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          首页 可编程控制器基本原理及应用(一)

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          可编程控制器基本原理及应用(一)

          青梅竹马_一辈子
          2019-05-04 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

          简介:本文档为《可编程控制器基本原理及应用(一)doc》,可适用于工程科技领域

          可编程控制器基本原理及应用(一)德维森科技(深圳)有限公司基本原理可编程控制器英文称ProgrammableLogicController简称PLC。PLC是基于电子计算机且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置但它不像继电装置那样通过电路的物理过程实现控制而主要靠运行存储于PLC内存中的程序进行入出信息变换实现控制。PLC基于电子计算机但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换多只考虑信息本身信息的入出只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境如便于安装抗干扰等问题。实现控制要点输入输出信息变换、可靠物理实现可以说是PLC实现控制的两个基本要点。输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)又有用户自行开发的应用(用户)程序。系统程序提供运行平台同时还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求就应有什么样的用户程序。可靠物理实现主要靠输人(INPUT)及输出(OUTPUT)电路。PLC的IO电路都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是隔离的靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是电隔离的靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功率放大以足以带动一般的工业控制元器件如电磁阀、接触器等等。IO电路是很多的每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。PLC有多IO用点一般也就有多少个IO用电路。但由于它们都是由高度集成化的电路组成的所以所占体积并不大。输入电路时刻监视着输入状况并将其暂存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也是一一对应的这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器IO口的寄存器。它们与计算机内存交换信息通过计算机总线并主要由运行系统程序实现。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位(bit)称之为输入继电器或称软接点。这些位置成表示接点通置成为接点断。由于它的状态是由输入刷新得到的所以它反映的就是输入状态。输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位(bit)与其对应这个位称为输出继电器或称输出线圈。靠运行系统程序输出继电器的状态映射到输出锁存器。这个映射也称输出刷新。输出刷新主要也是靠运行系统程序实现的。这样用户所要编的程序只是内存中输入映射区到输出映射区的变换特别是怎么按输入的时序变换成输出的时序。这是一个数据及逻辑处理问题。由于PLC有强大的指令系统编写出满足这个要求的程序是完全可能的而且也是较为容易的。实现控制过程简单地说PLC实现控制的过程一般是:图PLC典型开机流程输入刷新再运行用户程序再输出刷新再输入刷新再运行用户程序再输出刷新……永不停止地循环反复地进行着。图所示的流程图反映的就是上述过程。它也反映了信息的时间关系。有了上述过程用PLC实现控制显然是可能的。因为:有了输入刷新可把输入电路监控得到的输入信息存入PLC的输入映射区经运行用户程序输出映射区将得到变换后的信息再经输出刷新输出锁存器将反映输出映射区的状态并通过输出电路产生相应的输出。又由于这个过程是永不停止地循环反复地进行着所以输出总是反映输入的变化的。只是响应的时间上略有滞后。当然这个滞后不宜太大否则所实现的控制不那么及时也就失去控制的意义。为此PLC的工作速度要快。速度快、执行指令时间短是PLC实现控制的基础。事实上它的速度是很快的执行一条指令多的几微秒、几十微秒少的才零点几或零点零几微秒。而且这个速度还在不断提高中。图所示的过程是简化的过程实际的PLC工作过程还要复杂些。除了IO刷新及运行用户程序还要做些公共处理工作。公共处理工作有:循环时间监控、外设服务及通讯处理等。监控循环时间的目的是避免"死循环"避免程序不能反复不断地重复执行。办法是用"看门狗"(Watchingdog)。只要循环超时它可报警或作相应处理外设服务是让PLC可接受编程器对它的操作或通过接口向输出设备如打印机输出数据通讯处理是实现PLC与PLC或PLC与计算机或PLC与其它工业控制装置或智能部件间信息交换的。这也是增强PLC控制能力的需要。也就是说实际的PLC工作过程总是:公共处理IO刷新运行用户程序再公共处理……反复不停地重复着。可编程控制器实现控制的方式用这种不断地重复运行程序实现控制称扫描方式。是用计算机进行实时控制的一种方式。此外计算机用于控制还有中断方式。在中断方式下需处理的控制先申请中断被响应后正运行的程序停止运行转而去处理中断工作(运行有关中断服务程序)。待处理完中断又返回运行原来程序。哪个控制需要处理哪个就去申请中断。哪个不需处理将不被理睬。显然中断方式与扫描方式是不同的。在中断方式下计算机能得到充分利用紧急的任务也能得到及时处理。但是如果同时来了几个都要处理的任务该怎么办呢?优先级高的还好办低的呢?可能会出现照顾不到之处。所以中断方式不大适合于工作现场的日常使用。但是PLC在用扫描方式为主的情况下也不排斥中断方式。即大量控制都用扫描方式个别急需的处理允许中断这个扫描运行的程序转而去处理它。这样可做到所有的控制都能照顾到个别应急的也能进行处理。PLC的实际工作过程比这里讲的还要复杂一些分析其基本原理也还有一些理论问题。有关人员如果能把上面介绍的入出变换、物理实现信息处理、IO电路空间、时间关系扫描方式并辅以中断方式作为一种思路加以研究弄清了它也就好理解PLC是怎样去实现控制的也就好把握住PLC基本原理的要点了。至于更深入的问题在进一步学习中将再作具体介绍。?

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