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用于计数传送带上移动物体的 PLC 程序
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
这是一个 PLC 程序，用于实现对移动传送带上的物体进行计数的程序。 计数传送带上的移动物体 物体在传送带上移动。我们需要计算输送机末尾收集的对象的总数，并将其显示在本地控制面板上。 为此应用编写一个 PLC 程序。 问题图 问题方案 这里我们使用 PLC 梯形图程序来实现这个逻辑。 大多数接近传感器用于检测物体。在这里，我们安装接近传感器来检测传送带上移动的零件或物体。 电感传感器主要用于检测金属物体。对于其他类型的对象，我们使用电容接近传感器来检测传送带上移动的对象。我们将该传感器连接到 PLC，并通过使用计数器逻辑，我们将计算物体的数量并在本地控制面板显示屏上显示总数。 这里我们使用 UP 计数器来对传送带末端收集的物体进行计数。 注意： -在这里，我们考虑了计数对象的简单应用。我们考虑使用接近传感器来检测物体。接近传感器将感测物体，PLC UP计数器将对收集到的物体进行计数。 输入和输出列表 数字输入 开始：- I0.0 停止：-I0.1 接近度：- I0.2（物体检测） 计数器复位 PB：- I0.3 数字输出 循环开启：- Q0.0 内存 计数器重置：-M0.1 收集的物品总数：- MW10 用于对传送带上的物体进行计数的 PLC 梯形逻辑 梯形图逻辑解释 对于该应用，我们使用 S7-300 PLC 和 TIA Portal 软件进行编程。我们也可以使用其他PLC来实现这个逻辑。 网络1： 在第一个网络中，我们使用锁存电路来实现周期 ON。在这里，我们使用 Start PB（I0.0）开始周期并停止 PB（I0.1）停止周期。 网络2： PLC 计数器指令用于计算对象的数量。接近传感器安装在输送机附近。 当物体接近接近传感器（I0.2）时，它会检测到物体，并且传感器的输出变为通电或变为ON状态。 当接近传感器附近没有物体时，传感器的输出将断电或变为关闭状态。 PLC 计数器以增量方式计数。总计数对象编号将存储在存储单词或寄存器（MW10）中。 注意： -上面的应用程序可能与实际应用不同。该示例仅用于解释目的。我们也可以在其他 PLC 中实现此逻辑。这是 UP计数器的简单概念。通过使用此概念，我们可以计算在输送机或任何其他计数应用程序上移动的对象。此逻辑只是部分或仅针对特定应用程序的逻辑。 示例中考虑的所有参数仅供说明之用，实际应用中参数可能有所不同。 结果 -
有许多控制情况需要在 PLC 中实现某种逻辑功能条件组合时启动动作。 PLC 逻辑功能 例如，对于自动钻孔机，可能存在这样的情况：当限位开关被激活时，指示工件的存在以及钻孔位置位于工件的表面处，钻孔电机将被激活。 这种情况涉及 AND 逻辑功能，条件 A和 条件 B 都必须实现才能发生输出。本节是对此类逻辑函数的考虑。 PLC 和逻辑 图 1.7a 显示了一种情况，除非两个常开开关都闭合，否则输出不会通电。开关 A 和开关 B 都必须闭合，从而给出 AND 逻辑情况。 我们可以将其视为具有两个输入 A 和 B 的控制系统（图 1.7b）。只有当A和 B都导通时才有输出。因此，如果我们使用 1 表示开启信号，使用 0 表示关闭信号，那么为了得到 1 输出，我们必须让 A 和 B 都为 1。 这种操作据说是由逻辑门控制的，并且逻辑门的输入和输出之间的关系以称为真值表的形式列出。因此对于与门我们有： 与门的一个例子是机床的联锁控制系统，因此只有在安全防护装置就位并且电源打开时才能操作。 图 1.8a 显示了梯形图上的与门系统。梯形图以 jj 开始，jj 是一组常开触点，标记为输入 A，代表开关 A，并与其串联 jj，另一组常开触点，标记为输入 B，代表开关 B。 然后该行以 O 结尾以表示输出。为了有输出，输入 A 和输入 B 都必须发生，即输入 A 和输入 B 触点必须闭合（图 1.8b）。一般来说： 在梯形图上，水平梯级中的触点（即串联触点）表示逻辑“与”运算。 PLC 或逻辑 图 1.9a 显示了一个电路，当开关 A 或 B（均为常开）闭合时，输出通电。 这描述了“或”逻辑门（图 1.9b），其中输入 A 或输入 B 必须打开才能有输出。 真值表为： 图 1.10a 在梯形图上显示了 OR 逻辑门系统，图 1.10b 显示了绘制同一图的等效替代方法。 梯形图以 jj 开始，常开触点标记为输入 A，代表开关 A，与它并联的是 jj，常开触点标记为输入 B，代表开关 B。 输入 A 或输入 B 必须闭合才能使输出通电 （图 1.10c）。然后该行以 O 结尾以表示输出。一般来说： 由梯形图主梯级的垂直路径提供的替代路径，即并行路径表示逻辑“或”运算。 或门控制系统的一个示例是将瓶装产品运输到包装的传送带，如果重量不在一定的公差范围内或瓶子上没有盖子，则激活偏转板将瓶子偏转到废品箱中。 PLC 非逻辑 图 1.11a 显示了由常闭开关控制的电路。当开关有输入时，它打开，电路中就没有电流。 这说明了非门，没有输入时有输出，有输入时没有输出（图 1.11c）。门有时被称为反相器。 真值表为： 图 11.11b 显示了梯形图上的非门系统。输入 A 触点显示为常闭。 它与输出 ( ) 串联。由于输入 A 没有输入，触点闭合，因此有输出。当输入 A 有输入时，它打开，然后没有输出。 非门控制系统的一个例子是当天黑时亮起的灯，即当没有光输入到光传感器时有输出。 PLC 与非逻辑 假设我们在 AND 门后面跟随一个 NOT 门（图 1.12a）。使用非门的结果是反转与门的所有输出。 另一种方法是在每个输入上放置一个“非”门，然后使用“或”（图 1.12b），它可以给出完全相同的结果。 出现相同的真值表，即： 输入 A 和 B 都必须为 0，输出才会为 1。 当输入A和输入B不为1时有输出。 这些门的组合称为“与非”门（图 1.13）。 与非门控制系统的一个例子是，如果机床的安全防护开关尚未激活并且发出工件存在信号的限位开关尚未激活，则警告灯就会亮起。 PLC 或非逻辑 假设我们在“或”门之后跟随一个“非”门（图 1.14a）。 使用非门的结果是反转或门的输出。 另一种方法可以给出完全相同的结果，即在每个输入上放置一个“非”门，然后为结果反转的输入放置一个“与”门（图 1.14b）。 下面是得到的真值表： 或非门的组合称为或非门。当输入 A 或输入 B 都不为 1 时，就有输出。 图 1.15 显示了 NOR 系统的梯形图。 当输入 A 和输入 B 均未激活时，输出为 1。当 X400 或 X401 为 1 时，输出为 0。 PLC 异或 (XOR) 逻辑 当一个或两个输入均为 1 时，或门给出输出。 然而，有时需要一个门，当其中一个输入为 1 时给出输出，但当两个输入均为 1 时则不给出输出，即具有真值表： 这样的门称为“异或”门或“异或”门。 获得这种门的一种方法是使用 NOT、AND 和 OR 门，如图 1.16 所示。 图 1.17 显示了异或门系统的梯形图。当输入 A 和输入 B 未激活时，输出为 0。 当仅激活输入 A 时，上分支导致输出为 1。当仅激活输入 B 时，下分支导致输出为 1。 当输入A和输入B同时激活时，没有输出。 在此逻辑门示例中，输入 A 和输入 B 在电路中具有两组触点，一组常开，另一组常闭。 通过 PLC 编程，每个输入可以根据需要拥有任意多组触点。 PLC 专用或非 (XNOR) 逻辑
