可编程序控制器及其应用.doc

可编程序控制器及其应用 可编程序控制器的组成与基本逻辑指令 可编程序控制器又叫PLC，是一种专为工业应用而设计的电子控制装置。诞生于七十年代，有二十多年的发展历史。它是用软件编程取代了接触、继电器的硬件逻辑。现在市面上流通的有欧姆龙、三菱、日立、西门子和松下等公司生产的PLC。 PLC的特点： 1、可靠性高 2、编程简单，使用方便 可采用梯形图编程方式，与实际继电器控制电路非常接近，一般电气工作者很容易接受。 3、环境要求低 适用于恶劣的工业环境。 4、体积小，重量轻 5、扩充方便，组合灵活 可编程控制器的组成和工作方式 一、可编程控制器的组成 传统的控制系统是由输入设备（按钮、开关和触点）、控制线路（由各类继电器、接触器、导线连接成的构成某种逻辑功能的线路）和输出设备（接触器线圈、指示灯）三部分组成。 可变成控制器是由输入部分、逻辑部分和输出部分组成。 PLC控制系统框图： 输入部分 逻辑部分（内部） 输出部分 输入部分 输入部分的作用是把从输入设备的输入信号送入可编程序控制器。输入设备包括各类控制开关、按钮、触点和传感器信号。以上信号经过输入接口电路（光电耦合器）的输入端子和微处理输入电路相连。为了保证能在恶劣的工业环境中使用，PLC输入接口都采用了隔离措施。如下图，采用光电耦合器为电流输入型，能有效地避免输入端引线可能引入的电磁场干扰和辐射干扰。 输入电路 输入部分的接线端子与该路的输入回路连接。每一路的输入电路可等效于一个输入继电器。输入继电器可提供任意个动断和动合触点供PLC内部逻辑电路使用。 输出部分 输出端子与控制对象如接触器线圈、电磁阀线圈、指示灯等连接。为了把CPU输出电平转换为控制对象所需的电压或电流信号，需要有输出接口电路。PLC输出接口电路一般都有三种输出形式可供用户选择，即继电器输出，晶体管输出和晶闸管输出。继电器输出可接交流和直流负载；晶体管输出只能直流负载；晶闸管输出只能接交流负载。 特点： 继电器输出：开关速度低，负载能力大，适用于低频场合。 晶体管输出：开关速度高，负载能力小，适用于高频场合。 晶闸管输出：开关速度高，负载能力较大，适用于高频场合。 注意事项： （1）PLC输出接口是成组的，每一组有一个COM口，只能使用同一种电源电压。 （2）PLC输出负载能力有限，具体参数请阅读相关资料。 （3）对于电感性负载应加阻容保护。 （4）负载采用直流电源小于30V时，为了缩短响应时间，可用并接续流二极管的方法改善响应时间。 输出部分 微处理器 微处理器又叫中央处理器，简称CPU，是PLC的大脑，由控制器和运算器组成。PLC是由输入输出设备、运算器、控制器和存储器组成。 控制器取出存贮器中用户程序的每一个指令的操作码和操作数，按照指令的功能进行读取输入信号、暂存信号和输出信号，把上述信号到运算器中进行运算、处理。得到相应的输出。 PLC可以输入形式有梯形图和程序指令。由电脑和手持器完成。 存储器 存储器是用来存放系统程序、编译程序、用户的应用程序、逻辑变量和其他信息。存储器可分为只读存储器ROM、随机存储器RAM；只读存储器ROM分为掩摸ROM、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程只读ROM（EPROM）和电可擦除可编程ROM（E2PROM）；随机存储器分为静态RAM和动态RAM，静态RAM是靠双稳态电路存放信息的，动态RAM是靠MOS管的栅极电容上的电荷来存储信息。 只读存储器ROM存放系统程序、编译程序；电可擦除可编程ROM（E2PROM）存放用户应用程序；随机存储器RAM存放计算数据、中间结果和机内用户程序，需要电池。 电源 PLC的电源一个开关电源，它把输入的交流220V电源通过整流、滤波、斩波等电路，变成PLC内部使用和输出需要的电源电压。一般有5V、24V。 二、可编程序控制器的工作方式 PLC执行程序是以循环扫描方式进行的。PLC的扫描过程分为三个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。 输入采样阶段 PLC顺序读取全部输入端，把输入继电器的通断状态存放于输入映象寄存器中。 程序执行阶段 PLC按梯形图从左向右、从上向下逐条对指令进行扫描，并从输入映象寄存器和内部元件读入其状态，进行逻辑运算。把结果放入中间映象寄存器和输出映象寄存器中。 输出刷新阶段 把输出映象寄存器中各输出继电器的通断状态通过输出部分送到输出锁存器，去驱动输出继电器线圈，使执行相应的输出动作。 一般地，PLC的一个扫描周期约10ms，另外，可编程序控制器的输入/输出还有响应滞后（输入滤波约10ms），继电器机械滞后约10ms，所以，一个信号从输入到实际输出，大约有20--30ms的滞后。 输入信号的有效宽度应大于1个周期+10ms。 FX系列PLC的基