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可編程控制器(PLC)的工作有兩個要點:入出信息變換、可靠物理實現(xiàn),入出信息變換主要由運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。這程序既有系統(tǒng)的(這程序又稱監(jiān)控程序,或操作系統(tǒng)),又有用戶的。系統(tǒng)程序為用戶程序提供編輯與運行平臺,同時,還進(jìn)行必要的公共處理,如自檢,I/O刷新,與外設(shè)、上位計算機(jī)或其它PLC通訊等處理。用戶程序由用戶按照控制的要求進(jìn)行設(shè)計。什么樣的控制,就有什么樣的用戶程序。
可靠物理實現(xiàn)主要通過輸入(I, INPUT)及輸出(O,OUTPUT)電路。每一輸入點或輸出點就有一個I或O電路。而且,總是把若干個這樣電路集成在一個模塊(或箱體)中,然后再由若干個模塊(或箱體)集成為PLC完整的I/O系統(tǒng)(電路)。盡管這些模塊相當(dāng)多,占了PLC體積的大部分,但由于它們都是由高度集成化的,所以,PLC的體積還是不太大的。
輸入電路時刻監(jiān)視著輸入點的(通、ON或斷、OFF)狀態(tài),并將此狀態(tài)暫存于它的輸入暫存器(還可能有別的稱謂)中。每一輸入點都有一個與其對應(yīng)的輸入暫存器。
輸出電路有輸出鎖存器(還可能有別的稱謂)。它也有兩個狀態(tài),高、低電位狀態(tài),并可鎖存。同時,它還有相應(yīng)的物理電路,可把這個高、低電位的狀態(tài)傳送給輸出點。每一輸出點都有一個與其對應(yīng)的輸出鎖存器。
這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實際是PLC的I/O電路的寄存器。它們與PLC內(nèi)存交換信息通過PLC I/O總線及運行PLC的系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。
把輸入暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中,稱輸入刷新。PLC內(nèi)存有專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個區(qū)的每一對應(yīng)位(bit)稱為輸入繼電器,或稱軟觸點,或稱為過程映射輸入寄存器(the process-image input register)。這些位(bit)置成1,表示觸點通,置成0為觸點斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的,所以,它反映的就是輸入點的狀態(tài)。
輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對應(yīng)的。一個輸出鎖存器也有一個內(nèi)存位(bit)與其對應(yīng),這個位稱為輸出繼電器,或稱輸出線圈,或稱為過程映射輸出寄存器(the process-image output register)。通過PLC I/O總線及運行系統(tǒng)程序,輸出繼電器的狀態(tài)將映射給輸出鎖存器。這個映射的完成也稱輸出刷新。
PLC除了有可接收開關(guān)信號的輸入電路,有時,還有接收模擬信號的輸入電路(稱模擬量輸入單元或模塊)。只是后者先要進(jìn)行模、數(shù)轉(zhuǎn)換,然后,再把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元中。
如要產(chǎn)生模擬量輸出,則要配有模擬量輸出電路(稱模擬量輸出模塊或單元)。靠它對PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)、模轉(zhuǎn)換,并產(chǎn)生輸出。
這樣,用戶所要編的程序只是,PLC輸入有關(guān)的內(nèi)存區(qū)到輸出有關(guān)的內(nèi)存區(qū)的變換。這是一個數(shù)據(jù)及邏輯處理問題。由于PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng),編寫出滿足這個要求的程序是完全可能的。
任何一種電器控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控制對象(生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程)的工藝要求,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,因此,在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時,應(yīng)遵循以下基本原則:
1、較大限度地滿足工藝流程和控制要求。工藝流程的特點和要求是開發(fā)PLC控制系統(tǒng)的主要依據(jù)。設(shè)計前,應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究,收集資料,明確控制任務(wù),并與機(jī)械設(shè)計人員與實際操作人員密切配合,共同擬定電器控制方案,協(xié)同解決設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。
2、監(jiān)控參數(shù)、精度要求以滿足實際需要為準(zhǔn),不宜過多、過高,力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì),使用及維修方便,并降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和開發(fā)成本。
3、保證控制系統(tǒng)的運行安全、穩(wěn)定、可靠。正確進(jìn)行程序調(diào)試、充分考慮環(huán)境條件、選用可靠性高的PLC、定期對PLC進(jìn)行維護(hù)和檢查等都是很重要和**的。
4、考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn),在選擇PLC容量時,應(yīng)適當(dāng)留有余量。
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