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可編程序控制器,英文稱Programmable Controller,簡稱PC。但由於PC容易和個人計算機(Personal Computer)混淆,故人們仍習慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數字運算操作的電子係統裝置,專為在工業現場應用而設計,它採用可編程序的存儲器,用以在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時/計數和算術運算等操作指令,並通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口,控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物,它克服了繼電接觸控制係統中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點,充分利用了微處理器的優點,又照顧到現場電氣操作維修人員的技能與習慣,特別是PLC的程序編制,不需要專門的計算機編程語言知識,而是採用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式,使用戶程序編制形象、直觀、方便易學;調試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC後,只需按說明書的提示,做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作,就可靈活方便地將PLC應用於生產實踐。
一、PLC的結構及各部分的作用
PLC的類型繁多,功能和指令係統也不盡相同,但結構與工作原理則大同小異,通常由主機、輸入/輸出接口、電源擴展器接口和外部設備接口等幾個主要部分組成。PLC的硬件係統結構如下圖所示:
圖1-1-1 1、主機
主機部分包括中央處理器(CPU)、係統程序存儲器和用戶程序及數據存儲器。CPU是PLC的核心,它用以運行用戶程序、監控輸入/輸出接口狀態、作出邏輯判斷和進行數據處理,即讀取輸入變量、完成用戶指令規定的各種操作,將結果送到輸出端,並響應外部設備(如電腦、打印機等)的請求以及進行各種內部判斷等。PLC的內部存儲器有兩類,一類是輸入模塊CPU模塊輸出模塊可編程序控制器編程裝置接觸器電磁閥指示燈電源 電源 限位開關選擇開關按鈕
IFrame
係統程序存儲器,主要存放係統管理和監控程序及對用戶程序作編譯處理的程序,係統程序已由廠家固定,用戶不能更改;另一類是用戶程序及數據存儲器,主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數據和中間結果。
2、輸入/輸出(I/O)接口
I/O接口是PLC與輸入/輸出設備連接的部件。輸入接口接受輸入設備(如按鈕、傳感器、觸點、行程開關等)的控制信號。輸出接口是將主機經處理後的結果通過功放電路去驅動輸出設備(如接觸器、電磁閥、指示燈等)。I/O接口一般採用光電耦合電路,以減少電磁幹擾,從而提高了可靠性。I/O點數即輸入/輸出端子數是PLC的一項主要技術指標,通常小型機有幾十個點,中型機有幾百個點,大型機將超過千點。
3、電源
圖中電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內部電子電路工作所配置的直流開關穩壓電源,通常也為輸入設備提供直流電源。
4、編程
編程是PLC利用外部設備,用戶用來輸入、檢查、修改、調試程序或監示PLC的工作情況。通過的PC/PPI電纜線將PLC與電腦聯接,並利用的軟件進行電腦編程和監控。
5、輸入/輸出擴展單元
I/O擴展接口用於將擴充外部輸入/輸出端子數的擴展單元與基本單元(即主機)連接在一起。
6、外部設備接口
此接口可將打印機、條碼掃描儀,變頻器等外部設備與主機相聯,以完成相應的操作。
實驗裝置提供的主機型號有西門子S7-200係列的CPU224(AC/DC/RELAY)。輸入點數為14,輸出點數為10;CPU226(AC/DC/RELAY),輸入點數為26,輸出點數為14。
二、PLC的工作原理
PLC是採用“順序掃描,不斷循環”的方式進行工作的。即在PLC運行時,CPU根據用戶按控制要求編制好並存於用戶存儲器中的程序,按指令步序號(或地址號)作周期性循環掃描,如無跳轉指令,則從第一條指令開始逐條順序執行用戶程序,直至程序結束。然後重新返回第一條指令,開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的採樣和對輸出狀態的刷新等工作。
PLC的一個掃描周期必經輸入採樣、程序執行和輸出刷新三個階段。
PLC在輸入採樣階段:首先以掃描方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中的輸入端子的通斷狀態或輸入數據讀入,並將其寫入各對應的輸入狀態寄存器中,即刷新輸入。隨即關閉輸入端口,進入程序執行階段。
PLC在程序執行階段:按用戶程序指令存放的先後順序掃描執行每條指令,經相應的運
IFrame
算和處理後,其結果再寫入輸出狀態寄存器中,輸出狀態寄存器中所有的內容隨著程序的執行而改變。
輸出刷新階段:當所有指令執行完畢,輸出狀態寄存器的通斷狀態在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中,並通過的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出,驅動相應輸出設備工作。
三、PLC的程序編制
1、
編程元件
PLC是採用軟件編制程序來實現控制要求的。編程時要使用到各種編程元件,它們可提供無數個動合和動斷觸點。編程元件是指輸入寄存器、輸出寄存器、位存儲器、定時器、計數器、通用寄存器、數據寄存器及特殊功能存儲器等。
PLC內部這些存儲器的作用和繼電接觸控制係統中使用的繼電器十分相似,也有“線圈”與“觸點”,但它們不是“硬”繼電器,而是PLC存儲器的存儲單元。當寫入該單元的邏輯狀態為“1”時,則表示相應繼電器線圈得電,其動合觸點閉合,動斷觸點斷開。所以,內部的這些繼電器稱之為“軟”繼電器
KYOCERA 220404PS CA525
Fronius Kombiseele 44 0350 1606
BUSCH-TIMAC X-10 2253 K6-101
EWZE-1-10s
EWZA-1-10s
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Siemens 3RN1010-1CB00
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PKZM0-1,6
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Siemens 3RV1011-1BA20
Siemens 5SX2 306-6
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SV 2412.2.1.6
Rittal SV 9340.050
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Festo ADVUL-25-30-P-A
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KEB 00.B0.0BK-K001
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XVB C2B3
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Siemens 3RT2016-2FB42
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PKZM0-1
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ifm electronic E60067
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VS25EVQ 59161NEU
SMC SQ1241D-5LO-C4 NEU
SMC SQ1241D-5L-C4 NEU
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Komet W28 58010 0803
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MURR 7000-12421-6241500
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Moeller DILA-40
Finder 011.03
CM30-16BPP-KC1
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120408-F
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HERTEL 1.81801R121 P25 NEU 10St徂ck=1VE (1)
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DURI DR-200 40x65
DURI DR-200 30x55
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AUTONICS BJ300-DDT
Hanyoung HY-TF-62 Twin-Timer NEU OVP
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DILA-22
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