labview实现plc指令

来源:网络整理 作者:2017年11月20日 15:02
关键词:labviewplc

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PLC即可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,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,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

  一、PLC基本结构

  可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:

  1、电源电源用于将交流电转换成PLC内部所需的直流电j目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电。

  2、中央处理单元(CPU)中央处理器是PLC的控制中枢,也是PLC的核心部件,其性能决定了PLC的性能。中央处理器由控制器、运算器和寄存器组成,这些电路都集中在一块芯片上,通过地址总线、控制总线与存储器的输入/输出接口电路相连。中央处理器的作用是处理和运行用户程序,进行逻辑和数学运算,控制整个系统使之协调。

  3、存储器存储器是具有记忆功能的半导体电路,它的作用是存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他一些信息。其中系统程序是控制PLC实现各种功能的程序,由PLC生产厂家编写,并固化到只读存储器(ROM)中,用户不能访问。

  4、输入单元输入单元是PLC与被控设备相连的输入接口,是信号进入PLC的桥梁,它的作用是接收主令元件、检测元件传来的信号。输入的类型有直流输入、交流输入、交直流输入。

  5、输出单元输出单元也是PLC与被控设备之间的连接部件,它的作用是把PLC的输出信号传送给被控设备,即将中央处理器送出的弱电信号转换成电平信号,驱动被控设备的执行元件。输出的类型有继电器输出、晶体管输出、晶闸门输出。

  PLC除上述几部分外,根据机型的不同还有多种外部设备,其作用是帮助编程、实现监控以及网络通信。常用的外部设备有编程器、打印机、盒式磁带录音机、计算机等。

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  二、PLC工作原理

  1、输入采样阶段

  在输入采样阶段,可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。

  2、用户程序执行阶段

  在用户程序执行阶段,可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

  即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

  在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话,输入过程影像寄存器的值不会被更新,程序直接从I/O模块取值,输出过程影像寄存器会被立即更新,这跟立即输入有些区别。

  3、输出刷新阶段

  当扫描用户程序结束后,可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是可编程逻辑控制器的真正输出。

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  三、PLC功能特点

  (1)可靠性高。由于PLC大都采用单片微型计算机,因而集成度高,再加上相应的保护电路及自诊断功能,提高了系统的可靠性。

  (2)编程容易。PLC的编程多采用继电器控制梯形图及命令语句,其数量比微型机指令要少得多,除中、高档PLC外,一般的小型PLC只有16条左右。由于梯形图形象而简单,因此容易掌握、使用方便,甚至不需要计算机专业知识,就可进行编程。

  (3)组态灵活。由于PLC采用积木式结构,用户只需要简单地组合,便可灵活地改变控制系统的功能和规模,因此,可适用于任何控制系统。

  (4)输入/输出功能模块齐全。PLC的最大优点之一,是针对不同的现场信号(如直流或交流、开关量、数字量或模拟量、电压或电流等),均有相应的模板可与工业现场的器件(如按钮、开关、传感电流变送器、电机启动器或控制阀等)直接连接,并通过总线与CPU主板连接。

  (5)安装方便。与计算机系统相比,PLC的安装既不需要专用机房,也不需要严格的屏蔽措施。使用时只需把检测器件与执行机构和PLC的I/O接口端子正确连接,便可正常工作。

  (6)运行速度快。由于PLC的控制是由程序控制执行的,因而不论其可靠性还是运行速度,都是继电器逻辑控制无法相比的。近年来,微处理器的使用,特别是随着单片机大量采用,大大增强了PLC的能力,并且使PLC与微型机控制系统之间的差别越来越小,特别是高档PLC更是如此。

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