C650大学本科设计正文.docVIP

1 引 言 1.1 PLC概述 PLC（即可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller）是用来取代用于电机控制的顺序继电器电路的一种器件。是由仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步起依次执行到最终步，然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC种类繁多，但基本结构和工作原理基本相同，由中央处理器（CPU），存储器，输入、输出接口，电源，扩展接口，通信接口，编程工具，编程工具，智能I/O接口，智能单元等组成。CPU是PLC的核心，它接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误；接受和调用现场信息；执行用户程序；故障诊断。存储器是用来存放系统程序、用户程序、和运行数据的单元。输入接口是用来接收和采集开关量信号和模拟量信号；输出接口是用来连接被控对象中各种执行元件。PLC一般使用单相交流电源电源部件将交流电转换成中央处理器、存储器等电路工作所需的直流电，保证PLC的正常工作。 PLC的软件部分系统程序和用户程序两大部分组成。系统程序由PLC制造商固化在机内，用以控制PLC本身的动作；用户程序则是由使用者编制并输入的，用来控制外部对象的动作。系统程序包括系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块与系统调用程序。 系统程序主要由系统管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块与系统调用程序三部分组成。系统管理程序是系统程序的重要组成部分，用以控制可编程序控制器的运作，其作用是进行运行管理，控制PLC何时输入、何时输出、何时计算、何时自检、何时通信等时间上的分配管理；进行存储空间管理，即生成用户环境，规定各种参数程序的存放地址，将用户使用的数据参数、存储地址化为实际的数据格式及物理存放地址，将有限的资源变为用户很方便地直接使用的元件；进行系统自检程序，包括系统出错检查、用户程序语法检验、句法检验、警戒始终运行等。用户指令解释程序是联系高级程序语言和机器码的桥梁，标准程序模块与系统调用程序有许多独立的程序块组成，分别完成输入、输出、特殊运算等处理。 用户程序即应用程序，是可编程控制器的使用者针对控制对象编制的应用程序。根据不同控制要求编制不同的程序，相当于改变可编程控制器的用途，也相当于继电接触器控制设备的硬接线线路进行重设计和重接线，即“可编程序”。程序即可有编程器方便的送入PLC内部的存储器中，也能通过它读出、检查与修改。参与PLC应用程序编制的是其内部代表编程器件的存储器，俗称“软继电器”或“软元件”。 PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。PLC在实际中用的很多。只要有工业的地方，就有PLC存在的机会。如果你就在机器制造、包装、物料输送、自动装配等行业中工作，那么你可能已经在使用它了。如果没有的话，你就是正在浪费金钱和时间。几乎所有需要电气控制的地方都需要PLC。3）编程规范直观易学 （4）与网络技术相结合 （5）体积小、质量轻、能耗低 1.2 PLC在电气控制系统中的应用 PLC 是先进的工业化国家通用的标准工业控制设备，在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术，现在已经成为现代工业控制三大技术支柱(PLC,CAD/CAM,ROBOT) 之一，可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作电子系统。它采用了可编程序的存储器，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，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控