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过程控制是指对温度、压力和流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC中都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是指运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理和锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5.数据处理
现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统,也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6.通信及联网指令表和结构文本为文字语言,功能表图是一种结构块控制流程图。
由于梯形图与继电器接触器控制系统有着天生的传承性,而PLC应用程序往往是一些典型的控制环节和基本单元电路的组合,熟练掌握这些典型环节和基本单元电路,可以使程序的设计变得简单,所以本节主要介绍一些常见的典型单元梯形图程序。
1.7.1 梯形图常规设计方法
梯形图是使用多的图形编程语言,被称为PLC的编程语言。梯形图的常规设计方法主要是各种常用程序的组合,在工业控制领域,各种复杂程序都是由各种常用的简单程序组合而成的。本节主要介绍一些会经常被重复使用的梯形图程序。1.梯形图的相关概念
在梯形图编程中,会用到以下三个基本概念。
1)软继电器
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PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称,如输入继电器、输出继电器及内部辅助继电器等,但是它们不是真实的物理继电器,而是一些存储单元(软继电器),每一个软继电器与PLC存储器中的映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为“1”状态,则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”,其常开触点接通,常闭触点断开,称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。如果该存储单元为“0”状态,对应软继电器的线圈和触点的状态与上述状态相反,称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。
2)能流启动优先程序,即当I0.2和I0.1同时接通时,Q0.1接通。启保停程序也可以用置位(SET)和复位(RST)指令来实现。在实际应用中,启动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。
2)具有互锁功能的程序应该注意的是,虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点,但在I/O接线图的输出电路中还必须使用KM1、KM2的常闭触点进行硬件互锁。这是因为PLC软继电器互锁只相差一个扫描周期,而外部硬件接触器触点的断开时间往往大于一个扫描周期,来不及响应,且触点的断开时间一般较闭合时间长。例如,Q0.0虽然断开,但可能KM1的触点还未断开,在没有外部硬件互锁的情况下,KM2的触点可能接通,引起主电路短路,因此必须采用软硬件双重互锁。采用双重互锁,同时避免了因接触器KM1或KM2的主触点熔焊引起电动机主电路短路。3.计数器及定时器梯形图程序设计方法
可以根据定时器的特点进行多种程序的功能扩展。
1)断电延时定时器控制输入I0.1接通时,Q0.2线圈得电并自锁,Q0.2常开触点闭合,使T40开始定时,Q0.1线圈得电。2s到,T40常闭触点断开,使Q0.1线圈断电。无论输入I0.1接通的时间长短如何,输出Q0.1的脉宽都等于T40的定时时间2s。
4)方波梯形图控制输入I0.1接通时,T40开始定时,2s后,T40常开触点闭合,使T41开始定时,Q0.1线圈得电。3s后,T41常闭触点断开,使T40复位。T40常开触点断开,使T41复位,I0.1断电。T41常闭触点闭合,T40重新定时。如此循环,直到Q0.1断开。
5)定时/计数范围的扩展