1、興趣。
2、先學(xué)習(xí)硬件電路知識(shí),建議你買一本《電氣控制與電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)》。
3、買一本PLC基礎(chǔ)知識(shí)的書籍,看指令。先別管懂不懂,把指令先看完。
4、熟悉一下編程軟件。
5、試著編一些簡單的程序。
6、如果條件允許的話,最好將自己編的這些程序下載到PLC中試一下,感受一下。也可以利用仿真軟件進(jìn)行仿真。
7、多與別人交流經(jīng)驗(yàn)。
8、多編程,多練習(xí)。調(diào)試或仿真是經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題,當(dāng)你每解決一個(gè)問題就意味著你進(jìn)了一步。
9、加油吧!祝你成功??!
PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。
它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。
PLC的基本構(gòu)成 概述 從結(jié)構(gòu)上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同,基本構(gòu)成為:電源 PLC的電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源,在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。
如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi),可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。
同時(shí),有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VDC)。
中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞,是PLC的核心起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個(gè)CPU。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。
當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí),首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入I/O映象區(qū),然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序,經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運(yùn)行,直到停止運(yùn)行。
為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性,近年來對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),它們決定著PLC的工作速度,IO數(shù)量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模。存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。
存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。輸入輸出接口電路(I/O模塊) PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài),輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng),輸出模塊相反。
I/O分為開關(guān)量輸入(DI),開關(guān)量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。 1.現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路,作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。
2.現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成,作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 常用的I/O分類如下: 開關(guān)量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量:按信號(hào)類型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,I/O模塊可多可少,但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架,其作用是:電氣上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機(jī)械上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接,使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。
功能模塊 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊 通信模塊 如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等 編程設(shè)備 編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件,用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器,目前一般由計(jì)算機(jī)(運(yùn)行編程軟件)充當(dāng)編程器。
人機(jī)界面 最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕,液晶屏(或觸摸屏)式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛,由計(jì)算機(jī)(運(yùn)行組態(tài)軟件)充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。編輯本段 PLC的特點(diǎn) 可靠性高,抗干擾能力強(qiáng) PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件,接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。
高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。
例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長。
從PLC的機(jī)外電路來說。
在自動(dòng)化控制領(lǐng)域,PLC是一種重要的控制設(shè)備。
目前,世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品,應(yīng)用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學(xué)/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。為了使各位初學(xué)者更方便地了解PLC,本文對(duì)PLC的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、配置、應(yīng)用等基本知識(shí)作一簡介,以期對(duì)各位網(wǎng)友有所幫助。
一、PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過程中,大量的開關(guān)量順序控制,它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作,并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制,及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上,這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。
1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,第二年,美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置,首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制,這就是第一代可編程序控制器,稱Programmable Controller(PC)。個(gè)人計(jì)算機(jī)(簡稱PC)發(fā)展起來后,為了方便,也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn),可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC),現(xiàn)在,仍常常將PLC簡稱PC。
PLC的定義有許多種。國際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)PLC的定義是:可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
它采用可編程序的存貯器,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。
