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可编程序控制器,英文称Programmable Controller,简称PC。但由于PC容易和个人计算机(Personal Computer)混淆,故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯,特别是PLC的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式,使用户程序编制形象、直观、方便易学;调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后,只需按说明书的提示,做少量的接线和简易的用户程序编制工作,就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。
一、PLC的结构及各部分的作用
PLC的类型繁多,功能和指令系统也不尽相同,但结构与工作原理则大同小异,通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如下图所示:
图1-1-1 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,它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理,即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作,将结果送到输出端,并响应外部设备(如电脑、打印机等)的请求以及进行各种内部判断等。PLC的内部存储器有两类,一类是输入模块CPU模块输出模块可编程序控制器编程装置接触器电磁阀指示灯电源 电源 限位开关选择开关按钮
IFrame
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;另一类是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和中间结果。
2、输入/输出(I/O)接口
I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备(如按钮、传感器、触点、行程开关等)的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。I/O接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰,从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标,通常小型机有几十个点,中型机有几百个点,大型机将超过千点。
3、电源
图中电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源,通常也为输入设备提供直流电源。
4、编程
编程是PLC利用外部设备,用户用来输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。通过的PC/PPI电缆线将PLC与电脑联接,并利用的软件进行电脑编程和监控。
5、输入/输出扩展单元
I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元(即主机)连接在一起。
6、外部设备接口
此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联,以完成相应的操作。
实验装置提供的主机型号有西门子S7-200系列的CPU224(AC/DC/RELAY)。输入点数为14,输出点数为10;CPU226(AC/DC/RELAY),输入点数为26,输出点数为14。
二、PLC的工作原理
PLC是采用“顺序扫描,不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时,CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段:首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器中,即刷新输入。随即关闭输入端口,进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,经相应的运
IFrame
算和处理后,其结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段:当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。
三、PLC的程序编制
1、
编程元件
PLC是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件,它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能存储器等。
PLC内部这些存储器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器十分相似,也有“线圈”与“触点”,但它们不是“硬”继电器,而是PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时,则表示相应继电器线圈得电,其动合触点闭合,动断触点断开。所以,内部的这些继电器称之为“软”继电器
KYOCERA 220404PS CA525
Fronius Kombiseele 44 0350 1606
BUSCH-TIMAC X-10 2253 K6-101
EWZE-1-10s
EWZA-1-10s
Siemens 6ES7400-1JA01-0AA0
FFR-CSH-036-8A-RF1
ifm IA5062 Sensor efector 100 IAE3010-BPKG
Siemens 3RN1010-1CB00
SMA 485PB-SBCO-NR
IF5644
PKZM0-6,3
XU5-P18PP340
PKZM0-1,6
Rittal CPU-Kabel 7551.120
Siemens 3RV1011-1BA20
Siemens 5SX2 306-6
KFV 289.1
SV 2412.2.1.6
Rittal SV 9340.050
VS2RP5RQ
Festo ADN-20-20-I-P-A
Festo ADVUL-25-30-P-A
SIEMENS 6ES7 138-4CA00-0AA0
Siemens 7NG3040-3JN00
KEB 00.B0.0BK-K001
TYCO 087626-000
