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更新時間:2020-04-27
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式中的加號表示邏輯或,乘號表示邏輯與,上畫線表示“非”運算。
PLC有兩種基本的工作模式,即運行(RUN)模式與停止(STOP)模式。在運行模式,PLC通過反復執行反映控制要求的用戶程序來實現控制功能。為了使PLC的輸出及時地響應隨時可能變化的輸入信號,用戶程序不是只執行一次,而是不斷地重復執行,直至PLC停機或切換到STOP工作模式。
除了執行用戶程序外,在每次循環過程中, PLC還要完成內部處理、通信處理等工作,一次循環可分為5個階段(見圖1-5)。PLC的這種周而復始的循環工作方式稱為掃描工作方式。由于計算機執行指令的速度*,從外部輸入-輸出關系來看,處理過程似乎是同時完成的。
在內部處理階段,PLC檢查CPU.模塊內部的硬件是否正常,將監控定時器復位,以及完成一些其它內部工作。
在通信服務階段,PLC與其它的帶微處理器的智能裝置通信,響應編程器鍵入的命令,更新編程器的顯示內容。
當PLC處于停止(STOP)模式時,只執行以上的操作。PLC處于運行(RUN)模式時,還要完成另外三個階段的操作。
在PLC的存儲器中,設置了一片區域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態,它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。PLC梯形圖中的其他編程元件也有對應的映像存儲區,它們統稱為元件映像寄存器。
在輸入處理階段,PLC把所有外部輸入電路的接通,斷開狀態讀入輸入映像寄存器。 外部輸入電路接通時,對應的輸入映像寄存器為l狀態,梯形圖中對應的輸入繼電器的常開觸點接通,常閉觸點斷開。外部輸入觸點電路斷開時,對應的輸入映像寄存器為0狀態,梯形圖中對應的輸入繼電器的常開觸點斷開,常閉觸點接通。
某一編程元件對應的映像寄存器為l狀態時,稱該編程元件為ON,映像寄存器為0狀態時,稱該編程元件為OFF。
在程序執行階段,即使外部輸入信號的狀態發生了變化,輸入映像寄存器的狀態也不會隨之而變,輸入信號變化了的狀態只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入。
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學習PLC的基礎實驗
一、項目所需設備、工具、材料
表1 項目所需設備、工具、材料
二、 訓練內容
按照前面的例子完成接線、輸入程序,按照要求進行觀察。
1、項目描述
(1)按照提供的PLC原理接線圖完成接線;
(2)將提供的參考程序寫入PLC;
(3)根據操作步驟操作,觀察輸入、輸出設備的狀態。通過計算機監視畫面,觀察并記錄各元件的狀態,并畫出時序圖;
(4)結合PLC程序執行過程,分析程序結果。
2 、實訓要求
2.1 接線圖與控制程序
按照圖1,完成PLC控制系統的硬件連接。圖中由于脈沖信號發生器的信號與按鈕輸入信號不同,因此,不能共用一個COM端。
按照圖2提供的梯形圖,利用計算機或手持編程器寫入PLC。
2.2 觀察要求
利用以上程序觀察并認識程序的掃描周期和執行過程。
(1)調整編碼器的頻率至1KHZ。按下開關SB1,這時,程序中的定時器開始計時,而X0的上升沿使計數器的初始值復位,當前值為0。計數器重新開始計輸入的脈沖數。1s鐘后,定時時間到,計數停止。觀察此時的計數器當前值是多少。從表面看,當前值應在1000左右,但實際上的當前值會少得多,為什么?
(2)調整編碼器的頻率至20HZ。重復(1)的操作,觀察計數器的當前值,與(1)有什么不同?為什么?
