PLC和程邏輯控制器

2022-10-14 16:57:06 字數 5004 閱讀 3897

plc 和可程式設計邏輯控制器是同義詞,已合併。

可程式設計邏輯控制器

百科名片

可程式設計邏輯控制器

可程式設計邏輯控制器(programmable logic controller,plc),它採用一類可程式設計的儲存器,用於其內部儲存程式,執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向使用者的指令,並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種型別的機械或生產過程。

目錄基本結構

工作原理

功能特點

發展歷史

起源 發展

系統整合

選型規則

怎麼選擇plc的型號

abc同名圖書

基本資訊

內容簡介

圖書目錄

前言展開

基本結構

工作原理

功能特點

發展歷史

起源 發展

系統整合

選型規則

怎麼選擇plc的型號

abc同名圖書

基本資訊

內容簡介

圖書目錄

前言展開

編輯本段基本結構

可程式設計邏輯控制器實質是一種專用於工業控制的計算機,

可程式設計邏輯控制器

其硬體結構基本上與微型計算機相同,基本構成為:

一、電源

可程式設計邏輯控制器的電源在整個系統中起著十分重要的作用。如果沒有乙個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的,因此,可程式設計邏輯控制器的製造商對電源的設計和製造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)範圍內,可以不採取其它措施而將plc直接連線到交流電網上去

二、**處理單元(cpu)

**處理單元(cpu)是可程式設計邏輯控制器的控制中樞。它按照可程式設計邏輯控制器系統程式賦予的功能接收並儲存從程式設計器鍵入的使用者程式和資料;檢查電源、儲存器、i/o以及警戒定時器的狀態,並能診斷使用者程式中的語法錯誤。當可程式設計邏輯控制器投入執行時,首先它以掃瞄的方式接收現場各輸入裝置的狀態和資料,並分別存入i/o映象區,然後從使用者程式儲存器中逐條讀取使用者程式,經過命令解釋後按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入i/o映象區或資料暫存器內。

等所有的使用者程式執行完畢之後,最後將i/o映象區的各輸出狀態或輸出暫存器內的資料傳送到相應的輸出裝置,如此迴圈執行,直到停止執行。

為了進一步提高可程式設計邏輯控制器的可靠性,近年來對大型可程式設計邏輯控制器還採用雙cpu構成冗餘系統,或採用三cpu的表決式系統。這樣,即使某個cpu出現故障,整個系統仍能正常執行。

三、儲存器

存放系統軟體的儲存器稱為系統程式儲存器。

存放應用軟體的儲存器稱為使用者程式儲存器。

四、輸入輸出介面電路

1.現場輸入介面電路由光耦合電路和微機的輸入介面電路,作用是可程式設計邏輯控制器與現場控制的介面介面的輸入通道。

2.現場輸出介面電路由輸出資料暫存器、選通電路和中斷請求電路整合,作用可程式設計邏輯控制器通過現場輸出介面電路向現場的執行部件輸出相應的控制訊號。

五、功能模組

如計數、定位等功能模組。

六、通訊模組[1]

編輯本段工作原理

當可程式設計邏輯控制器投入執行後,其工作過程一般分為三個階段,

可程式設計邏輯控制器

即輸入取樣、使用者程式執行和輸出重新整理三個階段。完成上述三個階段稱作乙個掃瞄週期。在整個執行期間,可程式設計邏輯控制器的cpu以一定的掃瞄速度重複執行上述三個階段。

一、輸入取樣階段

在輸入取樣階段,可程式設計邏輯控制器以掃瞄方式依次地讀入所有輸入狀態和資料,並將它們存入i/o映象區中的相應的單元內。輸入取樣結束後,轉入使用者程式執行和輸出重新整理階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態和資料發生變化,i/o映象區中的相應單元的狀態和資料也不會改變。

因此,如果輸入是脈衝訊號,則該脈衝訊號的寬度必須大於乙個掃瞄週期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。

二、使用者程式執行階段

在使用者程式執行階段,可程式設計邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃瞄使用者程式(梯形圖)。在掃瞄每一條梯形圖時,又總是先掃瞄梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路,並按先左後右、先上後下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算,然後根據邏輯運算的結果,重新整理該邏輯線圈在系統ram儲存區中對應位的狀態;或者重新整理該輸出線圈在i/o映象區中對應位的狀態;或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。

即,在使用者程式執行過程中,只有輸入點在i/o映象區內的狀態和資料不會發生變化,而其他輸出點和軟裝置在i/o映象區或系統ram儲存區內的狀態和資料都有可能發生變化,而且排在上面的梯形圖,其程式執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或資料的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被重新整理的邏輯線圈的狀態或資料只能到下乙個掃瞄週期才能對排在其上面的程式起作用。

在程式執行的過程中如果使用立即i/o指令則可以直接訪問i/o點。即使用i/o指令的話,輸入過程影像暫存器的值不會被更新,程式直接從i/o模組取值,輸出過程影像暫存器會被立即更新,這跟立即輸入有些區別。

三、輸出重新整理階段

當掃瞄使用者程式結束後,可程式設計邏輯控制器就進入輸出重新整理階段。在此期間,cpu按照i/o映象區內對應的狀態和資料重新整理所有的輸出鎖存電路,再經輸出電路驅動相應的外設。這時,才是可程式設計邏輯控制器的真正輸出。

編輯本段功能特點

可程式設計邏輯控制器具有以下鮮明的特點。

1.使用方便,程式設計簡單

採用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等程式語言,而無需計算機知識,因此系統開發周期短,現場除錯容易。另外,可**修改程式,改變控制方案而不拆動硬體。

