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PLC的用戶程序執(zhí)行過程
對于用戶來說,在編寫用戶程序或選擇設(shè)備時(shí),清楚下面介紹的三個(gè)階段,即用戶程序執(zhí)行過程的原理。
PLC采用集中處理的方法,即對輸入掃描信號、執(zhí)行用戶程序和輸出刷新都采用集中分批處理的工作方式。
(1)輸入掃描 在這一階段中,PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號,并將輸入信號存入輸入映像區(qū),輸入映像存儲器被刷新。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中,輸入映像存儲器與外界隔離,其內(nèi)容保持不變,直至下一個(gè)掃描周期的輸入掃描階段,才被重新讀入的輸入信號刷新??梢?,PLC在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí),不直接使用現(xiàn)場當(dāng)時(shí)的輸入信號,而使用本次采樣時(shí)輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。如果輸入設(shè)備能使PLC輸入端形成閉合回路,對應(yīng)輸入端編號的內(nèi)部輸入繼電器內(nèi)保存為“1”,即相當(dāng)于繼電器線圈導(dǎo)通。在程序執(zhí)行過程中,該編號對應(yīng)的觸點(diǎn)動作;如果輸入設(shè)備能使輸入開路,則對應(yīng)輸入端編號的內(nèi)部輸入繼電器內(nèi)保存為“0”,即相當(dāng)于繼電器線圈沒導(dǎo)通,在程序執(zhí)行過程中,該編號對應(yīng)的觸點(diǎn)不動作。如果在PLC處于非輸入掃描的階段,PLC外的輸入設(shè)備狀態(tài)發(fā)生了變化,內(nèi)部輸入繼電器也不會發(fā)生變化,要等到下一個(gè)輸入掃描階段才能根據(jù)此時(shí)的輸入狀態(tài)來刷新。所以,對于少于十幾毫秒的輸入信號,經(jīng)常采集不到。
信號隔離器功能是什么?
一:保護(hù)下級的控制回路。
二:消弱環(huán)境噪聲對測試電路的影響。
三:抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對設(shè)備的干擾;同時(shí)對下級設(shè)備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實(shí)防護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)系列導(dǎo)軌結(jié)構(gòu),易于安裝,可有效的隔離:輸入、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動干擾。
現(xiàn)在市場有那么多的隔離器,價(jià)格參差不齊,該怎么選擇呢?
隔離器位于二個(gè)系統(tǒng)通道之間,所以選擇隔離器要確定輸入輸出功能,同時(shí)要使隔離器輸入輸出模式(電壓型、電流型、環(huán)路供電型等)適應(yīng)前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強(qiáng)度﹑總線通訊功能等許多重要參數(shù)涉及產(chǎn)品性能,例如:噪音與精度有關(guān)、功耗熱量與可靠性有關(guān),這些需要使用者慎選??傊?,適用、可靠、產(chǎn)品性價(jià)比是選擇隔離器的主要原則。
什么是影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源
影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源于一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣,大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位,這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源,即干擾源。
干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中:按噪聲產(chǎn)生的原因不同,分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲的波形、性質(zhì)不同,分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等;按聲音干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁在信號線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓送加所形成。共模電壓有時(shí)較大,特別是采用隔離性能差的電器供電室,變送器輸出信號的共模電壓普遍較高,有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響測控信號,造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的原因),這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指用于信號兩極間得干擾電壓,主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種讓直接疊加在信號上,直接影響測量與控制精度。
外部輸入設(shè)備的選用與PLC輸入繼電器的使用
1. 外部輸入信號的采集
PLC的外部設(shè)備主要是指控制系統(tǒng)中的輸入輸出設(shè)備,其中輸人設(shè)備是對系統(tǒng)發(fā)出各種控制信號的主令電器,在編寫控制程序時(shí)注意外部輸入設(shè)備使用的是常開還是常閉觸點(diǎn),并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行程序編制。否則易出現(xiàn)控制錯(cuò)誤。
在PLC內(nèi)部存儲器中有于輸入狀態(tài)存儲的輸入繼電器區(qū),各輸入設(shè)備(開關(guān)、按鈕、行程開關(guān)或傳感器信號)的狀態(tài)經(jīng)由輸入接口電路存儲在該區(qū)域內(nèi),每個(gè)輸入繼電器可存儲一個(gè)輸入設(shè)備狀態(tài)。PLC中使用的"繼電器"并非實(shí)體繼電器,而是"軟繼電器",可提供無數(shù)個(gè)常開、常閉觸點(diǎn)用于編程。每個(gè)"軟繼電器"僅對應(yīng)PLC存儲單元中的一位(bit),該位狀態(tài)為"1",表示該"軟繼電器線圈"通電,則程序中所有該繼電器的觸點(diǎn)都動作。輸入繼電器作為PLC接收外部主令信號的器件,通過接線與外部輸入設(shè)備相聯(lián)系,其"線圈"狀態(tài)只能由外部輸入信號驅(qū)動。輸入信號的采集工作示意圖如圖1。
輸入繼電器線圈其狀態(tài)取決于外部設(shè)備狀態(tài)
明確的變量常數(shù):圖形符相當(dāng)于操作碼,規(guī)定了運(yùn)算功能,操作數(shù)由用戶填人,如:K400,T120等。PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定,由產(chǎn)品型號決定,可查閱產(chǎn)品目錄手冊。
3. 簡化的程序結(jié)構(gòu):PLC的程序結(jié)構(gòu)通常很簡單,典型的為塊式結(jié)構(gòu),不同塊完成不同的功能,使程序的調(diào)試者對整個(gè)程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。
4. 簡化應(yīng)用軟件生成過程:使用匯編語言和語言編寫程序,要完成編輯、編譯和連接三個(gè)過程,而使用編程語言,只需要編輯一個(gè)過程,其余由系統(tǒng)軟件自動完成,整個(gè)編輯過程人機(jī)對話下進(jìn)行的,不要求用戶有高深的軟件設(shè)計(jì)能力。
5. 強(qiáng)化調(diào)試手段:無論是匯編程序,還是語言程序調(diào)試,都是令編輯人員頭疼的事,而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件,使用編程器,利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、等,并在軟件支持下,診斷和調(diào)試操作都很簡單。
總之,PLC的編程語言是面向用戶的,對使用者不要求具備高深的知識、不需要長時(shí)間的訓(xùn)練。
控制目的估算存儲器容量的方法
四、編程器和外部設(shè)備的選擇
在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中,PLC的編程問題是非常重要的。用戶應(yīng)當(dāng)對所選擇PLC產(chǎn)品的軟件功能及編程器有所了解。通常情況下,小型控制系統(tǒng)一般選用價(jià)格便宜的簡易編程器,如果系統(tǒng)較大或多臺PLC共用,可以選用功能強(qiáng)、編程方便的圖形編程器。如果有個(gè)人計(jì)算機(jī),可以選用能在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的編程軟件包。同時(shí),為了防止因干擾、鋰電池電壓下降等原因破壞RAM中的用戶程序,可以選用EEP-ROM模塊作為外部設(shè)備。
五、實(shí)例
(一)利用三菱PLC實(shí)現(xiàn)對印刷機(jī)的控制
印刷機(jī)的一套電氣設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)設(shè)計(jì),為了使產(chǎn)品性能穩(wěn)定,易于維護(hù),采用以PLC為主控器的控制方案。印刷機(jī)要求易于操作,精度高,輸入、輸出點(diǎn)較多,因此采用雙機(jī)通訊。上位機(jī)采用三菱的FX2N-80MR、FX2N-80MR自帶I/O接口,可以接40點(diǎn)輸入,40點(diǎn)輸出,主要負(fù)責(zé)主傳動的控制,各機(jī)組離合器的控制,以及氣泵,氣閥的控制等。下位機(jī)采用三菱FX2N-64MR、FX2N-64MR可以接32點(diǎn)輸入,32點(diǎn)輸出,主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)的控制,主傳動的調(diào)速輸出,調(diào)版電機(jī)數(shù)據(jù)采集等。上位機(jī)與下位機(jī)采用RS485, 通訊,通訊方便,可靠。同時(shí)選用了一臺三菱5.7寸觸摸屏,主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)速度顯示,調(diào)版顯示,以及整機(jī)故障顯示等。本系統(tǒng)運(yùn)行可靠,維護(hù)方便,操作簡便直觀,大大提高了膠印機(jī)的檔次。