關于plc職稱論文的書寫(2)
關于plc職稱論文的書寫
關于plc職稱論文的書寫篇二
淺談PLC原理與應用
[摘 要]可編程序控制器(PLC)具有編程簡單、功能完善、實用性強、可靠性高、抗干擾能力強、功耗低等特點。目前廣泛應用到工業(yè)、農業(yè)、交通運輸及商業(yè)等各個領域。文章主要分析了PLC的結構、工作原理、編程語言并簡單闡述了 PLC在實際中的一些應用。
[關鍵詞]可編程控制器 原理 應用
中圖分類號：TP313 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X(2014)27-0256-02
1 PLC簡介
可編程序控制器，簡稱PLC(Programmable Logical Controller)。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產過程。
1.1 PLC的基本組成
PLC硬件系統(tǒng)的基本結構如圖1：
1.1.1 微處理器(CPU)
微處理器又稱中央處理器，是PLC的核心。作用是按照生產廠家預先編制的系統(tǒng)程序接收并存儲編程器輸入的用戶程序和數(shù)據，采用掃描工作方式接收現(xiàn)場輸入信號，從存儲器逐條讀取并執(zhí)行用戶程序，根據運算結果實現(xiàn)輸出控制。
1.1.2 存儲器
存儲器用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其它信息。PLC使用的存儲器有只讀存儲器ROM、讀寫存儲器RAM和用戶固化程序存儲器E2PROM。ROM存放PLC制造廠家編寫的系統(tǒng)程序，具有開機自檢、工作方式選擇、信息傳遞和對用戶程序的解釋翻譯功能。ROM存放的信息是永遠留駐的。RAM一般存放用戶程序和邏輯變量。用戶程序在設計和調試過程中要不斷進行讀寫操作。讀出時，RAM中內容保持不變。寫入時，新寫入的信息將覆蓋原來的信息。若PLC失電，RAM存放的內容會丟失。如果有些內容失電后不容許丟失，可以把它放在斷電保持的RAM存儲單元中。這些存儲單元接上備用鋰電池供電，具有斷電保持能力。如果用戶經調試后的程序要長期使用，可以通過PLC將程序寫入帶有E2PROM芯片的存儲卡中，從而長期保存。
1.1.3 輸入/輸出接口(I/O)
輸入部分的作用是把從輸入設備來的輸入信號送到可編程序控制器。輸入設備一般包括各類控制開關(如按鈕、行程開關、熱繼電器觸點等)和傳感器(如各類數(shù)字式或模擬式傳感器)等，這些量通過輸入接口電路的輸入端子與PLC的微處理器CPU相連。CPU處理的是標準電平，因此，接口電路為了把不同的電壓或電流信號轉變?yōu)镃PU所能接收的電平，需要有各類接口模塊。輸出接線端子與控制對象如接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等連接。為了把CPU輸出電平轉變?yōu)榭刂茖ο笏璧碾妷夯螂娏餍盘?，需要有輸出接口電路。輸入輸出接口都采用光電隔離電路。輸入/輸出接口有數(shù)字量(開關量)輸入/輸出單元，模擬量輸入/輸出單元。
1.1.4 外圍設備
PLC的外圍設備有手持編程器、便攜式圖形編程器及通過專用編程軟件實現(xiàn)圖形編程的個人計算機。它們都通過專用接口與PLC主機相連。
1.1.5 電源
PLC的電源是將交流電壓變成CPU、存儲器、輸入輸出接口電路等所需電壓的電源部件。該電源部件對供電電源采用了較多的濾波環(huán)節(jié)，對電網的電壓波動具有過壓和欠壓保護，并采用屏蔽措施防止和消除工業(yè)環(huán)境中的空間電磁干擾。
1.2 PLC的工作原理
PLC是依靠執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制要求的。當PLC進入程序運行狀態(tài)時，PLC工作于獨特的循環(huán)掃描工作方式。每一掃描過程主要分為三個階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。
1.2.1 輸入采樣階段
在每一個掃描周期開始時，PLC順序讀取全部輸入端信號，把輸入端的通斷狀態(tài)存放于輸入映象寄存器中。
1.2.2 程序執(zhí)行階段
PLC按梯形圖從左向右、從上向下逐條對指令進行掃描，并從輸入映象寄存器和內部元件讀入其狀態(tài)，進行邏輯運算。運算的結果送人輸出映象寄存器中。每個輸出映象寄存器的內容將隨著程序掃描過程而作相應變化。但在此階段中，如輸入端子狀態(tài)發(fā)生改變，輸入映象寄存器的狀態(tài)也不會改變(它的新狀態(tài)會在下一次掃描中才被讀入)。
1.2.3 輸出刷新階段
