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PLC 即 Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器。
一、基本概念
PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
二、组成部分
中央处理器(CPU):是 PLC 的核心部件,负责执行程序指令、进行逻辑运算和数据处理等工作。它的性能直接影响着 PLC 的处理速度和控制精度。
存储器:包括系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器用于存储 PLC 的操作系统和基本功能程序,用户程序存储器用于存储用户编写的控制程序。
输入输出(I/O)模块:连接 PLC 与外部设备的接口。输入模块用于接收来自传感器、开关等外部设备的信号,将其转换为 PLC 能够处理的数字信号;输出模块则将 PLC 处理后的数字信号转换为控制信号,驱动执行器如电机、阀门等工作。
电源模块:为 PLC 提供稳定的电源供应。它通常具有过压、过流保护等功能,以确保 PLC 在恶劣的工业环境下可靠运行。
通信模块:实现 PLC 与其他设备之间的数据通信。可以通过串口、以太网等通信方式与上位机、其他 PLC 或现场设备进行通信,实现远程监控和控制。
三、工作原理
输入采样阶段:PLC 以扫描方式依次读入所有输入状态和数据,并将其存入输入映像寄存器中。在这个阶段,输入信号的变化不会影响输入映像寄存器的内容,只有在下一个扫描周期的输入采样阶段,新的输入信号才会被读入。
程序执行阶段:PLC 按照预先编写的用户程序,从第一条指令开始逐句执行,对输入映像寄存器和输出映像寄存器中的数据进行逻辑运算和处理,并将结果存入输出映像寄存器中。
输出刷新阶段:在所有指令执行完毕后,PLC 将输出映像寄存器中的内容传送到输出锁存器中,再由输出锁存器通过输出模块驱动外部执行器工作。在这个阶段,输出信号的变化立即反映到外部设备上。
四、特点和优势
高可靠性:采用了先进的电子技术和抗干扰措施,能够在恶劣的工业环境下稳定运行,具有较高的可靠性和稳定性。例如,PLC 具有硬件冗余、故障自诊断等功能,能够及时发现和处理故障,确保系统的连续运行。
编程简单:使用直观、易懂的编程语言,如梯形图、指令表等,编程人员不需要具备很高的专业知识和技能,就可以快速掌握编程方法。同时,PLC 编程软件提供了丰富的功能模块和调试工具,方便用户进行程序开发和调试。
灵活性强:可以根据不同的控制需求进行灵活的编程和配置,能够适应各种复杂的工业控制场合。例如,通过增加输入输出模块、通信模块等,可以方便地扩展 PLC 的功能和控制范围。
功能强大:除了基本的逻辑控制功能外,还具有定时、计数、算术运算、数据处理、通信等多种功能,可以满足不同工业控制领域的需求。例如,在污水处理、化工生产、电力系统等领域,PLC 可以实现对各种设备的精确控制和监测。
易于维护:具有模块化的结构设计,各个模块之间相对独立,便于故障排查和维护。同时,PLC 编程软件提供了在线调试和故障诊断功能,能够帮助维护人员快速定位和解决问题。
PLC必学指令
PLC(可编程逻辑控制器)通过执行一系列的控制指令,实现对生产线的自动化控制和优化。PLC的常用指令主要包括以下几类:
一、基本输入输出指令
· LD(Load)指令:将一个数值或位数值装入寄存器或寄存器组中,用于从输入信号中读取输入。
· LDI(Load Inverse)指令:表示一个与输入母线相连的常闭接点指令,与LD指令相反。
· OUT(Output)指令:将数据输出到输出设备,如电机、灯光、电磁阀等,通过输出指令可以控制这些设备的开关。
二、逻辑运算指令
· AND(And)指令:用于逻辑运算,判断两个输入信号是否同时为真,相当于串联电路。
· ANI(And Immediate)指令:与立即数进行逻辑“与”运算,或用于单个常闭接点的串联连接,完成逻辑“与非”运算。
· OR(Or)指令:用于逻辑运算,判断两个输入信号是否至少有一个为真,相当于并联电路。
· ORI(Or Immediate)指令:与立即数进行逻辑“或”运算,或用于单个常闭触点的并联,实现逻辑“或非”运算。
