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PLC的工作原理
PLC的工作原理
1、繼電器根本操控
PLC是從繼電器操控體系開展而來的，它的梯形圖程序與繼電器體系電路圖類似，梯
形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一稱號，如輸入繼電器、輸出繼電器等等。這種用計算機程序完成的“欺繼電器”，與繼電器體系中的物理繼電器在功用上有某些類似之處。因為以上原因，在介紹PLC的作業(yè)原理之前，首要簡要介紹物理繼電器的結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理。
它主要由電磁線圈、鐵心、觸點和復(fù)位繃簧組成。繼電器有兩種不同的觸點，在線圈斷電時處于斷開狀況的觸點稱為常開觸點，處于閉合狀況的觸點稱為常閉觸點。 當(dāng)線圈通電時，電磁鐵發(fā)生磁力，招引銜鐵，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。線圈電流消失后，復(fù)位繃簧使銜鐵回來本來的方位，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。圖l-2b是繼電器的線圈、常開觸點和常閉觸點在電路圖中的符號。一只繼電器可能有若干對常開觸點和常閉觸點。在繼電器電路圖中，一般用相同的由字母、數(shù)字組成的文字符號(如KA2)來標(biāo)示同一個繼電器的線圈和觸點。
接觸器的結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理與繼電器的根本相同，差異僅在于繼電器觸點的額定電流較小，而接觸器是用來操控大電流負(fù)載的，例如它能夠操控額定電流為幾十安至幾千安的異步電動機。按下起動按鈕SBl，它的常開觸點接通，電流通過SBl的常開觸點和中止按鈕SB2、作過載保護
用的熱繼電器FR的常閉觸點，流過溝通接觸器KM的線圈，接觸器的銜鐵被吸合，使主電路中的3對常開觸點閉合，異步電動M的三相電源被接通，電動機開端運轉(zhuǎn)，操控電路中接觸器KM的輔佐常開觸點一起接通。鋪開起動按鈕后，SBl的常開觸點斷開，電流經(jīng)KM的輔佐常開觸點和SB2、FR的’常閉觸點流過KM的線圈，電動機持續(xù)運轉(zhuǎn)。KM的輔佐常開觸點完成的這種功用稱為“自鎖”或“自堅持”，它使繼電器電路具有類似于R-S觸發(fā)器的記憶功用。在電動機運轉(zhuǎn)時按中止按鈕SB2，它的常閉觸點斷開，使KM的線圈失電，KM的主觸點斷開，異步電動機的三相電源被切斷，電動機中止運轉(zhuǎn)i一起操控電路中KM的輔佐常開觸點斷開。當(dāng)中止按鈕SB2被鋪開，其常閉觸點閉合后，KM的線圈依然失電，電動機持續(xù)堅持中止運轉(zhuǎn)狀況。圖1.3給出了有關(guān)信號的波形圖，圖頂用高電平表明1狀況(線圈通電、按鈕被按下)，用低電平表明0狀況(線圈斷電、按鈕被鋪開)。
運用繼電器電路或PLC的梯形圖能夠完成開關(guān)量的邏輯運算。PLC的梯形圖，梯形圖中某些編程元件(如輸出繼電器和輔佐繼電器)的線圈“通電”時，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，稱該編程元件為1狀況。當(dāng)它們的線圈“斷電"時，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，稱該編程元件為0狀況。
它們之間的“與”、“或”、“非”邏輯運算聯(lián)系。用繼電器電路或梯形圖能夠完成根本邏輯運算，觸點的串聯(lián)可完成“與”運算，觸點的并聯(lián)可完成“或”運算，用常閉觸點操控線圈可完成“非”運算。多個觸點的串、并聯(lián)電路能夠完成復(fù)雜的邏輯運算，例如圖l-3中的繼電器電路完成的邏輯運算可用邏輯代數(shù)表達式表明為KM=(SBI+KM)?SB2?FR，式中的加號表明邏輯或，乘號表明邏輯與，上畫線表明“非”運算。
具體作業(yè)原理剖析：
2．PLC的代替
下面用一個簡略的例子來進一步闡明PLC的代替完成。
接線圖和梯形圖，起動按鈕SB1中止按鈕SB2和熱繼電器FR的常開觸點別離接在編號為
X0~X2的PLC的輸入端，溝通接觸器KM的線圈接在編號為Y0的PLC的輸出端。
中有4個輸入／輸出變量對應(yīng)的I／O映像寄存器，PLC的梯形圖，它與所示的繼電器電路的功用相同。但是應(yīng)留意，梯形圖是一種軟件，是PLC圖形化的程序。圖中的X0等是梯形圖中的編程元件，X0~-X2是輸入繼電器，Y0是輸出繼電器。梯形圖中的編程元件X0與接在輸入端子X0的SBl的常開觸點和輸入映像寄存器X0相對應(yīng)，編程元件Y0與輸出映像寄存器Y0和接在輸出端子Y0的PLC內(nèi)部的輸出電路相對應(yīng)。梯形圖以指令的方式儲存在PLC的用戶程序存儲器中，梯形圖與下面的5條指令相對應(yīng)，“；”之后是該指令的注釋。
LD X0 ：接在左邊母線上的X0的常開觸點
OR Y0 ；與X0的常開觸點并聯(lián)的Y0的常開觸點
ANI X1 ；與并聯(lián)電路串聯(lián)的X1的常閉觸點
ANI X2 ；串聯(lián)的X2的常閉觸點
