6-1PLC外部设备指令、模拟量模块应用与编程
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PLC的工作原理:PLC通电→内部处理→通信处理→自诊断→输入采样→用户程序执行→输出刷新PLC采用周期循环扫描的方式,集中输入集中输出。
优点是:可靠性高、抗干扰能力强。
缺点是:响应速度慢、响应滞后。
PLC会采用WDT(看门狗)来监视扫描是否超过预定时间。
内部自处理:包括硬件初始化、I/O模块配置检查、停电保护范围设定等等。
在自诊断测试阶段,CPU检测PLC各模块的状态,若出现异常立即进行诊断和处理,同时给出故障信号,点亮CPU面板上的LED指示灯。
当出现致命错误时,CPU被强制为STOP方式,停止执行程序。
CPU的自诊断测试将有助于及时发现或提前预报系统的故障,提高系统的可靠性。
通信处理阶段:PLC和自身带有CPU的智能模块以及其他外部设备进行通信,完成数据的收发,响应编程器的命令,更新编程器显示的内容,更新时钟以及特殊寄存器的内容。
在通信处理阶段,CPU检查有无通信任务,如果有则调用相应进程,完成与其他设备(例如,带微处理器的智能模块、远程I/O接口、编程器、HMI装置等)的通信处理,并对通信数据做相应处理。
(自诊断→输入采样→用户程序执行→输出刷新→)为一个扫描周期输入采样阶段:扫描所有的输入端子并且将其的状态(0/1)存放到输入寄存器(PII)中。
然后关闭输入通道,进行下一步程序。
这种方式可靠性高,但是会有一定的时间延迟,在大型的项目中,由于时间的关系,可能会采取定期输入取样、直接输入取样、中断输入取样、智能I/O接口模块取样,用来提高速度。
用户程序执行阶段:此阶段中,数据从输入寄存器(PIQ)和内部元件寄存器(内部继电器、计数器、计时器)中,将有关元件的状态和数据取出,按照程序中的逻辑运算和算术运算,将结果写到输出映像寄存器和相关存储器中。
所以,在PLC内部,内部元件寄存器的状态是一直在改变的。
输出处理阶段:程序执行完成后,把内部元件寄存器中的所有输出继电器状态在输出阶段一次性转存到输出锁存器中,经过隔离、驱动功率放大电路输送到输出端,并且外部PLC接线驱动实际负载。
模拟量信号模块是一种用于采集、转换和传输模拟量信号的装置。
模拟量信号通常指连续变化的电压或电流信号,常见于各种传感器输出的信号,如压力、温度、流量等。
模拟量信号模块的主要作用是将这些模拟信号转换成计算机或其他控制器能够处理的数字信号,以便进行进一步的数据处理、分析和控制。
模拟量信号模块通常包括模拟量输入模块(AI模块)和模拟量输出模块(AO 模块)。
模拟量输入模块负责将外部传感器输出的模拟信号转换为数字信号,供计算机或控制器进行读取和处理。
模拟量输出模块则将计算机或控制器输出的数字信号转换为模拟信号,以驱动外部执行机构,如电机、阀门等。
模拟量信号模块广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备等领域。
在工业自动化领域,模拟量信号模块可用于实现设备的远程监控和控制,提高生产效率和产品质量。
在环境监测领域,模拟量信号模块可用于采集和传输环境参数,如温度、湿度、气压等,为环境保护和气象预报提供数据支持。
在医疗设备领域,模拟量信号模块可用于监测患者的生理参数,如心电图、血压等,为医疗诊断和治疗提供依据。
总之,模拟量信号模块是工业自动化和控制系统中的重要组成部分,是实现数据采集、转换和传输的关键装置。
目录第一章概述 (2)一、PLC的分类及特点 (2)二、PLC的结构与工作原理 (4)三、CPM2A PLC的硬件组成及指令系统 (5)四、PLC控制系统的设计与故障诊断 (7)五、PLC的应用及展望 (7)第二章实训项目 (9)实训一 PLC认知实训 (9)实训二电动机点动控制 (12)实训三电动机自锁控制 (14)实训四电动机正反转控制 (16)实训五电动机星三角启动控制 (18)实训六装配流水线控制 (21)实训七加工中心控制 (24)实训八步进电机控制 (27)实训九三层电梯控制 (29)实训十自动冲压系统 (32)实训十一自动售货机控制 (34)实训十二音乐喷泉控制系统 (37)实训十三温度PID控制 (39)PLC、变频器综合应用技能实训 (41)实训十四变频器功能参数设置与操作 (41)实训十五变频器控制电机正反转 (44)实训十六变频器无级调速 (46)实训十七基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制 (48)实训十八基于PLC数字量方式多段速控制 (50)附录一 CX-Programmer软件的使用 (52)附录二 PLC仿真实训软件使用帮助 (55)附录三 CPM2A系列主机指令集 (57)附录四 THPF-A型工业自动化创新实训平台使用说明书 (61)第一章概述一、PLC的分类及特点可编程控制器简称PLC(Programmable Logic Controller),在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义: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的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。