第4章控制系统及接口设计(6可编程控制器).ppt

第四章 控制系统及接口设计 第六节 可编程逻辑控制器（PLC) PLC的定义 PLC的结构及工作原理 PLC的主要技术性能 PLC的主要功能和特点 PLC的程序编制 PLC的应用举例 1．PLC的工作过程 （1）初始操作（上电处理） PLC未进入正式运行前，首先应确定自身的完好性。这就是接通电源后的初始操作。通电后，消除各元件的随机状态，进行清零或复位处理，检查I/O单元的连接是否正确（I/O总线）。再做一道题，使它涉及各种指令和内存单元，若解题时间在to以内，则自身完好，否则系统关闭，解题结束，将监控定时器to复位，才开始正式运行。 （2）运行 PLC的工作方式——（顺序）周期循环扫描 扫描——按分时操作的原理，每一时刻执行一个操作，顺序进行，这种分时操作的过程称“CPU对程序的扫描”它的工作特点是集中输入，集中输出（小型PLC） 2．PLC运行过程 四大类操作： 公共操作——故障诊断及处理（自检），一般故障， 只报警，不停机 I/O操作——联系现场的数据输入及控制信号的输出 执行用户程序——顺序循环扫描 服务外设 3.I/O处理过程 I/O处理过程包括以下三个阶段： 输入采样 三个阶段 执行用户程序 输出刷新  (1)梯形图（ Ladder Diagram ） 梯形图是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，它是从继电器控制电路图演变过来的。 (2)指令表（ Instruction List ） 梯形图编程语言优点是直观、简便，但要求用带 CRT 屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号。 (3)顺序功能图（ Sequential Chart ） 顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换三个要素。 注意： （1）梯形图中的继电器是一个存储单元，其逻辑状态为 “1” 时，表示相应继电器的线圈接通，常开触点闭合，常闭触点断开。 （2）每一逻辑行（或梯级）开始于左母线，接着是触点的串、并联，最后是线圈与右母线联接。 （3）流过每一梯级的是 “概念电流” ，只用来描述线圈接通。 （4）输入继电器不能由PLC 内部继电器直接驱动，所以图中只有其触点，而没有相应的线圈；输出继电器的线圈接通只表示有信号输出，但不直接驱动输出设备。 2．指令语句表（指令助记符） 指令语句表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言。它类似于计算机的汇编语言。但比汇编语言容易理解。 鼠笼式电动机直接起动控制的指令语句表如图（b）所示。 ST 起始指令（取指令） OR 触点并联指令（ “或” 指令） AN/ 触点串联反指令（ “与非” 指令） OT 输出指令 ED 程序结束指令 * 5 控制系统及接口设计-接口技术 * 1. PLC的定义 1968年，美国通用汽车公司（GM）为适应汽车型号的不断翻新，提出了一种新型电子化的程控器来代替继电器控制的设想。 1969年，美国数字设备公司（DEC）率先研制出PDP-14可编程控制器，成功地用在GM公司的自动装配线上。 1987年，国际电工委员会（IEC）对它作了如下定义：  “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计。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，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备都应按易于与工业控制器系统联成一个整体和易于扩充其功能的原则进行设计。” 可编程控制器是以中央处理器为核心，综合计算机和自动控制等先进技术而发展起来的一种工业控制器。 早期的可编程控制器是为代替继电器逻辑顺序控制（机械触点多，通用性差，功耗高）而设计的，因此被称为可编程逻辑控制器（ Programmable Logic Controller），简称PLC。后因其功能已超出逻辑控制范围，故改称为PC（Programmable Controller）。为了避免与个人计算机（Personal Computer，简称PC）混淆，仍沿用PLC作为可编程控制器的简称。 PLC生产厂家及代表产品 日本立石（OMRON，欧姆龙）公司 C系列 日本三菱公司 F、FX、A系列