· NOT(非)指令:用于逻辑运算,将输入信号取反。
· INV(Inverse)指令:用于运算结果的取反。
三、电路块连接指令
· ANB(And Block)指令:用于两个或两个以上触点并联连接的电路之间的串联。
· ORB(Or Block)指令:用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联。
四、边沿检测指令
· PLS(Pulse Rise)指令:在输入信号上升沿产生一个扫描周期的脉冲输出。
· PLF(Pulse Fall)指令:在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲输出。
· LDP(Load Pulse Rise)指令:与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令。
· LDF(Load Pulse Fall)指令:与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。
· ANDP(And Pulse Rise)指令:上升沿检测串联连接指令。
· ANDF(And Pulse Fall)指令:下降沿检测串联连接指令。
· ORP(Or Pulse Rise)指令:上升沿检测并联连接指令。
· ORF(Or Pulse Fall)指令:下降沿检测并联连接指令。
五、置位与复位指令
· SET(Set)指令:使**作的目标元件置位并保持。
· RST(Reset)指令:使**作的目标元件复位并保持清零状态。
六、主控指令
· MC(Master Control)指令:用于公共串联触点的连接。

· MCR(Master Control Reset)指令:MC指令的复位指令。
七、跳转与程序控制指令
· JMP(Jump)指令:根据预设条件进行跳转到指定的程序段,用于实现程序的分支和循环。
· CALL(Call Subroutine)指令:调用一个子程序,使程序模块化,便于管理和维护。
· RET(Return)指令:从子程序返回主程序,当子程序执行完成后,程序会自动跳回到RET指令之后的位置。
· NOP(No Operation)指令:无动作、无目标元件占一个程序步的指令。
· END(End)指令:用于结束程序。
八、定时器与计数器指令
· 定时器指令:用于在指定的时间间隔后产生输出信号,实现延时控制、周期控制等功能。定时器指令包括TON(通电延时型)、TONR(有记忆通电延时型)、TOF(断电延时型)等。
· 计数器指令:用于统计输入信号的脉冲数,当脉冲数达到设定值时产生输出信号,实现计数控制等功能。计数器指令包括CTU(加计数器)、CTD(减计数器)、CTUD(加/减计数器)等。
九、数据运算与比较指令
· MOV(Move)指令:将数据从一个寄存器或内存单元复制到另一个寄存器或内存单元中,也用于数据通信中的数据传输。
· ADD(Addition)指令:将两个数相加。
· SUB(Subtraction)指令:将两个数相减。
· MUL(Multiply)指令:将两个数相乘。
· DIV(Divide)指令:将两个数相除。
· CMP(Compare)指令:比较两个数值的大小关系,用于逻辑判断。此外,还有EQ(Equal)、NE(Not Equal)、GT(Greater Than)、LT(Less Than)等指令用于比较两个数是否相等或大小关系。
十、特殊功能指令
· 转换指令:如BCD码转换为整数(BCD_I)、整数转换为BCD码(I_BCD)等,用于实现不同数据类型之间的转换。
· 串行通信指令:包括发送指令(如SEND、TX等)和接收指令(如RCV、RX等),用于PLC与其他设备之间的串行数据交换。
· 网络通信指令:对于支持以太网通信的PLC,网络读写指令用于读取或写入网络上的其他设备的数据。
这些指令是PLC编程中必须掌握的基础和核心指令。然而,不同的PLC品牌和型号可能会有不同的指令集和编程方式,因此在学习PLC编程时,建议根据具体的PLC品牌和型号进行深入学习,并参考相关的技术手册和教程。
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