PLC 教程

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PLC 是自动化工业的计算机控制系统。它是一台没有键盘、硬盘等的专用电脑。PLC 是电气行业要求很高的技能之一。大多数组织都要求候选人具备 PLC 知识。在这里，我们将讨论自动化、应用、类型、编程、流程、架构等。

在本教程中，我们将涵盖以下主题:

什么是 PLC
为什么是 PLC
可编程控制器的类型
可编程控制器如何工作
可编程控制器的架构
SMPS 如何转换电压？
编程装置
PLC 循环
什么是安全 PLC？
什么是自动化？
自动化类型
可编程控制器的应用
选择 PLC 的标准
西门子 PLC
PLC 协议
可编程控制器制造商
可编程控制器编程
编程中使用的符号
PLC 中的内存映射
记忆区
编程中使用的其他组件
计数器
比较器
示例
自动化工具
PLC 对监控和数据采集系统

什么是 PLC？

PLC 是一种数字计算机控制系统，适用于控制机器人设备和其他制造过程。它涉及对微控制器、数字电路和设计技能的基础研究。

它提供简单、灵活、高可靠性的可编程控制器，适用于简单和恶劣的环境。它**监控输入设备的状态，做出决策，并控制输出设备。**应用包括机器人、充水箱等。

PLC 的范围从输入/输出很少的小设备到输入/输出数千的大设备。

因此，PLC 是关于:

为什么是 PLC？

PLC 最初是在美国创建的，用于替代继电器系统。

继电器的缺点使其不适合汽车工业，列举如下:

使用继电器逻辑的机器操作非常具有挑战性和耗时。机器逻辑的改变使过程变得复杂。
与计算机组件相比，继电器故障也很快。
它需要更多的运行停机时间。
继电器也消耗大量的电力，更多的空间和热量。

因此，为了克服这些缺点，PLC 被创造出来。

PLC 模型外观简单。PLC 的基本组成部分是输入/输出(I/O)模块、协处理器模块、CPU、和外围设备。中央处理器(控制处理单元)与输入/输出通信。输入/输出模块可能在靠近或远离中央处理器的地方。因此，PLC 并不限于一栋建筑。它包括编程中的计算，用于计算不同的参数，如 SPC ( 统计过程控制)。

但是对于它的操作，我们需要对 PLC 进行编程。大多数 PLC 使用台式机/笔记本电脑上的应用程序进行控制。这些应用程序使用通信介质(如以太网或专有通信总线)与 PLC 通信。通信介质的选择取决于制造商。大多数制造商也依赖于 USB 。

每个程序员做同一件事的技术不同，具体的逻辑也不同。

可编程控制器的类型

PLC 有三种类型，如下所示:

模块化 PLC

在模块化可编程控制器中，模块化意味着添加模块。它允许我们扩展 PLC 的结构。当有大量输入和输出时，它很有用。我们可以通过增加 PLC 中的模块来增加更多的输入和输出。

它还有更多的内存和存储信息的能力。

该示例包括制造业中的控制加工生产线。

让我们来看看模块化可编程控制器。

机架可编程控制器

机架式可编程控制器中的模块按行排列。架子放在柜子里。机架 PLC 中的插槽通过标准网络或总线相互通信。

让我们来看看机架式可编程控制器。

紧凑型 PLC

紧凑型 PLC 中的输入/输出模块由该 PLC 的制造商决定。这意味着输入输出是固定的。但是，紧凑型 PLC 用于小规模应用。

我们来看看紧凑型 PLC。

PLC 是如何工作的

简单来说，PLC 从输入设备获取输入，根据 CPU 中的逻辑进行处理，并根据该逻辑控制输出设备。

PLC 重量轻，无需任何电气过滤或空调即可运行。

让我们详细讨论一下。

按钮、传感器等设备作为输入设备连接，可以检测 PLC 中输入信号的变化。输入信号通过将电压转换为低电压(如 5V)的屏障。中央处理器监控输入的状态。基于指定的逻辑，中央处理器处理并产生输出信号。输出端的屏障防止 PLC 受到外部噪声的影响，并将低电压转换为高电压以驱动输出设备。输出信号控制输出设备，如电机、控制器、指示灯等。

可编程控制器的体系结构

PLC 硬件设置或架构包含用于执行控制功能的硬件和软件。

让我们来看看 PLC 的体系结构。

PLC 的组件如下:

