可編程控制器基本原理及應用
PLC是基于電子計算機,且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置,但它不像繼電裝置那樣,通過電路的物理過程實現(xiàn)控制,而主要靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序,進行入出信息變換實現(xiàn)控制。
有了上述過程,用PLC實現(xiàn)控制顯然是可能的。因為:有了輸入刷新,可把輸入電路監(jiān)控得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區(qū);經(jīng)運行用戶程序,輸出映射區(qū)將得到變換后的信息;再經(jīng)輸出刷新,輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài),并通過輸出電路產(chǎn)生相應的輸出。又由于這個過程是永不停止地循環(huán)反復地進行著,所以,輸出總是反映輸入的變化的。只是響應的時間上,略有滯后。當然,這個滯后不宜太大,否則,所實現(xiàn)的控制不那么及時,也就失去控制的意義。
為此,PLC的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時間短,是PLC實現(xiàn)控制的基礎。事實上,它的速度是很快的,執(zhí)行一條指令,多的幾微秒、幾十微秒,少的才零點幾,或零點零幾微秒。而且這個速度還在不斷提高中。 除了I/O刷新及運行用戶程序,還要做些公共處理工作。 公共處理工作有:循環(huán)時間監(jiān)控、外設服務及通訊處理等。 監(jiān)控循環(huán)時間的目的是避免"死循環(huán)",避免程序不能反復不斷地重復執(zhí)行。辦法是用"看門狗"(Watchingdog)。只要循環(huán)超時,它可報警,或作相應處理. 外設服務是讓PLC可接受編程器對它的操作,或通過接口向輸出設備如打印機輸出數(shù)據(jù). 通訊處理是實現(xiàn)PLC與PLC,或PLC與計算機,或PLC與其它工業(yè)控制裝置或智能部件間信息交換的。這也是增強PLC控制能力的需要。 也就是說,實際的PLC工作過程總是:公共處理——I/O刷新——運行用戶程序——再公共處理——……反復不停地重復著。 3 可編程控制器實現(xiàn)控制的方式 用這種不斷地重復運行程序?qū)崿F(xiàn)控制稱掃描方式。是用計算機進行實時控制的一種方式。此外,計算機用于控制還有中斷方式。在中斷方式下,需處理的控制先申請中斷,被響應后正運行的程序停止運行,轉(zhuǎn)而去處理中斷工作(運行有關中斷服務程序)。待處理完中斷,又返回運行原來程序。哪個控制需要處理,哪個就去申請中斷。哪個不需處理,將不被理睬。顯然,中斷方式與掃描方式是不同的。 在中斷方式下,計算機能得到充分利用,緊急的任務也能得到及時處理。但是,如果同時來了幾個都要處理的任務該怎么辦呢?優(yōu)先級高的還好辦,低的呢?可能會出現(xiàn)照顧不到之處。所以,中斷方式不大適合于工作現(xiàn)場的日常使用。 但是,PLC在用掃描方式為主的情況下,也不排斥中斷方式。即,大量控制都用掃描方式,個別急需的處理,允許中斷這個掃描運行的程序,轉(zhuǎn)而去處理它。這樣,可做到所有的控制都能照顧到,個別應急的也能進行處理。 PLC的實際工作過程比這里講的還要復雜一些,分析其基本原理,也還有一些理論問題。有關人員如果能把上面介紹的入出變換、物理實現(xiàn)——信息處理、I/O電路——空間、時間關系——掃描方式并輔以中斷方式,作為一種思路加以研究,弄清了它,也就好理解PLC是怎樣去實現(xiàn)控制的,也就好把握住PLC基本原理的要點了。至于更深入的問題,在進一步學習中,將再作具體介紹。 PLC的基本特點 從討論PLC的工作原理知,PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的,其間的聯(lián)系是靠運行存儲于它的內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。它的入出相關,不是靠物理過程,不是用線路;而是靠信息過程,用軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎是用好信息。 信息不同于物質(zhì)與能量,有自身的規(guī)律。信息便于處理,便于傳遞,便于存儲;信息還可重用,等等。正是由于信息的這些特點,決定了PLC的基本特點。 下面介紹PLC的四個特點: 1 功能豐富 PLC的功能非常豐富。這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲信息的內(nèi)部器件有關。 |
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