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每个可编程逻辑控制器都必须具有某种方法来接收和解释来自现实世界传感器（例如开关和编码器）的信号，并且还能够对现实世界控制元件（例如螺线管、阀门和电机）进行控制。 这通常称为输入/输出或 I/O 能力。单片（“砖”）PLC 在单元中内置有固定数量的 I/O 功能，而模块化（“机架”）PLC 使用单独的电路板“卡”来提供定制的 I/O 功能。 PLC 输入输出模块 使用可更换 I/O 卡代替单片 PLC 设计的优点有很多。 首先，也是最明显的事实是，在发生故障时可以轻松更换单个 I/O 卡，而无需更换整个 PLC。 可以为定制应用选择特定的 I/O 卡，对于使用许多开/关输入和输出的应用偏向分立卡，或者对于使用许多 4-20 mA 和类似信号的应用偏向模拟卡。 一些 PLC 甚至提供热插拔卡功能，这意味着可以移除每张卡并插入新卡，而无需切断 PLC 处理器和机架的电源。 请注意，不应假设任何系统都具有热插拔卡，因为如果您尝试在没有此功能的系统中“实时”更换卡，您将面临损坏卡和/或设备其余部分的风险它已插入！ 一些 PLC 能够连接到装有附加 I/O 卡或模块的无处理器远程机架，从而提供了一种将 I/O 通道数量增加到超出基本单元容量的方法。 从主机 PLC 到远程 I/O 机架的连接通常采用特殊数字网络的形式，该网络可能跨越很长的物理距离： 系统扩展的另一种方案是将多个 PLC 联网在一起，其中每个 PLC 都有自己的专用机架和处理器。 通过使用通信指令，一个PLC可以被编程为从另一个 PLC 读取数据和/或向另一个 PLC 写入数据，有效地使用另一个 PLC 作为其自己的 I/O 的扩展。 尽管这种方法比远程 I/O（远程机架缺乏自己的专用处理器）更昂贵，但它在 PLC 处理器之间的网络连接被切断时提供了独立控制的能力。 可编程逻辑控制器的输入/输出能力分为三种基本类型：离散型、模拟型和网络型。
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使用 PLC 编程的电机跳闸逻辑
leizuofa posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
可编程逻辑控制器 (PLC) 问答 该 PLC 用于启动和停止电动机，并且在发生以下三种“关闭”情况中的任何一种时自动关闭电动机： 振动过度 过电流（过载加热器触点） 绕组温度高 使用 PLC 编程的电机跳闸逻辑 各停机触点的状态如下： 振动触点：正常时闭合，振动过大时打开 过载触点：正常时闭合，过载时断开 温度触点：正常时打开，热时关闭 绘制 PLC 梯形逻辑程序来启动和停止该电机。 确保程序锁定，以便操作员不必按住启动按钮来保持电机运行。 回答： 你发现逻辑上有什么错误吗？通过评论与我们分享。 -
如何将 PLC 与 SQL 数据库结合使用？
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
在当今的工业自动化世界中，数据是非常重要的组成部分。从来源获取即时数据并将其用于不同目的与运行系统一样重要。 通常每个人都知道如何将 SCADA 与各种数据库系统集成，例如 SQL 服务器。然而，许多人忽视了PLC 在与数据库集成方面的强大功能。它们也可以用于此目的。 带有 SQL 数据库的 PLC 如果我们使用 PLC，程序员可以在 SCADA 故障等紧急情况下与它们一起工作，并通过适当的编码来完成工作。在这篇文章中，我们将了解如何将 PLC 与 SQL 数据库结合使用。 对于那些不熟悉 SQL Server 的人来说，它是一种数据库管理工具，它以实时格式顺序存储大量数据，并且通过某些外部源（例如 PLC）在其中写入查询以检索数据。 为了在其中存储数据，逻辑被写入 PLC 中，该逻辑在执行时将数据存储在 SQL 中。这是一个简单的概念，本文将对其优点进行更简要的进一步解释。 调度程序 PLC 假设您有一个非常大规模的系统，操作员每天必须提供数百个时间表来操作特定功能。无需在 PLC 中使用大量编码和变量来存储在 SCADA 中输入的数据并在时间到达后对其进行操作，只需在每次创建新配方时通过 PLC 将所有变量数据馈送到 SQL 服务器即可。 SQL 将存储输入值的实时日期和时间，并为操作员提供根据过滤的日期和时间进行选择的选项。例如，对于输入的各种类型的计划， SQL 有从 10 月 1日到 10 月 5 日的五个条目。这样做的好处是操作员可以选择所需的任何一项然后运行系统。 如果 SQL 不存在，他将只需要运行 10 月 1日或任何其他日期中的一个选项。否则，他将不得不利用 SCADA 或 PLC 的内存，这浪费了数据和编码。通过 SQL Server，同样的事情变得更容易。 另一个优点是 SCADA 代码大小减小，并且可以用于其他目的。调度在许多应用中都有使用，使用 PLC 和 SQL 可以使系统更加高效。 测序 考虑有 10 个序列的植物。每个序列都有一个条形码阅读器，用于启动对所需产品的操作。如果在 SCADA 中读取条码，则将相应的数据馈送到 PLC，简而言之，SCADA 是发起 PLC 与数据之间通信的中间干预；然后直接用SQL连接PLC即可。 SQL 将直接与 PLC 通信，以确定用于启动或停止序列的条形码和其他数据。来自工厂序列的大量数据有助于减少 SCADA 中的编码并使系统更快地运行。因为 PLC 是写有顺序运算的编码的，为什么不直接用 SQL 连接起来使用系统呢？ 同步多个 PLC 在许多应用中，一个位置的一个 PLC 需要来自另一个 PLC 位置的数据来完成工作。在这种情况下，传统上 SCADA 也用于集成所有 PLC 并对其进行管理。 此时，如果 PLC 直接连接 SQL Server，则通过 SQL 的日期和时间来同步数据；从而消除了 PLC 多个 RTC（实时时钟）同步的问题。 此外，PLC 将直接与其他 PLC 进行通信，通过 SQL 服务器询问任何数据或给出任何数据。PLC 中的任何警报或事件也将传送到其他 PLC，并有助于跟踪实时记录。 握手 握手是一方向另一方确认工作已完成的过程。基本上，这是一个必要的回应，以便党可以开始其他工作。此方法适用于 PLC 和 SQL 服务器。 SQL 服务器可以直接与 PLC 通信，实时发送事件通知，或者实时报警通知数据。这意味着，假设该作业需要 3 天才能完成。 然后，完成确认将作为单独的事件发送到 PLC，并且由于其中还包含 3 天的数据，操作员可以轻松地在 SCADA 报告中查看整个过程。因此，握手是PLC与SQL直接通信的重要原因。 PLC 数据库基础知识 使用中间件或网关在 PLC 和 SQL 数据库之间建立连接，促进工业网络协议和数据库语言之间的通信。 选择 PLC 和 SQL 数据库都可以理解的通信协议，例如 OPC UA、Modbus TCP 或 PLC 和中间件支持的任何其他协议。 通过设置将读取或写入的必要参数、寄存器或标签，将 PLC 配置为发送和接收数据。这可能涉及使用相应的软件对 PLC 进行编程，以确保其准备好进行数据交换。 通过创建新数据库或配置现有数据库来存储来自 PLC 的数据来设置 SQL 数据库。定义与从 PLC 发送的数据结构一致的表、列和数据类型。 将每个 PLC 数据点映射到 SQL 数据库中的相应字段。确保数据类型兼容并且映射对于应用程序的需求具有逻辑意义。 使用脚本或数据库存储过程实现数据传输逻辑。确定数据传输的频率、在什么条件下以及传输是否应由事件触发或按计划触发。 彻底测试 PLC 和 SQL 数据库之间的通信。检查是否有任何错误或数据不匹配，并确保系统在各种条件下按预期运行。 持续监控系统的运行完整性、数据准确性和任何异常情况。设置系统错误或重大事件的警报或通知。 根据需要定期检查和更新系统，以适应 PLC 设置、数据库结构或其他要求的变化。保持文档更新以应对任何系统更改。 确保 PLC 和 SQL 数据库均采取安全措施，以防止未经授权的访问和数据泄露。考虑实施加密、防火墙和安全访问协议。 -
如何排除西门子 PLC 程序故障？
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
本文介绍的是 PLC 编程故障排除方法。在使用数千个输入和输出的工业 PLC 中，我们知道 PLC 程序有多长，具体取决于应用程序或工厂使用情况。 西门子 PLC 程序故障排除 有时，人们可能会在不知不觉中改变逻辑参数，从而导致故障。由于设计的复杂性，甚至在逻辑设计阶段也会产生一些错误。西门子 plc 软件有不同的方便工具可用于排除程序中产生的故障。 故障可能包括寻址重叠、多个相同的输出实例、内存位地址重叠、单个程序多次重复工作等。 为了找出此类问题，西门子软件中有四种类型的窗口可以帮助我们解决问题。 他们是： 交叉参考 调用结构 作业清单 依赖结构 让我们讨论如何在我们的程序中使用它们进行故障排除以及在软件中的何处找到它们。 交叉参考 交叉引用用于查找逻辑中使用的所有数字和模拟输入和输出。它将帮助我们了解程序中 I/O 的使用次数，并直接将用户带到逻辑页面中 I/O 的具体位置。 这是其中一个程序的示例，您可以在其中看到交叉引用表的外观。它包含所有信息，如寻址、程序语言、使用的输入和输出等。 调用结构 当您想知道编程中使用哪个块时，请使用调用结构。 这是交叉引用功能的反转，我们可以知道 OB（组织块）中使用了多少次 SFC、FB 块，这里我们可以知道 SFC 和 FB 中使用了多少次 OB。 作业清单 当要了解我们的应用程序中使用了多少输入、输出、计时器和计数器以及其中仍然剩余多少时，分配列表是一个非常有用的功能，以便我们可以在将来的逻辑中使用它们。 依赖结构 依赖结构用于显示编程中每个块的使用位置。 但在第 7 步中，它不会直接带您到位置，但在 TIA PORTAL 中，它会带您到编写程序的位置。 笔记： 要在步骤 7中打开这些窗口，请使用绘图中所示的信息。单击“显示”后，您将看到一些选项。 在 TIA PORTAL 中，按照图中所示的步骤进行操作。 -
