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PLC的简单介绍

摘要：可编程序控制器，简称PLC。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。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；PLC作为当今世界工业领域重要的工业控制装置，它的编程方法简单易学、功能强和性能价比高及通信方便、便于实现组态监控等特点是继电器控制无法比拟的。PLC作为当今世界工业领域重要的工业控制装置，在工业领域和工厂中，可编程控制器PLC的应用越来越广泛，可编程控制器PLC的技术越来越成熟，PLC在工业生产过程自动控制系统中有着重要的地位。
关键词：可编程控制器；PLC
1.PLC的基本结构
可编程控制器主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成
1．1CPU模块
CPU模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微处理器（CPU）和存储器组成。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（如编程器、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。
1.2I/O模块
I/O模块是系统联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟输入信号。
PLC通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，
可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。
1.3编程器是PLC的外部编程设备，用户可通过编程器输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。也可以通过专用的编程电缆线将PLC与电脑联接起来，并利用编程软件进行电脑编程和监控。
1.4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。
1.5外部设备接口
此接口可将编程器、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。
2.PLC的工作原理
PLC有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。在运行状态，可编程序控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到STOP工作状态。除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程序控制器还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段
在内部处理阶段，可编程序控制器检查CPU，模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作。在通信服务阶段，可编程序控制器与带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。在输入处理阶段，可编程序控制器把所有外部输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入映像寄存器。在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的通/断状态传送到输出锁存器。
2.1PLC的工作流程图
PLC上电初始化，主要包括硬件初始化、I/O模块配置检查、断电保持范围设定及其他初始化处理。PLC的扫描工作工程中除了执行用户程序外，还要完成内部处理和通信服务等工作。整个扫描工作过程包括内部处理、通信服务、输入采样、程序执行和输出处理五个阶段。PLC采用了周期循环扫描、集中输入和集中输出的工作方式，具有可靠性高、抗干扰能力强等优点，但PLC的串行扫描方式、输入接口的信号传递延迟以及输出接口中枢器件的延迟等原因也造成了PLC的响应滞后，一般的工业控制，这种滞后是完全允许的
3.PLC的编程语言概述
现代的可编程控制器一般备有多种编程语言，供用户使用。IEC1131-3—可编程序控制器编程语言的国际标准详细的说明了下述可编程控制器编程语言：
1）顺序功能图
2）梯形图
3）功能块图
4）指令表
5）结构文本
其中梯形图是使用的最多的可编程控制器图形编程语言。主要特点如下：
1）可编程控制器梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器（即硬件继电器），而是在软件中使用的编程元件。每一编程元件与可编程序控制器存储器中元件映像寄存器的一个存储单元相对应。
2）梯形图两侧的垂直公共线称为公共母线（BUSbar）。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路的分析方法，可以想象左右两侧母线之间有一个左正右负的直流电源电压，当图中的触点接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流（Powerflow）”从左到右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。
3）根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。逻辑解算是按梯形图中从上到下、从左到右的顺序进行的。
4）梯形图中的线圈和其他输出指令应放在最右边。
5）梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可以无限多次地使用。
结语：
目前，世界上大多数工厂，在工业领域中，可编程控制器PLC的应用越来越广泛，可编程控制器PLC的技术越来越成熟，PLC在工业生产过程自动控制系统中有着重要的地位。要从事有关PLC的行业和自动化专业的学生，学习可编程控制器PLC是必不可少的，本文就从PLC的控制原理，PLC的编程语言，PLC的编程步骤等方面详细介绍了PLC。让我们掌握PLC的基本知识。
参考文献
[1]王广武.可编程控制器的特点及其发展动向[J].科技传播,2016,8(08):68-69.
[2]李天建.可编程控制器的基本结构分析与研究[J].电脑知识与技术,2004(23):61-63.
[3]金广业.可编程序控制器在我国的发展和应用[J].自动化博览,2004(03):6-8+20.
[3]冷海滨.PLC的发展及应用前景探析[J].科技资讯,2014(02):94.
[4]吕卫阳.PLC技术综述[J].自动化博览,2008(S1):16-19+25.

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