上世紀(jì)80年代至90年代中期,是PLC發(fā)展最快的時(shí)期,年增長率一直保持為30~40%。在這時(shí)期,PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高,PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域,在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。
PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位,在可預(yù)見的將來,是無法取代的。
二、PLC的構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 三、CPU的構(gòu)成 CPU是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個(gè)CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入規(guī)定的寄存器中,同時(shí),診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。
進(jìn)入運(yùn)行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),去指揮有關(guān)的控制電路。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。
內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù),是PLC不可缺少的組成單元。 在使用者看來,不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路,但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。
CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。
運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算,在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算,并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果,它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),它們決定著PLC的工作速度,IO數(shù)量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模。 四、I/O模塊 PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài),輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng),輸出模塊相反。
I/O分為開關(guān)量輸入(DI),開關(guān)量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。 開關(guān)量是指只有開和關(guān)(或1和0)兩種狀態(tài)的信號(hào),模擬量是指連續(xù)變化的量。
常用的I/O分類如下: 開關(guān)量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量:按信號(hào)類型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,I/O模塊可多可少,但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。
五、電源模塊 PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí),有的還為輸入電路提供24V的工作電源。
電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VAC)。 六、底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架,其作用是:電氣上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機(jī)械上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的。
可編程控制器,工控入門基礎(chǔ)。
以CPU為中心,綜合計(jì)算機(jī)技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù),通訊技術(shù)發(fā)展起來的新型工業(yè)自動(dòng)裝置?!ぁな∪ゴ罅块_關(guān)量,繼電器,I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)出,模塊式,整體式。
PLC軟件編程基于Windows的編程語言標(biāo)準(zhǔn),編程語言五種,指令表 梯形圖,順序功能圖,功能塊圖,結(jié)構(gòu)化文本,梯形圖為常用編程語言。PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器指令,移位指令,傳送指令,比較指令,轉(zhuǎn)換指令,BCD運(yùn)算指令,二進(jìn)制運(yùn)算指令,增量/減量指令,邏輯運(yùn)算指令,特殊運(yùn)算指令等。
可以轉(zhuǎn)換編程語言。PLC可以與人機(jī)界面,觸摸頻,伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),變頻器,軟啟動(dòng),DCS,數(shù)控設(shè)備等, 起到主控作用。
具體見學(xué)習(xí)加實(shí)習(xí)。
首先 買本關(guān)于PLC的書 (建議買一本《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》看一下,這本書前半部分談一些電控柜中常用的電氣元件及基本電路,后半部分講了PLC的應(yīng)用。
應(yīng)該適合可,可以去書店看看。)然后 手上有個(gè)PLC 然后 根據(jù)書上的例子 自己琢磨個(gè)小項(xiàng)目 實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能最后 實(shí)踐出真知 自己獨(dú)立做個(gè)PLC項(xiàng)目 項(xiàng)目完成了 PLC也就掌握了 西門子200系列的小PLC很適合新手學(xué)習(xí) 比較容易上手首先要了解電工知識(shí)、了解電器如果去控制,了解各種執(zhí)行機(jī)構(gòu),然后就是了解PLC的工作方式,輸入輸出回路,最后了解相應(yīng)的工藝。
1、學(xué)習(xí)PLC首先要選好學(xué)習(xí)那一個(gè)廠家的PLC,日系的 PLC內(nèi)部軟件集成度高應(yīng)用簡單.早期的OMRON、三菱應(yīng) 用比較多、現(xiàn)在由于貿(mào)易和國際間的合作關(guān)系應(yīng)用西門 子PLC、羅克韋爾的多一點(diǎn),(盡管說學(xué)一種品牌學(xué)精深 了,其他的也會(huì)很快上手,但人的精力是有限的,一定 要把有限的精力用在應(yīng)用最廣泛、有潛力、有發(fā)展的一 個(gè)方向上,不過對(duì)于各個(gè)牌子的PLC都有所了解,包括進(jìn) 口的,國產(chǎn)的,這些都有相對(duì)應(yīng)了解,對(duì)于每個(gè)PLC的特 性,優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn),這些有更好的了解,那么以后將是市場 上不可多得的人才。)2、PLC并不是一門單一的編程技術(shù),它是一門系統(tǒng)專業(yè) 課程。
PLC可以廣義的認(rèn)為是一臺(tái)背嵌入操作系統(tǒng)的高可 靠性PC機(jī)。首先需要精深PLC本身的編程語言梯形圖、語 句表語言。
達(dá)到這個(gè)水平你只能讀懂編好的程序,并可 以設(shè)計(jì)一些工程需要程序。在這行業(yè)還需要應(yīng)用VB、VC ++實(shí)現(xiàn)串口的通信,集散控制系統(tǒng)。
在一些大型程序 中還需要用到數(shù)據(jù)庫的知識(shí)。(PLC入門很快但要不斷進(jìn) 取努力。)
3、PLC是一門側(cè)重應(yīng)用方向的學(xué)科。所以要多一點(diǎn)實(shí)踐 。
不要看不起小的項(xiàng)目,在其中你能總結(jié)出設(shè)計(jì)程序的 邏輯思維方法。在總結(jié)中不斷進(jìn)步。
例如每次到現(xiàn)場調(diào) 試的話,調(diào)用下現(xiàn)場的程序進(jìn)行查看,從中了解下,程 序的構(gòu)造,和其它的程序有什么不同和特性,那么進(jìn)步 的話就比較快了,祝您好運(yùn)。
、學(xué)習(xí)PLC首先應(yīng)該了解強(qiáng)電電路中繼電器,接觸器等元件的工作原理,能看懂一般的繼電器控制圖,然后自己動(dòng)手畫繼電器控制圖,可以先從簡單的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制練起。有條件可以實(shí)際動(dòng)手接線,自己配置一個(gè)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。 繼電器的組成大致為:線圈,主觸點(diǎn),輔助觸點(diǎn)(當(dāng)然還有鐵芯等),線圈得電產(chǎn)生磁場,帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作(常閉點(diǎn)斷開,常開點(diǎn)閉合)。網(wǎng)上很多介紹繼電器的文章與圖紙,有時(shí)間也可去機(jī)電商店假裝賣繼電器,拿一個(gè)實(shí)物看看。 別認(rèn)為繼電器控制簡單,沒練過真不一定能做對(duì)或是做的很完善!
