PLC学习性应用总结_plc学习总结
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PLC初学总结
一、引言
随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有了突飞猛进的发展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，它与计算机有效结合，可进行模拟量控制，具有远程通信功能等。有人将其称为现代工业控制的三大支柱（即PLC，机器人，CAD/CAM）之一。目前可编程序控制器（Programmable Controller）简称PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，为工业自动化提供了有力的工具。
二、PLC简介
PLC，又称可编程控制器，采用了典型的计算机结构，主要包括CPU、RAM、ROM和输入/输出接口电路等。如果把PLC看作一个系统，该系统由输入变量-PLC-输出变量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的信号均作为PLC的输入变量，它们经PLC外部端子输入到内部寄存器中，经PLC内部逻辑运算或其它各种运算、处理后送到输出端子，它们是PLC的输出变量，由这些输出变量对外围设备进行各种控制。
PLC系统一般构成：
PLC控制系统的构成如图1所示。
1、输入信号采集装置
将按钮、选择开关、检测信号、行程开关、接近开关以及各种传感器的信号通过输入端口输入到PLC存储器中。
2、信号输出装置
控制系统根据程序运行结果在相应的端口输出开关控制信号，驱动负载工作。
3、逻辑控制程序
由用户根据控制需要，在输入与输出之间建立的逻辑控制关系。根据输入的信号，进行逻辑运算后，驱动输出装置工作，以达到设备控制的需要。
图1 PLC控制系统示意图
PLC工作原理：通过输入扫描阶段将现场各个输入控制信号的状态读入到控制器中（每一个端口对应一个输入状态寄存器），然后由CPU根据控制程序的要求进行数据的计算和处理，最后将计算结果保存在输出状态寄存器中，在集中输出阶段，将输出状态寄存器中的值输出到对应的锁存器中，驱动外部负载工作。
PLC采用周期扫描的方式，重复数据采集—执行程序—集中输出过程。具体采集过程如图2所示：
图2 PLC采集过程示意图
PLC特点：
（1）具有较高的工作可靠性、抗干扰能力强；（2）控制程序可变，且编程方法简单易学，功能丰富；（3）使用简单，调试维修方便；
（4）体积小、重量轻、功耗低、扩展方便，功能元件组合灵活，可以构成各类控制系统；
（5）能够与计算机通讯，完成数据、文件的管理；（6）有利于实现设备的联网与监控。
PLC应用领域广泛：开关量控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信联网。
三、PLC电机控制应用实战
1、目标要求：使用PLC控制直流步进电机，实现正转、反转，定时及调速等功能。
2、实验设备：220V→24V电源一台、和利时LM3104 PLC一台、步进电机一台、步进电机驱动器一台、PC机一台、PLC连接PC通信线缆一根、线缆和电阻若干。
3、实验步骤：
（1）PLC控制软件的编程
图3 PLC梯形图语言
由于所要控制电机为三相脉冲式步进电机，需要用脉冲量进行驱动，所以，编程时需要用到脉冲串输出（PTO—Pulse Train Output）模块。而定时功能则只需要一个定时器模块就能完成。这里使用的编程语言为梯形图语言，如图3所示，梯形图语言很适合初学者使用，逻辑简单易懂。
（2）PLC程序烧写
通过通信线缆将PC机与PLC连接起来，然后根据说明书进行程序的下载烧写。
（3）PLC控制电机实际电路接线 PLC控制步进电机电路接线如图4所示。
图4 PLC控制步进电机电路接线图
由于PLC可以在软件层面实现直接控制电机的停止与启动，所以将驱动器的脱机信号端弃用。
4、实验中遇到的问题总结：
（1）PLC与PC机连接时，出现通信错误。经过检查，发现通信线缆与PLC通信接口不匹配，将线缆2、3线交换之后，问题就解决了。（2）对PLC接线端口不熟悉，导致实际接线无法进行。经过与公司接触，了解到和利时公司自主开发的PLC产品使用了WAGO专利弹簧接线方式，才使得问题得以解决。
（3）PLC输出电压与驱动器电压匹配问题，使用2000电阻串联降压是问题得到解决。
四、PLC应用延伸
PLC是可编程的逻辑数据控制器，除了简单的逻辑开关控制，还可以实现实际工程中的应用。例如，实际工程中，常会遇到机器延迟处理的情况，这时，通过编程软件的定时器模块，就可以轻松实现，而不需要加入其他的定时器硬件模块，并且可以通过人工控制，使机器实时随环境的改变而改变，使生产正常进行。也可以通过PLC与网络的链接，实现远程控制功能。
这里介绍一种用PLC定时器作看门狗，对控制对象工作情况进行监控的思路。
如用PLC控制某运动部件动作，看施加控制后动作进行了没有，可用看门狗办法实现监控。具体作法是在施加控制的同时，令看门狗定时器计时。如在规定的时间内动作完成，即定时器未超过警戒值的情况下，已收到动作完成信号，则说明控制对象工作正常，无需报警。若超时，说明不正常，可作相应处理。
假如控制对象的各重要控制环节，都用这样一些看门狗“看”着，那系统的工作将了如指掌，出现了题目，卡在什么环节上也很好查找。
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