當?shù)诙A段完成之后，輸出映象寄存器中各輸出點的通斷狀態(tài)將通過輸出部分送到輸出鎖存器，去驅動輸出繼電器線圈，執(zhí)行相應的輸出動作。
1.3 PLC的編程語言
PLC的控制功能是由程序實現(xiàn)的。目前PLC程序常用的表達方式有：梯形圖、語句表和功能塊圖。其中梯形圖是使用得最多的編程語言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握，特別適用于開關量邏輯控制，主要特點如下：
1)可編程控制器梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內部輔助繼電器等，但它們不是真實的物理繼電器，而是在軟件中使用的編程元件。每一編程元件與PLC存儲器中元件映像寄存器的一個存儲單元相對應。
2)梯形圖兩側的垂直公共線稱為公共母線。在分析梯形圖邏輯關系時，為了借用繼電器電路的分析方法，可以想象左右兩側母線之間有一個左正右負的直流電源電壓，當圖中的觸點接通時，有一個假想的“概念電流”或“能流(Power flow)從左到右流動，這一方向與執(zhí)行用戶程序時的邏輯運算的順序是一致的。
3)根據梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關系，求出與圖中各線圈對應的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。邏輯解算是按梯形圖中從上到下、從左到右的順序進行的。 4)梯形圖中的線圈和其他輸出指令應放在最右邊。
5)梯形圖中各編程元件的常開觸點和常閉觸點均可以無限多次地使用。
2 PLC的典型應用
2.1 PLC控制自動開關門
2.1.1 自動開關門控制系統(tǒng)的硬件組成
自動開關門結構如圖2：
2.1.2 控制要求
(1)當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關K1或K2時，開門執(zhí)行機構KM1動作，電動機正轉，到達開門限位開關K3位置時，電機停止運行。
(2)自動門在開門位置停留8秒后，自動進入關門過程，關門執(zhí)行機構KM2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。
(3)在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。
(4)在門打開后的8秒等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關K2或K1時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。
2.1.3 I/O分配
輸入：維修急停開關K-I0.0;門內光電探測K1-I0.1;門外光電探測K2-I0.2;開門到位限位K3-I0.3;關門到位限位開關K4-I0.4。
輸出：開門執(zhí)行機構KM1-Q0.1;關門執(zhí)行機構KM 2-Q0.2。
2.1.4 編寫梯形圖(圖2.1為梯形圖之一，其余圖可依次編寫)
2.2 PLC控制交通燈
2.2.1 交通燈設置3
2.2.2 控制要求
(1)接通啟動按鈕后，信號燈開始工作，南北方向紅燈、東西方向綠燈同時亮。
(2)東西綠燈亮20后，閃爍3s后滅，接著東西方向黃燈亮，2s后滅，接著東西方向紅燈亮，25s后東西方向綠燈又亮，…，如此不斷循環(huán)，直至停止工作。
(3)南北方向紅燈亮25秒后，南北方向綠燈亮，20s后南北方向綠燈閃爍3s后滅，接著南北方向黃燈亮，2s后南北方向紅燈又亮，…，如此不斷循環(huán)，直至停止工作。
2.2.3 I/O分配
輸入：啟動開關K1-I0.0; 啟動開關K2-I0.2
輸出：南北方向紅燈HL1、HL2-Q0.0;南北方向黃燈HL3、HL4-Q0.1;南北方向綠燈HL5、HL6-Q0.2;東西方向紅燈HL7、HL8-Q0.3;東西方向黃燈HL9、HL10-Q0.4;東西方向綠燈HL11、HL12-Q0.5
2.2.4編寫梯形圖
3 結束語
PLC作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業(yè)控制領域發(fā)揮越來越大的作用。希望通過本文對PLC原理及其典型應用的闡述，可以使讀者得到相應的啟示。
參考文獻
[1] 陳建明.電氣控制與PLC應用.北京：電子工業(yè)出版社，2010.
[2] 阮友德.電氣控制與PLC實訓教程.北京：人民郵電出版社，2006.
[3] 孫平.可編程控制器原理及應用.北京：高等教育出版社，2003.
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