文档介绍：作为第三代控制器产品,被称为可编自动化控制器(PAC)的PLC控制器的功能已经不限于单纯的时序逻辑控制了,它是一种综合型的控制器,所能实现的控制功能,几乎覆盖了工业控制系统的基本需求。由于控制功能的发展和逐步完善,具有替代专用型控制系统的趋势,它是一种通用的,集专用系统于一体,用于常规控制系统的系列化的控制设备,其适应性、综合性、互通性、集成性和易于使用是其它控制系统无可比拟的。
PLC的主要应用体现在顺序控制、过程控制、驱动控制和运动控制上。
PLC编程
PLC功能基本介绍
PLC在油田数字化建设中的作用一方面是数据采集和传递,另一方面是对采集数据进行分析从而实现一定的逻辑的控制系统,驱动现场的泵、阀等设备,从而达到提高生产自动化、提高生产效率的目的。
要得到一个简洁、精确、严密的逻辑控制程序,除了对生产过程工艺的了解和分析,对整个控制系统正确的规划和设计,还要对程序的逻辑结构(即指令执行顺序)、数据的刷新过程、指令的详尽功能有着深刻的了解,才能正确地去编写或修改程序。 PLC 控制器的控制程序编写方式有梯形图程序、顺序功能流程图程序、功能块结构和语句程序。顺序功能流程图程序实质上是一个结构程序,它的结构元素还是梯形图程序或语句程序;功能块结构相似于DCS系统组态,主要是建立各功能块之间的连线;语句编程的程序可编译成梯形图程序相似的执行顺序,并完成复杂的数学模型运算,是适合计算机程序开发人员使用的方式。所以,控制器的编程,最经常的是基于梯形图程序的编程。下面以梯形图程序为例从这三个方面进行简要的介绍。
PLC编程
油田数字化PLC应用
梯形图程序由指令构成的逻辑梯级集合而成,逻辑梯级的结构则由输入指令和输出指令两部分组成:
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输入指令决定梯级条件的指令,通常是以下三类指令:
.位指令的逻辑运算结果在梯形图中用得最多的形式,根据生产过程的与或非逻辑关系编制出来的结构,其结果必为逻辑结果。
.比较指令的比较结果用大小相等关系进行比较和数值范围进行判定而产生的逻辑结果。
.检测或诊断的结果两条特殊的指令SQI和DTR可对操作对象进行检测和诊断,得出逻辑结果。
一、梯形图程序的逻辑结构
出现瞬间时间,逻辑上表现为窄脉冲:
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输入指令的运行,并不产生执行某种操作的动作,但会得到逻辑结果,这就是梯级条件,它将决定要不要做,梯级条件的存在有两种情形:
持续一段时间,逻辑上表现为宽脉冲:
梯级条件的存续时间,是编写输出指令的重要依据,它将确定输入指令和输出指令配合使用的关系。
一、梯形图程序的逻辑结构
输出指令按梯级条件执行,引起操作的指令,通常有以下三类指令:
.非保持型指令在梯级条件持续期间执行,在梯级条件消失后便停止执行。具有代表性的指令是计时器指令,一般地,位指令、传送指令、转换指令、算逻运算指令等都属于非保持型指令。这类指令也可以是无条件的,即没有输入指令,指令总是在执行。
.保持型指令在梯级条件跳变时执行,靠梯级条件前沿触发引起执行动作。具有代表性的指令是计数器指令,一般地,位锁存指令、移位指令、堆栈操作指令、顺序器操作指令等都属于保持型指令。在编写程序时要注意给予有跳变的梯级条件。
输出指令的执行是具体操作的动作,但这种执行动作与输入指令的存续有紧密的关系,也即级条件将决定输出指令的执行。
一条混合编写的梯级:
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一、梯形图程序的逻辑结构
等同于下列的梯级:
尽管如此,输入指令和输出指令之间的对应关系仍然是非常明确的,在逻辑因果关系较为复杂的情况下,建议采用传统的方式去编写。
PLC编程
一条混合编写的梯级:
一、梯形图程序的逻辑结构
PLC控制系统编写程序时,按照工艺流程的逻辑关系编写的梯形图程序,往往运行下来,却有不可思议的逻辑问题,反复检查,都不是梯级或指令的逻辑错误,这是为什么呢?这跟运行时的数据状况有关。
传统的可编程序控制器的工作周期由输入扫描、程序扫描和输出扫描三个阶段组成,输入扫描刷新了所有的输入映象表;程序扫描则根据最新输入数据按编制好的梯形图逻辑执行,产生最新控制结果,逐步刷新输出映象表;输出扫描刷新所有的输出模块。这个过程是非常清晰和明确的,开发者很容易按工艺过程编写逻辑关系而不至于产生混乱,因为在整个程序扫描过程中,输入数据是不发生改变的。但现有PLC 控制系统的I/O数据交换是生产者/用户方式,I/O模块不再是被动的数据承受者,而是主动的数据产生者,它们按照定义的中断时间发送或接受数据,I/O数据的刷新时间完全地独立于程序扫描。在控制器中,有两个CPU同时工作,一个分管逻辑程序的扫描,一个分管对外的数据交换,程序扫描和I/O交换是分别进行的,是相互独立的,完全有可能在程序扫描的过程中,输入数据发生了变化,