DCS 和 PLC之间的主要区别在于业务模型，我们通过DCS 与 PLC 架构的比较进行了讨论。 DCS 与 PLC 架构 DCS商业模式可以说是基于单一制造商的整体集成系统。 分布式控制系统架构 对于 DCS，控制器、I/O 子系统、数据库服务器软件、工程软件和操作员软件都是设计在一起的单一整体单元，并且只能相互协作。 无法使用第三方的组件。无法在其他系统上使用这些组件中的任何一个。 DCS 使用基于标准以太网的 I/O 子系统网络和控制网络，但具有专有应用协议，并且通常仅使用特定批准型号的以太网交换机。 图 1 在 DCS 中，所有组件均来自同一家制造商 仅允许使用特定版本的 Windows，并且仅允许在 DCS 制造商提供的一种类型的经批准的计算机上使用。 这些限制使 DCS 制造商能够非常彻底地、大规模地、重负载地、使用许多控制器和工作站对所有东西进行测试。 批量控制、高级控制和自动调整等应用也一起进行了测试。这可确保不存在兼容性冲突和不可预见的依赖性。 彻底的大规模测试是可能的，因为每个组件基本上只有一种类型，因此只有一种或很少的组合。 第三方软件仅允许在单独的“应用站”上使用，且不能与本地 DCS 应用程序发生冲突，并且必须经过 DCS 制造商的测试和批准；白名单。 DCS 是整体式的，使用相同品牌的 I/O 子系统、控制器和软件以及单一计算机和操作系统平台。这已经经过大规模彻底测试。 DCS 长期支持 系统通常可运行 15 年或更长时间。在此期间，将会有多个Windows版本、服务包、修补程序、大量病毒定义更新，并且计算机硬件也需要更换。 通常，DCS 仅支持单一类型的防病毒软件，每当有新的病毒定义或有 Windows 操作系统服务包或修补程序时，系统都会再次对所有硬件和软件的整个整体套件进行测试供应商在发布之前确保可以部署病毒定义和服务包而不会出现任何兼容性冲突。 分布式控制系统升级 DCS版本也作为所有硬件和软件的单个整体单元进行升级，例如I/O卡固件、控制器固件、服务器软件、工程师站软件、操作员站软件以及任何其他软件都一起升级。 每当有新的系统版本时，系统制造商都会提前对所有这些组件进行大规模的全面测试，以确保它们彼此兼容。 此外，老版本到新版本的在线热切换流程已经过大规模的全面测试，保证了现场部署的顺利进行。 正是彻底和大规模的测试提供了这种保证，使得 DCS 在石化联合体等大型装置中非常受欢迎。通过单一系统中的少数组合，此类测试变得实用。 PLC架构/商业模式 PLC业务模型可以说是基于系统集成商（SI）的灵活架构。 PLC架构 PLC 架构非常灵活，每个组件都可以从众多供应商中自由选择。 PLC 是带有配置软件和 IO 子系统的 CPU。 有时，I/O 子系统可能来自第三方。甚至插入背板的 I/O 卡也可能来自第三方。 HMI 软件通常来自第三方。 PLC 制造商提供的本机 OPC 服务器通常是最好的，但有时也会使用第三方 OPC 服务器。 图2 对于一个PLC，集成了不同制造商的组件 基本上任何 PLC 都可以与任何 I/O 子系统、OPC 服务器和 HMI 软件配合使用，因为使用了 PROFIBUS-DP、PROFINET、Modbus/RTU、Modbus/TCP、DeviceNet 和 EtherNet/IP 以及 OPC 等标准协议。 网络设备、电脑、Windows版本均可自由选择。一些发现不工作的组件被列入黑名单。 图3 DCS使用单一供应商，而PLC解决方案结合多个供应商，导致大量组合 注：现在也有单一 PLC 封装供应商 这种灵活性支持数百种硬件和软件组合，使得这些制造商不可能在工厂决定购买之前在每个版本的 Windows 上测试其硬件和软件的每种可能组合。 某些组合可能会由相关制造商进行测试，但可能会也可能不会大规模重负载。 PLC 允许在各种计算机和操作系统平台上任意组合 I/O 子系统、CPU 和 HMI/SCADA 软件。无法测试每种组合。 PLC 制造商可以提供所有硬件和软件组件，全部来自同一制造商，因为许多 PLC 制造商已经收购了HMI公司。如果是这样，则该特定组合可能比其他测试组合经过了更彻底的测试。 辅助第三方应用程序（例如批量控制、高级控制和自动调整等）通常不会一起测试，因为这会导致更多的组合。 PLC 与 DCS 一样使用专有的组态软件。也就是说，您不能像 DCS 一样为您的 PLC 使用第三方组态软件。 PLC的本机OPC服务器比第三方OPC服务器更好，因为PLC配置软件通常会自动配置OPC服务器的地址空间。 PLC 长期支持 在典型的系统运行 15 年或更长时间的过程中，将会出现多个 Windows 版本、服务包、修补程序、大量病毒定义更新，并且计算机硬件也需要更换。 通常，PLC 对防病毒软件或 Windows 操作系统版本没有限制，因此病毒定义、服务包和修补程序的组合数量再次变得过于庞大且不切实际，这些制造商无法在发布之前聚在一起测试每种可能的新组合。工厂部署，确保在大量软硬件组合上部署时不会出现兼容性冲突。 PLC制造商可能会限制单个防病毒软件和Windows版本。如果是这样，则该特定组合可能比他们测试的其他组合经过了更彻底的测试。 PLC 升级 对于PLC，硬件和软件组件是单独升级的。也就是说，I/O子系统固件、CPU固件和配置软件、OPC服务器、HMI软件以及任何其他软件都是相互独立升级的。 考虑到每个组件选项的不同版本，组合的数量会增加几个数量级。 这种灵活性使得这些制造商在工厂部署之前聚集在一起测试新版本的每种可能的组合是不切实际的。 测试一种版本组合到另一种版本组合的热切换几乎是不可能的。 PLC制造商可以提供所有硬件和软件组件，仅限于部署前测试的单个防病毒软件和Windows版本，并仅限于单个I/O子系统数据库服务器控制器/PLC操作员站/HMI、DCS、PLC系统-广泛的版本升级，并在部署前测试热切换。 这样，PLC 的灵活性就会被放弃，而获得 DCS 的稳健性。
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当您在工业自动化系统中进行 PLC 编程时，您需要逐步或逐步控制过程。 控制算法 你不能直接打开或关闭完成工作的逻辑。它可能会对您的实际 PLC 输出产生不利影响。因此，PLC 程序中可以使用各种类型的控制方法来执行适当的操作。 在这篇文章中，我们将看到 PLC 程序中使用的各种控制算法方法。 PID 控制 这是迄今为止最著名的控制方法。PID 采用闭环机制进行控制。这意味着它将首先获得反馈，并根据您的需求，相应地改变输出。 为此，PID 控制器使用具有三个参数的内部数学计算：比例、积分和导数。因此，如果您想控制带有压缩机的冷水机，那么 PLC 将通过首先测量实际温度并检查用户需要的温度来控制压缩机的输出。 根据每次的差异，压缩机的输出将逐渐控制或打开关闭以维持温度。为此，PLC 程序中将使用 PID 块来完成此任务。 函数发生器 这是一种非常简单的控制方法。在函数生成器中，您必须定义一个包含 n 个值的输入表。同样，定义一个包含 n 个值的输出表。 因此，例如，如果我们在输入和输出端都定义 10 个值表，那么我们就有一个 10 大小的元素。现在，这 10 个元素将具有不同的值。如果你在输入端设置 0-100，那么我们在输出端设置 0-50。这10个元素就是10个范围，意思是0-10、10-20、20-30 等等。 相应地，输出端将被分配为 0-5、5-10、10-15 等10个元素，直到 50。当实时输入在输入端的任意值之间时，相应的缩放输出将是通过了。在这里，您可以完全灵活地设置输入和输出表值。 模糊逻辑控制 模糊逻辑是一种相对非常好的控制输出的方法。通常，有两个二进制状态 - 0 和 1。因此，让我们考虑阀门是否可以打开或关闭。但如果阀门卡在中间怎么办？我们不知道阀门是接近打开状态还是接近关闭状态。在这种情况下，如果存在 0 和 1 之间的状态，就会有所帮助。这至少有助于更接近一种可能性。这称为挑剔逻辑。 在这里，您可以定义接近 0 和 1 的值。它可以是 0.9 或 0.2。因此，当输出接近这些值时，您可以控制输出。当达到极限值，即0或1时，可以完全打开或关闭阀门。 在此之前，您可以逐步操作阀门。这给过程带来了更精确的控制。因此，该控制块允许收集在不可预测的情况下有用的值。它需要大量的知识和专业知识来正确设置值和集合，以便逻辑正常工作。 位置比例 该逻辑将通过在用户设置的某个预定义定时器处脉冲打开或关闭触点来打开或关闭设备。这是针对与所需位置和当前位置之间的偏差成比例的脉冲宽度来完成的。 您必须设置控制参数，例如限制输出的最小值和最大值、输出保持开启的持续时间、设备打开或关闭的速率（以%/秒为单位）等。 该功能块获取实际反馈，评估内部计时器，并检查打开或关闭是否在所需速率内发生。如果没有，则给出相应的开或关脉冲。 这样，我们就看到了 PLC 编程中使用的各种控制算法方法。
