第一章可编程控制器简介可编程序控制器,英文称ProgrammableController,简称PC。但由于PC容易与个人计算机(Personalputer)混淆,故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器得缩写。它就是一个以微处理器为核心得数字运算操作得电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序得存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数与算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式得输入、输出接口,控制各种类型得机械或生产过程。PLC就是微机技术与传统得继电接触控制技术相结合得产物,它克服了继电接触控制系统中得机械触点得接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性与灵活性差得缺点,充分利用了微处理器得优点,又照顾到现场电气操作维修人员得技能与习惯,特别就是PLC得程序编制,不需要专门得计算机编程语言知识,而就是采用了一套以继电器梯形图为基础得简单指令形式,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。用户在购到所需得PLC后,只需按说明书得提示,做少量得接线与简易得用户程序编制工作,就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。一、PLC得结构及各部分得作用PLC得类型繁多,功能与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、电源扩展器接口与外部设备接口等几个主要部分组成。PLC得硬件系统结构如下图所示:图1-1-11、主机主机部分包括中央处理器(CPU)、系统程序存储器与用户程序及数据存储器。CPU就是PLC得核心,它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断与进行数据处理,即读取输入变量、完成用户指令规定得各种操作,将结果送到输出端,并响应外部设备(如电脑、打印机等)得请求以及进行各种内部判断等。PLC得内部存储器有两类,一类就是系统程序存储器,主要存放系统管理与监控程序及对用户程序作编译处理得程序,系统程序已由厂家固定,用户不能更改;另一类就是用户程序及数据存储器,主要存放用户编制得应用程序及各种暂存数据与中间结果。2、输入/输出(I/O)接口I/O接口就是PLC与输入/输出设备连接得部件。输入接口接受输入设备(如按钮、传感器、触点、行程开关等)得控制信号。输出接口就是将主机经处理后得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/输出端子数就是PLC得一项主要技术指标,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、电源图中电源就是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置得直流开关稳压电源,通常也为输入设备提供直流电源。4、编程编程就是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得工作情况。通过专用得PC/PPI电缆线将PLC与电脑联接,并利用专用得软件进行电脑编程与监控。5、输入/输出扩展单元I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数得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,以完成相应得操作。实验装置提供得主机型号有西门子S7-200系列得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得工作原理PLC就是采用“顺序扫描,不断循环”得方式进行工作得。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得程序,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,开始下一轮新得扫描。在每次扫描过程中,还要完成对输入信号得采样与对输出状态得刷新等工作。PLC得一个扫描周期必经输入采样、程序执行与输出刷新三个阶段。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得输入端子得通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应得输入状态寄存器中,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得先后顺序扫描执行每条指令,经相应得运算与处理后,其结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有得内容随着程序得执行而改变。输出刷新阶段:当所有指令执行完毕,输出状态寄存器得通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过一定得方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。三、PLC得程序编制编程元件PLC就是采用软件编制程序来实现控制要求得。编程时要使用到各种编程元件,它们可提供无数个动合与动断触点。编程元件就是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、