PLC的工作方式
PLC是一种由程序控制运行的设备,其工作方式与微型计算机不同。
微型计算机运行到结束指令时,程序运行结束;PLC运行程序时,会按顺序依次逐条执行存储器中的程序指令,当执行完最后的指令后,并不会马上停止,而是又从头开始再次执行存储器中的程序,如此周而复始,PLC的这种工作方式称为循环扫描方式。
图1-10PLC的一般工作过程
PLC的一般工作过程如图1-10所示。
PLC通电后,首先进行系统初始化,将内部电路恢复到初始状态,然后进行自我诊断,检测内部电路是否正常,以确保系统能正常运行,诊断结束后对通信接口进行扫描,若接有外部设备则与之通信。通信接口无外设或通信完成后,系统开始进行输入采样,检测输入端的输入状态(输入端外部开关闭合时输入为ON,断开时输入为OFF),并将这些状态值写入输入映像寄存器(也称输入继电器)。然后开始从头到尾执行用户程序,程序执行结束后,将得到的输出值写入输出映像寄存器(该过程称为输出刷新),输出映像寄存器通过输出电路使输出端内部的硬件继电器、晶体管或晶闸管导通或断开,从而产生控制输出。以上过程完成后,系统又返回,重新开始自我诊断,以后不断重复上述过程。PLC有两个工作状态:RUN(运行)状态和STOP(停止)状态。当PLC工作在RUN状态时,系统会执行用户程序;当PLC工作在STOP状态时,系统不执行用户程序。PLC正常工作时应处于RUN状态,而在向PLC写入程序时,应让PLC处于STOP状态。PLC的两种工作状态可通过面板上的开关切换。
PLC工作在RUN状态时,自我诊断至输出刷新过程会反复循环执行,执行一次所需要的时间称为扫描周期,一般为1~100ms。扫描周期与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行指令的速度有很大的关系。
PLC的编程语言
PLC是一种由软件驱动的控制设备,PLC软件由系统程序和用户程序组成。系统程序由PLC制造厂商设计编制,并写入PLC内部的ROM中,用户无法修改。用户程序是由用户根据控制需要编制的程序,再写入PLC存储器中。
写一篇相同内容的文章,既可以采用中文,也可以采用英文,还可以使用法文。同样地,编制PLC用户程序也可以使用多种语言。PLC常用的编程语言主要有梯形图(LAD)、功能块图(FBD)和指令语句表(STL)等,其中梯形图语言最为常用。
梯形图(LAD)
梯形图采用类似传统继电器控制电路的符号来编程,用梯形图编制的程序具有形象、直观、实用的特点,因此这种编程语言成为电气工程人员应用最广泛的PLC的编程语言。
下面对相同功能的继电器控制电路与梯形图程序进行比较,具体如图1-11所示。
图1-11继电器控制电路与梯形图程序的比较
❶图1-11(a)所示为继电器控制电路,当SB1闭合时,继电器KA0线圈得电,KA0自锁触点闭合,锁定KA0线圈得电;当SB2断开时,KA0线圈失电,KA0自锁触点断开,解除锁定;当SB3闭合时,继电器KA1线圈得电。
❷图1-11(b)所示为梯形图程序,当常开触点I0.1闭合时,左母线产生的能流(可理解为电流)经I0.1和常闭触点I0.2流经输出继电器Q0.0线圈到达右母线(西门子PLC梯形图程序省去右母线),Q0.0自锁触点闭合,锁定Q0.0线圈得电;当常闭触点I0.2断开时,Q0.0线圈失电,Q0.0自锁触点断开,解除锁定;当常开触点I0.3闭合时,继电器Q0.1线圈得电。
不难看出,两种图的表达方式很相似,不过梯形图使用的继电器是由软件来实现的,使用和修改灵活方便,而继电器控制电路采用实际元件,拆换元件更改线路比较麻烦。
功能块图(FBD)
功能块图采用了类似数字逻辑电路的符号来编程,对于有数字电路基础的人很容易掌握这种语言。图1-12所示为功能相同的梯形图程序与功能块图程序,在功能块图中,左端为输入端,右端为输出端,输入、输出端的小圆圈表示“非运算”。
图1-12梯形图程序与功能块图程序的比较
指令语句表(STL)
语句表语言与微型计算机采用的汇编语言类似,也采用助记符形式编程。在使用简易编程器对PLC进行编程时,一般采用语句表语言,这主要是因为简易编程器显示屏很小,难以采用梯形图语言编程。
图1-13
图1-13所示为功能相同的梯形图程序与指令语句表程序。不难看出,指令语句表就像是描述绘制梯形图的文字,指令语句表主要由指令助记符和操作数组成。
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原文标题:PLC的工作方式和编程语言
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