附言（同 postscript）；警官（police sergeant）

PS 代表电源。电源充当 PLC 系统的电源。它将高电压转换成低电压或 DC 电压，如 120 伏交流电转换成 24 伏 DC 电压。

线性电源没有其他电源模式复杂。

开关式电源(switched - mode power supply)

代表开关模式电源。 SMPS 是电源转换和高频电源转换装置。它将电压电平转换为特定要求的电压。SMPS 使用固态开关将交流电源转换为平滑的 DC 电源。

SMPS 通常用于从交流电到 DC 的高功率转换。它也比 PS 效率高。

我们来讨论一下 PS 和 SMPS 的一些区别。考虑下表。

| 种类 | 电源 | SMPS(开关模式电源) | | 重量 | 庞大的 | 重量轻 | | 效率 | 效率低，在 20 %到 25%之间 | 60 %到 65%之间的高效率 | | 复杂性 | 不太复杂 | 更复杂 | | 回应 | 更快的响应 | 反应较慢 | | 用途 | 射频应用 | 移动充电器、DC 电机等。 |

SMPS 如何转换电压？

让我们考虑 224 伏的交流电压。该过程将把 224 伏交流电转换成 24 伏 DC。

考虑下面给出的框图:

它清楚地解释了将高电压转换为低 DC 电压的过程。

中央处理器

中央处理器或中央处理器位于 PLC 的中央机架中。数据总线用作在 PLC 中不同元件之间发送数据的介质。它控制所有功能，例如存储在 PLC 存储器中的编程指令。它还控制 PLC 中的逻辑、通信和监控。PLC 的单元包含一个微控制器或微处理器。

当在运行模式下运行时，中央处理器执行程序。

即时信息

IM 或接口模块被定义为一个精确的、位置感应的和绝对的设备。它通常与传感器一起使用，以降低恶劣环境中的噪声。

程序设计装置

我们需要在处理器的内存中指定所需的程序。该程序最初是在编程设备中开发的。之后，程序被传送到 PLC 的存储单元。

大脑性麻痹

CP 代表沟通过程。PLC 中的通信过程包括一个接线系统和一个共享协议。布线系统用于连接 PLC 中的不同组件，而共享协议允许任何设备理解通信过程中的位和字节。

微型断路器

MCB 或微型断路器作为 PLC 的安全装置。如果出现过载或故障情况，它会自动关闭电路。MCB 常用于代替低压电网的熔断器 I。

输入模块

PLC 的输入模块检测输入设备的状态，如传感器、开关、按钮等。

输出模块

PLC 的输出模块控制输出设备，如电机、继电器、灯等。

行李架

机架通常作为 PLC 的保持装置。这意味着它把一切都联系在一起。我们可以在 PLC 中添加机架来容纳更多模块。机架也有不同的尺寸。

存储单元

存储单元是在 PLC 中存储程序、数据和信息的单元。

PLC 有两种类型的存储单元，如下所示:

**数据存储器:**数据存储器由来自 PLC 输入/输出模块的存储数据组成。

**程序存储器:**程序存储器由 PLC 中的逻辑程序或梯形图逻辑程序组成。

PLC 循环

PLC 系统通常很昂贵。不正确的 PLC 编程或设计会导致生产率的损失。为了节省设计 PLC 控制应用的时间，建议使用像 PLCLogix 这样的仿真软件。这种软件节省了时间，也提高了与 PLC 设备相关的安全性。

PLC 循环如下所示:

**了解你的过程:**我们应该知道我们正在开始的过程。

**电路设计:**设计是任何项目的第一部分。没有设计就无法创建项目或模型。

**使用的设备:**了解项目中使用的设备至关重要。

**编程:**是必不可少的部分。创建的模型是为实现而编程的。

**测试或模拟:**在最后阶段，对模型进行测试。测试和模拟花费了大量时间。

以上步骤是了解可编程控制器操作所必需的。

可编程控制器的扫描周期

PLC 连续扫描过程，因为输入是随机的(可以随时改变)。扫描周期分为三个部分，分别为输入扫描、输出扫描和程序执行。

**扫描时间:**定义为一个周期通过程序所花费的时间。一个周期的持续时间最小，即 1/1000 秒。它可能因程序而异。

扫描时间越短，PLC 就越好，越贵。

扫描周期如下所示:

