基于plc自動(dòng)售貨機(jī)(編輯修改稿)
2025-07-24 18:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性好等特點(diǎn)。 PLC的產(chǎn)生20世紀(jì)20年代起，人們把各種繼電器，定時(shí)器，接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái)組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易掌握，價(jià)格便宜，在一定的范圍內(nèi)能滿(mǎn)足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位。但是機(jī)電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，可靠性差，動(dòng)作速度慢，功能少，難與現(xiàn)實(shí)較復(fù)雜的控制，特別是由于它是靠硬連線(xiàn)邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線(xiàn)復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原有的接線(xiàn)和控制盤(pán)就要更換，所以通用性和靈活性較差。20世紀(jì)60年代末期，美國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車(chē)型號(hào)不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線(xiàn)的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對(duì)整個(gè)開(kāi)展系統(tǒng)重新配置，1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司公開(kāi)向社會(huì)招標(biāo)，對(duì)汽車(chē)流水線(xiàn)控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來(lái)是： 1， 編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序 2， 維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu) 3， 可靠性高于繼電器控制盤(pán) 4， 體積小于繼電器控制盤(pán) 5， 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī) 6， 成本可與繼電器控制盤(pán)競(jìng)爭(zhēng) 7， 輸入可以是交流150V以上 8， 輸出為交流115V，容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等 9， 擴(kuò)展時(shí)源系統(tǒng)改變最小 10，用戶(hù)存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)展到4KB（適應(yīng)當(dāng)時(shí)汽車(chē)裝配過(guò)程的需要） PLC的定義美國(guó)國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）在1987年對(duì)可編程序控制器作出以下定義：可編程序控制器是一類(lèi)專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能的面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入活輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或產(chǎn)生過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌湎嚓P(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展的原則而設(shè)計(jì)。 定義還強(qiáng)調(diào)了PLC是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”，他也是一種計(jì)算機(jī)，它是“專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的”工業(yè)計(jì)算機(jī)。這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用“面向用戶(hù)的指令”，因此編程方便。它能完成邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力。并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體”，易于“擴(kuò)充”。 PLC的發(fā)展趨勢(shì) PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 （1）向小型化、專(zhuān)用化、低成本方向發(fā)展 （2）向大容量、高速度方向發(fā)展 （3）智能型I/O模塊的發(fā)展 （4）基于PC的編程軟件取代編程器 （5）PLC編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化 （6）PLC通信的易用化 （7）組態(tài)軟件與PLC的軟件化 （8）PLC與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)相結(jié)合 （9）開(kāi)發(fā)新型特殊功能模塊 （10）CPU的處理速度進(jìn)一步加快 PLC的特點(diǎn) （1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好 （2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng) （3）編程方便，易于使用 （4）功能完善 （5）體積小，維護(hù)操作方便 （6）易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化 （7）可實(shí)現(xiàn)三電一體化 PLC的基本功能 1， 條件控制功能 2， 定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能 3， 數(shù)據(jù)處理功能 4， A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能 5， 運(yùn)動(dòng)控制功能 6， 過(guò)程控制功能 7， 擴(kuò)展功能 PLC的基本結(jié)構(gòu)和原理 PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本是一致的，可以簡(jiǎn)單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過(guò)運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶(hù)任務(wù)。如圖21所示。 圖21 PLC工作原理（1）中央處理器 CPU是由控制器和運(yùn)算器組成的。運(yùn)算器也稱(chēng)為算術(shù)邏輯單元，它的功能就是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破鞯淖饔檬强刂普麄€(gè)計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有條不紊的工作，它的基本功能是從內(nèi)存中取出指令和執(zhí)行性指令。它的重要功能如圖22所示。 圖22 結(jié)構(gòu)圖（2）存儲(chǔ)器 PLC的儲(chǔ)器分為兩大部分： 一大部分是系統(tǒng)存儲(chǔ)器，用來(lái)存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及其系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)。 而大部分使用戶(hù)存儲(chǔ)器，包括用戶(hù)程序存儲(chǔ)區(qū)及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。 （3）輸入輸出接口電路 PLC通過(guò)輸入輸出（I/O）接口電路實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的連接。輸入接口通過(guò)PLC的輸入端子接受現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。 （4）電源 PLC的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿(mǎn)足PLC的CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。 （5）輸入輸出I/O擴(kuò)展接口 若主機(jī)單元的I/O點(diǎn)數(shù)不能滿(mǎn)足輸入輸出點(diǎn)數(shù)需要時(shí)，可通過(guò)此接口用扁平電纜線(xiàn)將I/O擴(kuò)展單元與主機(jī)單元相連接。 （6）PLC的基本工作原理 PLC采用的是循環(huán)掃描工作方式。對(duì)每個(gè)程序,COU從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶(hù)程序，知道遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。PLC的掃描周期全過(guò)程如圖23所示。具體過(guò)程如下： （1）輸入刷新階段 在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀
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