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PLC 梯形逻辑中的触点和线圈
leizuofa posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
梯形图编程中最基本的对象是触点和线圈，旨在模拟机电继电器的触点和线圈。 触点和线圈是离散编程元件，处理布尔（1 和 0；开和关；真和假）变量状态。 梯形图 PLC 程序中的每个触点代表对存储器中单个位的读取，而每个线圈代表对存储器中单个位的写入。 梯形图程序通过引用这些输入通道的触点读取从实际开关到 PLC 的离散输入信号。 在传统 PLC 系统中，每个离散输入通道都有一个特定的地址，必须将其应用于该程序中的触点。 在现代 PLC 系统中，每个离散输入通道都有一个由程序员创建的标签名称，该名称应用于程序中的触点。 同样，离散输出通道（由梯形图中的线圈符号引用）也必须带有某种形式的地址或标签名称标签。 为了说明这一点，我们将想象一个冗余火焰传感系统的构造和编程，以使用三个传感器监控燃烧器火焰的状态。 该系统的目的是如果三个传感器中至少有两个指示火焰，则指示燃烧器“点燃”。 如果只有一个传感器指示火焰（或者没有传感器指示火焰），系统将声明燃烧器未点燃。 燃烧器的状态将通过灯直观地指示，操作员可以在控制室区域内轻松看到。 我们的系统接线如下图所示： 每个火焰传感器输出一个直流电压信号，指示燃烧器处火焰的检测，打开（24 伏直流）或关闭（0 伏直流）。 这三个离散直流电压信号由 PLC 离散输入卡的前三个通道感测。 指示灯是一个 120 伏灯泡，因此必须由交流离散输出卡供电，如图所示，位于 PLC 的最后一个插槽中。 为了使梯形图程序更具可读性，我们将为PLC中的每个输入和输出位分配标签名称（符号地址），以易于解释的格式描述其实际设备。 我们将前三个离散输入通道标记为 IN 传感器 A、IN 传感器 B 和 IN 传感器 C，并将输出标记为 OUT 燃烧器点亮。 此处显示了用于确定三个传感器中的至少两个是否检测到火焰的梯形程序，其中标签名称引用每个触点和线圈： 梯形图中的串联触点执行逻辑“与”功能，而并联触点执行逻辑“或”功能。因此，这个三分之二的火焰传感程序可以口头描述为： “如果 A 和 B、或者 B 和 C、或者 A 和 C 之一，则燃烧器点燃” 表达这一点的另一种方法是使用布尔代数符号，其中乘法代表 AND 函数，加法代表 OR 函数： Burner_lit = AB + BC + AC 表示这种逻辑关系的另一种方法是使用逻辑门符号： 为了说明该程序如何工作，我们将考虑火焰传感器 B 和 C 检测到火焰，但传感器 A 没有检测到火焰的情况（注 1）。 这代表三分之二的良好状况，因此我们希望 PLC 按照编程打开“燃烧器点亮”指示灯。 从 PLC 机架的角度来看，我们会看到离散输入卡上传感器 B 和 C 的 LED 指示灯以及灯输出通道的 LED 指示灯亮起： 注 1：两个火焰传感器中有一个无法检测到火焰存在的最可能原因是火焰传感器存在某种形式的未对准或污垢。 事实上，这是使用 3 中 2 火焰检测系统而不是单一（1 中 1）检测器方案的一个很好的理由：使系统更能容忍偶尔的传感器问题，而不影响燃烧器安全。 这两个通电的输入通道在 PLC 存储器中“设置”位（1 状态） ，代表火焰传感器 B 和 C 的状态。火焰传感器 A 的位将被“清除”（0 状态），因为其相应的输入通道已断电。 输出通道 LED 通电（并且“燃烧器点亮”指示灯通电）这一事实告诉我们 PLC 程序已将 PLC 输出内存寄存器中的相应位“设置”为“1”状态。 输入和输出寄存器位的显示及时显示了 PLC 此时的“置位”和“复位”状态： 检查启用状态指示的梯形图程序，我们看到只有中间接触对如何将“虚拟功率”传递到输出线圈： 回想一下，PLC 程序中触点的用途是读取 PLC 存储器中位的状态。 这六个“虚拟触点”读取与三个火焰传感器相对应的三个输入位。 每个常开“触点”在其相应位的值为 1 时将“闭合”，在其相应位的值为 0 时将“打开”（进入正常状态）。 因此，我们在这里看到与传感器 A 相对应的两个触点没有突出显示（表示虚拟继电器电路中没有“导电性”），因为该输入的位被重置 (0)。 对应于传感器 B 的两个触点和对应于传感器 C 的两个触点均突出显示（代表虚拟电路中的“电导率”），因为它们的位均设置为 (1)。 还记得 PLC 程序中线圈的用途是将位的状态写入 PLC 内存中。 此处，“通电”线圈将 PLC 输出 0 的位设置为“1”状态，从而激活实际输出并向“燃烧器点亮”灯发送电力。 请注意，颜色突出显示并不表示虚拟触点正在传导虚拟电力，而仅表示其能够传导电力。然而，虚拟线圈周围的颜色突出显示确实表明该线圈处存在虚拟“电源”。 触点和继电器不仅可用于实现简单的逻辑功能，而且还可以执行闭锁功能。 在工业 PLC 系统中的一个非常常见的应用是通过瞬时接触按钮开关控制电动机的闭锁启动/停止程序。 与之前一样，该功能将通过假设的示例电路和程序进行说明： 在此系统中，两个按钮开关连接到 PLC 上的离散输入，PLC 又通过其离散输出之一为电机接触器继电器的线圈通电。 过载触点直接与接触器线圈串联，以提供电机过流保护，即使在 PLC 发生故障时离散输出通道仍保持通电（注 2）。该电机控制系统的梯形图程序如下所示： 注 2：虽然可以将过载触点连接到 PLC 的离散输入通道之一，然后对与输出线圈串联的虚拟过载触点进行编程，以便在发生热过载时停止电机，但该策略将依赖于PLC 来执行安全功能，该功能可能通过硬连线电路更好地执行。 按下“启动”按钮会为 PLC 上的离散输入通道 6 通电，从而“闭合”PLC 程序中标记为 IN 开关启动的虚拟触点。 当未按下“停止”按钮时，输入通道 7 的常闭虚拟触点（“停止”按钮）默认已闭合，因此当按下“启动”按钮时，虚拟线圈将接收“电源”。按下，但未按下“停止”按钮。 请注意，密封触点带有与线圈完全相同的标签：OUT 接触器。乍一看，在 PLC 程序中将触点和线圈标记为相同（注 3）可能会显得很奇怪，因为触点最常与输入相关联，而线圈与输出相关联，但如果您意识到以下内容的真正含义，那么这就是完全有意义的： PLC 程序中的触点和线圈：作为对 PLC 内存中位的读写操作。 标记为 OUT 接触器的线圈写入该位的状态，而标记为 OUT 接触器的触点读取该同一位的状态。当然，这种接触的目的是在操作员将手指从“启动”按钮上松开后将电机锁定在“开启”状态。 注3：在第一次学习PLC梯形图编程的学生中，一个非常常见的误解是总是将触点与PLC输入相关联，将线圈与PLC输出相关联，因此让触点与输出具有相同的标签似乎很奇怪。然而，这是一个错误的关联。实际上，触点和线圈是读写指令，因此可以让 PLC 读取其自己的输出位之一作为某些逻辑功能的一部分。真正奇怪的是用输入位地址或标签名称来标记线圈，因为 PLC 无法在电气上设置任何输入通道的实际通电状态。 这种编程技术称为反馈，其中功能的输出变量（在本例中，反馈变量是 OUT 接触器）也是同一功能的输入。 在梯形图编程中，反馈路径是隐式的而不是显式的，反馈的唯一指示是线圈和触点共享的通用名称。 其他图形编程语言（例如功能块）能够将反馈路径显示为功能输出和输入之间的连接线，但梯形图中不存在这种能力。 显示此简单程序的操作和状态的分步序列说明了密封触点如何通过电机的启动和关闭周期发挥作用： 此序列有助于说明梯形图程序的评估顺序或扫描顺序。PLC 从左到右、从上到下读取梯形图，其顺序与人类阅读英文句子和段落的顺序相同。 