文档介绍：可编程控制器原理与应用
实验部分
许少伦
主要内容
PLC简介
1
PLC软件介绍及使用
2
实验装置介绍
3
实验应用
4
PLC简介
传统的继电接触控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点,在工业生产中广泛应用。但这类控制装置体积大,耗电较多,功能少,特别是靠硬件连接构成系统,接线复杂,通用性和灵活性差。
PLC是一种新型的电气控制装置,它将传统的继电控制技术和计算机控制技术融为一体,进入80年代,随着微电子技术和计算机技术的发展,可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围,它具有数据运算、传送与处理功能和可以进行模拟量控制、位置控制,特别是远程通讯功能的实现,易于实现柔性加工和制造系统,被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制。
PLC硬件系统结构
CPU
电源部件
输入接口部件
输出接口部件
接受
现场信号
驱动
受控元件
编程装置
下载线
存储器
PLC各部分作用
PLC采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式,这个过程可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段,整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。
1. 主机
主机部分包括中央处理器(CPU)、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。
CPU是PLC的核心,一切逻辑运算及判断都是由其完成的,并控制所有其它部件的操作。它就是我们常说的电脑芯片。
内部存储器有两类:一类是系统程序存储器,另一类是用户程序及数据存储器。
系统程序存储器:主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定,用户不能更改。
用户程序及数据存储器:主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。
2. 输入/输出(I/O)接口
输入接口用于接收输入设备(如:按钮、行程开关、传感器等)的控制信号。
输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备(如:接触器、电磁阀、指示灯等)。
PLC各部分作用
3. 电源
电源指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源。
4. 编程器
编程器是PLC很重要的外部设备,它主要由键盘、显示器组成。编程器分简易型和智能型两类。小型PLC常用简易编程器,大、中型PLC多用智能编程器。编程器的作用是编制用户程序并送入PLC程序存储器。利用编程器可检查、修改、调试用户程序和在线监视PLC工作状况。现在许多PLC采用和计算机联接,并利用专用的工具软件进行编程和监控。
PLC的工作原理
PLC采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式,这个过程可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段,整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。
1、输入采样阶段
PLC在输入采样阶段,以扫描方式顺序读入所有输入端的通/断状态或输入数据,并将此状态存入输入状态寄存器,即输入刷新。接着转入程序执行阶段。在程序执行期间,即使输入状态发生变化,输入状态寄存器的内容也不会改变,只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。
2、程序执行阶段
PLC在执行阶段,按先左后右,先上后下的步序,执行程序指令。其过程如下:从输入状态寄存器和其它元件状态寄存器中读出有关元件的通/断状态,并根据用户程序进行逻辑运算,运算结果再存入有关的状态寄存器中。
3. 输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后,将各物理继电器对应的输出状态寄存器的通/断状态,在输出刷新阶段转存到输出寄存器,去控制各物理继电器的通/断,这才是PLC的实际输出。
由PLC的工作过程可见, 在PLC的程序执行阶段,即使输入发生了变化,输入状态寄存器的内容也不会立即改变,要等到下一个周期输入处理阶段才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出信号,等到一个循环周期结束,CPU集中将这些输出信号全部输出给输出锁存器,这才成为实际的CPU输出。因此全部输入、输出状态的改变就需要一个扫描周期,换言之,输入、输出的状态保持一个扫描周期。
TWDLCAE40DRF
本设备为一体型40 I/O 控制器,主要配置如下:
具有24个数字量输入(24VDC),14个继电器(2A)和2个晶体管(1A)输出
具有2 个模拟电位器输入
具有1 个集成的串行口
具有一个支持附加串行口的插槽
内置 RTC
具有一个用户可更换电池的电池盒
最多连接7 个扩展I/O 模块
最多连接2个AS-Interface V2总线接口模块
可连接1个CANopen现场总线接口模块
连接一个可选内存插卡(32 KB或64 KB)
可连接一个可选的操作器显示模块
本实验采用Twido PLC,型号为TWDLCAE40DRF,采用电源:24VDC,100…240 VAC,通讯协议:Modbus,