基于PLC控制系统原理设计

1基于PLC控制系统原理日立可编程控制器（PROGRAMMABLE东芝东芝LOGIC东芝CONTROLLER）简称PLC，经历了可编程矩阵控制器PMC、可编程顺序控制器PSC、可编程逻辑控制器PLC、可编程控制器PC（PAC）几个不同时期。1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及有关的外围设备都应该按易于工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”日立PLC的工作原理日立PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式。PLC的扫描工作过程可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，并进行周期性循环。日立PLC在运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令顺序号作周期性循环扫描。如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作，周而复始。日立PLC的结构日立东芝东芝从结构上分，PLC分为整体式和组合式（模块式）两种。包括CPU、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。日立东芝东芝PLC实质上是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构与微型计算机基本相同，主要由中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出（I/O）单元、电源、通信接口、I/O扩展接口等组成，这些单元都是通过内部的总线进行连接。日立电源日立PLC的电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。一般交流电压波动在10范围内，可以不采用其他措施而将PLC直接连接到交流电网上去。日立中央处理单元日立2中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢，是PLC的核心，每套PLC至少有一个CPU。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器输入的程序和数据；检查电源、存储器、I/O及定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。CPU的运行速度和内存容量是PLC的重要参数，它决定着PLC的工作速度、I/O数量及软件容量等。日立日立东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝S7224AC/DC/RLY外型日立3日立东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝S7224AC/DC/RLY接线日立存储器日立存储器分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器用于存放系统程序，包括管理程序、监控程序、及对用户程序做编译处理的解释编译程序，一般只读存储器ROM来存放PLC的系统程序。用户存储器分为用户程序存储区和工作数据存储区，由随机存取存储器RAMA组成。日立输入/输出接口日立PLC与电气回路的接口是通过输入/输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变成数字信号进入PLC系统，输出模块则正好相反。I/O分别为开关量输入（DI）、开关量输出（DO）、模拟量输入AI、模拟量输出（AO）等模块。日立常用的开关量按电压水平分，有220V东芝AC,110V东芝AC和24V东芝DC；按隔离方式4分，有继电器隔离和晶体管隔离。日立常用的模拟量按信号类型分，有电流型（420MA，020MA）、电压型（010V，05V，1010V）等；按精度分，有12BIT，14BIT，16BIT等。除了上述通用I/O外，还有特殊I/O模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。日立日立EM221开关量输入模块外型/接线日立5日立日立EM222开关量输出模块东芝外型/接线日立6日立EM231模拟量输入东芝外型/接线日立7日立EM232模拟量输出东芝外型/接线日立日立通信模块日立PLC一个显著的特点就是具有通信功能，通信模块有很多类型，常见的有串口模块（RS232、RS485、RS422）和以太网通信模块（以太网、PROFIBUSDP通信模块等）。日立8日立EM277东芝PROFIBUSDP扩展模块东芝外型/接线日立外部设备日立（1）编程设备东芝东芝编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的设9备，用于系统编程、系统设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况等，编程器不直接参与现场控制。日立（2）人机界面东芝东芝最简单的人机界面是指示灯和按钮，液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端，由计算机（运行组态软件）充当人机界面。日立（3）其他外部设备东芝东芝根据需要，PLC还可配置其他外部设备，如打印机。日立PLC工业自动化应用日立自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，因此合理的安装布置，是系统良好运行的前提。日立温度日立PLC要求环境温度在055，安装时不能放在发热量大的原件下面，四周通风散热的空间应足够大，基本单元和扩展单元之间要有30MM以上间隔；开关柜上、下部应有通风的百叶窗，防止太阳光直接照射；如果周围环境超过55，要求安装强制通风设施。日立湿度日立为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85（无凝露）日立震动日立应使PLC远离强烈的震动源，防止震动频率为1055HZ的频繁或连续震动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施。日立空气日立避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气重有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。日立电源日立对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抗干扰性能。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境，可以安装一台带屏蔽层的变比为11的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。还可以再电源输入端串接LC滤波电路。日立PLC应远离强干扰源，如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内