(3)斷開SB1,關閉編碼器電源,按下開關SB2,兩個指示燈為什么只亮一個?結合程序執行過程分析原因。
3 時序圖分析
按下開關以后,部分繼電器時序圖如圖3所示。根據觀察結果,補充其他繼電器的時序圖。
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繼電器的結構和工作原理及其在電機控制中的應用舉例
一、繼電器的結構和工作原理
圖l-2a是繼電器結構示意圖,它主要由電磁線圈、鐵心、觸點和復位彈簧組成。繼電器有兩種不同的觸點,在線圈斷電時處于斷開狀態的觸點稱為常開觸點(如圖1-2中的觸3,4),處于閉合狀態的觸點稱為常閉觸點(如圖1-2中的觸點1,2)。
當線圈通電時,電磁鐵產生磁力,吸引銜鐵,使常閉觸點斷開,常開觸點閉合。線圈電流消失后,復位彈簧使銜鐵返回原來的位置,常開觸點斷開,常閉觸點閉合。圖l-2b是繼電器的線圈、常開觸點和常閉觸點在電路圖中的符號。一只繼電器可能有若干對常開觸點和常閉觸點。在繼電器電路圖中,一般用相同的由字母、數字組成的文字符號(如KA2)來標注同一個繼電器的線圈和觸點。
二、接觸器在電機控制中的應用
圖1—3是用交流接觸器控制異步電動機的主電路、控制電路和有關的波形圖。接觸器的結構和工作原理與繼電器的基本相同,區別僅在于繼電器觸點的額定電流較小,而接觸器是用來控制大電流負載的,例如它可以控制額定電流為幾十安至幾千安的異步電動機。按下起動按鈕SBl,它的常開觸點接通,電流經過SBl的常開觸點和停止按鈕SB2、作過載保護用的熱繼電器FR的常閉觸點,流過交流接觸器KM的線圈,接觸器的銜鐵被吸合,使主電路中的3對常開觸點閉合,異步電動機M的三相電源被接通,電動機開始運行,控制電路中接觸器KM的輔助常開觸點同時接通。放開起動按鈕后,SBl的常開觸點斷開,電流經KM的輔助常開觸點和SB2、FR的’常閉觸點流過KM的線圈,電動機繼續運行。KM的輔助常開觸點實現的這種功能稱為“自鎖”或“自保持”,它使繼電器電路具有類似于R-S觸發器的記憶功能。
在電動機運行時按停止按鈕SB2,它的常閉觸點斷開,使KM的線圈失電,KM的主觸點斷開,異步電動機的三相電源被切斷,電動機停止運行i同時控制電路中KM的輔助常開觸點斷開。當停止按鈕SB2被放開,其常閉觸點閉合后,KM的線圈仍然失電,電動機繼續保持停止運行狀態。圖1.3給出了有關信號的波形圖,圖中用高電平表示1狀態(線圈通電、按鈕被按下),用低電平表示0狀態(線圈斷電、按鈕被放開)。
圖1.3中的控制電路在繼電器系統和PLC的梯形圖中被大量使用,它被稱為“起動-保持-停止”電路,或簡稱為“起保停”電路。
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使用繼電器電路或PLC的梯形圖實現開關量的邏輯運算
使用繼電器電路或PLC的梯形圖可以實現開關量的邏輯運算。圖1—4的上面是PLC的梯形圖,梯形圖中某些編程元件(如輸出繼電器和輔助繼電器)的線圈“通電”時,其常開觸點閉合,常閉觸點斷開,稱該編程元件為1狀態。當它們的線圈“斷電"時,其常開觸點斷開,常閉觸點閉合,稱該編程元件為0狀態。
圖1—4中的A,B為輸入邏輯變量,M為輸出邏輯變量,它們之間的“與”、“或”、“非”邏輯運算關系如表1.1所示。用繼電器電路或梯形圖可以實現基本邏輯運算,觸點的串聯可實現“與”運算,觸點的并聯可實現“或”運算,用常閉觸點控制線圈可實現“非”運算(見圖1-4)。多個觸點的串、并聯電路可以實現復雜的邏輯運算,例如圖l-3中的繼電器電路實現的邏輯運算可用邏輯代數表達式表示為
KM=(SBI+KM)·SB2·FR