然而，根据 IEC 61131-3 标准，PLC 程序必须在确定功能输出（一个或多个线圈）的状态之前评估（读取）功能的所有输入（触点）。 换句话说，在读取向该线圈提供电源的所有触点之前，PLC 不会就如何设置线圈的状态做出任何决定。 一旦线圈的状态被写入存储器，具有相同标签名称的任何触点将在程序的后续梯级上更新为该状态。 前面序列中的步骤 5 特别具有说明性。当操作员按下“停止”按钮时，IN 开关 Stop 的输入通道将被激活，从而“打开”常闭虚拟触点 IN 开关 Stop。 下次扫描该程序梯级时，PLC 会评估所有输入触点（IN 开关启动、IN 开关停止和 OUT 接触器），以检查其状态，然后再决定将什么状态写入 OUT 接触器线圈。 鉴于 IN 开关停止触点已通过激活其各自的离散量输入通道而强制打开，PLC 将“0”（或“False”）状态写入 OUT 接触器线圈。 但是，OUT 接触器反馈触点直到下一次扫描才会更新，这就是为什么您在步骤 5 中仍然看到它以颜色突出显示的原因。 该系统设计时存在的一个潜在问题是，如果任一按钮开关电路出现“开路”接线故障，操作人员就会失去对电机的控制。 例如，如果一根电线从“启动”按钮开关电路的螺钉触点上脱落，则如果电机已经停止，则无法启动。 同样，如果电线从“停止”按钮开关电路的螺钉触点上脱落，则电机已经在运行，则无法停止。 在任何一种情况下，断线连接的作用与按钮开关的“正常”状态相同，即保持电机处于当前状态。 对于某些应用，这种故障模式不会是一个严重的问题。然而，在许多应用中，无法停止运行的电机是相当危险的。 因此，通常设计的电机启动/停止系统与此处所示的稍有不同。 为了使用我们的 PLC 构建“故障停止”电机控制系统，我们必须首先重新接线按钮开关以使用其常闭 (NC) 触点： 当按钮未按下时，这会使离散输入通道 7 保持激活状态。当操作员按下“停止”按钮时，开关触点将被强制打开，输入通道 7 将断电。 如果“停止”开关电路中的螺丝端子上的电线碰巧脱落，输入通道 7 将断电，就像有人按下“停止”按钮一样，从而自动关闭电机。 为了使 PLC 程序能够使用此新开关接线正常工作，IN 开关 Stop 的虚拟触点必须从常闭 (NC) 更改为常开 (NO)： 与之前一样，当无人按下“停止”开关时，IN 开关停止虚拟触点处于“闭合”状态，使得只要按下“启动”开关即可启动电机。 同样，只要有人按下“停止”开关，IN 开关停止虚拟触点就会打开，从而阻止虚拟“电源”流向 OUT 接触器线圈。 尽管这是构建 PLC 控制的电机启动/停止系统的一种非常常见的方法（使用 NC 按钮开关和常开“停止”虚拟触点），但刚接触 PLC 编程的学生经常会发现这种逻辑反转令人困惑。 也许造成这种混乱的最常见原因是对开关触点（无论是真实的还是虚拟的）“正常”概念的误解。IN 开关停止虚拟触点被编程为常开 (NO)，但通常处于闭合状态。 回想一下，任何开关的“正常”状态是其在无刺激的休息条件下的状态，不一定是其在过程处于“正常”操作模式时的状态。 “常开”虚拟触点 IN 开关 Stop 通常处于闭合状态，因为其相应的输入通道通常处于通电状态，这是由于常闭按钮开关触点将实际电力传递到输入通道而无人操作。按下开关。 仅仅因为开关配置为常开并不一定意味着它通常处于打开状态！任何开关触点的状态，无论是真实的还是虚拟的，都是其配置（NO 与 NC）和施加到其上的激励的函数。 围绕现实世界接线问题的另一个问题是，如果电机接触器线圈电路因任何原因断开，该系统将会做什么。 开路可能是由于电线从螺丝端子上脱落而形成，也可能是由于热过载触点因过热事件而跳闸而导致。我们的电机启动/停止系统的设计问题在于它无法“意识到”接触器的真实状态。 换句话说，PLC“认为”只要离散输出通道 2 通电，接触器就会通电，但如果接触器线圈电路中存在开路故障，实际情况可能并非如此。 如果稍后清除接触器线圈电路中的开路故障，则可能会导致危险情况。想象一下，操作员按下“启动”开关，但注意到电机实际上并未启动。 想知道为什么会这样，他或她去查看过载继电器，看看它是否跳闸。如果跳闸，操作员按下过载组件上的“复位”按钮，电机将立即启动，因为在按下“启动”开关后，PLC 的离散输出始终保持通电状态。 一旦热过载复位，电机就启动，这可能会让操作人员感到惊讶，并且如果在启动时有人碰巧靠近电机驱动的机械，这可能会非常危险。 更安全的是电机控制系统拒绝“锁定”，除非按下“启动”开关时接触器实际通电。为此，PLC 必须具有某种方式来感测接触器的状态。 为了让PLC“感知”接触器的真实状态，我们可以将辅助开关触点连接到PLC上未使用的离散量输入通道之一，如下所示： 现在，PLC可以通过输入通道5感知接触器的实时状态。 我们可以修改 PLC 程序来识别该状态，方法是为此输入分配一个新的标签名称（IN 接触器 aux），并使用该名称的常开虚拟触点作为密封触点，而不是 OUT 接触器位： 现在，如果操作员按下“启动”开关时接触器因任何原因未能通电，则在释放“启动”开关时 PLC 的输出将无法锁定。 当接触器线圈电路中的开路故障被清除后，电机不会立即启动，而是等待操作者再次按下“启动”开关，这是比以前更安全的运行特性。 PLC 梯形图编程中使用的一类特殊的虚拟“线圈”值得一提，那就是“锁存”线圈。它们通常有两种形式：置位线圈和复位线圈。 与每次扫描程序时都会主动写入 PLC 内存中的常规“输出”线圈不同，“置位”和“重置”线圈仅在虚拟电源通电时才写入内存中的一位。否则，该位可以保留其最后的值。 只需两个输入触点和两个锁存线圈即可编写一个非常简单的电机启动/停止程序（两者具有相同的标签名称，写入内存中的相同位）： 请注意（再次！）使用常开（NO）按钮开关触点，没有辅助触点向 PLC 提供接触器的状态指示。这是一个非常小的程序，其严格目的是为了说明在梯形图 PLC 编程中使用“置位”和“复位”锁存线圈。 “置位”和“复位”线圈（称为“锁存”和“解锁”线圈）是 PLC 编程领域中所谓的保持指令的示例。“保持”指令在梯形图“电路”中实际上“断电”后仍保留其值。 标准输出线圈是非保持性的，这意味着它在断电时不会“锁定”。当我们探索PLC编程时，特别是在定时器领域，保持性和非保持性指令的概念将再次出现。 通常，我们会尽量避免在 PLC 梯形图程序中多个线圈具有相同的标签。每个线圈代表一条“写入”指令，具有相同名称的多个线圈代表对 PLC 存储器中同一位的多次“写入”操作。 这里，对于锁存线圈，不存在冲突，因为每个线圈仅在其各自的触点通电时才写入 OUT 接触器位。只要一次仅启动一个按钮开关，同名线圈之间就不会发生冲突。 这就提出了一个问题：如果同时按下两个按钮开关会发生什么？如果“置位”和“复位”线圈同时“通电”会发生什么？结果是，当程序的两个梯级从上到下扫描时，OUT 接触器位将首先“设置”（写入值 1），然后“重置”（写入值 0）。 。 PLC 在扫描梯形图程序时通常不会更新其离散 I/O 寄存器（此操作在每次程序扫描之前或之后发生），因此真正的离散输出通道状态将是最后一个写入操作告诉它的状态，在本例中为“重置”（0，或关闭）。 即使离散输出没有由于“置位”和“复位”线圈的写入操作冲突而“混乱”，在“置位”和“复位”梯级之间写入的程序的其他梯级也可能会发生“混乱”。 例如，考虑这样一种情况：在“设置”和“复位”梯级之后还有其他程序梯级出于某种目的读取 OUT 接触器位的状态。 这些其他梯级确实会变得“混乱”，因为它们会看到处于“设置”状态的 OUT 接触器位，而 PLC 的实际离散输出（以及“重置”梯级之后的任何梯级）会看到处于“设置”状态的 OUT 接触器位。 “重置”状态： 由于这个原因，具有相同存储器地址的多个（非保持性）输出线圈几乎总是编程错误，但如果没有预见到同时通电的影响，即使是设计成匹配对使用的保持线圈也可能会引起麻烦。 具有相同地址的多个触点没有任何问题，因为对内存中同一位的多次“读取”操作永远不会导致冲突。 IEC 61131-3 PLC 编程标准指定了转换感应触点以及更常见的“静态”触点。转换感应触点仅在一次程序扫描期间“启动”，即使其相应位保持活动状态。 IEC 标准中定义了两种类型的转换感应梯形图触点：一种用于正转换，另一种用于负转换。 以下示例显示了接线图、梯形图程序和时序图，演示了每种类型的转换感应触点在受到离散通道的真实（电气）输入信号激励时如何发挥作用： 当按下按钮开关并且离散输入通电时，第一个测试灯将在 PLC 程序的一次扫描中“亮起”闪烁，然后返回到关闭状态。 正极转换触点（内部带有字母“P”）仅在扫描期间激活线圈 OUT test1，它会看到 IN test 的状态从“假”转换为“真”，即使在此之后的多次扫描中输入仍保持通电状态过渡。 相反，当释放按钮开关并且离散输入断电时，第二个测试灯将在 PLC 程序的一次扫描中“亮起”闪烁，然后返回到关闭状态。 负转换触点（内部带有字母“N”）仅在扫描期间激活线圈 OUT test2，它会看到 IN test 的状态从“真”转换为“假”，即使输入在许多时间内保持断电状态。转换后扫描： 应该注意的是，单个 PLC 程序扫描的持续时间通常非常短：以毫秒为单位。如果这个程序在真正的 PLC 中实际测试，您可能看不到任何一个测试灯亮起，因为每个脉冲的寿命都很短。 过渡触点通常在“触发”事件之后需要执行一次指令的任何时候使用，而不是只要事件状态保持“真”就一遍又一遍地执行该指令。 触点和线圈仅代表梯形图 PLC 编程语言中最基本的指令。 -