2、補(bǔ)一下二極管,三極管等電子基礎(chǔ)知識(shí)。不想深學(xué)最起碼也得知道二極管的單向?qū)щ娦?,三極管的NPN,PNP的大致工作原理,看到有二極管,三極管的圖紙知道電流的流向。
3、了解一下PLC的外觀,輸入點(diǎn)如何排列,輸出點(diǎn)如何排列,其標(biāo)號(hào)規(guī)則是什么?比如說有X0,X1,Y0,Y1,公共端COM。還是可以去店鋪假裝購買,拿一個(gè)實(shí)物看看。
4、了解PLC的輸入、輸出內(nèi)部構(gòu)成,只有了解內(nèi)部構(gòu)成,您才能真正知道PLC應(yīng)該如何進(jìn)行外圍連接,比如如何在輸入接一個(gè)開關(guān),輸出控制一個(gè)繼電器應(yīng)該如何接線。PLC隨箱帶的說明書上都有。好好看看此說明書,保存好此說明書,在您學(xué)習(xí)了一段時(shí)間后,再看一遍!
5、買一本PLC編程手冊(cè),實(shí)在不舍得花錢,就網(wǎng)上下載一下。看編程手冊(cè)可以先通讀一遍,不管懂不懂,先混一個(gè)大致概念!
6、下載一個(gè)編程軟件,F(xiàn)X編程軟件網(wǎng)上很多網(wǎng)頁提供下載,中華工控網(wǎng),中國工控網(wǎng)也都有。
7、買一個(gè)PLC,那怕是二手的,那怕是輸出點(diǎn)全部是壞的(輸入點(diǎn)總要留一個(gè)好的,接線實(shí)際感覺一下PLC對(duì)外部信號(hào)的反映),只要能輸入程序,能運(yùn)行程序,您就可以利用編程軟件來監(jiān)測(cè)您的程序運(yùn)行情況,對(duì)PLC如何運(yùn)行程序有了實(shí)際印象。沒有此實(shí)際操作,您永遠(yuǎn)感覺在霧中。
8、找一個(gè)自動(dòng)化公司去學(xué)徒,自信點(diǎn)!有活就主動(dòng)接下來,然后努力去查相關(guān)的資料,帶著問題再去讀編程手冊(cè)。毛主席不是說過:書初讀厚,再讀薄,再再讀更厚嘛。別怕做不好被炒,得到一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)是一點(diǎn),反正您還年輕,換著公司學(xué)!
總結(jié):要想學(xué)習(xí)必須理論聯(lián)系實(shí)際才能更上一層?。。?
1.首先要學(xué)會(huì)看電氣的梯形圖,自己學(xué)者繪圖.
2.買一本學(xué)PLC的基礎(chǔ)教學(xué)書籍,最好能帶教學(xué)光盤和PLC紡真軟件的,市場上很多.
3.自己準(zhǔn)備一臺(tái)電腦,配置一般就行,但要能夠安裝PLC軟件的級(jí)別.
4.在網(wǎng)上下載一些PLC的相關(guān)資料(如WINCC入門/PLC入門)
5.虛心向會(huì)PLC的同事和朋友學(xué)習(xí)
6.如果單位有PLC的設(shè)備就好了,可以看到實(shí)物,要不就到二手市場買個(gè)二手的用.
