单位文秘网 2022-03-01 08:16:01 点击: 次
1969年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器(programmable controller,PC)。个人计算机(PC)发展起来后,为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
PLC的定义有许多种。国际电工委员会(IEC)对PLC的定义:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
20世纪80年代至90年代中期是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持在30%~40%。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。随着PLC技术的发展,将其应用于密码锁装置的控制中,取代原有传统锁,取得了很好的使用效果。
一、PLC的构成
从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
二、CPU的构成
CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存储用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来,不必要详细分析CPU的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
FX系列PLC是三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器,以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC产品。其中FX2是1991年推出的产品,FX0是在FX2之后推出的超小型PLC,近几年来又连续推出了将众多功能凝集在超小型机壳内的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC,具有较高的性能价格比,应用广泛。它们采用整体式和模块式相结合的叠装式结构。
1.FX系列说明
FX系列名称有 0、2、0S、1S、ON、1N、2N、2NC等。单元类型:M为基本单元;E为输入输出混合扩展单元;Ex为扩展输入模块;EY为扩展输出模块。输出方式:R为继电器输出;S为晶闸管输出;T为晶体管输出。特殊品种:D为DC电源,DC输出;A1为AC电源,AC(AC100~120V)输入或AC输出模块;H为大电流输出扩展模块;V为立式端子排的扩展模块;C为接插口输入输出方式;F为输入滤波时间常数为1ms的扩展模块。如果特殊品种一项无符号,为AC电源、DC输入、横式端子排、标准输出。
2.控制说明
(1)密码锁共有16个按钮,分别接入X015、X020、X021、X000~X01,其中X015为电源开关,X000~X003为密码开关,代表第一个十六进制数;X004~X007代表第二个十六进制数;X010~X013代表第三个十六进制。X020、X021为密码开关,拨动按钮,计数继电器计数,如密码与设定值相符合,5S后,可开启锁,20S后,重新锁定。
(2)该程序中采用了两个特殊辅助寄存器,系统启动后,在规定时间内开锁,否则报警器工作。
3.工作原理
根据设计,按四次密码,其中一、三按钮密码同时按四个键,分别代表三个十六进制数;二、四按钮为计数器密码输入。
(1)接通电源,按下启动按钮X015,系统启动,可拨动输入键进行输入,H6D5、H83A表示十六进制数6D5、83A。每位密码的输入方法:
第一个数X003X002X001X000第一个数X003X002X001X000
0 10 1 1 010
第二个数X007X006X005X004第二个数X007X006X005X004
110 1 0 01 1
第三个数X013X012X011X10 第三个数X013X012X011X10
01 1 0 1 0 0 0
拨动X020二次,C0K2计数器计数2次,接通C0,C0计数器工作,在下一位的触点Y001闭合。
拨动X021一次,C1 K1计数器计数1次,接通C1,C1计数器工作,在下一位的控制中触点Y004闭合。
(2)在从K3X000、X20、X21送入的数据应分别它们相等,用比较指令进行判断,X020,X021送入的计数次数相等,这样Y001、Y002、Y003、Y004的触点闭合,整个电路才接通,解锁才成功。
(3)在输入的过程中时间设置为30s,按下开始按扭X015时就开始计时,超过时间,报警器有效,若它被驱动,则可将S900~S999中的工作状态的最小地址号存放在特殊数据寄存器D8049:报警器动作M8048,若M8049被驱动,状态S900~S999中任何不动作,则M8048动作,发出警报。
(4)在输入的过程中时间超过设置40s,整个电路将不能接通,解锁不能成功。
(5)修改密码可由修改程序设定。
采用PLC控制的密码锁,硬件结构简单,响应速度快,性能、具有极高的可靠性。经现场使用考验,性能稳定,运行可靠。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。程序稍作修改,就可以满足用户不同的控制要求,体现出极大的灵活性和适应性,具有极高的实际教学价值。
(作者单位:广东省韶关市机电技工学校)
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