關(guān)于plc職稱論文的書寫(2)
關(guān)于plc職稱論文的書寫
關(guān)于plc職稱論文的書寫篇二
淺談PLC原理與應(yīng)用
[摘 要]可編程序控制器(PLC)具有編程簡(jiǎn)單、功能完善、實(shí)用性強(qiáng)、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)。目前廣泛應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸及商業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。文章主要分析了PLC的結(jié)構(gòu)、工作原理、編程語(yǔ)言并簡(jiǎn)單闡述了 PLC在實(shí)際中的一些應(yīng)用。
[關(guān)鍵詞]可編程控制器 原理 應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TP313 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X(2014)27-0256-02
1 PLC簡(jiǎn)介
可編程序控制器，簡(jiǎn)稱PLC(Programmable Logical Controller)。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。
1.1 PLC的基本組成
PLC硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1：
1.1.1 微處理器(CPU)
微處理器又稱中央處理器，是PLC的核心。作用是按照生產(chǎn)廠家預(yù)先編制的系統(tǒng)程序接收并存儲(chǔ)編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，采用掃描工作方式接收現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)，從存儲(chǔ)器逐條讀取并執(zhí)行用戶程序，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果實(shí)現(xiàn)輸出控制。
1.1.2 存儲(chǔ)器
存儲(chǔ)器用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其它信息。PLC使用的存儲(chǔ)器有只讀存儲(chǔ)器ROM、讀寫存儲(chǔ)器RAM和用戶固化程序存儲(chǔ)器E2PROM。ROM存放PLC制造廠家編寫的系統(tǒng)程序，具有開機(jī)自檢、工作方式選擇、信息傳遞和對(duì)用戶程序的解釋翻譯功能。ROM存放的信息是永遠(yuǎn)留駐的。RAM一般存放用戶程序和邏輯變量。用戶程序在設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程中要不斷進(jìn)行讀寫操作。讀出時(shí)，RAM中內(nèi)容保持不變。寫入時(shí)，新寫入的信息將覆蓋原來(lái)的信息。若PLC失電，RAM存放的內(nèi)容會(huì)丟失。如果有些內(nèi)容失電后不容許丟失，可以把它放在斷電保持的RAM存儲(chǔ)單元中。這些存儲(chǔ)單元接上備用鋰電池供電，具有斷電保持能力。如果用戶經(jīng)調(diào)試后的程序要長(zhǎng)期使用，可以通過(guò)PLC將程序?qū)懭霂в蠩2PROM芯片的存儲(chǔ)卡中，從而長(zhǎng)期保存。
1.1.3 輸入/輸出接口(I/O)
輸入部分的作用是把從輸入設(shè)備來(lái)的輸入信號(hào)送到可編程序控制器。輸入設(shè)備一般包括各類控制開關(guān)(如按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器觸點(diǎn)等)和傳感器(如各類數(shù)字式或模擬式傳感器)等，這些量通過(guò)輸入接口電路的輸入端子與PLC的微處理器CPU相連。CPU處理的是標(biāo)準(zhǔn)電平，因此，接口電路為了把不同的電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)镃PU所能接收的電平，需要有各類接口模塊。輸出接線端子與控制對(duì)象如接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等連接。為了把CPU輸出電平轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂茖?duì)象所需的電壓或電流信號(hào)，需要有輸出接口電路。輸入輸出接口都采用光電隔離電路。輸入/輸出接口有數(shù)字量(開關(guān)量)輸入/輸出單元，模擬量輸入/輸出單元。
1.1.4 外圍設(shè)備
PLC的外圍設(shè)備有手持編程器、便攜式圖形編程器及通過(guò)專用編程軟件實(shí)現(xiàn)圖形編程的個(gè)人計(jì)算機(jī)。它們都通過(guò)專用接口與PLC主機(jī)相連。
1.1.5 電源
PLC的電源是將交流電壓變成CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路等所需電壓的電源部件。該電源部件對(duì)供電電源采用了較多的濾波環(huán)節(jié)，對(duì)電網(wǎng)的電壓波動(dòng)具有過(guò)壓和欠壓保護(hù)，并采用屏蔽措施防止和消除工業(yè)環(huán)境中的空間電磁干擾。
1.2 PLC的工作原理
PLC是依靠執(zhí)行用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求的。當(dāng)PLC進(jìn)入程序運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，PLC工作于獨(dú)特的循環(huán)掃描工作方式。每一掃描過(guò)程主要分為三個(gè)階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。
