,装配线时间(2)可做更大,更复杂的控制如:PLC有电脑加减乘除等复杂的算法(3)很适合大量生产(4)电脑除错容易,缩短试车时间,故障维修容易(5)降低生产本钱.四随心所欲设计的缺点(1)没有一定的法则,很难了解整个动作流程(2)修改除错困难(3)教育训练不易,技术传承困难,经历不易积累(4)机电沟通不良,常常工程变更五PLC状态控制状态逻辑的种类可分为组合逻辑(binationalLogic)和顺序逻辑(SequentialLogic)俩种.5.1组合逻辑(binationalLogic)组合逻辑是由许多二元性逻辑组合而成的,他的输出可直接由输入的组合逻辑形式表示出来,而不涉及过去的输入状态，输出与输入之间不存在记忆，不与过去的事件发生逻辑上的关联。例如：操作面板上[自动][半自动][手动]，只要切换到适宜的状态，就立刻到相应的模式。与其他模式无关。例：假设按A键，则红灯亮,黄灯/绿灯熄灭。假设按B键，则黄灯亮,红灯/绿灯熄灭。假设按C键，则绿灯亮,红灯/黄灯熄灭。组合逻辑C键B键A键黄灯绿灯红灯组合逻辑C键B键A键黄灯绿灯红灯[逻辑一]ABC红灯100黄灯010绿灯001ABABC红灯ABC黄灯ABC绿灯[逻辑2]ABC红灯1**黄灯*1*绿灯**1[梯形图]AA红灯红灯BB黄灯黄灯CC绿灯绿灯5.2顺控逻辑〔SequentialLogic〕顺控逻辑除了具有许多二元性组合逻辑控制之外，还记忆装置。顺控逻辑输出不只与当前输入有关，还受时间影响,输出与输入之间还有记忆，会与过去发生的事件有关联，生产线控制大局部都是顺控逻辑控制。例如，机械手从A点取物体放置B点之控制，它的动作具有一定的顺序，必须前一动作完成方可进展下一个动作。5.3状态图设计〔SequentialLogic〕状态图是一种顺序逻辑的表现图法，状态图的根本单元包括：状态，条件及输出三局部。状态：表示机械的控制状态。机器开机时是初始状态，然后随着条件的改变，机器的状态发生变化.条件：状态改变所需之条件，也就是说在*一状态下,状态所需的条件成立，就会产生状态的变化。一般为输入，计时,记数等。如果与其他独立模组有关,可以使用该模组的状态当作条件。输出：表现机械控制状态的动作，也就是在*一状态下机械的动作。状态图设计思想〔SequentialLogic〕``[状态图的逻辑说明]在前一状态时,如果条件一成立，则

转换为状态一。

在状态一时,动作一发生。

在状态一时，条件二成立，则转换为

下一状态然后我们根据状态图编辑梯形图，即为所谓的PLC程序。六.PLC的特点PLC的特点●编程方法简单易学●功能强﹑性能价格比高.●硬件配套齐全﹑用户使用方便﹑适应性强.●无触点免配线﹑可靠性高﹑抗干扰能力强.●系统的设计﹑安装﹑调试工作量少.●维修工作量小﹑维修方便.●体积小﹑能耗低.编程器除了用来输入和编辑用户程序外,还可以用来监视可编程序控制器运行时各种编程元件的工作状态.编程器可以永久地接在可编程序控制器上,将编程器取下来后系统也可以运行.一般只在程序输入﹑调试和检修时使用编程器,一台编程器可供多台可编程序控制器公用.可编程序控制器使用220V交流电源或24V直流电源.可编程序控制器内部的直流稳压电源为各模块内的电路供电.*些可编程序控制器可以为输入电路和外部电子检测装置(接近开关)提供24V直流电源,驱动现场执行机构的直流电源一般由用户提供.IEC(国际电工委员会)于1994年5月公布了可编程序控制器标准(IEC1131),该标准由以下5局部组成:通用信息﹑设备与测试要求﹑可编程序控制器的编程语言﹑用户指南和通信.其中的第三局部(IEC1131-3)是可编程序控制器的编程语言标准.5种编程语言的表达方式:1.顺序功能图(Sequentialfunctionchart);2.梯形图(Ladderdiagram);3.功能块图(Functionblockdiagram);4.指令表(Instructionlist);5.构造文本(Structuredte*t).I.PLC的主要特点(一)高可靠性

1.所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。

2.各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms.

3.各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。

4.采用性能优良的开关电源。

5.对采用的器件进展严格的筛选。

6.良好的自诊断功能，一旦电源或其他软硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。

7.大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。

(二)丰富的I/O接口模块

PLC针对不同的工业现场信号，如：

·

交流或直流；

·

开关量或模拟量；

·

电压或电流；

·

脉冲或电位；

·

强电或弱电等。

有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：

·

按钮

·

行程开关

·

接近开关

·

传感器及变送器

·

电磁线圈

·

控制阀

直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。

(三)采用模块化构造

为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化构造。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。(四)编程简单易学

PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。(五)安装简单，维修方便

PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。

由于采用模块化构造，因此一旦*模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。II.PLC的功能

(一)逻辑控制

(二)定时控制

(三)计数控制

(四)步进(顺序)控制

(五)PID控制

(六)数据控制

PLC具有数据处理能力。

(七)通信和联网

(八)其它

PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。PLC的I/O系统输入(Input)模块和输出(Output)模块简称为I/O模块,它们是系统的眼﹑耳﹑手﹑脚,是联系外部现场和CPU模块的桥梁.输入模块用来接收和采集输入信号,输入信号有二类:一类是从按钮﹑选择开关﹑数字拨码开关﹑限位开关﹑接近开关﹑光电开关﹑压力继电器等来的开关量输入信号;另一类是由电位器﹑热电偶﹑测速发电机﹑个种变送器提供的连续变化模拟量输入信号.可编成控制器通过输出模块控制接触器﹑电磁阀﹑电磁铁﹑调节阀﹑调速装置等执行器,可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯﹑数字显示装置和报警装置等.