PLC 中的比较指令用于测试值对，以调节梯级的逻辑连续性。 因此，比较指令很少（如果有的话）是梯级上的最后一条指令。 比较指令的类型 作为示例，假设 LES 指令具有两个值。如果第一个值小于第二个值，则比较指令为真。 等号 (EQU) 指令 使用EQU 指令测试两个值是否相等。如果源 A 和源 B 相等，则该指令逻辑上为真。如果这些值不相等，则该指令在逻辑上为假。 源 A 必须是地址。 源 B 可以是程序常量或地址。 值以二进制补码形式存储。 不等于 (NEQ) 指令 使用 NEQ 指令测试两个值是否不相等。 如果源 A 和源 B 不相等，则该指令逻辑上为真。 源 A 必须是地址。 源 B 可以是程序常量或地址。 值以二进制补码形式存储。 小于 (LES) 指令 使用 LES 指令测试一个值（源 A）是否小于另一个值（源 B）。 如果源 A 小于源 B 的值，则该指令逻辑上为真。 源 A 必须是地址。 源 B 可以是程序常量或地址。 值以二进制补码形式存储。 小于或等于 (LEQ) 指令 使用 LEQ 指令测试一个值（源 A）是否小于或等于另一个值（源 B）。 如果源 A 处的值小于或等于源 B 处的值，则该指令逻辑上为真。 源 A 必须是地址。 源 B 可以是程序常量或地址。 值以二进制补码形式存储。 大于 (GRT) 指令 使用 GRT 指令测试一个值（源 A）是否大于另一个值（源 B）。 如果源 A 处的值大于源 B 处的值，则该指令逻辑上为真。 大于或等于 (GEQ) 指令 使用 GEQ 指令测试一个值（源 A）是否大于或等于另一个值（源 B）。 如果源 A 处的值大于或等于源 B 处的值，则该指令逻辑上为真。 相等的屏蔽比较 (MEQ) 使用 MEQ 指令将源地址处的数据与比较地址处的数据进行比较。 使用该指令允许用单独的字屏蔽部分数据。 源是要比较的值的地址。 掩码是指令移动数据所通过的掩码地址。 掩码可以是十六进制值。 Compare 是一个整数值或引用的地址。 如果源地址处的 16 位数据等于比较地址处的 16 位数据（较少屏蔽位），则指令为真。 一旦检测到不匹配，该指令就会变为假。 极限测试 (LIM) 说明 使用 LIM 指令测试指定范围内或之外的值，具体取决于您设置限制的方式。 下限、测试和上限值可以是字地址或常数，仅限于以下组合： 如果测试参数是程序常量，则下限和上限参数都必须是字地址。 如果测试参数是字地址，则下限和上限参数可以是程序常量或字地址。 LIM 指令的真/假状态 如果下限的值等于或小于上限，则当测试值位于限制之间或等于任一限制时，指令为真。 如果下限的值大于上限，则当测试值位于限制之间时，指令为假。
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1960 年代末，一家名为 Bedford Associates 的美国公司发布了一款名为 MODICON 的计算设备。作为缩写词，它的意思是“模块化数字控制器”，后来成为一个致力于设计、制造和销售这些专用控制计算机的公司部门的名称。 其他工程公司开发了该 设备自己的版本，最终以非专有术语称为 PLC 或可编程逻辑控制器。 可编程逻辑控制器 PLC 的目的是直接取代机电继电器作为逻辑元件，用存储有程序的固态数字计算机代替，能够模拟许多继电器的互连来执行某些逻辑任务。 PLC 有许多“输入”端子，通过它们解释“高”和“低”逻辑状态以及来自开关和传感器的模拟值。 它还具有许多输出端子，通过这些端子输出“高”和“低”信号，为灯、电磁阀、接触器、小型电机和其他设备输出“高”和“低”信号，从而实现开/关控制以及模拟输出，用于控制控制阀、电机速度控制等 为了使 PLC 易于编程，其编程语言被设计为类似于梯形逻辑图。因此，习惯于阅读梯形图逻辑原理图的工程师会很轻松地对 PLC 进行编程来执行相同的控制功能。 PLC 编程 下图显示了一个简单的 PLC，就像从前视图中看到的那样。 两个螺丝端子提供与电源的连接，为 PLC 的内部电路（标记为 L1 和 L2）供电。 左侧的六个螺丝端子提供与输入设备的连接，每个端子代表一个不同的输入“通道”，并带有自己的“X”标签。 左下方的螺丝端子是“公共”连接，通常连接到 120 VAC 电源的 L2（中性线）。 PLC 外壳内部连接在每个输入端子和公共端子之间的是一个光隔离器设备（发光二极管），它向计算机电路提供电气隔离的“高”逻辑信号（光电晶体管解释 LED 的光） ）当相应输入端子和公共端子之间施加 120 VAC 电源时。 PLC 前面板上的 LED 指示灯提供“通电”输入的视觉指示： 输出信号由 PLC 的计算机电路产生，该电路激活开关器件（晶体管、TRIAC，甚至机电继电器），将“源”端子连接到任何标有“Y-”的输出端子。 相应地，“源”端子通常连接到 120 VAC 电源的 L1 侧。 与每个输入一样，PLC 前面板上的 LED 指示灯提供“通电”输出的视觉指示： 通过这种方式，PLC 能够与现实世界的设备（例如开关和螺线管）连接。 控制系统的实际逻辑是通过计算机程序在PLC内部建立的。 该程序规定了在哪种输入条件下哪个输出通电。 虽然程序本身看起来是一个梯形逻辑图，带有开关和继电器符号，但 PLC 内部没有实际操作的开关触点或继电器线圈来创建输入和输出之间的逻辑关系。 如果您愿意的话，这些是假想的触点和线圈。通过连接到 PLC 编程端口的个人计算机输入和查看程序。 考虑以下电路和 PLC 程序： 当按钮开关未启动（未按下）时，不会向 PLC 的 X1 输入发送电源。 该程序显示常开 X1 触点与 Y1 线圈串联，不会向 Y1 线圈发送“电源”。因此，PLC 的 Y1 输出保持断电状态，与其连接的指示灯保持熄灭状态。 然而，如果按下按钮开关，电源将被发送到 PLC 的 X1 输入。 程序中出现的任何和所有 X1 触点都将呈现启动（非正常）状态，就好像它们是通过名为“X1”的继电器线圈通电而启动的继电器触点一样。 在这种情况下，对 X1 输入通电将导致常开 X1 触点“闭合”，从而向 Y1 线圈发送“电力”。 当程序的Y1线圈“通电”时，真正的Y1输出将通电，点亮与其连接的灯： 必须要明白的是，计算机（装载 PLC 软件的工程系统）显示屏上出现的 X1 触点、Y1 线圈、连接线、“电源”等都是虚拟的。 它们并不作为真正的电气元件存在。它们以计算机程序中的命令形式存在——只是一个软件——恰好类似于真正的继电器原理图。 同样重要的是要理解，用于显示和编辑 PLC 程序的计算机对于 PLC 的持续运行来说并不是必需的。 一旦程序从计算机加载到 PLC，计算机就可以从 PLC 拔出，并且 PLC 将继续遵循编程的命令。 我在这些插图中包含计算机显示屏只是为了帮助您理解现实生活条件（开关闭合和灯状态）与程序状态（通过虚拟触点和虚拟线圈的“电源”）之间的关系。 当我们想要改变控制系统的行为时，PLC 的真正威力和多功能性就会显现出来。由于 PLC 是可编程设备，因此我们可以通过更改给它的命令来改变其行为，而无需重新配置与其连接的电气组件。 例如，假设我们想让这个开关和灯电路以相反的方式运行：按下按钮使灯关闭，松开按钮使其打开。 “硬件”解决方案需要用常闭按钮开关代替当前的常开开关。 “软件”解决方案要简单得多：只需更改程序，使触点 X1 为常闭而不是常开。 在下图中，我们显示了按钮未启动（未按下）状态下的更改后的系统： 在下图中，开关显示为已启动（按下）： 在软件中而不是在硬件中实现逻辑控制的优点之一是输入信号可以根据需要在程序中重复使用任意多次。 