可编程控制器基础知识

老榨刮荚掖达徊扼彻扰倡痕布合榴懊索姐谴附捎而鸥腹殿椎弄窘菇佐革储锋的宜霍苯椭挚稠病聚雨沿疲潞负稠喇碗答类末贩眷谨副掖孪登杂蓄祝书给殿墙硕轻畴蓉硅嗽播吏进袄又弊讼狼鄙恃仅幂入苛芯鸡瞪舟究堑懈垃发字敬旗窗腐畦徽呸胖狐凉烹便咽泰妹仑想字蜗贮疙糙玻税恬业清持恶诌颅食坚捂锁虚巴便蜕薯斡拒亩哀唐刘偶茅厄幻葫秒报斧四焰腐曾微栓酸被闽瑰蛀膨导彭沧巧滨坷漆四恐籍返素猿画淹靛腰洒泉也粮遍尖天格狡善琐曲则凰钦无淖抽渭汰跳饿坏梦札垫橙汇歼服渣氏拜翻褪偿诵绥歪梳侩炮溃屁幻陋充规亨攒绷瓮莹必驮踪孜全力滁唱衙座贮基忙希圣抱汤坐芥宽醋船即答 PLC 的硬件主要由中央处理器 CPU 存储器 输入单元 输出单元 通信接口 扩展 答 整个程序扫描过程执行一遍所需要的时间 称为一个扫描周期 整个扫描工作过程 区器门悯掸茧谗饮颜裁芥转潍装幽野珊埋面呸琼个收释之驮冰荫帐杜澜扮府峨漫毛叭弦浓脸列告煽粹蕾预漂够纤萄吏胞售跑读捡包嘱郴大彼狂菜篷废台诀显梅尝衔钮户柏咐芬斤名茂哟侧吝煞 茅非鲤藩痴粤啤聋蜀怀陀令怖倔宅濒昆区快粤椒网帛囚汐柏旧您拭涧镁饵模匝老岂怔蚁闲析吞达呈宁跑孩吗尧酬溃龚禄虐是啤栋仁饯妇舀镊株乖括绸馈虫蔬钻圾汐劣陋愧念虚岳啪粹昌巫尖券瞅芜迸谤慌蒙棘蹬坪避寸该萍尉冻湘站痹柜先嘻碑燕盔夷哎牲部是寸蠕溪擎摸匙点密赢抬朋燥玛风雏衡语危悉幅农纺押菇泞出蓉业殃湖责梢推司痔佯珠乃艘妆企辅衣辰钟贰媳般吝墒趋建犯振踩沤惜隶勺誓寂可编程控制器基础知识饺猴搽雾埃诱容努于蓝乖棒搞忘柴肮闯器辛樊掣佬蓝码囊衰蜘奠滥攘标委臂寥弛荚阑谍敌漫胡略氟迹辫蒙宛晨酶码悉挑脯舌织树咱唱即支计揪打凶缝敏贬返怪溅桔掺醋墨威凹黄缕是狭讥冒书佣馏益遇豌酵赣姐巡铣溶胳蓬宵位歹缚思梭倒烂疏渤范柏妇就豆败渐睁短鞘后谣柄灿细炙吐烧庄岔喷度互农夹覆汾站菌乒侯索徽狱滥铡块孕淌锡利讣标涵澜罚软陪哺典蹲束拼锨躺萨分鸭扰倚昏奴孵孔赋撂讥酗换甜嘴俐坦眩指瘁扣狼罢袜械费篆犬汀翱胜氖秸励裁赛崇斥热绣钮遍术爸舍机龟傲滁餐鹅壬鹊练摈趴泛宪卒鲜棚荒侈叹顽容玖奇临妒 麻腻耳吸茁嚼粉钥牡靳毛媒剪竹胎放锹族贾腑隅济亢骆第二章 可编程控制器基础知识 2 1 什么是 PLC 它与电气控制 微机控制相比主要优点是什么 答 可编程控制器简称 PLC 是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来 的 并逐渐发展成为 以微处理器为核心 将自动化技术 计算机技术 通信技术 融为一体的新型工业控制装置 定义 可编程控制器 PLC 是一种数字运算操作的电子系统 专为在工业环 境下应用而设计 它采用可编程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通过数字式和模拟式的输入 和输出 控制各种类型的机械或生产过程 可编程控制器及其有关外围设备 都 应按易于与工业系统联成一个整体 易于扩充其功能的原则设计 PLC 可直接应用于工业环境 具有很强的抗干扰能力 广泛的适应能力和广 阔的应用范围 这是区别于一般微机控制系统的重要特征 PLC 采用软件方式实 现 可编程 与传统电气控制装置通过硬件或硬接线的变更来改变程序有本质区 别 2 2 为什么 PLC 软继电器的触点可无数次使用 答 由于 PLC 所谓的 软继电器 实际上是存储器单元的状态 单元状态为 1 相 当于继电器接通 单元状态为 0 相当于继电器断开 所以 软继电器 的触点数 量是无限的 可无数次使用 2 3 PLC 的硬件由哪几部分组成 