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四层电梯的plc控制和调试
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更新于2023-05-27
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PLC是面向用户的设备,PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯,PLC程序的编制,采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。
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第一章 概述
(一)可编程控制器的产生与定义
可编程控制器的产生
实际 年代出现了将接触器、各种继电器、定时器、其他电器及其触
头按一定逻辑关系连接的继电器控制系统其结构简单、便宜、便于掌握在一
定范围内能满足控制要求在工业中一直占有主导地位。但也存在着设备体积大、
同做速度慢、功能少而固定、可靠性差、难于实现复杂的控制的缺点。特别是
由于它是靠硬件连线逻辑构成的关系接线复杂当生产工艺改变时原有的接线
和控制盘就要更换缺乏通用性和灵活性。
世纪 年代由于小型计算机的出现和大规模生产及多机群控的需要
人们曾试图用小型计算机来实现工业控制的要求 但由于价格高输入、输出电
路不匹配和编程技术复杂等原因一直饿日能得到推广应用。
世纪 年代末美国汽车制造业竞争激烈各种生产厂家的汽车型号不
断更新它必然要求加工的生产线随之改变整个控制系统需要重新配置。为了
适应生产工艺不断更新的需要寻找一种比继电器更可靠功能更齐全响应速度
更快的新型工业控制器势在必行。 年美国最大的汽车制造商美国通用汽
车公司公开招标并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件引
起了开发的热潮。这十大条件中比较主要的是编程方便可现场修改程序维修
方便采用插件是式结构可靠性高于继电器控制装置体积小于继电器控制盘数
据可直接送入管理计算机成本可与继电器控制盘竞争扩展时原系统改变最少。
这些要求实际上提出了将继电器的简单易懂、使用方便、价格低的优点与计算
机的功能完善、通用性、灵活性好的优点结合起来将继电器控制的硬件连线逻
辑变为计算机的软件逻辑编程的设想采用程序修改方式改变控制功能这是从
接线逻辑向存储逻辑进步的主要标志是接线程序控制存储程序控制的转变。
年美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器
并在 公司汽车生产线上试用成功并取得了满意的效果可编程控制器由此诞
生。所以可编程控制器是生产力发展的必然产物。
可编程控制器的定义
1

可编程控制器()是计算机家族中的一员,
是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器
( !")简称 ,它主要用来代替继电器实
现逻辑控制。随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范
围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称 。但是为了避免与个人计
算 机 ( #$% ) 的 简 称 混 淆, 所 以 将 可 编 程 控制 器 简 称为
。
可编程控制器在不断地发展,1982 年国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标
准草案中又作了如下定义:可编程控制器是一种数字运算的电子系统,专为在工业环境下
应用而设计,它采用了一类可编程序的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺
序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令,并通过数字式和模拟式输入输出控制
系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
(二)可编程控制器的特点
抗干扰能力强,可靠性高
继电器控制系统虽然有较好的抗干扰能力但使用了大量的机械触点使设
备连线复杂由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在在开闭时受电弧的三
还大大降低了系统的 可靠性。而 采用微电子技术,大量的开关动作由无触
点的电子存储器件来完成,大部分继电器和繁杂的连线被软件程序所取代,故
寿命长,可靠性大大提高。
微机虽然具有很强的功能,但抗干扰能力差,工业现场的电磁干扰,电源
波动,机械振动,温度和湿度的变化,都可能使一般通用微机不能正常工作。
而 在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产控制经验,主要模
块均采用了大规模与超大规模集成电路,&'( 系统设计有完善的通道保护与信
号调理电路;在结构上对耐热、防潮、防尘、 都有精确的考虑;在硬件上采用
隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰能力,目前各生产厂家生产的 ,平均无
故障时间都大大超过了 & 规定的 万小时,甚至达到了几十万小时。
控制系统结构简单、通用性强、应用灵活
产品均成系列化生产,品种齐全,外围模块品种也多,可由各种组件
灵活组成各种大小和不同要求的控制系统。在 的构成系统中,只需要在
2

