可編程控制器,簡(jiǎn)稱PLC
1.1 可編程控制器基本原理
可編程控制器,簡(jiǎn)稱PLC,PLC是基于電子計(jì)算機(jī),且適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的電控制器。它源于繼電控制裝置,但它不像繼電裝置那樣,通過電路的物理過程實(shí)現(xiàn)控制,而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序,進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。
PLC基于電子計(jì)算機(jī),但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普遍計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換,多只考慮信息本身,信息的入出,只要人機(jī)界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性,以及信息的使用等問題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境,如便于安裝,抗干擾等問題。
1.1.1 可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的要點(diǎn)
入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn),可以說是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。
入出信息變換靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序(不可更改),又有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用(用戶)程序。系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái),同時(shí),還為PLC程序可靠運(yùn)行及信號(hào)與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。什么樣的控制要求,就應(yīng)有什么樣的用戶程序。
可靠物理實(shí)現(xiàn)主要靠輸人(INPUT)及輸出(OUTPUT)電路。PLC的I/O電路,都是專門設(shè)計(jì)的。輸入電路要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波,以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計(jì)算機(jī)電路在電上是隔離的,靠光耦元件建立聯(lián)系。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的,靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路還要進(jìn)行功率放大,以足以帶動(dòng)一般的工業(yè)控制元器件,如電磁閥、接觸器等等。
I/O電路是很多的,每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要有一個(gè)I或O電路。PLC有多I/O用點(diǎn),一般也就有多少個(gè)I/O用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的,所以,所占體積并不大。
輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入狀況,并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其信息的暫存器。
輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點(diǎn)。輸出鎖存器與輸出點(diǎn)也是一一對(duì)應(yīng)的。
這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際就是PLC處理器I/O口的寄存器。它們與計(jì)算機(jī)內(nèi)存交換信息通過計(jì)算機(jī)總線,并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。把輸人暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中,稱輸入刷新。PLC內(nèi)存有專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個(gè)區(qū)的每一對(duì)應(yīng)位(bit)稱之為輸入繼電器,或稱軟接點(diǎn)。這些位置成1,表示接點(diǎn)通,置成0為接點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的,所以,它反映的就是輸入狀態(tài)。
輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對(duì)應(yīng)的。一個(gè)輸出鎖存器也有一個(gè)內(nèi)存位(bit)與其對(duì)應(yīng),這個(gè)位稱為輸出繼電器,或稱輸出線圈。靠運(yùn)行系統(tǒng)程序,輸出繼電器的狀態(tài)映射到輸出鎖存器。這個(gè)映射也稱輸出刷新。輸出刷新主要也是靠運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)的。這樣,用戶所要編的程序只是,內(nèi)存中輸入映射區(qū)到輸出映射區(qū)的變換,特別是怎么按輸入的時(shí)序變換成輸出的時(shí)序。這是一個(gè)數(shù)據(jù)及邏輯處理問題。由于PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng),編寫出滿足這個(gè)要求的程序是完全可能的,而且也是較為容易的。