一.I/O寻址方式

PLC的硬件构造主要分单元式和模块式两种。前者将PLC的主要局部(包括I/O系统和电源等)全部安装在一个机箱内。后者将PLC的主要硬件局部分别制成模块，然后由用户根据需要将所选用的模块插入PLC机架上的槽内，构成一个PLC系统。

不管采取哪一种硬件构造，都必须确立用于连接工业现场的各个输入/输出点与PLC的I/O映象区之间的对应关系，即给每一个输入/输出点以明确的地址确立这种对应关系所采用得方式称为I/O寻址方式。

I/O寻址方式有以下三种：

Ø

固定的I/O寻址方式

这种I/O寻址方式是由PLC制造厂家在设计、生产PLC时确定的，它的每一个输入/输出点都有一个明确的固定不变的地址。一般来说，单元式的PLC采用这种I/O寻址方式。

Ø

开关设定的I/O寻址方式

这种I/O寻址方式是由用户通过对机架和模块上的开关位置的设定来确定的。

Ø

用软件来设定的I/O寻址方式这种I/O寻址方式是有用户通过软件来编制I/O地址分配表来确定的。●输入继电(*)●输出继电器(Y)●辅助继电器(M)●状态(S)●定时器(T)●计数器(C)●数据存放器(D)●输入继电(*)●输出继电器(Y)●辅助继电器(M)●状态(S)●定时器(T)●计数器(C)●数据存放器(D)PLC梯形图中的编程元件输入继电器(*)输入继电器是可编程控制器接收外部输入的开关量信号的窗口.可编程控制器通过光电耦合器,将外部信号的状态读入并存储在输入映像存放器内,外部输入电路接通时对应的映像存放器为ON(“1〞状态).输入端可以外接常开触点或常闭触点,也可以接多个触点组成的串联并联电路.在梯形图中,可以屡次使用输入继电器的常开触点和常闭触点.输出继电器(Y)输出继电器是可编程控制器向外部负载发送信号的窗口.输出继电器用来将可编程控制器的输出信号传送给输出模块,再用后者驱动外部负载.辅助继电器(M)辅助继电器是用软件实现的,它们不能接收外部的输入信号,也不能直接驱动外部负载,相当于继电器控制系统中的中间继电器.通用辅助继电器可编程序控制器的通用辅助继电器的元件号M0~M499,共500点.输入,输出继电器采用八迳制外,其他编程元件的元件号均采用十迳制.断电保持辅助继电器M500~M3071.特殊辅助继电器特殊辅助继电器共256点,它们用来表示可编程控制器的*些状态,提供时钟和标志(如迳位,借位标至),设定可编程控制器的运行方式,或者用于步迳顺控,制止中断.设定计数器是加计数或是减计数等.特殊辅助继电器分为触点利用型和线圈驱动型俩种.前者由可编程控制器的系统程序来驱动其线圈,在用户程序中可直接使用其触点:M8000(运行监视):当可编程控制器执行用户程序时,M8000为ON;停顿执行时,M8000为OFF.M8002(初始化脉冲):M8002仅在M8000由OFF变为ON状态时的一个扫描周期内为ON可以用M8002的常开触点来使有断电保持功能的元件初始化复位和清空.M8011~M8014分别是10mS,100mS,1S和1min时钟脉冲.M8005(锂电池电压降低):电池电压下降至规定值时变为ON,可以用它的触点驱动输出继电器和外部指示灯,提醒工作人员更换锂电池.线圈驱动型由用户程序驱动线圈,使可编程控制器执行特定的操作;如:M8003的线圈通电后,电池电压降低,发光二极管熄灭;M8033的线圈通电时,可编程控制器由RUN进入STOP状态后,映像存放器与数据存放器中的内容保持不变;M8034的线圈通电时,制止输出;M8039的线圈通电时,可编程控制器以D8039中指定的扫描时间工作.状态(S)状态是用于编制顺序控制程序的一种编程元件,与STL指令(步进梯形指令)一起使用,通用状态(S0~S499)没有断电保持功能,但是用程序可以将它们设定为有断电保持功能的状态,其中包括供初始状态用的S0~S9和供返回原点用的S10~S19,S500~S899有断电保持功能,S900~S999供报警器用.定时器(T)可编程控制器相当于继电器系统中的时间继电器,它有一个设定值存放器(一个字长),一个当前值存放器(一个字长)和一个用来存储其输出触点状态的映像存放器(占二进制的一位).这三个存储单元使用同一元件号.F*系列可编程控制器的定时器分为通用定时器和积算定时器.计数器(C)1.内部计数器用来对可编程序控制器的内部信号*﹑Y﹑M﹑S等计数,其响应速度通常为数十HZ以下.内部计数器输入信号的接通或断开的持续时间,应大于可编程序控制器的扫描周期.2.高速计数器共有21点,21点高速计