1.2.1 輸入采樣階段
在每一個(gè)掃描周期開始時(shí)，PLC順序讀取全部輸入端信號(hào)，把輸入端的通斷狀態(tài)存放于輸入映象寄存器中。
1.2.2 程序執(zhí)行階段
PLC按梯形圖從左向右、從上向下逐條對(duì)指令進(jìn)行掃描，并從輸入映象寄存器和內(nèi)部元件讀入其狀態(tài)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算。運(yùn)算的結(jié)果送人輸出映象寄存器中。每個(gè)輸出映象寄存器的內(nèi)容將隨著程序掃描過(guò)程而作相應(yīng)變化。但在此階段中，如輸入端子狀態(tài)發(fā)生改變，輸入映象寄存器的狀態(tài)也不會(huì)改變(它的新?tīng)顟B(tài)會(huì)在下一次掃描中才被讀入)。
1.2.3 輸出刷新階段
當(dāng)?shù)诙A段完成之后，輸出映象寄存器中各輸出點(diǎn)的通斷狀態(tài)將通過(guò)輸出部分送到輸出鎖存器，去驅(qū)動(dòng)輸出繼電器線圈，執(zhí)行相應(yīng)的輸出動(dòng)作。
1.3 PLC的編程語(yǔ)言
PLC的控制功能是由程序?qū)崿F(xiàn)的。目前PLC程序常用的表達(dá)方式有：梯形圖、語(yǔ)句表和功能塊圖。其中梯形圖是使用得最多的編程語(yǔ)言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制，主要特點(diǎn)如下：
1)可編程控制器梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是在軟件中使用的編程元件。每一編程元件與PLC存儲(chǔ)器中元件映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。
2)梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為公共母線。在分析梯形圖邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，當(dāng)圖中的觸點(diǎn)接通時(shí)，有一個(gè)假想的“概念電流”或“能流(Power flow)從左到右流動(dòng)，這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序是一致的。
3)根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。邏輯解算是按梯形圖中從上到下、從左到右的順序進(jìn)行的。 4)梯形圖中的線圈和其他輸出指令應(yīng)放在最右邊。
5)梯形圖中各編程元件的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)均可以無(wú)限多次地使用。
2 PLC的典型應(yīng)用
2.1 PLC控制自動(dòng)開關(guān)門
2.1.1 自動(dòng)開關(guān)門控制系統(tǒng)的硬件組成
自動(dòng)開關(guān)門結(jié)構(gòu)如圖2：
2.1.2 控制要求
(1)當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。
(2)自動(dòng)門在開門位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。
(3)在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。
(4)在門打開后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。
2.1.3 I/O分配
輸入：維修急停開關(guān)K-I0.0;門內(nèi)光電探測(cè)K1-I0.1;門外光電探測(cè)K2-I0.2;開門到位限位K3-I0.3;關(guān)門到位限位開關(guān)K4-I0.4。
輸出：開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1-Q0.1;關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM 2-Q0.2。
2.1.4 編寫梯形圖(圖2.1為梯形圖之一，其余圖可依次編寫)
2.2 PLC控制交通燈
2.2.1 交通燈設(shè)置3
2.2.2 控制要求
(1)接通啟動(dòng)按鈕后，信號(hào)燈開始工作，南北方向紅燈、東西方向綠燈同時(shí)亮。
(2)東西綠燈亮20后，閃爍3s后滅，接著東西方向黃燈亮，2s后滅，接著東西方向紅燈亮，25s后東西方向綠燈又亮，…，如此不斷循環(huán)，直至停止工作。
(3)南北方向紅燈亮25秒后，南北方向綠燈亮，20s后南北方向綠燈閃爍3s后滅，接著南北方向黃燈亮，2s后南北方向紅燈又亮，…，如此不斷循環(huán)，直至停止工作。
2.2.3 I/O分配
輸入：?jiǎn)?dòng)開關(guān)K1-I0.0; 啟動(dòng)開關(guān)K2-I0.2
輸出：南北方向紅燈HL1、HL2-Q0.0;南北方向黃燈HL3、HL4-Q0.1;南北方向綠燈HL5、HL6-Q0.2;東西方向紅燈HL7、HL8-Q0.3;東西方向黃燈HL9、HL10-Q0.4;東西方向綠燈HL11、HL12-Q0.5
2.2.4編寫梯形圖
3 結(jié)束語(yǔ)
PLC作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。希望通過(guò)本文對(duì)PLC原理及其典型應(yīng)用的闡述，可以使讀者得到相應(yīng)的啟示。
參考文獻(xiàn)
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[3] 孫平.可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2003.
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