当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
1、输入采样阶段在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
2、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话,输入过程影像寄存器的值不会被更新,程序直接从I/O模块取值,输出过程影像寄存器会被立即更新,这跟立即输入有些区别。
3、输出刷新阶段当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。
故障检测:PLC本身有很完善的自诊断功能,但在工程实践中,plc的i/o元件如限位开关、电磁阀、接触器等的故障率远远高于plc的本身故障率,这些元件出现故障后,plc一般不会察觉出来,不会立即停机,这会导致多个故障相继发生,严重时会造成人身设备事故,停机后查找故障也要花费大量时间[4]。为方便检测故障可用梯形图程序实现,这里介绍一种逻辑组合判断法:系统正常运行时,plc的输入和输出信号之间存在着确定的关系,因此根据输出信号的状态与控制过程间的逻辑关系来判断设备运行是否正常。
信息保护和恢复:当偶发性故障条件出现时,不破坏plc内部的信息,一旦故障条件消失,就可以恢复正常继续原来的工作。所以,plc在检测故障条件时,立即把现状态存入存储器,软件配合对存储器进行封闭,禁止对存储器的任何操作,以防存储器信息被冲掉,一旦检测到外界环境正常后,便可恢复到故障发生前的状态,继续原来的程序工作。
设置警戒时钟wdt:机械设备的动作时间一般是不变的,可以以这些时间为参考,当plc发出控制信号,相应的执行机械动作,同时启动一个定时器,定时器的设定值比正常情况下机械设备的动作时间长20%,若时间到,plc还没有收到执行机构动作结束信号,则启动报警。
提高输入信号的可靠性:由于电磁干扰、噪声、模拟信号误差等因素的影响,会引起输入信号的错误,引起程序判断失误,造成事故,例如按纽的抖动、继电器触点的瞬间跳动都会引起系统误动作,可以采用软件延时去抖。对于模拟信号误差的影响可采取对模拟信号连续采样三次,采样间隔根据a/d转换时间和该信号的变化频率而定,三个数据先后存放在不同的数据寄存器中,经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。
当PLC运行时,是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的,需要执行众多的操作,但CPU不可能同时去执行多个操作,它只能按分时操作(串行工作)方式,每一次执行一个操作,按顺序逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快,所以从宏观上来看,PLC外部出现的结果似乎是同时(并行)完成的。这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式。 用扫描工作方式执行用户程序时,扫描是从条程序开始,在无中断或跳转控制的情况下,按程序存储顺序的先后,逐条执行用户程序,直到程序结束。然后再从头开始扫描执行,周而复始重复运行。 PLC的扫描工作方式与电器控制的工作原理明显不同。电器控制装置采用硬逻辑的并行工作方式,如果某个继电器的线圈通电或断电,那么该继电器的所有常开和常闭触点不论处在控制线路的哪个位置上,都会立即同时动作;而PLC采用扫描工作方式(串行工作方式),如果某个软继电器的线圈被接通或断开,其所有的触点不会立即动作,必须等扫描到该时才会动作。但由于PLC的扫描速度快,通常PLC与电器控制装置在I/O的处理结果上并没有什么差别。
市场上任何触摸屏与PLC通常通讯不上不外乎要确认四个问题:
1.plc参数和工程里的是否一致
2.通讯线是否按照接线图的引脚接线
3.工程里设置的com口在屏上接的时候是否正确
4.参数和线确认OK,的情况下,看看是不是plc程序或是plc的地址问题。
方法:
(先判断参数:)1.用plc的编程软件接上plc测试看看plc的参数是多少,工程里设置的参数是否和测试出来的一致。
2.在线模拟:用我们的组态软件,用plc本身的通讯电缆和电脑相连接,在线模拟看看工程是否通讯的上。可以用个数值输入部件或是开关,对其操作,看看关掉模拟器之后再开在线模拟后之前的操作是否还在,是否直接提示NC。(NC和之前操作没有写下去即为没有通上)
(测试线):用万用表按照接线图的引脚定义测试接线。
一:触摸屏的参数。查看一下触摸屏的参数设置。
这里面有几个参数需要特别注意的
1:通信口的设置---------一定要确认清楚PLC连接触摸屏的COM1口还是COM2口
2:设备类型------------------这个是重要的,如果协议没选对的话,其他就不用说了
3:连接方式------------------PLC跟触摸屏的连线,确认好事RS485,还是RS232C
4:接口参数跟PLC站号----------------一定要跟PLC里面的设置一致。
二:如果参数确认设置好了,接下来就排查线路的问题。
确认RS485,RS232C的做线是否正确,触摸屏与各种PLC接线的做法不一样。这个可以参照维控(plc与触摸屏通信线接法帮助文档)查看
这个是正常排查通信问题的基本方法。
接下来教大家如何绕开触摸屏的问题------在线模拟。
在通讯不上的时候,有的客户会猜测可能是触摸屏的问题,或者接口的问题。
在线模拟就是绕开触摸屏,直接用PLC跟电脑进行连接。
具体的做法:
