可编程控制器原理及应用

西门子plc
西门子plc
西门子plc
1976
文章
127
评论
2018年12月9日11:06:48 评论 1,292 阅读

2.1 PLC 的组成与基本结构

2.1.1  PLC的基本组成

PLC主要由中央处理单元、输入接口、输出接口、通信接口等部分组 成,其中CPU是PLC的核心,I/O部件是连接现场设备与CPU 之间的接口电路,通信接口用于与编程器和上位机连接。 对于整体式PLC,所有部件都装在同一机壳内;对于模块式PLC, 各功能部件独立封装,称为模块或模板,各模块通过总线连接,安装在 机架或导轨上。不同厂商生产的不同系列产品在每个机架上可插放的模 块数是不同的,一般为3-10块。可扩展的机架数也不同,一般为2-8个机架。基本机架与扩展机架之间的距离不宜太长,一般不超过 10M.。

可编程控制器原理及应用

2.1.2  PLC各组成部分

1、中央处理单元CPU CPU通过输入装置读入外设的状态,由用户程序去处理,并根据 处理结果通过输出装置去控制外设。 一般的中型可编程控制器多为双微处理器系统,一个是字处理器, 它是主处理器,由它处理字节操作指令,控制系统总线,内部计数 器,内部定时器,监视扫描时间,统一管理编程接口,同时协调位 处理器及输入输出。另一个为位处理器,也称布尔处理器,它是从处理器,它的主要作用是处理位操作指令和在机器操作系统的管理 下实现PLC编程语言向机器语言转换。

CPU处理速度是指PLC执行1000条基本指令所花费的时 间。

2、存储器

存储器主要存放系统程序,用户程序及工作数据。 PLC所用的存储器基本上由PROM,EPROM,EEPRO M及RAM 等组成。

3、输入/输出部件 输入/输出部件又称I/O模块。PLC通过I/O接口可以检测 被控对象或被控生产过程的各种参数,以这些现场数据作为PLC 对控对象进行控制的信息依据。同时PLC又通过I/O接口将处 理结果送给被控设备或工业生产过程,以实现控制。

4、编程装置和编程软件 PLC是以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。

5、电源部件

2.2 PLC的基本工作原理

2.1 PLC的循环扫描工作过程

(一)PLC的循环扫描 PLC的CPU是采用分时操作的原理,每一时刻执行一个操作,随着 时间的延伸一个动作接一个动作顺序地进行,这种分时操作进程称为 CPU对程序的扫描。PLC的用户程序由若干条指令组成,指令在存 储器中按序号顺序排列。CPU从第一条指令开始,顺序逐条地执行用 户程序,直到用户程序结束,然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。

(二)PLC工作过程

1、公共操作

公共操作是在每次扫描程序前进行的自检。

2、数据I/O操作 数据I/O操作也称为I/O状态刷新。它包括两种操作:

①采样输入信号,即刷新输入状态表的内容

②送出处理结果,即用输出状态表的内容刷新输出电路

3、执行用户程序操作

4、处理外设请求操作 外设的请求命令包括操作人员的介入和硬件设备的中断

可编程控制器原理及应用

2.2.2 PLC的I/O滞后现象 造成I/O响应滞后的原因:

①扫描方式

②电路惯性 输入滤波时间常数和输出继电器触点的机械滞后

③与程序设计安排有关

可编程控制器原理及应用

2.3 PLC的编程语言

2.3.1 梯形图编程

(一)PLC 的编程特点

1、程序的执行顺序

可编程控制器原理及应用

两图实现相同的功能。当 IS1 闭合时,1Y1、1Y2 输出。系统上 电之后,当 1S1 闭合时,继电器梯形图中的 1Y1、1Y2 会同时得 电,若不考虑继电器触点的延时,则 1Y1、1Y2 会同时输出。但 在 PLC 梯形图中,因为 PLC 的程序是顺序扫描执行的,PLC 的 指令按从上向下,从左向右的扫描顺序执行,整个 PLC 的程序 不断循环往复。PLC 的“继电器”的动作顺序由 PLC 的扫描顺 序和在梯形图中的位置决定,因此,当 1S1 闭合时,1Y1 先输出 而 1Y2 后输出。即继电器采用并行的执行方式,而 PLC 则采用 串行的执行方式。

可编程控制器原理及应用

2、继电器自身的延时效应

可编程控制器原理及应用

传统的继电器的触点在线圈得电后动作时有一个微小的延时, 并且常开和常闭触点的动作之间有一微小的时间差。而 PLC 中的继电器都为软继电器,不会有延时效应,当然,这里忽略 了 PLC 的扫描时间。

3、PLC 中的软继电器 每个继电器有无数个常开和常闭触点。

(二)PLC 编程的基本原则

(1)每个梯形图网络由多个梯级组成,每个输出元素可构成一 个梯级,每个梯级可由多个支路组成。

(2)梯形图每一行都是从左母线开始,而且输出线圈接在最右 边,输入触点不能放在输出线圈的右边。

(3)输出线圈不能直接与左母线连接。

(4)多个的输出线圈可以并联输出。

(5)在一个程序中各输出处同一编号的输出线圈若使用两次 称为“双线圈输出”。双线圈输出容易引起误动作,禁止 使用。

(6)PLC梯形图中,外部输入/输出继电器、内部继电器、 定时器、计数器等器件的触点可多次重复使用。

(7)梯形图中串联或并联的触点的个数没有限制,可无限次的 使用。

(8)在用梯形图编程时,只有在一个梯级编制完整后才能继续 后面的程序编制。

(9)梯形图程序运行时其执行顺序是按从左到右,从上到下的 原则。

(二)编程技巧及原则“上重下轻,左重右轻,避免混联”

(1)梯形图应把串联触点较多的电路放在梯形图上方

(2)梯形图应把并联触点较多的电路放在梯形图最左边

(3)为了输入程序方便操作,可以把一些梯形图的形式作适当 变换

可编程控制器原理及应用

2.3.2 语句表编程

plc的语句:操作码+操作数 操作码用来指定要执行的功能,告诉CPU该进行什么操作;操 作数内包含为执行该操作所必需的信息,告诉CPU用什么地方 的数据来执行此操作。

操作数的分配原则:

(1)为了让CPU区别不同的编程元素,每个 独立的元素应指定一个互不重复的地址

(2)所指定的地址必须在该型机器允许的范 围之内。

2.3.3 其它编程语言

功能图编程.高级编程语言(C语言.Pascal 语言等)

编程语言 用户类 应用
语 句 愿意用类似于机器码语 程序在运行时间和存贮
(STL)   言编程的用户 空间要求上最优
梯 形

(LAD)

习惯电路图的用户 编写逻辑控制程序
功 能 熟悉布尔代数逻辑图的 编写逻辑控制程序
(FBD)   用户
SCL(结构控 用高级语言。如 PASCAL 数据处理任务程序
制语言)可选 或 C 语言编程的用户
软件包
S7 Graph(顺 有技术背景,没有 PLC 编 以顺序过程的描述很方
序控制)可选 程经验的用户 便
软件包
S7 HiGraph 有技术背景,没有 PLC 编 以异步非顺序过程的描
(状态图形) 程经验的用户 述很方便
可选软件包
CFC(连续功 有技术背景,没有 PLC 编 适用于连续过程的描述
能图)可选软 程经验的用户
件包

 

继续阅读
weinxin
plc入门知识问答
所有PLC工程师都会关注的微信公众账号,只需输入您的问题,就会有答案
匿名

发表评论

匿名网友 填写信息

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: