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1、淺析PLC梯形圖法編程與應(yīng)用大唐華銀益陽(yáng)金塘沖水庫(kù)發(fā)電有限公司黃小衡摘要:PLC是經(jīng)過(guò)改造的工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是面向企業(yè)中一般電氣工程技術(shù)人員的控制電器,它主要采用易于理解和掌握的梯形圖語(yǔ)言編程。該編程語(yǔ)言的電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器-接觸器控制電路相近,對(duì)于熟悉繼電器-接觸器控制電路的電氣工程人員來(lái)說(shuō),PLC易于接受、容易掌握;通常邏輯關(guān)系較簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)可以采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法進(jìn)行,雖然編程的結(jié)果不是唯一,但通過(guò)不斷調(diào)試和修改,最后可以得到一個(gè)較為滿意的結(jié)果,特別適合初學(xué)者對(duì)PLC梯形圖的理解和編程方法的掌握
2、。關(guān)鍵詞:淺析PLC梯形圖編程應(yīng)用前言?PLC的應(yīng)用領(lǐng)域如今十分廣泛,在鋼鐵、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸和軍工等各個(gè)行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。而開(kāi)始進(jìn)入應(yīng)用階段也還只是上世紀(jì)70年代中末期,新技術(shù)和舊設(shè)備依然存在矛盾,不會(huì)一揮而上,一統(tǒng)而上。逐步使用和掌握新技術(shù)是發(fā)展的需要,新技術(shù)與傳統(tǒng)知識(shí)更需要有機(jī)地結(jié)合,傳統(tǒng)知識(shí)是基礎(chǔ),掌握和靈活使用新技術(shù)是目的,新技術(shù)的使用是降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率,提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。從新技術(shù)的基本原理、設(shè)計(jì)理念、操作程序以及典型運(yùn)用的案例分析學(xué)習(xí)入手,結(jié)合對(duì)傳統(tǒng)知識(shí)
3、分析對(duì)比,可以不斷地掌握和提高對(duì)新技術(shù)的認(rèn)知水平。第一節(jié)、PLC的編程語(yǔ)言與工作過(guò)程一、PLC的編程語(yǔ)言PLC的編程語(yǔ)言有很多種,從表達(dá)方式上可以分成梯形圖、指令表、邏輯功能圖、順序功能圖和高級(jí)語(yǔ)言。以梯形圖最為直觀和簡(jiǎn)捷,高級(jí)語(yǔ)言同它比較有兩大優(yōu)點(diǎn):一是能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制,二是可以像計(jì)算機(jī)一樣進(jìn)行結(jié)構(gòu)化編程。梯形圖最直接,最簡(jiǎn)單,容易掌握,很適合一般電氣技術(shù)人員對(duì)PLC的了解,也可以解決不是很復(fù)雜的實(shí)際工程問(wèn)題。因此也是學(xué)習(xí)和提高PLC知識(shí)的基礎(chǔ)。它是從基本的繼電器—接觸器控制電路演變過(guò)來(lái)的,兩者在形式上十分相似。
4、與繼電器—接觸器電路比較,梯形圖有以下特點(diǎn):1)梯形圖沿用繼電器-接觸器電路的一些名稱,如輸入繼電器、輔助繼電器等,但不是真正的物理繼電器,而是存儲(chǔ)單元,是“軟繼電器”,通過(guò)存儲(chǔ)單元的狀態(tài)變化來(lái)表示相應(yīng)繼電器的“通”或“斷”。162)梯形圖中的觸點(diǎn)依然使用繼電器-接觸器電路的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn),這些觸點(diǎn)的狀態(tài)由相應(yīng)的存儲(chǔ)單元的狀態(tài)來(lái)決定。3)梯形圖中左側(cè)垂線為邏輯母線,每個(gè)支路從母線開(kāi)始,經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)到線圈或其它輸出單元結(jié)束。4)梯形圖中各觸點(diǎn)的數(shù)量沒(méi)有限制,按邏輯關(guān)系依次讀出進(jìn)行邏輯運(yùn)算。5)梯形圖中的程序是逐行逐句順序
5、執(zhí)行的,與繼電器-接觸器控制電路的并行工作方式不同。二、可編程控制器的工作原理及過(guò)程可編程控制器的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本一致,在系統(tǒng)程序的管理下,通過(guò)運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。但計(jì)算機(jī)一般采用等待命令的工作方式,而PLC是專用機(jī),在確定了工作任務(wù),輸入了用戶程序后,采用循環(huán)掃描方式工作,包括系統(tǒng)工作任務(wù)管理和用戶程序都是循環(huán)掃描方式完成。PLC正常工作時(shí)所需要完成的任務(wù)有:內(nèi)部各工作單元的調(diào)度、監(jiān)控;與外部設(shè)備間的通信;控制任務(wù)的執(zhí)行。這些任務(wù)都是分時(shí)完成的。其中控制任務(wù)的執(zhí)行可分3個(gè)階段進(jìn)行。1)輸入采樣
6、階段:可編程控制器讀取輸入觸點(diǎn)的狀態(tài),并放到相應(yīng)的輸入映像寄存器中。2)程序執(zhí)行階段:根據(jù)本次采樣的輸入數(shù)據(jù)和前面得到的運(yùn)算結(jié)果,按用戶程序順序逐句執(zhí)行用戶程序。執(zhí)行的結(jié)果存儲(chǔ)在輸出和相關(guān)元件的映像寄存器中。3)輸出刷新階段:這是一個(gè)工作周期的最后階段。將本次執(zhí)行用戶程序得到的輸出結(jié)果一次性地從輸出映像寄存器區(qū)送到各個(gè)輸出口,對(duì)輸出狀態(tài)進(jìn)行刷新。這3個(gè)階段也是分時(shí)完成的,為連續(xù)地執(zhí)行PLC所擔(dān)任的任務(wù),系統(tǒng)必須周而復(fù)始地依一定的順序完成這一系列的工作,這種工作方式就是循環(huán)掃描工作方式。PLC在RUN狀態(tài)時(shí),完成一次
7、循環(huán)掃描工作所需要的時(shí)間為掃描周期,一般典型值為1~100ms。三、PLC與繼電器-接觸器工作原理的差異PLC是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),繼電器-接觸器電路是以電磁機(jī)構(gòu)為主體的低壓電器元件。16PLC的梯形圖與繼電器-接觸器控制電路雖然十分相似,但在運(yùn)行時(shí)序上有著本質(zhì)的差別。對(duì)于繼電器-接觸器控制電路來(lái)說(shuō),忽略電磁和機(jī)械滯后,同一繼電器的所有觸點(diǎn)的動(dòng)作和它的線圈的通電或斷電是同時(shí)的,即繼電器-接觸器控制電路是采用并行工作方式;在PLC中,由于指令是分時(shí)掃描執(zhí)行的,同一個(gè)器件的線圈工作和它的各個(gè)觸點(diǎn)的動(dòng)作并不在同時(shí)發(fā)生,且本次
8、的計(jì)算用數(shù)據(jù)采用前面的計(jì)算結(jié)果,即PLC程序的執(zhí)行采用串行工作方式。了解PLC程序的執(zhí)行方式對(duì)于初學(xué)者分析梯形圖很有幫助。第二節(jié)、PLC梯形圖編程與應(yīng)用一、PLC編程的目的用戶程序是用戶為實(shí)現(xiàn)某種控制目的,使用PLC能識(shí)別的編程語(yǔ)言編制的程序。用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行多次修改,這正是PLC可編程的主要特征。正是由于PLC能替代大量的繼電器—接觸器控制元件,使得P