开封西门子S7-300系列代理商
PLC系统通电后,首先进行内部处理,包括:①系统的初始化,如设置堆栈指针,工作单元清零,初始化编程接口,设置工作标志及工作指针等;②工作状态选择,如编程状态、运动状态等。PLC系统工作过程对用户编程来说影响不大,但是PLC在运行用户程序时的工作过程对于用户编程者来说关系密切,务必引起用户编程人员注意。
严格地讲,一个扫描周期主要包括:为保障系统正常运行的公共操作占用时间,系统与外界交换信息占用时间及执行用户程序占用时间三部分。对于用户编程者来说,没有必要详细了解PLC系统的动作过程,但务必了解PLC在运行状态执行用户指令的动作过程。
PLC在运行状态执行用户指令的动作过程可分为3个时间段。阶段是输入信号采样阶段;第二阶段是用户指令执行阶段;第三阶段是结果输出阶段。
输入信号采样阶段又叫输入刷新(I刷新)阶段,PLC以扫描方式顺序读入外面信号的输入状态(接通或断开状态),并将此状态输入到输入映像存储器中,PLC工作在输入刷新阶段,只允许PLC接受输入口的状态信息,PLC的第二、第三阶段的动作处于屏蔽状态。
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PLC的产生与发展
美国汽车工业的发展促进了PLC的产生,20世纪60年代,美国通用汽车公司在对工厂生产线进行调整时,发现继电器、接触器控制系统修改难、体积大、噪声大、维护不方便以及可靠性差,于是提出了的“GM十条”招标指标。
这10条指标分别如下。
1)编程简单,可在现场修改和调试程序。
2)维护方便,采用插入式模块结构。
3)可靠性高于继电器控制系统。
4)体积小于继电器控制装置。
5)数据可直接送入管理计算机。
PLC的特点1.使用灵活
PLC的硬件是标准化的,加之PLC的产品已系列化,功能模块品种多,可以灵活组成各种不同大小和不同功能的控制系统。2.可靠性高
微机功能强大但抗干扰能力差,工业现场的电磁干扰、电源波动、机械振动、温度和湿度的变化,都可能导致一般通用微机不能正常工作;传统的继电器—接触器控制系统抗干扰能力强,但由于存在大量的机械触点(易磨损、烧蚀)而寿命短,系统可靠性差。PLC采用微电子技术,大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成,大部分继电器和繁杂连线被软件程序所取代,故寿命长,可靠性大大提高,从实际使用情况来看,PLC控制系统的平均无故障时间一般可达40000~50000h。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,能适应各种强烈干扰的工业现场,并具有故障自诊断能力。3.维护方便
PLC的接口按工业控制的要求设计,有较强的带负载能力(输入输出可直接与交流220V、直流24V等强电相连),接口电路一般亦为模块式,便于维修更换。有的PLC甚至可以带电插拔输入输出模块,可不脱机停电而直接更换故障模块,大大缩短了故障修复时间。4.功能强
PLC除了具备逻辑运算、定时、计数等基本功能外,还具备模拟信号采集、运动控制、通信联网等功能。5.编程简单
PLC是面向用户的设备,PLC的设计者充分考虑了现场工程技术人员的技能和习惯。大多数PLC的编程均提供了常用的梯形图方式和面向工业控制的简单指令方式。编程语言形象直观,指令少、语法简便,不需要专门的计算机知识和语言,具有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间内掌握。利用编程软件,可方便地查看、编辑、修改用户程序。6.设计、施工、调试周期短
用继电器—接触器控制完成一项控制工程,必须首先按工艺要求画出电气原理图,然后画出电气元器件的布置和接线图等,再进行安装调试,以后修改起来十分不便。而采用PLC控制,由于其靠软件实现控制,硬件线路非常简洁,而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行,因而缩短了设计周期,使设计和施工可同时进行。由于用软件编程取代了硬接线来实现控制功能,大大减轻了繁重的安装接线工作,缩短了施工周期。
和继电器控制系统相比,PLC具有修改程序就能改变控制功能的优点,但是在进行简单控制时,成本较高。另外,利用单片机也能实现自动控制PLC的应用领域
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。1.离散行业自动化
数字量的逻辑控制是PLC基本、广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机**及自动化流水线。如注塑机、印刷机、装订机械、组合机床、磨床、包装生产线和电镀流水线等,
6)成本可与继电器控制系统竞争。
7)可直接用115V交流电压输入。
8)输出量为115V、2A以上,能直接驱动电磁阀、接触器等。
9)通用性强,易于扩展。
10)用户程序存储器容量至少4KB。
美国数字设备公司研制出PLC在通用汽车公司的生产线上试用,其效果显著。1971年,日本研制出台PLC(DCS-8);1973年,德国研制出台PLC;1974年,我国开始研制PLC;1977年,我国在工业应用领域推广PLC。
随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展,PLC已由初的1位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC,而且实现了多处理器的多通道处理。如今,PLC技术已非常成熟,不仅控制功能增强,功耗和体积减小,成本下降,可靠性提高,编程和故障检测更为灵活方便,而且随着远程I/O和通信网络、数据处理、图像显示的发展,PLC向用于连续生产过程控制的方向发展,成为实现工业生产自动化的一大支柱。
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。PLC的新产品都基本具有以太网接口,通信非常方便。
PLC的基本组成
从图1-6可以看出,PLC内部主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入接口、输出接口、通信接口和拓展接口等组成。1.中央处理器
中央处理器由控制器、运算器和寄存器组成,这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入输出接口电路相连接。与一般计算机一样,CPU是PLC的核心,它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊地进行工作。用户程序和数据事先存入存储器中,当PLC处于运行方式时,CPU按循环扫描方式执行用户程序。