发布时间 : 星期四 文章水塔供水自动控制系统的设计更新完毕开始阅读0516245a3b3567ec102d8a66
五 PLC的设计
1可编程序控制器(PLC)简介
可编程序控制器(Programmable Logic Controller))简称PLC。所谓可编程序控制器，就是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它采用一种可编程序的存储器，在其内部存储并执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作的指令，通过数字量或模拟量的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。随着PLC的发展，它不仅能完成编辑、运算、控制，而且能实现模拟量、数字量的算术运算。 2 PLC工作原理
PLC的工作方式:采用循环扫描方式.在PLC处于运行状态时,从内部处理,通信操作,程序输入,程序执行,程序输出,一直循环扫描工作. PLC的工作过程：
PLC的工作过程基本上是用户的梯形图程序的执行过程，是在系统软件的控制下顺次扫描各输入点的状态，按用户程序解算控制逻辑，.然后顺序向各个输出点发出相应的控制信号。除此之外，为提高工作的可靠性和及时的接收外来的控制命令，每个扫描周期还要进行故障自诊断和处理与编程器、计算机的通信。因此，PLC工作过程分为以下五步: (1)自诊断
自诊断功能可使PLC系统防患于未然，而在发生故障时能尽快的修复，为此PLC每次扫描用户程序以前都对CPU、存储器、输入输出模块等进行故障诊断，若自诊断正常便继续进行扫描，而一旦发现故障或异常现象则转入处理程序，保留现行工作状态，关闭全部输出，然后停机并显示出错的信息。 (2)与外设通信
自诊断正常后PLC即扫描编程器、上位机等通信接口，如有通信请求便响应处理。在与编程器通信过程中，编程器把指令和修改参数发送给主机，主机把要显示的状态、数据、错误码进行相应指示，编程器还可以向主机发送
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运行、停止、清内存等监控命令。在与上位机通信过程中PLC将接收上位机发出的指令进行相应的操作，把现场工作状态、PLC的内部工作状态、各种数值参数发送给上位机以及执行启动、停机、修改参数等命令。 (3)输入现场状态
完成前两步工作后PLC便扫描各个输入点，读入各点的状态和数据，如开关的通断状态、形成现场的内存映象。这一过程也称为输入采样或输出刷新，在一个扫描周期内内存映象的内容不变，即使外部实际开关状态己经发生了变化也只能在下一个扫描过程中的输入采样时刷新，解算用户逻辑所用的输入值是该输入值的内存映象值而不是当时现场的实际值。 (4)解算用户逻辑
即执行用户程序。一般是从用户出现存储器的最低地址存放的第一条程序开始，在无跳转的情况下按存储器地址的递增方向顺序的扫描用户程序，按用户程序进行逻辑判断和算术运算，因此称之为解算用户逻辑。解算过程中所用的计数器、定时器，内部继电器等编程元件为相应存储单元的即时值，而输入继电器，输出继电器则用的是内存映象值。在一个扫周期内，某个输入信号的状态不管外部实际情况是否己经变化，对整个用户程序是一致的，不会造成结果混乱。 (5)输出结果
将本次的扫描过程中解算最新结果送到输出模块取代前一次扫描解算的结果，也称为输出刷新。解算用户逻辑到用户程序为止，每一步所得到的输出信号被存入输出信号寄存表并未发送到输出模块，相当于输出信号被输出门阻隔，待全部解算完成后打开输出门一并输出，所用输出信号由输出状态表送到输出模块，其相应开关动作。驱动用户输出设备即PLC的实际输出。
在依次完成上述五个步骤操作后PLC又开始进行下一次扫描。如此不断的反复循环扫描，实现对全过程及设备的连续控制，直至接收到停止命令、停电、或出现故障。 3 PLC的编程语言--梯形图
梯形图在形式上类似于继电器控制电路图，它简单，直观，易读，好懂，
