PLC簡介

可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡稱PC。但由于PC容易和個人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個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)場應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(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)過程。

PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué);調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。

PLC的結(jié)構(gòu)

PLC的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異，通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分組成。PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

PLC的工作原理

PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號(或地址號)作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。

PLC的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。

PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。

PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。

輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出，驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。

plc指令集

PLC編程規(guī)則(可編程控制器梯形圖)

一、編程的幾個步驟

(一)決定系統(tǒng)所需的動作及次序。

當(dāng)使用可編程控制器時，最重要的一環(huán)是決定系統(tǒng)所需的輸入及輸出。輸入及輸出要求：

(1) 第一步是設(shè)定系統(tǒng)輸入及輸出數(shù)目。

(2) 第二步是決定控制先后、各器件相應(yīng)關(guān)系以及作出何種反應(yīng)。

(二)對輸入及輸出器件編號

每一輸入和輸出，包括定時器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)置寄存器等都有一個唯一的對應(yīng)編號，不能混用。

(三)畫出梯形圖。

根據(jù)控制系統(tǒng)的動作要求，畫出梯形圖。

梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則

(1)觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，并且根據(jù)自左至右、自上而下的原則和對輸出線圈的控制路徑來畫。

(2)不包含觸點(diǎn)的分支應(yīng)放在垂直方向，以便于識別觸點(diǎn)的組合和對輸出線圈的控制路徑。

(3)在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸頭多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面。在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。這種安排，所編制的程序簡潔明了，語句較少。

(4)不能將觸點(diǎn)畫在線圈的右邊。

(四)將梯形圖轉(zhuǎn)化為程序

把繼電器梯形圖轉(zhuǎn)變?yōu)榭删幊炭刂破鞯木幋a，當(dāng)完成梯形圖以后，下一步是把它的編碼編譯成可編程控制器能識別的程序。

這種程序語言是由序號(即地址)、指令(控制語句)、器件號(即數(shù)據(jù))組成。地址是控制語句及數(shù)據(jù)所存儲或擺放的位置，指令告訴可編程控制器怎樣利用器件作出相應(yīng)的動作。

(五)在編程方式下用鍵盤輸入程序。

(六)編程及設(shè)計(jì)控制程序。

(七)測試控制程序的錯誤并修改。

(八)保存完整的控制程序。

編程原則經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1、安全性，使用PLC控制多少都會有自動運(yùn)行的部分，對這部分要做到萬無一失，寧可不做，也不要讓被控對象處于失控狀態(tài)。手動部分程序也要連鎖限位，或者加入時間限制。很多機(jī)械設(shè)備在機(jī)構(gòu)上有自己的安全機(jī)制，你最好忘掉這點(diǎn)，在程序上做到人員、機(jī)器絕對安全。

2、功能完整，在保證安全的前提下，盡可能的實(shí)現(xiàn)客戶的功能要求。這個時候正是體現(xiàn)你專業(yè)性的時候，不要等到設(shè)備交付時，讓銷售人員無法交差。對于因硬件或其他原因不能實(shí)現(xiàn)的部分，盡早與客戶溝通。

3、邏輯縝密，我們的程序不僅需要在各部分正常時，能順利完成每個動作。當(dāng)丟失某些信號時，要依然能處于安裝狀態(tài)，并有安全提示。

4、程序簡單化，在功能上我們要邏輯縝密，做到思維無漏洞。但是在編程時就要用最簡單的語句，完成盡可能多的功能。做到程序易于修改、方便調(diào)試、升級簡單。

程序的一般流程是：明確工藝要求，編程設(shè)計(jì)，調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，增加(修改)功能，繼續(xù)編程，再調(diào)試，繼續(xù)新一輪修改，如此往復(fù)。所以你的程序從開始設(shè)計(jì)，就要易于修改，不要搞成“牽一發(fā)而動全身”，無形中自己給自己增加難度。

5、方便閱讀，我們編寫的程序除了要完成指定的功能，也要便于讀懂和上手。很多項(xiàng)目不是一個人能完成的，你的程序好理解，團(tuán)隊(duì)中的人就能比較好配合。在環(huán)境本身就惡劣的現(xiàn)場，拿到一坨屎樣的程序，你有還心情調(diào)試嗎?

另外在程序中要把變量名、注釋標(biāo)識清楚，并且與圖紙對應(yīng)起來。做到程序中的信息便于檢索和查找。