OUT Y0 ；Y0的線圈
1、繼電器根本操控
PLC是從繼電器操控體系開展而來的，它的梯形圖程序與繼電器體系電路圖類似，梯
形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一稱號，如輸入繼電器、輸出繼電器等等。這種用計算機程序完成的“欺繼電器”，與繼電器體系中的物理繼電器在功用上有某些類似之處。因為以上原因，在介紹PLC的作業(yè)原理之前，首要簡要介紹物理繼電器的結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理。
它主要由電磁線圈、鐵心、觸點和復(fù)位繃簧組成。繼電器有兩種不同的觸點，在線圈斷電時處于斷開狀況的觸點稱為常開觸點，處于閉合狀況的觸點稱為常閉觸點。 當(dāng)線圈通電時，電磁鐵發(fā)生磁力，招引銜鐵，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。線圈電流消失后，復(fù)位繃簧使銜鐵回來本來的方位，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。圖l-2b是繼電器的線圈、常開觸點和常閉觸點在電路圖中的符號。一只繼電器可能有若干對常開觸點和常閉觸點。在繼電器電路圖中，一般用相同的由字母、數(shù)字組成的文字符號(如KA2)來標(biāo)示同一個繼電器的線圈和觸點。
接觸器的結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理與繼電器的根本相同，差異僅在于繼電器觸點的額定電流較小，而接觸器是用來操控大電流負(fù)載的，例如它能夠操控額定電流為幾十安至幾千安的異步電動機。按下起動按鈕SBl，它的常開觸點接通，電流通過SBl的常開觸點和中止按鈕SB2、作過載保護
用的熱繼電器FR的常閉觸點，流過溝通接觸器KM的線圈，接觸器的銜鐵被吸合，使主電路中的3對常開觸點閉合，異步電動M的三相電源被接通，電動機開端運轉(zhuǎn)，操控電路中接觸器KM的輔佐常開觸點一起接通。鋪開起動按鈕后，SBl的常開觸點斷開，電流經(jīng)KM的輔佐常開觸點和SB2、FR的’常閉觸點流過KM的線圈，電動機持續(xù)運轉(zhuǎn)。KM的輔佐常開觸點完成的這種功用稱為“自鎖”或“自堅持”，它使繼電器電路具有類似于R-S觸發(fā)器的記憶功用。在電動機運轉(zhuǎn)時按中止按鈕SB2，它的常閉觸點斷開，使KM的線圈失電，KM的主觸點斷開，異步電動機的三相電源被切斷，電動機中止運轉(zhuǎn)i一起操控電路中KM的輔佐常開觸點斷開。當(dāng)中止按鈕SB2被鋪開，其常閉觸點閉合后，KM的線圈依然失電，電動機持續(xù)堅持中止運轉(zhuǎn)狀況。圖1.3給出了有關(guān)信號的波形圖，圖頂用高電平表明1狀況(線圈通電、按鈕被按下)，用低電平表明0狀況(線圈斷電、按鈕被鋪開)。
運用繼電器電路或PLC的梯形圖能夠完成開關(guān)量的邏輯運算。PLC的梯形圖，梯形圖中某些編程元件(如輸出繼電器和輔佐繼電器)的線圈“通電”時，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，稱該編程元件為1狀況。當(dāng)它們的線圈“斷電"時，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，稱該編程元件為0狀況。
它們之間的“與”、“或”、“非”邏輯運算聯(lián)系。用繼電器電路或梯形圖能夠完成根本邏輯運算，觸點的串聯(lián)可完成“與”運算，觸點的并聯(lián)可完成“或”運算，用常閉觸點操控線圈可完成“非”運算。多個觸點的串、并聯(lián)電路能夠完成復(fù)雜的邏輯運算，例如圖l-3中的繼電器電路完成的邏輯運算可用邏輯代數(shù)表達式表明為KM=(SBI+KM)?SB2?FR，式中的加號表明邏輯或，乘號表明邏輯與，上畫線表明“非”運算。
具體作業(yè)原理剖析：
2．PLC的代替
下面用一個簡略的例子來進一步闡明PLC的代替完成。
接線圖和梯形圖，起動按鈕SB1中止按鈕SB2和熱繼電器FR的常開觸點別離接在編號為
X0~X2的PLC的輸入端，溝通接觸器KM的線圈接在編號為Y0的PLC的輸出端。
中有4個輸入／輸出變量對應(yīng)的I／O映像寄存器，PLC的梯形圖，它與所示的繼電器電路的功用相同。但是應(yīng)留意，梯形圖是一種軟件，是PLC圖形化的程序。圖中的X0等是梯形圖中的編程元件，X0~-X2是輸入繼電器，Y0是輸出繼電器。梯形圖中的編程元件X0與接在輸入端子X0的SBl的常開觸點和輸入映像寄存器X0相對應(yīng)，編程元件Y0與輸出映像寄存器Y0和接在輸出端子Y0的PLC內(nèi)部的輸出電路相對應(yīng)。梯形圖以指令的方式儲存在PLC的用戶程序存儲器中，梯形圖與下面的5條指令相對應(yīng)，“；”之后是該指令的注釋。
LD X0 ：接在左邊母線上的X0的常開觸點
OR Y0 ；與X0的常開觸點并聯(lián)的Y0的常開觸點
ANI X1 ；與并聯(lián)電路串聯(lián)的X1的常閉觸點
ANI X2 ；串聯(lián)的X2的常閉觸點
OUT Y0 ；Y0的線圈
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