1:PLC跟电脑要通过RS232进行连接。有的PLC有RS232的接口,有的没有,没有的可以通过转接头接到电脑上。
2:新建一个简单的工程。放两个元器件,一个数值显示,一个数值输入。地址设置PLC里面的地址。
3:工程参数设置一定要跟PLC里面的设置一样。
4:点击在线模拟功能
这样子做就可以很明显查看PLC能不能跟PC通信上。如果可以通信上就可以排除PLC方面的问题,跟参数设置的问题。
下面从8个方面对PLC与继电器控制逻辑的性能和价格进行相比较:
① 控制逻辑:继电器控制逻辑采用硬接线逻辑,利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合成控制逻辑,其连线多而复杂,体积大,功耗大,一旦系统构成后,想再改变或增加功能都很困难。另外继电器触点数目有限,每只一般只有4~8对触点,因此灵活性和扩展性都很差。而PLC采用存储逻辑,其控制逻辑以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需改变程序,故称为“软接线”,其连线少,体积小,加之PLC中每只软继电器的触点数理论上无限制,因此灵活性和扩展性都很好。PLC由中大规模集成电路组成,功耗小。
② 工作方式:当电流接通时,继电控制线路中各继电器都处于受约状态,即该吸合的都应吸合,不该吸合的都因受某种条件限制不能吸合。而PLC的控制逻辑中,各继电器都处于周期性循环扫描接通之中,从宏观上看,每个继电器受制约接通的时间是短暂的。
③ 控制速度:继电控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低。触点的开闭动作一般在几十毫秒数量级。另外机械触点还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制的,速度极快,一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级。PLC内部还有严格的同步,不会出现抖动问题。
④ 限时控制:继电控制逻辑利用时间继电器的滞后动作进行限时控制。时间继电器一般分为空气阻尼式、电磁式、半导体式等,其定时精度不高,定时时间易受环境湿度和温度变化的影响,调整时间困难。有些特殊的时间继电器结构复杂,不便维护。
PLC使用半导体集成电路作定时器,时基脉冲由晶体振荡器产生,精度相当高,定时范围一般从0.1 s到若干分钟甚至更长,用户可根据需要在程序中设定定时值,然后由软件和硬件计数器来控制定时时间,定时精度小于10 ms且定时时间不受环境的影响。
⑤ 计数控制:PLC能实现计数功能,而继电控制逻辑一般不具备计数控制功能。
⑥ 设计与施工:使用继电控制逻辑完成一项控制工程,其设计、施工、调试必须依次进行,周期长,而且修改困难。工程越大,这一点就越突出。而用PLC完成一项控制工程,在系统设计完成以后,现场施工和控制逻辑的设计(包括梯形图和程序设计)可以同时进行,周期短,且调试和修改都很方便。
⑦ 可靠性和可维护性:继电控制逻辑使用了大量的机械触点,连线也多。触点开闭时会受到电弧的损坏,并有机械磨损,寿命短,因此可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,它体积小、寿命长、可靠性高。PLC还配备有自检和监督功能,能检查出自身的故障,并随时显示给操作人员,还能动态地监视控制程序的执行情况,为现场调试和维护提供了方便。
⑧ 价格:继电控制逻辑使用机械开关、继电器和接触器,价格比较便宜。而PLC使用中大规模集成电路,价格比较昂贵
PLC接属于低压电器设备单点接方式。
低压电器设备单点接方式可分为:串联式单点接、并联式单点接、多分支单点接。
串联式单点接:也就是第1种接方式。接方法:将多个低压电气设备接端子设备就近处与同一根接线连接上,然后这根接线与接装置连接。这种接方式好处:节省人力、物力;而坏处:当公用接线出现断路时,接系统中有一台设备漏电,就会引起其它设备外壳上均出现电压,对人员安全造成威胁。
备接端子都引出一根接线,然后将这若干条线同时接到接装置上。这种接方式好处:当接系统中其中一台设备接线出现断路时,不会造成其它设备外壳出现电压,对保障人身安全有好处。而这种接方式不完美之处:是电子设备或其它对高频干扰高度敏感电气设备,来自于其它设备高频干扰(例如变频器、中频炉等晶闸管变流器件)将会从共点串入,造成设备工作不正常。
多分支单点接:也就是第3种接方式。接方法:将每个设备接端子单独接到接装置上。接方法和第2种接区别:设备具有单独接体(变通一下:直接接到离接体近接装置上(接源处),每个设备电气接回路上距离是比较远(例如超过50米))。这有效避免了设备之间相互电磁干扰。但这种接方式费时、费力单独接源不一定好取。
平常施工中,实际上PLC接方式一般采用第2种接方式,至于电磁干扰方面:柜内有多个大功率变频器,可以PLC电源前端加装一个单相电源滤波器就可以了。
一般设计时变频器附近PLC前端都加装了电源滤波器。
这样处理以后,和防雷方面也就没有什么冲突了。
那直流和交流接问题怎么处理是分开好些接同一点,有数字和模拟是否可以是同一点,记再学校时老师好象说要分开
受干扰影响不大直流和交流设备,可以接一起——直流和交流电路某种原因连通了,他们同一个回路(接可回路中一部分),会造成设备损坏。曾有人将AC220V电源与DC24V回路连上了,但设备工作仍然正常。
数字和模拟建议分开(你低压电气设备电源电压几十伏),数字电路属于正负5V、12V、24V级别,很容易受干扰,一旦外部异常电压一旦串入将很大可能性造成设备损坏。
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