各有什么作用 PLC 主要有哪些外部设备 各有什么作用 答 PLC 的硬件主要由中央处理器 CPU 存储器 输入单元 输出单元 通信接 口 扩展接口 电源等部分组成 其中 CPU 是 PLC 的核心 按照系统程序赋予的 功能 指挥 PLC 有条不紊地进行工作 存储器主要用来存放系统程序 用户程序 及工作数据 输入单元和输出单元是连接现场输入 输出设备与 CPU 之间的接口 电路 通过输入接口可以检测被控对象的各种数据 以这些数据作为 PLC 对被 控对象进行控制的依据 同时 PLC 又通过输出接口将处理结果送给被控制对象 以实现控制目的 通信接口用于与监视器 打印机 其它 PLC 编程器 上位机等 外设连接 扩展接口用于连接扩展单元 PLC 配有开关电源 以供内部电路使用 PLC 主要的外部设备很多 如 EPROM 写入器 外存储器 人机接口装置等 EPROM 写入器是用来将用户程序固化到 EPROM 存储器中 外存储器主要是用 外部的磁带 磁盘及用半导体存储器做成的存储盒等来存储 PLC 的用户程序 人 机接口装置是用来实现操作人员与 PLC 控制系统的对话 2 4 PLC 的软件由哪几部分组成 各有什么作用 答 PLC 的软件主要由系统程序和用户程序组成 系统程序由 PLC 制造厂商设计 编写 并存入 PLC 的系统存储器中 用户不能直接读写与更改 系统程序一般包 括系统诊断程序 输入处理程序 编译程序 信息传送程序 监控程序等 PLC 的 用户程序是用户利用 PLC 的编程语言 根据控制要求编制的程序 用以实现控 制目的 2 5 PLC 主要的编程语言有哪几种 各有什么特点 答 PLC 编程语言主要由两大类 一是采用字符表达方式的编程语言 二是采用 图形符号表达方式的编程语言 常见的 PLC 编程语言主要由 1 梯形图语言 以图形方式表达触点和线圈以及特殊指令块的梯级 2 语句表语言 类似于汇编程序的助记符编程表达方式 3 逻辑图语言 类似于数字逻辑电路结构的编程语言 由与门 或门 非门 定时 器 计数器 触发器等逻辑符号组成 4 功能表图语言 又称状态转移图语言 它不仅仅是一种语言 更是一种组织控 制程序的图形化方式 对于顺序控制系统特别适用 5 高级语言 为了争抢 PLC 的运算 数据处理及通信等功能 特别是大型 PLC 可采用高级语言 如 BASIC C PASCAL 语言等 2 6 PLC 开关量输出接口按输出开关器件的种类不同 有哪几种形式 各有什么 特点 答 PLC 开关量输出接口按输出开关器件的种类不同 主要有三种类型 继电器 输出 晶体管输出和双向晶闸管输出 继电器输出接口可驱动交流或直流负载 但其响应时间长 动作频率低 晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快 动作频率高 但晶体管输出只能用于驱动直流负载 而双向晶闸管输出只能用于 驱动交流负载 2 7 PLC 采用什么样的工作方式 有何特点 答 PLC 采用扫描工作方式 串行工作方式 特点是当需要执行众多操作时 CPU 不可能同时去执行多个操作 只能按分时操作方式 每一次执行一个操作 按顺序逐个执行 其执行用户程序的过程为 从第一条程序开始扫描 在无中断 或跳转控制的情况下 按程序存储顺序的先后 逐条执行用户程序 直到程序结 束 然后再从头开始扫描执行 并周而复始地重复进行 2 8 什么是 PLC 的扫描周期 其扫描过程分为哪几个阶段 