plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

来源:网络整理 作者:2017年12月25日 17:08
关键词:PLC编程plc

  plc编程是干什么的

  PLC是工业中必不可少的控制方式之一,无论是小型设备还是大型系统PLC都可以完成,并可以与人机界面交互,与电脑通讯等功能都可以做到,最先的PLC是用来代替继电器控制回路的,至今的PLC是多功能与一体的控制器,最基本的定时器、计数器、模拟量输入或输出都可以收PLC的CPU单元完成,PLC可以理解成一台微型计数机,专业用于电气控制方面。

  工作原理

  PLC是采用“顺序扫描,不断循环”的方式进行工作的。即在PLC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,按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束,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。

  PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。

  PLC在输入采样阶段:首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器中,即刷新输入,随即关闭输入端口,进入程序执行阶段。

  PLC在程序执行阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,经相应的运算和处理后,其结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。

  输出刷新阶段:当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过一定的方式(继电器、晶体管或晶间管)输出,驱动相应输出设备工作。

  特点

  PLC编程的应用面广、功能强大、使用方便,已经成为当代工业自动化的主要装置之一,在工业生产的所有领域得到了广泛的使用,在其他领域(例如民用和家庭自动化)的应用也得到了迅速的发展。

  国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中,对PLC作了如下定义:“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、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。”从上述定义可以看出,PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,除了能完成各种各样的控制功能外,还有与其他计算机通信联网的功能。

  PLC编程的推广应用在我国得到了迅猛的发展,它已经大量地应用在各种机械设备和生产过程的电气控制装置中,各行各业也涌现出了大批应用PLC改造设备的成果。了解PLC的工作原理,具备设计、调试和维护PLC控制系统的能力,已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。

  plc编程及应用实战

  因为PLC编程软件众多,无法一一为大家介绍,所以本文中涉及编写PLC控制程序的部分选用了较为常用的西门子STEP 7-Micro/WIN编程软件为例来介绍。

  1、喷泉控制

  1)明确系统控制要求

  系统要求用两个按钮来控制A、B、C三组喷头工作(通过控制三组喷头的泵电动机来实现),三组喷头排列如下图所示。

  plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

  系统控制要求具体如下:

  当按下起动按钮后,A组喷头先喷5s后停止,然后B、C组喷头同时喷,5s后,B组喷头停止、C组喷头继续喷5s再停止,而后A、B组喷头喷7s,C组喷头在这7s的前2s内停止,后5s内喷水,接着A、B、C三组喷头同时停止3s,以后重复前述过程。按下停止按钮后,三组喷头同时停止喷水。下图为A、B、C三组喷头工作时序图。

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  2)确定输入/输出设备,并为其分配合适的I/O端子

  喷泉控制需用到的输入/输出设备和对应的PLC端子见下表:

  3)绘制喷泉控制电路图

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  控制电路图

  4)编写PLC控制程序

  启动STEP 7-Micro/WIN编程软件,编写满足控制要求的梯形图程序,编写完成的梯形图如下图所示。

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  梯形图

  下面对照控制电路来说明梯形图的工作原理:

  1)起动控制

  plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

  2)停止控制

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  2、交通信号灯控制

  1)明确系统控制要求

  系统要求用两个按钮来控制交通信号灯工作,交通信号灯排列如下图所示。

  plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

  系统控制要求具体如下:

  当按下起动按钮后,南北红灯亮25s,在南北红灯亮25s的时间里,东西绿灯先亮20s再以1次/s的频率闪烁3次,接着东西黄灯亮2s,25s后南北红灯熄灭,熄灭时间维持30s,在这30s时间里,东西红灯一直亮,南北绿灯先亮25s,然后以1次/s频率闪烁3次,接着南北黄灯亮2s。以后重复该过程。按下停止按钮后,所有的灯都熄灭。交通信号灯的工作时序如下图所示。

  plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

  2)确定输入/输出设备,并为其分配合适的I/O端子

  交通信号灯控制需用到的输入/输出设备和对应的PLC端子见下表。

  plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

  3)绘制交通信号灯控制电路图

  plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

  控制电路图

  4)编写PLC控制程序

  启动STEP 7-Micro/WIN编程软件,编写满足控制要求的梯形图程序,编写完成的梯形图如下图所示。

  plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

  梯形图

  在上图所示的梯形图中,采用了一个特殊的辅助继电器SM0.5,称为触点利用型特殊继电器,它利用PLC自动驱动线圈,用户只能利用它的触点,即画梯形图里只能画它的触点。SM0.5能产生周期为1s的时钟脉冲,其高低电平持续时间各为0.5s,以上图梯形图网络9为例,当T50常开触点闭合,在1s内,SM0.5常闭触点接通、断开时间分别为0.5s,Q0.4线圈得电、失电时间也都为0.5s。

  下面对照控制电路和时序图来说明梯形图工作原理:

  1)起动控制

  plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

  2)停止控制

  plc编程是干什么的_plc编程及应用实战

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