plc編程是干什么的_plc編程及應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)

　　PLC是工業(yè)中必不可少的控制方式之一，無論是小型設(shè)備還是大型系統(tǒng)PLC都可以完成，并可以與人機(jī)界面交互，與電腦通訊等功能都可以做到，最先的PLC是用來代替繼電器控制回路的，至今的PLC是多功能與一體的控制器，最基本的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、模擬量輸入或輸出都可以收PLC的CPU單元完成，PLC可以理解成一臺(tái)微型計(jì)數(shù)機(jī)，專業(yè)用于電氣控制方面。

　　工作原理

　　PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束，然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描，在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號(hào)的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。

　　PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。

　　PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入，隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。

　　PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。

　　輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶間管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。

　　特點(diǎn)

　　PLC編程的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要裝置之一，在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域得到了廣泛的使用，在其他領(lǐng)域（例如民用和家庭自動(dòng)化）的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。

　　國際電工委員會(huì)（IEC）在1985年的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第3稿中，對PLC作了如下定義：“是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。”從上述定義可以看出，PLC是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計(jì)算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能。

　　PLC編程的推廣應(yīng)用在我國得到了迅猛的發(fā)展，它已經(jīng)大量地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的電氣控制裝置中，各行各業(yè)也涌現(xiàn)出了大批應(yīng)用PLC改造設(shè)備的成果。了解PLC的工作原理，具備設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)PLC控制系統(tǒng)的能力，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)對電氣技術(shù)人員和工科學(xué)生的基本要求。

　　因?yàn)镻LC編程軟件眾多，無法一一為大家介紹，所以本文中涉及編寫PLC控制程序的部分選用了較為常用的西門子STEP 7-Micro/WIN編程軟件為例來介紹。

　　1、噴泉控制

　　1）明確系統(tǒng)控制要求

　　系統(tǒng)要求用兩個(gè)按鈕來控制A、B、C三組噴頭工作（通過控制三組噴頭的泵電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)），三組噴頭排列如下圖所示。

　　系統(tǒng)控制要求具體如下：

　　當(dāng)按下起動(dòng)按鈕后，A組噴頭先噴5s后停止，然后B、C組噴頭同時(shí)噴，5s后，B組噴頭停止、C組噴頭繼續(xù)噴5s再停止，而后A、B組噴頭噴7s，C組噴頭在這7s的前2s內(nèi)停止，后5s內(nèi)噴水，接著A、B、C三組噴頭同時(shí)停止3s，以后重復(fù)前述過程。按下停止按鈕后，三組噴頭同時(shí)停止噴水。下圖為A、B、C三組噴頭工作時(shí)序圖。

　　2）確定輸入/輸出設(shè)備，并為其分配合適的I/O端子

　　噴泉控制需用到的輸入/輸出設(shè)備和對應(yīng)的PLC端子見下表：

　　3）繪制噴泉控制電路圖

　　控制電路圖

　　4）編寫PLC控制程序

　　啟動(dòng)STEP 7-Micro/WIN編程軟件，編寫滿足控制要求的梯形圖程序，編寫完成的梯形圖如下圖所示。

　　梯形圖

　　下面對照控制電路來說明梯形圖的工作原理：

　　1）起動(dòng)控制

　　2）停止控制

　　2、交通信號(hào)燈控制

　　1）明確系統(tǒng)控制要求

　　系統(tǒng)要求用兩個(gè)按鈕來控制交通信號(hào)燈工作，交通信號(hào)燈排列如下圖所示。

　　系統(tǒng)控制要求具體如下：

　　當(dāng)按下起動(dòng)按鈕后，南北紅燈亮25s，在南北紅燈亮25s的時(shí)間里，東西綠燈先亮20s再以1次/s的頻率閃爍3次，接著東西黃燈亮2s，25s后南北紅燈熄滅，熄滅時(shí)間維持30s，在這30s時(shí)間里，東西紅燈一直亮，南北綠燈先亮25s，然后以1次/s頻率閃爍3次，接著南北黃燈亮2s。以后重復(fù)該過程。按下停止按鈕后，所有的燈都熄滅。交通信號(hào)燈的工作時(shí)序如下圖所示。

　　2）確定輸入/輸出設(shè)備，并為其分配合適的I/O端子

　　交通信號(hào)燈控制需用到的輸入/輸出設(shè)備和對應(yīng)的PLC端子見下表。

　　3）繪制交通信號(hào)燈控制電路圖

　　控制電路圖

　　4）編寫PLC控制程序

　　啟動(dòng)STEP 7-Micro/WIN編程軟件，編寫滿足控制要求的梯形圖程序，編寫完成的梯形圖如下圖所示。

　　梯形圖

　　在上圖所示的梯形圖中，采用了一個(gè)特殊的輔助繼電器SM0.5，稱為觸點(diǎn)利用型特殊繼電器，它利用PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)線圈，用戶只能利用它的觸點(diǎn)，即畫梯形圖里只能畫它的觸點(diǎn)。SM0.5能產(chǎn)生周期為1s的時(shí)鐘脈沖，其高低電平持續(xù)時(shí)間各為0.5s，以上圖梯形圖網(wǎng)絡(luò)9為例，當(dāng)T50常開觸點(diǎn)閉合，在1s內(nèi)，SM0.5常閉觸點(diǎn)接通、斷開時(shí)間分別為0.5s，Q0.4線圈得電、失電時(shí)間也都為0.5s。

　　下面對照控制電路和時(shí)序圖來說明梯形圖工作原理：

　　1）起動(dòng)控制

　　2）停止控制