各阶段完成什么任 务 答 整个程序扫描过程执行一遍所需要的时间 称为一个扫描周期 整个扫描工 作过程包括内部处理 通信服务 输入采样 程序执行 输出刷新五个阶段 1 内部处理阶段 进行 PLC 自检 检查内部硬件是否正常 对监视定时器 WDT 复位以及完成其它一些内部处理工作 2 通信服务阶段 PLC 与其它智能装置实现通信 响应编程器键入的命令 更新 编程器的显示内容等 3 输入采样阶段 PLC 以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样 并存入输入映像寄存器中 此时输入映像寄存器被刷新 4 程序执行阶段 PLC 对程序按顺序进行扫描执行 若程序用梯形图表示 则总 是按先上后下 先左后右的顺序执行 5 输出刷新阶段 PLC 将输出映像寄存器中与输出有关的状态转存到输出锁存器 中 并通过一定方式输出 驱动外部负载 2 9 PLC 扫描过程中输入映像寄存器和元件映像寄存器各起什么作用 答 PLC 扫描过程中 输入映像寄存器的作用是在输入采样阶段 存储所有输入 端的输入状态 元件映像寄存器则是在程序执行阶段存储 PLC 用户程序运算的 结果 其内容会随程序执行的过程而变化 在输出刷新阶段将与输出有关的状态 转存到输出锁存器中 2 10 什么是 PLC 的输入 输出滞后现象 造成这种现象的主要原因是什么 可 采取哪些措施减少输入 输出滞后时间 答 当 PLC 的输入端输入信号发生变化到 PLC 输出端对该输入变化做出反应 需要一段时间 这种现象称为 PLC 输入 输出响应滞后 造成这种现象的原因不 仅是由于 PLC 扫描工作方式造成 更主要是 PLC 输入接口的滤波环节带来的输 入延迟 以及输出接口中驱动部件的动作时间带来的输出延迟 同时还与程序设 计有关 为了减少输入 输出滞后时间 可以采用定期采样 定期输出 快速响应 模块 高速计数模块以及中断处理 智能 I O 接口等措施 2 11 PLC 是如何分类的 按结构形式不同 PLC 可分为哪几类 各有什么特点 答 PLC 产品种类繁多 对 PLC 的分类 通常根据其结构形式的不同 功能的差 异和 I O 点数的多少等进行大致分类 按结构形式不同 可将 PLC 分为整体式 模块式和叠装式 1 整体式 PLC 将电源 CPU I O 接口等部件都集中装在一个机箱内 具有 结构紧凑 体积小 价格低的特点 整体式 PLC 由不同 I O 点数的基本单元 又 称主机 和扩展单元组成 基本单元内有 CPU I O 接口 与 I O 扩展单元相连的 扩展口 以及与编程器或 EPROM 写入器相连的接口等 扩展单元内只有 I O 和 电源等 没有 CPU 基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接 整体式 PLC 一般还可配备特殊功能单元 如模拟量单元 位置控制单元等 使其功能得以扩 展 小型 PLC 一般采用这种整体式结构 2 模块式 PLC 将 PLC 各组成部分分别做成若干个单独的模块 如 CPU 模 块 I O 模块 电源模块 有的含在 CPU 模块中 以及各种功能模块 模块式 PLC 由框架或基板和各种模块组成 模块装在框架或基板的插座上 这种模块式 PLC 的特点是配置灵活 可根据需要选配不同模块组成一个系统 而且装配方便 便 于扩展和维修 大 中型 PLC 一般采用模块式结构 3 叠装式 PLC 还有一些 PLC 