例如，采用以下电路和程序，设计用于在三个按钮开关中的至少两个同时启动时为灯通电： 为了使用机电继电器构建等效电路，必须使用三个继电器，每个继电器具有两个常开触点，以便为每个输入开关提供两个触点。 然而，使用 PLC，我们可以为每个“X”输入编程任意数量的触点，而无需添加额外的硬件，因为每个输入和每个输出只不过是 PLC 数字存储器中的单个位（0 或 1） ，并且可以根据需要多次调用。 此外，由于 PLC 中的每个输出也只不过是其内存中的一个位，因此我们可以在 PLC 程序中分配由输出 (Y) 状态“驱动”的触点。 以下一个系统为例，电机启停控制电路： 连接到输入 X1 的按钮开关用作“启动”开关，而连接到输入 X2 的开关用作“停止”。 程序中的另一个触点名为Y1，直接使用输出线圈状态作为密封触点，以便在释放“启动”按钮开关后电机接触器将继续通电。 您可以看到常闭触点X2出现在彩色块中，表明它处于闭合（“导电”）状态。 如果我们按下“开始”按钮，输入 X1 将通电，从而“闭合”程序中的 X1 触点，向 Y1“线圈”发送“电源”，为 Y1 输出通电，并将 120 伏交流电源施加到真实电机接触器线圈。 并联 Y1 触点也将“闭合”，从而将“电路”锁定在通电状态： 现在，如果我们松开“启动”按钮，常开 X1“触点”将返回到“断开”状态，但电机将继续运行，因为 Y1密封“触点”继续提供“连续性”给线圈 Y1“供电”，从而保持 Y1 输出通电： 要停止电机，我们必须立即按下“停止”按钮，这将为 X2 输入通电并“打开”常闭“触点”，从而断开 Y1“线圈”的连续性： 当松开“停止”按钮时，输入 X2 将断电，使“触点”X2 返回正常的“闭合”状态。 然而，在按下“启动”按钮之前，电机不会再次启动，因为 Y1 的“密封”已丢失： 这里需要强调的一点是，故障安全设计在 PLC 控制系统中与在机电继电器控制系统中同样重要。 人们应该始终考虑故障（开路）接线对受控设备的影响。 在这个电机控制电路示例中，我们遇到一个问题：如果 X2（“停止”开关）的输入接线未能打开，则将无法停止电机！ 该问题的解决方案是反转 PLC 程序内的 X2“触点”与实际“停止”按钮开关之间的逻辑： 当常闭“停止”按钮开关未动作（未按下）时，PLC 的 X2 输入将得电，从而“闭合”程序内的 X2“触点”。 这允许电机在输入 X1 通电时启动，并允许电机在不再按下“启动”按钮时继续运行。 当启动“停止”按钮时，输入 X2 将断电，从而“打开”PLC 程序内的 X2“触点”并关闭电机。 因此，我们看到这个新设计和以前的设计在操作上没有区别。 然而，如果输入 X2 上的输入接线未能打开，X2 输入将以与按下“停止”按钮时相同的方式断电。 X2 输入接线故障的结果是电机将立即关闭。 这是一种比之前所示的设计更安全的设计，在之前的设计中，“停止”开关接线故障会导致无法关闭电机。 除了输入 (X) 和输出 (Y) 程序元素之外，PLC 还提供与外界没有内在联系的“内部”线圈和触点。 它们的用途与标准继电器电路中使用的“控制继电器”（CR1、CR2 等）非常相似：在必要时提供逻辑信号反转。 为了演示如何使用这些“内部”继电器之一，请考虑以下示例电路和程序，旨在模拟三输入与非门的功能。 由于 PLC 程序元素通常由单个字母设计，因此我将内部控制继电器称为“C1”，而不是继电器控制电路中惯用的“CR1”： 在此电路中，只要任何按钮保持未启动（未按下）状态，灯就会保持点亮状态。 要使灯关闭，我们必须启动（按下）所有三个开关，如下所示：
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PLC 编程中的梯形图基础 梯形图逻辑最初是一种书面方法，用于记录制造和过程控制中使用的继电器架的设计和构造。继电器架中的每个设备都由梯形图上的符号表示，并显示这些设备之间的连接。此外，继电器机架外部的其他项目，例如泵、加热器等也将显示在梯形图上。 梯形图逻辑已经发展成为一种编程语言，它通过基于继电器逻辑硬件电路图的图形化图表来表示程序。梯形图逻辑用于开发工业控制应用中使用的可编程逻辑控制器 (PLC) 的软件。该名称基于这样的观察：这种语言中的程序类似于梯子，有两个垂直导轨和它们之间的一系列水平梯级。虽然梯形图曾经是记录可编程控制器程序的唯一可用符号，但如今其他形式已在 IEC 61131-3 中标准化。 梯形图逻辑广泛用于对需要对过程或制造操作进行顺序控制的 PLC 进行编程。梯形图逻辑对于简单但关键的控制系统很有用。随着可编程逻辑控制器变得越来越复杂，它也被用于非常复杂的自动化系统中。通常，梯形逻辑程序与在计算机工作站上运行的 HMI 程序结合使用。 简单梯形图逻辑程序示例 语言本身可以被视为逻辑检查器（触点）和执行器（线圈）之间的一组连接。如果可以通过断言（真或“闭合”）触点在梯级左侧和输出之间追踪路径，则梯级为真且输出线圈存储位为断言或真。如果无法追踪到路径，则输出为假 (0)，并且类似于机电继电器的“线圈”被视为“断电”。 梯形逻辑具有接通或断开电路以控制线圈的触点。每个线圈或触点对应于可编程控制器存储器中单个位的状态。与机电继电器不同，梯形图程序可以多次引用单个位的状态，相当于具有无限多个触点的继电器。 所谓的“触点”可以指通过集成或外部输入模块从物理设备（例如按钮和 限位开关）到可编程控制器的物理（“硬”）输入 ，或者可以代表可能生成的内部存储位的状态程序中的其他地方。 梯形语言的每一级通常在最右侧都有一个线圈。一些制造商可能允许在一个梯级上放置多个输出线圈。 —( )— 常规线圈，每当其梯级闭合时就会通电。 —()— 一个“非”线圈，每当其梯级打开时就会通电。 —[ ]— 常规触点，只要相应的线圈或控制它的输入通电，就会闭合。 —[]— “非”触点，只要相应的线圈或控制它的输入未通电，就会闭合。 “线圈”（梯级的输出）可以代表操作连接到可编程控制器的某些设备的物理输出，或者可以代表在程序的其他地方使用的内部存储位。 逻辑与 ------[ ]--------------[ ]----------------( ) 钥匙开关 1 钥匙开关 2 门电机 以上实现功能： 门机 = 钥匙开关 1 AND 钥匙开关 2 该电路显示了保安人员可能用来启动银行金库门上的电动机的两个钥匙开关。当两个开关的常开触点闭合时，电流就会流向打开门的电机。 逻辑 AND 与 NOT ------[ ]--------------[]----------------( ) 关门障碍门电机 以上实现了功能：门电机=关门AND NOT（障碍）。 该电路显示了一个用于关门的按钮，以及一个用于检测是否有物体阻碍关门的障碍物检测器。当常开按钮触点闭合并且常闭障碍物检测器闭合（未检测到障碍物）时，电流能够流向关闭门的电机。 逻辑或 --+--------[ ]--------+-----------------( ) |外部解锁|开锁 | | +--------[ ]--------+ 内部解锁 以上实现的功能：解锁=内部解锁 OR 外部解锁 该电路显示了可以触发汽车电动门锁的两件事。远程接收器始终通电。 当任一组触点闭合时，锁 电磁阀就会通电。 工业停止/启动 在常见的工业闭锁启动/停止逻辑中，我们有一个“启动”按钮来打开电机接触器，还有一个“停止”按钮来关闭接触器。 当按下“开始”按钮时，通过“停止”按钮常闭触点，输入变为真。当“运行”输入变为真时，与“启动”常开触点并联的密封“运行”常开触点将闭合，保持输入逻辑为真（锁定或密封）。电路被锁定后，可能会按下“停止”按钮，导致其常闭触点打开，从而导致输入错误。然后“运行”常开触点打开，电路逻辑返回到其静态状态。 --+----[ ]--+----[]----( ) |开始 |停止运行 | | +----[ ]--+ 跑步 --------[ ]--------------( ) 运行电机 上面实现的功能是： run = ( start OR run ) AND ( NOT stop ) 请注意，在计算逻辑 AND 函数（具有更高的运算优先级）之前，使用括号对逻辑 OR 函数进行分组。另请注意使用 NOT 来表示“停止”NC 触点逻辑。 这种锁存器配置是梯形逻辑中的常见用法。在梯形逻辑中，它被称为密封逻辑。理解闩锁的关键是认识到“启动”开关是一个瞬时开关（一旦用户释放按钮，开关就会再次打开）。一旦“运行”电磁阀接合，它就会关闭“运行”常开触点，从而锁定电磁阀。然后打开的“启动”开关不起作用。 出于安全原因，紧急停止和/或停止应与启动开关串联硬连线，并且继电器逻辑应反映这一点。 --[]----[]----+--[ ]--+--------( ) ES 停止 |开始|发动机 | | +--[ ]--+ 跑步 复杂的逻辑 以下是梯形图逻辑程序中两个梯级的示例。在现实世界的应用中，可能有数百或数千个梯级。 通常，复杂的梯形图逻辑是从左到右、从上到下“读取”的。当评估每条线（或梯级）时，梯级的输出线圈可以作为输入馈送到梯形的下一级。在复杂的系统中，梯子上会有许多“梯级”，它们按评估顺序编号。 1. ----[ ]---------+----[ ]-----+----( ) 开关|高温|空调 | | +----[ ]-----+ 湿 2. ----[ ]----[]--------------------( ) 空调加热冷却 第1行实现功能：A/C = Switch AND (HiTemp OR Humid) 第 2 行实现功能：冷却 = A/C AND（不是加热） 这表示梯级 2 的系统稍微复杂一些。在评估第一条线路后，输出线圈“A/C”被馈送到梯级 2，然后评估梯级 2，并且输出线圈“冷却”可以馈送到输出设备“压缩机”或进入梯子的第 3 级。该系统允许分解和评估非常复杂的逻辑设计。 附加功能 PLC 制造商可以将附加功能作为特殊块添加到梯形逻辑实现中。当特殊块通电时，它会根据预定参数执行代码。这些参数可以显示在特殊块中。 +--------+ -----[ ]--------------------+ A +---- 远程解锁+--------+ 远程柜台 +--------+ -----[ ]--------------------+ B +---- 内部解锁+--------+ 室内柜台 +--------+ --------------------+ A + B +------------ |进入C | +--------+ 加法器 在此示例中，系统将计算按下内部和远程解锁按钮的次数。该信息将存储在存储位置 A 和 B 中。存储位置 C 将保存电子解锁门的总次数。 PLC 有多种类型的特殊块。它们包括定时器、算术运算符和比较、表查找、文本处理、PID 控制和过滤功能。更强大的 PLC 可以对一组内部存储器位置进行操作，并对一系列地址执行操作，例如，模拟物理顺序鼓控制器或有限状态机。在某些情况下，用户可以定义自己的特殊块，这些块实际上是子例程或宏。大型特殊块库以及高速执行允许使用 PLC 来实现非常复杂的自动化系统。
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用于缺陷零件分类的高级 PLC 编程
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
先进的 PLC 编程可对缺陷零件进行分类，区分好零件和坏零件，然后通过传送带进行运输。 用于缺陷零件分类的高级 PLC 编程 下面的模拟显示了使用PLC 梯形逻辑来识别好产品和坏产品并根据质量对产品进行分类。 传送带用于移动产品。当产品被传送到传送带上时以及在钻孔操作期间，传送带被启动和停止。 钻孔机用于按设计对产品进行钻孔。有时钻孔操作可能会损坏产品。 传感器检测产品的质量，并使用推料器将不良产品推入另一个存储仓。 PLC 输入和输出 下表列出了 PLC 系统所需的输入和输出。 类型 设备编号 设备名称 操作 输入 X0 钻孔 钻孔时打开。 输入 X1 零件底钻 Y0 为 ON 时提供一个部件：一个大金属立方体。 输入 X2 正确钻孔 当零件正确钻孔时打开。钻孔开始时，之前的结果将被清除。 输入 X3 钻错了 当在左端检测到部件时 ON。 输入 X4 传感器 当在右端检测到部件时 ON。 输入 X5 传感器 当在推料器前面检测到零件时打开。 输入 X10 传感器 当零件未正确钻孔时打开。钻孔开始时，之前的结果将被清除。 输出 Y0 供给指令 当 Y1 为 ON 时，传送带向前移动。 输出 Y1 输送机前进 当 Y3 为 ON 时，传送带向前移动。 输出 Y2 开始钻孔 Y2 为 ON 时开始钻孔（不可中途停止的加工循环）。 输出 Y3 输送机前进 Y5 ON 时伸出，Y5 OFF 时缩回。推杆不能在行程中途停止。 输出 Y5 推手 Y5 ON 时伸出，Y5 OFF 时缩回。推杆不能在行程中途停止。 计划说明 该项目旨在使用传感器区分好零件和有缺陷的零件，并相应地对它们进行分类。该项目包括总体控制和演练控制两个关键领域。 整体控制 控制面板上有一个名为 PB1 (X20) 的按钮。当您按下 PB1 时，它会触发料斗的供应命令 (Y0)，使其供应零件。释放 PB1 将停用供给命令，从而停止料斗。控制面板 上有一个开关 SW1 (X24) 。当您打开 SW1 时，传送带开始向前移动。关闭 SW1 会停止传送带。 钻孔控制 现在我们来讨论一下钻头的控制： 当钻头内的钻头传感器 (X1) 下方的部件被激活时，输送机停止。 当启动钻孔命令 (Y2) 激活时，钻孔过程开始。当钻孔传感器 (X0) 激活时，它会停止。 在完成一个完整的钻孔操作周期后，如果激活开始钻孔 (Y2)，则会触发正确钻孔 (X2) 或钻孔错误 (X3) 传感器。 请注意，钻机在操作过程中不能停止。在此 PLC 模拟中，每三个零件中就有一个被视为有缺陷（具有多个孔的零件也属于有缺陷的类别）。 当推料器中的检测零件传感器 (X10) 识别出有缺陷的零件时，传送带停止，推料器将零件移动到“有缺陷”的托盘上。 请记住，当推动器的驱动命令打开时，它会完全伸出。当命令关闭时，推杆完全缩回。 通过检查的零件继续沿着传送带到达位于右端的“OK”托盘。 PLC 编程 -
如何过滤 PLC 中的数字和模拟输入？
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
在这篇文章中，我们将了解如何过滤 PLC 中的数字和模拟输入。 正如主题所述，滤波是消除 PLC 接收到的信号中不需要的尖峰的一种方法。其作用是消除波动并仅将特定时间的适当信号变化传递给 PLC。 在 PLC 内部，首先是滤波器电路，然后是 PLC 输入处理电路，该电路接受最终的滤波输入并将其用于逻辑。 PLC 数字输入滤波器 让我们首先考虑数字输入。带滤波器的输入的作用是接受数字现场输入并通过滤波器将其传递到处理电路。 如果您看到下图，则有两个部分。 首先，绿色圆圈表示输入更改将被传递，红色圆圈表示输入更改将不会被传递。 在第一部分（上面）中，有两个变化，其中存在很多波动并且输入变化将被绕过。 有两种变化是没有波动的，并且输入变化将被传递到处理电路。第二部分（下）的理论也是如此。这可以通过过滤来实现。 过滤由因素或时间定义。假设您设置的时间为 3 毫秒。滤波器的作用是仅接受持续高于 3 ms 的输入变化。 如果输入在 3 ms 之前发生变化，则该输入将不会被考虑并被忽略。这意味着短且高频的干扰脉冲将被忽略。 这个逻辑和我们在PLC逻辑中写的去抖动定时器是一样的。 在下图中，只有当启动按钮输入保持高电平 3 秒时，灯才会亮。 这与数字带通滤波器中使用的逻辑相同。仅当输入在设定时间内保持状态（高或低）时，它才会将输入更改传递到处理部分。 正如所讨论的，除了时间之外，一些 PLC 还可以选择设置一个因子来代替时间。 该因子计算内部时间并决定过滤的级别。因子值越高，过滤能力越高。 PLC 模拟输入滤波器 现在，让我们看看模拟输入中的过滤。由于模拟输入本质上是可变的，因此它们的滤波器逻辑不能像数字输入那样实现。 因此，在模拟输入中，使用平均逻辑。过滤器将对特定设定时间内获得的值进行平均，并给出该时间的平均最终值。 请参阅下图进行研究。 第一个——蓝色的系数为 1。 第二个——绿色的因子是 2。 第三个——橙色的系数为 3。 第四个——棕色的系数是 4。 随着过滤因子值的增加，您可以看到通过以更锐利的值过滤信号，信号的形状得到改善。 在设定的时间内，过滤器将对从输入获得的值进行平均；并根据其中使用的公式，它将给出每次的最终平均输出。 因此，随着滤波器系数或权重的增加，我们可以得到更精细的模拟信号值，并且干扰更少。通常，为此目的使用首通滤波器。 由此可见，滤波对于减少现场输入中不必要的噪声并传递适当的值非常有用，这也将保护PLC输入电路免受损坏；如果出现任何高峰值或不需要的峰值。 -
简体中文 西门子 PLC 和 HMI 产品在中国广东省的总代理经销商是那家公司？
leiwenge posted a question in Siemens PLC Q&A (ask or answer questions)
西门子 PLC 和 HMI 产品在中国广东省的总代理经销商是那家公司？