PLC控制柜從硬件到編程的簡(jiǎn)述

　　眾所周知PLC控制柜不僅可以從常規(guī)的開關(guān)量、模擬量進(jìn)行運(yùn)作控制，還能進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維編程，從而使復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)制造系統(tǒng)運(yùn)作的井井有條，層次分明。減速故障的發(fā)生，安全，穩(wěn)定，高效，不僅能完成需求，還能有效的節(jié)能減排。當(dāng)前，PLC控制柜可完成設(shè)備自動(dòng)化和過程自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)完好的網(wǎng)絡(luò)功能，性能穩(wěn)定、可擴(kuò)展、抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，是現(xiàn)代工業(yè)的核心和靈魂?？梢愿鶕?jù)用戶需求量身設(shè)計(jì)PLC控制柜、變頻柜等，滿足用戶要求，并可搭配人機(jī)界面觸摸屏，達(dá)到輕松操作的目的。設(shè)備更可與dcs總線上位機(jī) modbus、profibus等通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸;工控機(jī)、以太網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)的控制和監(jiān)控。

　　一，PLC控制柜的組成部分

　　1、24VDC的電源：一個(gè)24VDC的開關(guān)電源，大多數(shù)的PLC都是自帶24VDC的電源，根據(jù)是否確實(shí)需要來定是否要這個(gè)開關(guān)電源。

　　2、空開：一個(gè)總的空氣開關(guān)，這個(gè)是整個(gè)柜體的電源控制。相信每個(gè)柜子都必須要有的一個(gè)東西。

　　3、24VDC的電源：一個(gè)24VDC的開關(guān)電源，大多數(shù)的PLC都是自帶24VDC的電源，根據(jù)是否確實(shí)需要來定是否要這個(gè)開關(guān)電源。

　　4、繼電器：一般PLC是可以直接將指令發(fā)到控制回路里，但也可能先由繼電器中轉(zhuǎn)。

　　打個(gè)比方，如果你PLC的輸出口帶電是24VDC的，但是你的控制回路里畫的圖 需要PLC供的節(jié)點(diǎn)卻是220VAC的，那么你就必須在PLC輸出口加上一個(gè)繼電器，即指令發(fā)出時(shí) 繼電器動(dòng)作，但后讓控制回路的節(jié)點(diǎn)接到繼電器的常開或常閉點(diǎn)上。也是根據(jù)情況選擇是否使用繼電器。

　　5、PLC：這個(gè)要根據(jù)工程需要選擇。打個(gè)比方如果工程小可以直接就是一個(gè)一體化的PLC 但如果工程比較大 可能就需要模塊、卡件式的，同時(shí)還可能需要冗余(也就是兩套交替使用)

　　6、接線端子：這個(gè)肯定是每個(gè)柜子都必不可少的東西 根據(jù)信號(hào)數(shù)量可以配置。如果只是一個(gè)單純的PLC控制柜 基本就是需要這些玩意，如果你的控制柜內(nèi)還需要有其他的東西 就看情況增加。比方說你有可能要對(duì)某些現(xiàn)場(chǎng)的儀表或者小控制箱供電，可能你就得要增加空開數(shù)量?；蛘吣阋狿LC接至上位機(jī)，可能就需要增加交換機(jī)什么的。視情況而定。

　　典型應(yīng)用：水處理、恒壓供水、空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)水泵、中央空調(diào)、港口機(jī)械、機(jī)床、鍋爐、造紙機(jī)械、食品機(jī)械等等。

　　二，PLC控制柜概述

　　PLC綜合控制柜具有過載、短路、缺相保護(hù)等保護(hù)功能。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定、功能齊全?？梢愿鶕?jù)實(shí)際控制規(guī)摸大小，進(jìn)行組合，既可以實(shí)現(xiàn)單柜自動(dòng)控制，也可以實(shí)現(xiàn)多柜通過工業(yè)以太網(wǎng)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)組成集散(DSC)控制系統(tǒng)。 PLC控制柜能適應(yīng)各種大小規(guī)模的工業(yè)自動(dòng)化控制場(chǎng)合。廣泛應(yīng)用在電力、冶金、化工、造紙、環(huán)保污水處理等行業(yè)中。

　　PLC控制柜使用條件

　　供電電源：DC直流24V，兩相交流220v，(-10%，+15%)，50HZ

　　防護(hù)等級(jí)：IP41或IP20

　　環(huán)境條件：環(huán)境溫度在0-55，防止太陽光直接照射;空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無凝露)。遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止震動(dòng)頻率為10-55HZ的頻繁或連續(xù)震動(dòng)。避免有腐蝕和易燃的氣體。

　　三，PLC可編程控制器基本結(jié)構(gòu)

　　可編程邏輯控制器實(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：

　　1、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。

　　2、功能模塊

　　如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。

　　3、電源

　　可編程邏輯控制器的電源在整個(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，可編程邏輯控制器的制造商對(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。

　　4、中央處理單元(CPU)

　　中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(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)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)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，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)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來對(duì)大型可編程邏輯控制器還采用雙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。

　　5、輸入輸出接口電路

　　1、現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。

　　2、現(xiàn)場(chǎng)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，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。

　　6、通信模塊

　　工作原理：當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(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，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

　　1、輸入采樣階段

　　在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器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)的單元內(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。

　　2、用戶程序執(zhí)行階段

　　在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器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。

　　3、輸出刷新階段

　　當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(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)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。

　　可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點(diǎn)：

　　1、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長(zhǎng);也能進(jìn)行連續(xù)過程的PID回路控制;并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動(dòng)化。

　　2、使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。

　　3、能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。

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