2.功能強,效能**比高

一台小型plc內有成百上千個可供使用者使用的程式設計元件,有很強的功能,可以實現非常複雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統相比,具有很高的效能**比。plc可以通過通訊聯網,實現分散控制,集中管理。

3.硬體配套齊全,使用者使用方便,適應性強

plc產品已經標準化、系列化、模組化,配備有品種齊全的各種硬體裝置供使用者選用,使用者能靈活方便地進行系統配置,組成不同功能、不同規模的系統。plc的安裝接線也很方便,一般用接線端子連線外部接線。plc有較強的帶負載能力,可以直接驅動一般的電磁閥和小型交流接觸器。

硬體配置確定後,可以通過修改使用者程式,方便快速地適應工藝條件的變化。

4.可靠性高,抗干擾能力強

傳統的繼電器控制系統使用了大量的中間繼電器、時間繼電器,由於觸點接觸不良,容易出現故障。plc用軟體代替大量的中間繼電器和時間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬體元件,接線可減少到繼電器控制系統的1/10-1/100,因觸點接觸不良造成的故障大為減少。

plc採取了一系列硬體和軟體抗干擾措施,具有很強的抗干擾能力,平均無故障時間達到數萬小時以上,可以直接用於有強烈干擾的工業生產現場,plc已被廣大使用者公認為最可靠的工業控制裝置之一。

5.系統的設計、安裝、除錯工作量少

plc用軟體功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件,使控制櫃的設計、安裝、接線工作量大大減少。

plc的梯形圖程式一般採用順序控制設計法來設計。這種程式設計方法很有規律,很容易掌握。對於複雜的控制系統,設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統電路圖的時間要少得多。

plc的使用者程式可以在實驗室模擬除錯,輸入訊號用小開關來模擬,通過plc上的發光二極體可觀察輸出訊號的狀態。完成了系統的安裝和接線後,在現場的統調過程中發現的問題一般通過修改程式就可以解決,系統的除錯時間比繼電器系統少得多。

6.維修工作量小,維修方便

plc的故障率很低,且有完善的自診斷和顯示功能。plc或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時,可以根據plc上的發光二極體或程式設計器提供的資訊迅速地查明故障的原因,用更換模組的方法可以迅速地排除故

編輯本段發展歷史

起源  2023年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求;

1969 年,美國數字裝置公司研製出了第一台可程式設計邏輯控制器pdp—14 ,在美國通用汽車公司的生產線上試用成功,首次採用程式化的手段應用於電氣控制,這是第一代可程式設計邏輯控制器,稱programmable logic controller,簡稱plc,是世界上公認的第一台plc。

2023年,美國研製出世界第一台pdp-14;

2023年,日本研製出第一台dcs-8;

2023年,德國西門子公司(siemens)研製出歐洲第一台plc,型號為simatic s4;

2023年,中國研製出第一台plc,2023年開始工業應用。

發展  20世紀70年代初出現了微處理器。人們很快將其引入可程式設計邏輯控制器,使可程式設計邏輯控制器增加了運算、資料傳送及處理等功能,完成了真正具有計算機特徵的工業控制裝置。此時的可程式設計邏輯控制器為微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。

個人計算機發展起來後,為了方便和反映可程式設計控制器的功能特點,可程式設計邏輯控制器定名為programmable logic controller(plc)。

20世紀70年代中末期,可程式設計邏輯控制器進入實用化發展階段,計算機技術已全面引入可程式設計控制器中,使其功能發生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業抗干擾設計、模擬量運算、pid功能及極高的價效比奠定了它在現代工業中的地位。

20世紀80年代初,可程式設計邏輯控制器在先進工業國家中已獲得廣泛應用。世界上生產可程式設計控制器的國家日益增多,產量日益上公升。這標誌著可程式設計控制器已步入成熟階段。

20世紀80年代至90年代中期,是可程式設計邏輯控制器發展最快的時期,年增長率一直保持為30~40%。在這時期,plc在處理模擬量能力、數字運算能力、人機介面能力和網路能力得到大幅度提高,可程式設計邏輯控制器逐漸進入過程控制領域,在某些應用上取代了在過程控制領域處於統治地位的dcs系統。

20世紀末期,可程式設計邏輯控制器的發展特點是更加適應於現代工業的需要。這個時期發展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產了各種人機介面單元、通訊單元,使應用可程式設計邏輯控制器的工業控制裝置的配套更加容易。

編輯本段系統整合

在製造工業中存在大量的開關量為主的開環的順序控制,它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關量、脈衝量、計時、計數器、模擬量的越限報警等狀態量為主的—離散量的資料採集監視。由於這些控制和監視的要求,使plc發展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產品。 近年來,plc廠家在原來cpu模板上提逐漸增加了各種通訊介面,現場匯流排技術及乙太網技術也同步發展,使plc的應用範圍越來越廣泛。

plc具有穩定可靠、**便宜、功能齊全、應用靈活方便、操作維護方便的優點,這是它能持久的占有市場的根本原因。

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知識點可程式設計邏輯控制器 plc 功能 邏輯控制的發展 plc的特點及應用領域 當今主流plc介紹 本章導讀 可程式設計控制器 plc 是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算的電子系統。它採用可程式設計的儲存器,用來在其內部儲存執行邏輯運算 順序控制 定時 計數和算術運算等操作的指令,並通過...

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