7.堅(jiān)持不懈,一定成功
PLC是自動(dòng)控制技術(shù)的核心產(chǎn)品。
據(jù)PLC的全球市場的領(lǐng)導(dǎo)者AB公司(現(xiàn)被ROCKWELL收購)的定義,“PLC是一種固態(tài)控制系統(tǒng),有一個(gè)用戶可編程的內(nèi)存,其中的指令可以用來實(shí)現(xiàn)特定的功能,如I/O控制邏輯,延時(shí),計(jì)數(shù),算法和數(shù)據(jù)處理?!?可編程控制器最早是用來代替硬接線的繼電器板的,由于這些繼電器板體積龐大而且接線復(fù)雜,每次控制方案改變都要重新接線,早期的PLC用邏輯關(guān)系來代替這些接線。
后來,PLC的功能被大大擴(kuò)充了。過去,PLC適用于離散過程控制,如開關(guān)、順序動(dòng)作執(zhí)行等場所,但隨著PLC的功能越來越強(qiáng)大,現(xiàn)在的PLC也開始進(jìn)入過程自動(dòng)化領(lǐng)域,已經(jīng)具有復(fù)雜數(shù)據(jù)運(yùn)算、PID控制以及與企業(yè)商業(yè)系統(tǒng)的通訊功能。
PLC的基本硬件配置通常由CPU模塊、電源模塊、I/O模塊和通訊模塊組成,這些模塊通常有一個(gè)外殼,并且都插在一塊底板上,也有采用模塊之間的接口,而不用底板,模塊的安裝都在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DIN導(dǎo)軌上。對(duì)于規(guī)模較小的微型和小型PLC來說,以上模塊沒有單獨(dú)的外殼,電源、CPU和I/O板以線路板的形式被裝在同一個(gè)外殼之內(nèi)。
除了以上的基本硬件配置外,PLC還包括人機(jī)界面、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、編程器(現(xiàn)在一般用普通的筆記本電腦代替),以及I/O擴(kuò)展模塊和一些特殊模塊。 PLC通常根據(jù)CPU所帶的I/O點(diǎn)數(shù)的規(guī)模分為微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。
各種規(guī)模分類標(biāo)準(zhǔn)如下: 表1.1:典型PLC分類 PLC種類 外觀 典型I/O點(diǎn)數(shù)范圍 典型應(yīng)用 微型PLC 固定I/O,磚塊式 513點(diǎn) 分布式系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng) PC插卡式PLC ISA或PCI總線卡式 >129點(diǎn) 機(jī)器控制,監(jiān)控系統(tǒng) PC兼容控制器 模塊式,大或小機(jī)架 >129點(diǎn) 機(jī)器控制,監(jiān)控系統(tǒng) 根據(jù)最新的IEC61131-3的PLC的標(biāo)準(zhǔn),PLC的編程方式通常分為文本方式和圖形方式;文本方式有指令集和結(jié)構(gòu)文本兩種方式,圖形方式為梯形圖和功能塊圖方式。 圖2.1 梯形圖的概念 PLC的最基本和常用的編程方式是梯形圖方式。
梯形圖是一種程序,對(duì)設(shè)備的動(dòng)作指令邏輯以一種類似在一個(gè)梯形(相當(dāng)于線圈的母線)上的線圈來表示。在一個(gè)梯子上的線圈數(shù)通常是有限的,而每個(gè)線圈的動(dòng)作的數(shù)量也是有限的。
在圖2.1中,示出了一個(gè)梯形圖,有N個(gè)線圈,每個(gè)線圈有三個(gè)功能動(dòng)作。PLC在由最上面的線圈1開始解釋和執(zhí)行該梯形圖,先執(zhí)行功能1,然后移到線圈2,執(zhí)行線圈2的功能1,然后移到線圈3、4、,。
直到線圈N,執(zhí)行完線圈N的功能1后,返回到線圈1,執(zhí)行功能2,這樣,當(dāng)N個(gè)線圈上的三個(gè)動(dòng)作執(zhí)行完畢后,這個(gè)梯形圖的任務(wù)就算完成了。
新的PLC還有結(jié)構(gòu)功能圖(SFC)和流程圖組態(tài)功能(FLOW-CHART BLOCK),但通常使用較少。 PLC通常都具備安全關(guān)機(jī)功能,指在掉電或故障時(shí),整個(gè)PLC的關(guān)機(jī)是按照一定的安全順序進(jìn)行停機(jī)的,保證PLC不會(huì)發(fā)生損壞。
通常,PLC在操作時(shí),內(nèi)部的運(yùn)行程序有五個(gè)步驟組成:1) 執(zhí)行自檢程序;2)寫I/O; 3)處理邏輯程序;4)讀I/O;5)處理通訊程序。見圖2.2。
圖2.2 PLC的程序操作步驟 每次PLC一上電,它就立即開始運(yùn)行一系列的自檢程序,確認(rèn)各部件可以正常工作,在自檢時(shí),如果發(fā)現(xiàn)異常,它將自動(dòng)關(guān)機(jī),以防損壞。當(dāng)所有的自檢程序通過后,就執(zhí)行步驟2,同時(shí),啟動(dòng)看門狗定時(shí)器以防系統(tǒng)失敗,看門狗定時(shí)器監(jiān)視CPU送出的信號(hào),只要能夠收到該信號(hào),表示系統(tǒng)正常,一旦收不到該信號(hào),則PLC就知道有問題發(fā)生,PLC執(zhí)行什么動(dòng)作取決于編程時(shí)對(duì)它的規(guī)定。
步驟2指將輸出緩沖器的I/O數(shù)據(jù)輸出到I/O模塊中去。這些數(shù)據(jù)是經(jīng)過處理的,因此其會(huì)將I/O點(diǎn)設(shè)置在一個(gè)合適的狀態(tài),PLC在試圖讀取I/O之前總是先執(zhí)行這個(gè)指令,以確保它開始于一個(gè)正確的狀態(tài)。
