2 可编程逻辑控制器概述

2.1可编程逻辑控制器的产生与发展

在没有可编程逻辑控制器(PLC)的时候人们采取的是传统的继电器控制系统,优点是结构简单但缺点是采用固定的接线,在需要对产品进行变化的时候无法快速更换,不适应产品的更新。在1968年, 美国汽车制造商GM公司决定公开招标,需要一个新的控制系统并且提出了要求:首先要更改容易,接线简单并且成本低廉。其次要能与计算机相联系,编程易学,操作方便。最后需要系统的可靠性较好且通用性强。不到一年,1969年美国数字设备公司(DEC)研制出了世界第一台可编程逻辑控制器即PLC,并且被GM公司采用[6]。

可编程逻辑控制器(PLC)是可以跟着现代社会和科学技术的变化而变化,为了迎合一些品种多,数量少的生产需求而发展起来的新型工业控制装置。从世界上第一台PLC到现在虽然才四十多年,但是PLC的灵活性、适应各种工业环境的搞可靠性以及其十分简单方便,在工业自动化领域取得了广泛的应用[7][8]。

经过四十多年的迅猛发展,PLC的功能越来越多,也越发的强大,可应用的范围也越来越广阔。随着市场的需求也在不断提高,PLC的发展体现出了一些趋势:首先是体积的两极发展,微小化和大型化且功能繁多两个方向发展。其次是越来越智能化,与PC的契合度也越来越好。最后是越来越规范化,标准化,将PLC编程的语言逐渐形成一种新的语言,还有就是各硬件件的互联能力也不断增强[9][10][11]。

2.2 可编程逻辑控制器的类型及结构。

PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。从广义上讲,PLC也是一种计算机系统,只不过它比一般计算机具有更强的工业过程相连接的I/O接口,具有更适合用于控制要求的编程语言,具有更适应于工业环境的抗干扰能力[12] [13] [14]。

PLC的分类方法多种多样,纷繁复杂。可以从生产他们的厂家分类,有美国PLC、欧洲PLC以及日本PLC。每个国家都有他们的PLC产品特色,都有所专精的区域。PLC还可以根据功能不同分为低档、中档、高档三类。同时也可以按照输入输出节点的数量大小分为小型、中型和大型PLC,本次论文所选用的西门子S7-200系列PLC就是属于小型PLC。

可编程逻辑控制器(PLC)是被称之为工业上的计算机,所以它的组成与计算机的组成大同小异,由微处理器(CPU)、存储器(RAM\ROM)、输入输出单元(I\O)、接口单元、外部设备等组成[15][16]。源:自/优尔-·论,文'网·www.youerw.com/

CPU相当于“心脏”,根据系统程序设计好的功能让PLC能够有序的工作。接受从外界进入的程序和数据;对自身内部的电路进行排查以及对程序中的语法错误进行诊断;从存储器读出数据且将数据存入寄存器中;程序执行完成后,更新标志位和寄存器的数据。

存储器有两种,一是RAM,另一个是ROM。存储器用于存放系统程序、用户程序及工作数据。系统程序由制造的厂商事先编写完成的,无法修改。而用户程序可随要求而定,断电内容消失,常用高效的锂电池当电源。

输入\输出单元(I\O)是PLC与外界设变进行数据交换的重要单元。由于外界输入可以是各式各样,但PLC内部电路所需要的是标准电平,所以输入\输出单元可以实现所需要求。输入输出单元上的接口有状态指示灯,这在后期的调试工作中起着重要的作用。

可编程逻辑控制器(PLC)的工作方式是“顺序扫描,不断循环”。PLC的工作原理就是根据程序设定的顺序完成所对应的功能。PLC首先从用户存储器逐条取出指令,指令从上而下,从左而右的执行,执行完最后一条指令时返回到第一条指令再次执行。文献综述

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