自動化系統第4講 PLC 控制系統的原理


  如圖一所示,是PLC的內部組構和外部元件的關係。


自動化系統第4講  PLC 控制系統的原理

圖一 PLC內部組構和外部元件示意圖


  物理輸入:指的是外部輸入給PLC的信號(如前面講的A1、A2、A3等外部傳感器)

  而我們知道,PLC根本就不知道外部的傳感器是什麼東西。而它又是通過什麼樣的手段來知道外部傳感器的狀態的呢?這裡,就引入了一個輸入映像的概念。

  這個輸入映像就好像是外部輸入端子的影子,當外部有信號輸入時,它相對應的輸入映像寄存區就為1(在PLC裡,1表示真,也就是接通;0表示假,也就是不通)。例如,當X0接通時,X0的輸入映像寄存區就的狀態就為1,不通時,為0;從而,PLC就可以直接通過掃描映像寄存區來知道外部端子的通斷狀態。

  物理輸出:指的是PLC輸出去控制現場執行機構的端子輸出信號(如上面例子的YV電磁閥)同樣,輸出映像和物理輸出也是對應的關係,當相對應的輸出映像是1時,相對應的輸出端了就接通,否則,就不通。如Y0映像寄存區為1時,Y0輸出端子接通(即Y0和COM0處導通狀態)


自動化系統第4講  PLC 控制系統的原理

圖二 PLC輸入輸出影響區類比示例

  輸入:X1和X2和COM接通,X1和X2的輸入映像寄存區都為1,X0和X3不通,映像寄存區為0,PLC就是通過掃描這些映像寄存區,從而知道各個輸入端子的狀態的。

  輸出:Y0和Y1有輸入,映像寄存區為1,Y0、Y1和COM1導通,電路形成迴路,燈泡亮,其它兩個映像寄存區都為0,不通,燈泡處於熄滅狀態。

注意:

  輸入和輸出沒有必然的聯繫,PLC僅僅只是通過掃描輸入映像寄存區的狀態,然後根據程序控制要求,輸出控制執行機構。

理解了映像寄存區的概念,下面瞭解下PLC的掃描機制及過程:

  PLC只要一運行,就由左往右,由上往下,循環執行程序,並不停地刷新輸入輸出映像,如此循環運行不止,我們稱之為掃描,把掃描執行一次需要的週期時間稱為掃描週期。如下圖三:


自動化系統第4講  PLC 控制系統的原理

圖三 PLC掃描方式

PLC的掃描運行過程:

  1、掃描到觸點X0,訪問X0的映像寄存區,訪問Y0映像寄存區,如果X0或Y0的映像寄存器其中一個或兩個為1,則導通。

  2、接著掃描至X1,訪問X1的映像寄存區,如果X1的映像寄存區為1,則觸點動作,斷開觸點(X1為常閉觸點),如果為0,則保持原來的導通狀態。

  3、這樣,Y0的線路就導通,給Y0的映像寄存器置1,Y0的輸出端子就輸出。

  由此往復循環………….

  至此,我們已經對PLC的整套硬件系統有個初步的瞭解,學至此,我們應該清楚地瞭解:

  1、PLC和機械本體之間的關係:它們之間的電氣連接是什麼樣的

  2、PLC的選型:電源、輸入、輸出類型、所需要輸入輸出的點數

  3、PLC的輸入信號與現場檢測信號或其它輸入信號的連線:X與COM短接就表示有信號輸入

  4、PLC應該怎麼輸出驅動現場的執行機構:Y有輸出,Y內部觸點就會導通

  5、PLC的輸入信號,映像存器之間的關係:輸入輸出端子和映像寄存器為一一對應的關係

  6、PLC的掃描過程:由左往右,由上往下掃描

控制系統與機械裝置完整工作過程如下圖四所示:


自動化系統第4講  PLC 控制系統的原理

圖四 控制系統與機械裝置完整工作過程


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