IB020BM60VB3
XVB C2B3
P1-32/V/SVB
ifm E40160
KFV 51-PZ
KFV 29-PZWP
KFV 113-PZW
KFV 39-KABAW-P8
KFV 65-1/2-WC
KFV 51-PZ
KFV 88-PZ
KFV 486-PZ
Siemens 3RT2016-2FB42
KFV 88-PZ
KFV 486-PZ
Siemens 3RT2016-2FB42
Siemens 3RV1011-0FA20
PKZM0-1
Siemens 3RV1021-4CA10
Siemens 3RG40 31-6KD00
ifm electronic E60067
MURR Elektronik 7000-17041-2920750 M12
VS25EVQ 59161NEU
SMC SQ1241D-5LO-C4 NEU
SMC SQ1241D-5L-C4 NEU
SMC SQ1241D-5L-C6 NEU
SMC SQ1241D-5LO-C4-Q NEU
SMC SQ1241D-5LO-C6 NEU
W?HNER 01753
Siemens 3RV1021-1JA10
PKZM0-0,63
SIEMENS Simatic S7 6ES7193-4CD30-0AA0
SIEMENS 6EP1 331-2BA00
LGZ 12-250
Petronik GST 0,1
Siemens 3SE7 230-2AA02
PKZM0-4
PKZM0-0,25-T
Parker/Legris 7883 06 10
Komet W28 58010 0803
ifm EVT006
ABL RP2203
Legrand 03674
Siemens 3RV1011-0GA10
Siemens Simatic S7 6ES7193-1FH20-0XA0
Schiele DL 22N-22
Siemens 3RV1031-4DA10
Siemens 3RV1011-1EA20
Siemens 3RV1011-1KA20
Siemens Simatic S7 6ES7193-1FL50-0XA0
Siemens 3LD2154-0TK53
Weller KABEL LR 82 5-ADR 0058733775
NZM2-4-XKSA
Siemens 3RH2140-2BB40
Siemens 3RV1011-1KA10
Siemens 3RV1011-1JA20
FBS-SUB-9-GS-DP-B
ABB R600 1SNA 645 551 R0600
Siemens 3VU1600-1ML00
E70381
Rittal SV 3598.009
Siemens 3TF42 22-0BB4
KMEB-1-24-5-LED 151689
ABB OBROC Optokoppler R600 1SNA 645 505 R0100
MURR 7000-12421-6241500
KVI-CP-3-WS-WD-2 540329
Moeller DILA-40
Finder 011.03
CM30-16BPP-KC1
BES-516-327-G-E5-Y-S
120408-F
090204-FM
HERTEL 1.81801R121 P25 NEU 10Stück=1VE (1)
HERTEL 1.81801R121 P25 NEU 10Stück=1VE (2)
HERTEL 1.81801L121 P25 NEU 10Stück=1VE (4)
HERTEL TPGN110300 GX P40 NEU 10Stück=1VE (5)
HERTEL 1.81801R121 P25 NEU 10Stück=1VE (14)
HERTEL 1.81801L121 P25 NEU 10Stück=1VE (15)
SMC SQ1141-5L-C6 NEU
SMC SQ1141-5L-C6-Q
NHI-E-11-PKZ0
CP33FM/1
Omron G3PA-220B
Weidmüller WPDB 120/35-16-10 1/2-5-4 Nr. 1939470000
SMC D-Z73L
STAR /REXROTH 0730 125 40
BES01N5 BES-517-398-NO-C-03
Eaton DILER-40-G
Telemecanique XS1 N30PA349
GV2-M05 0.63-1.0A
DNC-32-40-PPV-A-S2
Hans Turck Ni-EM18D-VP6X/S120 , Sensor 4632100
SICK WT5-P112
Moeller EMT6-DB
Siemens 6GK1500-0AB00
HW1X-BV401-R
XS1M18PA370D
Omron E3S-DS10B41
NTN BEARING ASFD204
NSK 6205ZZC5E
I/O-Karte W83777 Ver. 1.0
INNOTECH TWP-20C
DURI DR-200 40x65
DURI DR-200 30x55
AUTONICS BM200-DDT
AUTONICS BJ300-DDT
Hanyoung HY-TF-62 Twin-Timer NEU OVP
Weller für WSD 151 0058748941
Eaton Moeller NZM2-4-XKSA
Siemens Simatic S7 6ES7 193-4CA30-0AA0
Siemens 3RK1903-0CD00
MEH-3/2-5,0-B 173125
Rittal CP 6528.210
CL10005X
ifm efector 200 OJ5148 2
Siemens 3TB40 12-0AB0
E20606
Siemens 3RT1025-1BB40
SIEMENS 6SL3255-0AA00-2AA1
Siemens 6ES7 132-4BD02-0AA0
Festo KME-1-24-10
ST14-20-2M
Siemens 3LD2054-0TK53
Siemens 3RH1911-2HA01
Siemens 3RT1016-2AP01 9 A / 4 kW
Siemens 3RH2140-2AP00
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ABB 1SNA 645 508 R1400 B
PKZM0-1,6
Schmersal AZ 16-02zvrk-M16
Festo SIM-K-GD-10 PU 192962
RD12038B24H 2800RPM
Siemens 3RV1011-1CA10
MURR 7000-12361-7320300
KMF-1-24-10-LED 193458
DILA-22
RZT6-03ZRS-KP0