的端子上接入相应的输入、输出信号线即可。当控制要求改变,需要变更
控制系统功能时,可以用编程器在线或离线修改程序,修改接线的工作量是很
小的。同一个 装置用于不同控制对象,只是输入、输出组件和应用软件不
同而已。
)编程方便,易于使用
是面向用户的设备, 的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技
能和习惯, 程序的编制,采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯
形图与继电器原理图相类似,直观易懂,容易掌握,不需要专门的计算机知识
和语言,深受现场电气技术人员的欢迎,近年来又发展了面向对象的顺空谈流
程图语言,也称功能图,使编程更加简单方便。
功能完善,扩展能力强
中含有数量巨大的用于开关量处理的继电器类软元件,可轻松地实现
大规模的开关量控制,这是一般的继电器控制所不能实现的。 内部具有许
多控制功能,能方便地实现 '*、*' 转换及 & 运算,实现过程控制、数字
控制等功能。 具有通信联网功能,它不仅可以控制一台单片机,一条生产
线,还可以控制一个机群,许多条生产线。它不但可以进行现场控制,还可以
由于远程控制。
+ 控制系统设计、安装、调试方便
中相当于继电器系统中的中间继电器、时间继电器、计数器等“软元
件”。数量巨大,硬软件齐全,且为模块化积木式结构,并已经商品化,故可按
性能容量(输入、输出点数、内存大小)等选用组装。又由于用软件编程取代
了硬件接线西县控制功能,使安装接线工作量大大减小,设计人员只要有一台
就可进行控制系统的设计并可在实验室进行模拟调试。
.维修方便,维修工作量小
具有完善的自诊断,履历情报存储及监视功能。对于其内部工作状态、
通信状态、异常状态和 &'( 点的状态均有显示。工作人员通过他可以查出故障
原因,便于迅速处理,及时排除。
,.体积小、重量轻、是“机电一体化”特有的产品
由于 是专为工业控制而设计的专用计算机,其结构紧密、坚固、体积
小巧,并由于具备很强的抗干扰能力,使之易于装入机械设备内部,因而成为
3

实现“机电一体化”较理想这控制设备。
(三) 可编程控制器的组成与工作原理
可编程控制器的组成
可编程控制器主要由中央处理单元(-)、存储器(.*、.()
输入输出单元(&'()、电源和编程器等几部分组成,其结构框图如图 /
所示。
图 / 的结构框图
可编程控制器的工作原理
才用循环扫描的工作方式,其扫描过程如图 / 所示。
这个工作过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序
输出几个阶段。全过程扫描一次所需要的时间称为一个扫描周期。内部处理阶
段, 检查 - 模块的硬件是否正常,复位监视定时器等。在通信操作服务
阶段, 处于停状态,只进行内部处理和通信操作服务等内容。在 处于
运行状态时,从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出,一直
循环扫描工作。
()输入处理
输入处理也叫输入采样。在此阶段,顺序读入所有输入端子的通断状态,
并将读入的信息存入内存中所对应的映象存储器。在此输入映象寄存器被刷新,
接着进入程序执行阶段。在程序执行时,输入映象寄存器与外界隔离,即使输
入信号发生变化,其映象寄存器的内容也不会发生变化,只有在下一个扫描周
编辑器
用户程序存储器
系统程序存储器
中央处理单元
输
入
单
元
输
出
单
元
电源
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期的输入处理阶段才能被读入信息。
()程序执行
根据 梯形图程序扫描原则,按先左后右先上后下的步序,逐句扫描,
执行程序,但遇到程序跳转指令,则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转
地址。从用户程序涉及到输入输出状态时, 从输入映象寄存器中读出上一
阶段采入的对应输入端子状态,从输出映象寄存器读出对应映象寄存器的当前
状态,根据用户程序进行逻辑运算,运算结果再存入有关器件寄存器中,对每
个器件而言,器件映象寄存器中所寄存的内容,会随着程序执行过程而变化。
())输出处理
程序执行完毕后,将输出映象寄存器,即器件映象寄存器中的 0 寄存器的
状态,在输出处理阶段转存到输出锁存器,通过隔离电路,驱动功率放大电路,
是输出端子向外界输出控制信号,驱动外部负载。
循环扫描的工作方式是 的一大特点,也可以说 是“串行”工作的,
这和传统的继电器控制系统“并行”工作有质的区别, 的串行工作方式避免
了继电器控制系统中触点竞争和时序失配的问题。
图 /扫描过程
内部处理
通信操作
输入处理
程序执行
输出处理
停止
运行
5
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