可编程序控制器.doc

可编程序控制器(PLC)原理及其应用 随着微处理器和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已应用到工业的各个领域。现代社会要求制造业能够对市场需求变化做迅速反应，生产出小批量，多品种，多规格，成本和高质量的产品，为满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制必须具有极高的可靠性和灵活性。可编程序控制器(Programmable Logic Controller)正是应这一要求出现的，简称PLC。开关逻辑控制是PLC的基本功能，它采用可编程序的存储器，用来在其内部执行逻辑运算，顺序控制，定时，计算和算术运算等操作指令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程.它以功能强，通用性强，使用灵活方便，高可靠性，抗干扰能力强，编程简单等一系列优点在工业上得到广泛的应用。对于PLC以上种种点，给PLC改造传统的接触器和继电器控制电路带来的广泛的应用。首先从以下几个方面简单了解PLC的构成和工作方式。一 PLC的组成PLC的组成可分为两大部分：硬件系统和软件系统硬件系统是指组成PLC和所有具体连接的设备，其中主要由中央处理器(CPU)，存储器，输入模块，输出模块和编程器，电源等组成。其中，CPU相当于人的大脑，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来存储程序和数据，输入和输出模块简称为I/O模块，输入模块用来接收和采集输入信号，开关量输入模块用来接收从按钮，行程开关，限位开关，接近开关，光电开光，等送过来的开关量输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器，测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流，电压信号。编程器可采用手持编程器，也可用有PLC编程软件的计算机通过通信口对PLC进行编程.软件系统是指管理，控制，使用PLC，确保PLC正常工作的一整套程序。也就是我们所用到的顺序梯形图。用于管理和控制各个硬件的正常动作，协调各硬件组成之间的动作关系，以便充分发挥机械设备的使用效率，方便用户使用。一般来说，PLC由三个部分组成，即输入部分；逻辑处理部分和输出部分。如图一所示。 1 输入部分由输入接线端子和输入电路组成，输入端子用于连接按钮开关，行程开关，接近开关，传感器的输入等。而输入电路则把以上元件收集的信号输入到可编程序控制器进行处理然后供内部控制使用。每一个输入信号的点叫做一个输入点。如上图X001.X002.X006等。输入电路的电源可以由PLC提供，也可以由外部电路提供。 2 逻辑处理部分这部分由控制硬件和控制软件组成，控制硬件构成PLC的控制电路，它是由中央控制单元，存储器，逻辑电路，电源等组成，完成电信息的传输，控制，存放和逻辑判断等。而软件除完成用于PLC自身正常工作所需要的系统控制任务外，还要根据用户程序的控制要求对输入信号进行处理，判断，并将得到的结果输出给负载。3 输出部分这部分包括输出接口端子和输出电路，输出接口端子用于连接继电器，接触器，电磁阀，提示灯等等，而输出电路用于驱动输出继电器，输出晶体管等，每个输出信号所连接的点叫输出点。如上图Y001，Y002等。输出电路的电源由外部电路提供。二 可编程序控制器的工作原理1 PLC的扫描工作方式PLC采用从上到下从左到右扫描的工作方式，在运行时依靠执行用户程序来实现控制要求。其扫描过程可分为输入采样，程序处理和程序输出刷新三个阶段，并进行周而复始的循环。PLC的扫描工作方式如上图所示。PLC在输入采样阶段是以扫描方式顺序读取所有输入端的状态，并将其存入所有输入状态寄存器中，随后关闭输入端口，进入程序执行阶段。在执行阶段，PLC按用户程序指令存放的先后顺序扫描，根据输入状态及其他参数执行程序，将执行结果存入输出状态寄存器中，然后进入到输出刷新阶段。当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中所有状态送到输出锁存电路，以驱动输出电路给执行机构。PLC完成三个阶段所需要的时间就是一个扫描周期。 2 PLC用户程序执行的过程 PLC用户执行的过程如下图所示。可以看出，PLC用户程序执行的过程分为输入采样，程序处理和输出刷新三个阶段。在输入阶段（简称“读”），PLC读入所有输入端子的状态，并将各个状态输入暂存器，此时，输入暂存器被刷新。在后两个程序处理和输出刷新阶段中，即使输入端子的状态发生变化，输入暂存器所存的内容也不会改变。只有在下一个扫描周期中输入采样阶段才会将上一次的变化读入在暂存器中。在程序处理阶段（简称“算”），PLC按从左到右，从上到下的顺序对用户程序的指令逐条扫描，运算。当遇到跳转指令时，则根据跳转条件满足与否，决定是否跳转及跳到何处。在处理每一条指令时，PLC首先根据用户程序指令的需要，从输入暂存器或输出暂存器中读取所需的内容，然后进行算术逻辑运算，并将运算结果