《PLC和组态软件基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC和组态软件基础（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、PLC和组态软件基础可编程控制器是是一种工业控制计算机，简称PLC （Programmable logic Controller），它使用可编程序的记忆以存储指令，用来执行逻辑、顺序、计时、计 数、和演算等功能，并通过数字或模拟的输入输出，以控制各种机械或生产过程。1969年美国数字设备公司成功研制世界第一台可编程序控制器 PDP-14 并在 GM 公司的汽车自动装配线上首次使用并获得成功。 1971年日本从美国 引进这项技术，很快研制出第一台可编程序控制器 DSC-18。 1973年西欧国 家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从 1974年开始研制， 1977年 开始工业推广应用。进入
2、20世纪70年代，随着电子技术的发展，尤其是 PLC 采用通讯微处理器之后，这种控制器功能得到更进一步增强。进入 20世纪 80年代，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以 16 位和少数32位微处理器构成的微机化PLC，使PLC的功能增强，工作速度快， 体积减小，可靠性提高，成本下降，编程和故障检测更为灵活，方便。目 前, PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、 汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。可编程控制器的组成:PLC 包括 CPU 模块、 I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架。1CPUCPU 是 PLC 的核心，它按 PLC
3、 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程 序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入 规定的寄存器中，同时，诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程 中的语法错误等。 CPU 主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系 的数据、控制及状态总线构成， CPU 单元还包括外围芯片、总线接口及有关 电路。内存主要用于存储程序及数据，是 PLC 不可缺少的组成单元。 CPU 速 度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及 软件容量等，因此限制着控制规模。PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模 块集成了 PLC 的
4、 I/O 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映 输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入 PLC 系统，输出 模块相反。I/O分为开关量输入（DI）,开关量输出（DO）,模拟量输入（AI）, 模拟量输出（AO）等模块。常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有 220VAC 、110VAC 、24VDC ，按隔离方式分， 有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA ）、电压型 （ 0-10V, 0-5V, -10-10V ）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。除了上述通用IO夕卜，还有特殊IO模块，如热电阻
5、、热电偶、脉冲等 模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受 CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。编程器的作用是用来供用户进行程序的输入、编辑、调试和监视的。编程 器一般分为简易型和智能型两类。简易型只能联机编程，且往往需要将梯形图转 化为机器语言助记符后才能送入。而智能型编程器（又称图形编程器），不但可 以连机编程，而且还可以脱机编程。操作方便且功能强大。PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为 输入电路提供 24V 的工作电源。电源输入类型有：交流电源（ 220VAC 或 11OVAC），直流电源（常用的为24
6、VDC）。6可编程控制器的工作原理:PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时 间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户 程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。 PLC 就是这 样周而复始地重复上述循环扫描的。PLC工作的全过程可用图2-1所示的运行框图来表示。图 2-1可编程控制器运行框图上电处理扫描过程出错处理（一）小型PLC小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整 个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O以及其他各种 特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数
7、、算术、运算数据处理和传 送通讯联网以及各种应用指令。（二）中型PLC中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在2561024点之间，I/O的 处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式即 在扫描用户程序的过程中直接读输入刷新输出，它能联接各种特殊功能模块，通 讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。（三）大型 PLC一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC,大型PLC的软硬件功能极强, 具有极强的自诊断功能、通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块可以构成三级 通讯网实现工厂生产管理自动化,大型 PLC 还可以采用冗余或三 CPU 构成表决
8、式系统使机器的可靠性更高组态就是用应用软件中提供的工具、方法,完成工程中某一具体任务 的过程。组态软件是有专业性的, 一种组态软件只能适合某种领域的应用。 组态的概念最早出现在工业计算机控制中，如DCS（集散控制系统）组态，PLC梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。工业控制中形成的组 态结果是用在实时监控的。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自 己特定的任务。 工控组态软件也提供了编程手段， 一般都是内置编译系统， 提供类BASIC语言，有的支持VB,现在有的组态软件甚至支持C#高级语言。在当今工控领域，一些常用的大型组态软件主要有： ABB-OptiMax ， WinCC， i
9、Fix， Intouch ，组态王，力控，易控， MCGS 等。本设计采用亚控 的组态王软件进行组态的设计。2.2.2组态王软件的特点组态王软件具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短 等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次 结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场 的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要 作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及 实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者 提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利 用 Windows 的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控 制设备的状态， 具有报警窗口、 实时趋势曲线等， 可便利的生成各种报表。 它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能 8。（1）图形界面的设计图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。(2) 构造数据库数据,就是创建一个具体的数据库 ,并用此数据库中的变量描述工控对 象的各种属性,比如水位、流量等。(3) 建立动画连接 连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行 ,以及怎 样让操作者输入控制设备的指令。(4) 运行和调试