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是PLC中普遍采用的一种编程方式。梯形图中沿用了继电器线路的一些图形符号，这些图形符号被称为编程元件，每一个编程元件对应有一个编号。不同厂家的PLC，其编程元件的多少及编号方法不尽相同，但是基本的元件及功能很相近。
梯形图有如下特点。
①梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。每一个继电器为一个逻辑行，称为梯形。每一个逻辑行起始于左母线，然后是触点的各种联接，最后是线圈，整个图形呈梯形。
②梯形图中的继电器不是继电器控制电路中的物理继电器，它实质上是变量存储器中的位触发器，因此称为软继电器，相应的某位触发器为真态，表示该继电器通电，其常开触点闭合，常闭触点打开。
梯形图中的继电器的线圈的定义是广义的，除了输出继电器、内部继电器以外，还包括定时器、计数器等。
③梯形图中，一般情况下某个编号的继电器线圈只能出现一次，而继电器的触点是可以被无限制的引用，既可是常开触点也可以是常闭触点。
④梯形图是PLC形象化的编程方式，其左右两侧的母线不接任何电源，因而图中各个支路也没有真实的电流通过，但是为了方便，常用有电流来形象的描述解算中满足输出线圈的动作条件。所以仅仅是概念上的电流，而且认为它只能从左向右流动，层次的改变只能是先上后下。3.4可编程序控制器PLC的优点
①能适应工业现场的恶劣环境，不要求空调，能抗电磁干扰与电压冲击。 ②简单，易于使用，不必要求微机软硬件方面的知识，编程不需要高级语言。
③可靠性高，平均故障间隔时间(MTBF)超过20000小时。 ④编程或修改程序容易，程序可以保存和固化。 ⑤体积小，价格低。
⑥可直接将数据送入处理器中，可直接连接到现场。
⑦可在基本系统上扩展，系统容易配置，与负载最远距离可达10000英尺，内存可以扩展。
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⑧有很强的通讯功能，可与多种支持设备连接。 ⑨系统化，有标准外围接口模块。
⑩系统在一种现场不需要时，仍可改在另一种现场上使用等一系列优点。
4 SYSMAC-C系列P型机概述
本原理图是采用CP20实现的，基于原理图所用I/O接口点数较少，无需扩
展单元，快速响应输入点与外部中断输入点公用，实现单循环控制，不需要有可选择输入时间常数的过滤器，配置简单，经济适用，可使用个人计算机进行辅助设计。
C20P的通道分配：是指对PLC内的每个通道及每个继电器都分配给一个地
址号，以便CPU能够识别。在OMRON公司C系列的PLC中，每个通道由16位组成，或者说在一个通道中包含16个“继电器”。 (1)输入/输出继电器通道（I/O）的分配
P型机的输入/输出继电器通道（CH）分配是固定的，00~04CH是输入继电器通道，05~09CH是输出继电器通道，不同型号的PLC机的基本单位和扩展单位所能使用的通道号是不同的。
每个输入/输出继电器的编号为四位十进制数，前两位表示通道号，后两位表示位号，即该通道中的某一位。
对C20P基本单元，输入继电器（输入点）为12个，占用的输入点是00CH的0000~0011；输出继电器（输出点）共8个，占用的输出点是10CH的1000~1007。 （2）内部辅助继电器（IR）通道的分配
在P型机中共有136个内部辅助继电器，其通道号为10~18CH，占用的地址为1000~1807，注意，内部辅助继电器不能接负载。 (3)定时器和计数器通道（TIM/CNT）
在P型机中的定时器（TIM）,高速定时器（TIMH），计数器（CNT），可逆计数器（CNTR）,共计48个，编号为00~47，它们即可用于定时器，用可用于计数器，但如果已经用作定时器（如TIM01），则这个编号就不能再用作计数器（如CNT01）。如果程序中使用高速计数器，则TIM/CNT47作为专用存放高速计数器
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