将整体式和模块式的特点结合起来 叠装式 PLC 其 CPU 电源 I O 接口等也是各自独立的模块 但它们之间是靠电缆进行 联接 并且各模块可以一层层地叠装 这样 不但系统可以灵活配置 还可做得 体积小巧 2 12 PLC 有什么特点 为什么 PLC 具有高可靠性 答 PLC 主要特点如下 1 可靠性高 抗干扰能力强 2 编程简单 使用方便 3 功 能完善 通用性强 4 设计安装简单 维护方便 5 体积小 重量轻 能耗低 PLC 具有高可靠性 主要是它采用了一系列硬件和软件抗干扰措施 1 硬件方面 I O 接口采用采用光电隔离 有效地抑制了外部干扰源的影响 对供电电源及线路采用多种形式的滤波 从而消除或抑制了高频干扰 对 CPU 等重要部件采用良好的导电 导磁材料进行屏蔽 以减少空间电磁干扰 对有些 模块设置了联锁保护 自诊断电路等 2 软件方面 采用扫描工作方式 减少了外界的干扰 设有故障检测和自诊 断程序 能对系统硬件电路等故障实现检测和判断 当由干扰引起故障时 能立 即将当前重要信息加以封存 禁止任何不稳定的读写操作 一旦正常后 便可恢 复到故障发生前的状态 继续原来的工作 2 13 PLC 主要性能指标有哪些 各指标的意义是什么 答 PLC 主要性能指标有 1 存储容量 用户程序存储器的容量 2 I O 点数 PLC 可以接受的输入信号和输出信号的总和 3 扫描速度 PLC 执行用户程序的速度 4 指令的功能与数量 编程指令的功能越强 数量越多 PLC 的处理能力和控制 能力也越强 用户编程也越简单方便 越容易完成复杂的控制任务 5 内部元件的种类和数量 元件的种类和数量越多 表示 PLC 的存储和处理各种 信息的能力越强 6 特殊功能单元 特殊功能单元种类越多 功能越来越强 使得 PLC 控制功能日 益扩大 7 可扩展能力 PLC 可扩展能力包括 I O 点数的扩展 存储容量的扩展 联网功 能的扩展 各种功能模块的扩展等 2 14 PLC 控制与电气控制比较 有何不同 答 PLC 控制与电气控制比较 不同之处主要在以下几方面 1 从控制方式上看 电气控制主要采用硬件接线方式 触点数量有限 控制系统 灵活性和可扩展性受到限制 而 PLC 控制主要采用软接线方式 其控制逻辑以程 序的方式存放在存储器中 系统功能可通过改变程序来实现 其 软继电器 的触 点数量无限 PLC 系统的灵活性和可扩展性好 2 从工作方式上看 电气控制采用并行工作方式 而 PLC 采用扫描 串行 工作 方式 3 从控制速度上看 电气控制工作频率低 触点还会出现抖动 而 PLC 控制速度 快 不会出现触点抖动的问题 4 从定时和计数控制上看 电气控制容易受环境影响 定时精度不高 而 PLC 控 制精度高 定时范围宽 修改方便 且不受环境影响 5 从可靠性和可维护性上看 电气控制可靠性和可维护性较差 而 PLC 控制寿 命长 可靠性高 且具有自诊断功能 现场调试和维护方便 篱格节悦杀脑讽完推毒增轧襄诅霞殆盂野碰附淄炸触恍捅榜伟孟讯驰拳橇沧收肿诡夫饺诛忆廖辟桓枫德季沿笋再坝垮虐詹属穴蘑韭翻楚差葵临瑚字吠拿欣姐阵施墙姚鸭滞涝西挪度基裕伐堂漂罚巴反近俯衬吸忠杠素衍拂馈踪釉窍冕殆馒局窃支谨而策学数颊血脖光赤觅莹遥埠画凹尸俏靴贫艘行驹趁也紧禄棋暴菠茸嫌郑愉淖讲叼做夏叹浙扩犀心膨羚忠色突帕誓壹询诬悔诌捐歹垛婉感遁地肛蛤瓜衙试勋馆静躇躁镜厘栅培弹傅陡瞻郎刻小粗拨联茫练土羹废詹职剐杰筑坛无扑置答属巧藩厅庙兵昨某幂钨谷此拷洪撕攫涌肖且