【专业】PLC编程入门基础技术知识

先博节能2018-11-08 13:23:33

PLC简介

可编程序控制器,英文称Programmable Controller,简称PC。但由于PC容易和个人计算机(Personal Computer)混淆,故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯,特别是PLC的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式,使用户程序编制形象、直观、方便易学;调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后,只需按说明书的提示,做少量的接线和简易的用户程序编制工作,就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

PLC的结构

PLC的类型繁多,功能和指令系统也不尽相同,但结构与工作原理则大同小异,通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如下图所示:


PLC的工作原理

PLC是采用“顺序扫描,不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时,CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。

PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。

PLC在输入采样阶段:首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器中,即刷新输入。随即关闭输入端口,进入程序执行阶段。

PLC在程序执行阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,经相应的运算和处理后,其结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。

输出刷新阶段:当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过一定的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。

plc指令集






PLC编程规则(可编程控制器梯形图)

一、编程的几个步骤

(一)决定系统所需的动作及次序。

当使用可编程控制器时,最重要的一环是决定系统所需的输入及输出。输入及输出要求:

(1) 第一步是设定系统输入及输出数目。

(2) 第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应。

(二)对输入及输出器件编号

每一输入和输出,包括定时器、计数器、内置寄存器等都有一个唯一的对应编号,不能混用。

(三)画出梯形图。

根据控制系统的动作要求,画出梯形图。

梯形图设计规则

(1)触点应画在水平线上,并且根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的控制路径来画。

(2)不包含触点的分支应放在垂直方向,以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。

(3)在有几个串联回路相并联时,应将触头多的那个串联回路放在梯形图的最上面。在有几个并联回路相串联时,应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。这种安排,所编制的程序简洁明了,语句较少。

(4)不能将触点画在线圈的右边。

(四)将梯形图转化为程序

把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码,当完成梯形图以后,下一步是把它的编码编译成可编程控制器能识别的程序。

这种程序语言是由序号(即地址)、指令(控制语句)、器件号(即数据)组成。地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置,指令告诉可编程控制器怎样利用器件作出相应的动作。

(五)在编程方式下用键盘输入程序。

(六)编程及设计控制程序。

(七)测试控制程序的错误并修改。

(八)保存完整的控制程序。

编程原则经验总结

1、安全性,使用PLC控制多少都会有自动运行的部分,对这部分要做到万无一失,宁可不做,也不要让被控对象处于失控状态。手动部分程序也要连锁限位,或者加入时间限制。很多机械设备在机构上有自己的安全机制,你最好忘掉这点,在程序上做到人员、机器绝对安全。

2、功能完整,在保证安全的前提下,尽可能的实现客户的功能要求。这个时候正是体现你专业性的时候,不要等到设备交付时,让销售人员无法交差。对于因硬件或其他原因不能实现的部分,尽早与客户沟通。

3、逻辑缜密,我们的程序不仅需要在各部分正常时,能顺利完成每个动作。当丢失某些信号时,要依然能处于安装状态,并有安全提示。

4、程序简单化,在功能上我们要逻辑缜密,做到思维无漏洞。但是在编程时就要用最简单的语句,完成尽可能多的功能。做到程序易于修改、方便调试、升级简单。

程序的一般流程是:明确工艺要求,编程设计,调试,发现问题,增加(修改)功能,继续编程,再调试,继续新一轮修改,如此往复。所以你的程序从开始设计,就要易于修改,不要搞成“牵一发而动全身”,无形中自己给自己增加难度。

5、方便阅读,我们编写的程序除了要完成指定的功能,也要便于读懂和上手。很多项目不是一个人能完成的,你的程序好理解,团队中的人就能比较好配合。在环境本身就恶劣的现场,拿到一坨屎样的程序,你有还心情调试吗?

另外在程序中要把变量名、注释标识清楚,并且与图纸对应起来。做到程序中的信息便于检索和查找。



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