步驟3的邏輯解析指對(duì)梯形圖的解析。PLC從邏輯圖的最上端的線圈開始先執(zhí)行第一個(gè)功能,然后到第2個(gè)線圈的第一個(gè)功能,當(dāng)所有的線圈的第一個(gè)功能解析完后,又回到第一個(gè)線圈開始解析第二個(gè)功能,這樣依次,直到梯形圖中所有的線圈的所有功能都解析完。
步驟4:一旦所有的梯形圖程序解析完畢,就開始執(zhí)行步驟4,即讀取I/O模塊的信號(hào)。這時(shí),送到I/O模塊和來自I/O模塊的信息都會(huì)被檢驗(yàn)兩次,以確認(rèn)在這一時(shí)刻的解釋無誤。
這一步完成后,PLC就進(jìn)入步驟5,這一步檢查所有的外部通訊接口,比如計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面、或任何形式的外部連接設(shè)備,此時(shí),PLC也可以檢測(cè)到外部來的輸入信號(hào)。 到此,PLC執(zhí)行完了一次掃描,圖2.2的每個(gè)步驟都執(zhí)行一遍就稱為一次掃描。
從第二次掃描開始,只要不是剛開機(jī),步驟1就可以不執(zhí)行。因此,只要看門狗給出系統(tǒng)正常的信號(hào),后面的掃描只執(zhí)行步驟2到5。
有時(shí),步驟5也可以不執(zhí)行或者多個(gè)周期才執(zhí)行一次,這樣,PLC的運(yùn)行速度會(huì)快一些。 PLC比較擅長的領(lǐng)域是機(jī)器工具,機(jī)器人,自動(dòng)裝配系統(tǒng),物流系統(tǒng),柔性制造單元和大量的其它的系統(tǒng)。
近年來,隨著PLC的CPU處理能力的提高,早已不局限于開關(guān)的的控制,也具備常規(guī)的PID控制的功能,PLC開始進(jìn)入原來只有DCS才能進(jìn)行的以模擬控制為主的連續(xù)流程領(lǐng)域。
早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展,這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱作可編程控制器,簡稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡稱混淆,所以將可編程序控制器簡稱PLC,plc自1966年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司(DEC)研制出現(xiàn),現(xiàn)行美國,日本,德國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良,功能強(qiáng)大。
PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同,基本構(gòu)成為: a、電源 PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi),可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去 b. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí),首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入I/O映象區(qū),然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序,經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運(yùn)行,直到停止運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性,近年來對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 c、存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 d、輸入輸出接口電路 1、現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路,作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。 2、現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成,作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 e、功能模塊 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊 f、通信模塊 如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等
PLC的工作原理
一. 掃描技術(shù) 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此,如果輸入是脈沖信號(hào),則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。 (二) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即,在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話,輸入過程影像寄存器的值不會(huì)被更新,程序直接從I/O模塊取值,輸出過程影像寄存器會(huì)被立即更新,這跟立即輸入有些區(qū)別。 (三) 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí),才是PLC的真正輸出。
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