**输入扫描:**PLC 根据指定的输入求解逻辑。输入的开/关状态提前保存在数据表中，避免输入突然变化。这也使过程更快。

**程序执行:**控制逻辑保存梯形逻辑程序的内存副本。它一次只使用该副本执行一条指令。

**输出扫描:**扫描过程完成后更新输出。程序的值是临时的。基于这些值，更新输出。之后，它会自我检查是否有任何故障，并重新启动进程。

什么是安全 PLC？

安全 PLC 类似于普通 PLC，具有一些额外的安全功能，如冗余。安全 PLC 还可以执行额外的现场设备检查，如窥探。

PLC 是与电气工程相关的自动化系统的一部分。安全可编程控制器是任何自动化工业过程的重要组成部分之一。传感器、PLC(逻辑解算器)和控制系统被认为是安全仪表系统的三个部分。安全信息系统被称为安全关闭系统。

安全信息系统监控过程，并在出现任何不安全或风险情况时做出关闭反应。安全 PLC 的作用是防止项目/工厂出现故障，从而保护环境免受恶劣风险的影响。在任何危险的情况下，安全的地方将把工厂置于安全的状态。

什么是自动化？

自动化被定义为将人的努力减少到最低限度的过程、系统和程序。它是一种机械装置，无需连续输入即可自动操作和运行。这些设备是电子制造的。

像机器学习和人工智能等其他技术一样，自动化的范围正在扩大。例如飞机、锅炉、热处理炉、自动化机械等。

让我们讨论自动化的一些特性。

自动化不仅减少了人力，而且还利用机器来完成重复性任务。
工业自动化提高了生产率、安全性、资源利用率、生产率和产量。
它增加了一致性。
节省时间的程序。
更好的可靠性
降低运营成本。
更多的安全和工作保障。
PLC 已经取代了定序器和定时器。
输入输出扫描

自动化分为工业自动化和非工业自动化。

自动化的类型

让我们快速了解一下自动化的类型。

自动化有四种类型，如下所示:

固定自动化
灵活自动化
可编程自动化
综合自动化

固定自动化

固定自动化有一个开放的和基于逻辑的编程系统。但是，它具有高生产率和高初始投资。

柔性自动化

灵活的自动化在处理有设计变化的产品时非常灵活。

可编程自动化

这是一个以人为基础的系统。在这里，新的程序被准备好，并进入新的设备来创造新产品。

综合自动化

它是以上三种自动化(固定、灵活和可编程)的结合。它是一个工业控制系统，扩展了工程领域的技术服务。

可编程控制器的应用

我们通常使用台式机或笔记本电脑进行编程。

PLC 的一些应用如下:

控制电梯
控制交通信号
洗衣机
游乐设施
机械控制
装瓶系统
水箱液位控制

选择 PLC 的标准

选择最佳的可编程控制器至关重要。

让我们讨论选择 PLC 的标准。我们应该根据以下参数选择任何 PLC:

系统需求

所需的 PLC 应该与我们的计算机或笔记本电脑的系统要求兼容。

我们应该经常检查 PLC 型号。

扫描时间

这也是选择任何 PLC 必不可少的一部分。PLC 将更少的扫描时间视为最好的 PLC，但成本很高。扫描时间的变化取决于 PLC 的输入数量。

沟通

通信意味着与其他设备共享信息。硬件电缆可以是双绞线电缆、无线电调制解调器等。

操作速度

它定义了 PLC 控制系统的运行速度。

应用要求

它决定了 PLC 系统的输入和输出要求。

电气要求

电气要求包括输入电压、控制系统功率、输出电流和输出电压等参数。

I/o

应根据所需的项目需求选择输入/输出模块。如果我们想控制步进电机，我们可以选择机架式可编程控制器。

记忆

我们首先需要检查所需的内存量和大小。可编程控制器的内存与输入/输出的数量、控制程序的安装等有关。

软件需求

软件要求包括兼容的中央处理器、通信和输入输出端口、通用串行总线端口、以太网端口、用户指定端口等。

身体条件

我们应该始终考虑 PLC 控制系统的位置。在恶劣的环境中，我们应该将可编程控制器控制系统置于 IP 等级的封闭中。在选择任何 PLC 之前，还应记住其他参数，如维护、可访问性和故障排除。

西门子可编程控制器

如上所述，西门子 PLC 是所有行业中最常见的 PLC。

西门子 PLC 分为三代，如下所示:

1 ^st 代- 微

2 ^第二代-迷你

3 ^第三代-纳米或机架 PLC

西门子 PLC 系列如下:

S7200
S7300
S7400
S7400H
S7400F
S71200
S71500

S7400F PLC 还具有容错功能。我们可以根据需要选择产品。S7200 是目前市面上最便宜的西门子 PLC。用 S7-200 可编程控制器很容易开始编程。

模拟步骤 7

Simatic step 7 是功能强大的自动化软件工具，其中包括西门子 PLC 的编程环境。Simatic Step 7 工程软件可用于编程和配置人机界面基本面板。

STEP 7 软件中支持的编程语言有阶梯编程、功能框图和结构化文本编程语言。

如今，自动化的智能选择是 SIMATIC S7-1200 控制器。

让我们了解 S7-1200 控制器的优势，如下所示:

这些 PLC 有故障保护和标准版本。
它具有扩展的通信功能和改进的数据传输。
它允许传输敏感的机器数据。
它支持预测性维护。
它还支持与其他控制器的数据传输。
它支持数据存储。

PLC 协议

PLC 使用协议进行通信。与 PLC 相关的协议如下:

1。PPI

PPI 或点对点接口协议是专门为 S7-200 可编程控制器设计的通信协议。但是，不是西门子直接开的。

2。MPI

MPI 或多点接口协议是西门子公司的接口。MPI 用于连接设备，如个人计算机等。MPI 的速度范围从 187.5 kBd(千波特)到 12 兆波特。

3。Profibus

过程现场总线或现场总线使用多点单电缆，用于连接设备。它经常与 Profinet 混淆。很容易发现单根电缆的故障。Profibus 电缆的安装成本也很低。

4 . ProFi net

西门子也像 Profibus 一样使用过程现场网络或 Profinet。Profinet 的响应时间更快，提供更高的数据采集。

5。光纤电缆

光纤电缆支持长距离高带宽水平和高传输容量。

6。以太网电缆

以太网电缆充当设备之间的有线传输媒介。以太网电缆被考虑用于在 PLC 中布线模拟输入和输出。以太网连接比无线连接提供更快的安全性和可靠性。

7。局域网电缆

局域网电缆提供从主机到可编程控制器的下载和上传能力，反之亦然。常见的局域网应用包括分布式控制等。

8。第 5 类、第 6 类和第 7 类

这里，猫代表类。这些是常见的以太网标准，广泛用于减少干扰的传输。

Cat5 的速度高达 100Mbps。

Cat6 的速度高达 10Gbps。

Cat7 的速度高达 100Gbps。这是最新的电缆，是屏蔽的。

双绞线

它是一种布线系统，其中单个电路的两对导体绞合在一起，以提高电路的电磁能力。

PLC 制造商

制造 PLC 的行业如下:

西门子 是生产 PLC 的德国跨国公司。它是世界上众所周知和使用最多的可编程控制器。
罗克韦尔自动化 它是一家美国公司，也接手了艾伦·布拉德利品牌。它是最大的 PLC 制造商，在美国很有名。
ABB ABB 是一家瑞士跨国公司，在广泛的行业和应用中提供 PLC。
欧姆龙 它是一家总部位于日本的电子公司。
通用弹性 是一家总部位于美国的 PLC 公司。
德尔塔 它处理所有类型的自动化机器。它是一家台湾的 PLC 制造商。
施耐德T2】施耐德是一家总部位于法国的 PLC 制造商。
三菱是一家生产 PLC 的日本跨国公司集团。
高洋电子股份有限公司 其制造的是 DirectLogic PLC 品牌。这是一个以日本为基础的产业。

可编程控制器编程

PLC 编程是根据用户要求实现和设计控制应用的关键任务。它是一组可以是图形或文本形式的指令。

在这里，我们将讨论最常用的方法，称为梯形图，这是一种图形方法。一旦进入运行模式，PLC 就按照指定的程序工作。

编程在可编程控制器软件中进行。在这里，我们讨论了西门子 PLC 常用的软件 SIMATIC STEP 7。我们可以从任何浏览器轻松下载。编程中的功能块包括**按钮、计数器、定时器、比较器、**等。

类型

我们已经讨论过控制逻辑建立 PLC 的输入和输出。PLC 的控制逻辑可以使用不同的编程语言进行编程。

在所有的编程语言中，梯形图是 PLC 最常用的编程语言。所以，我们将详细讨论梯形编程。

IEC 标准 61131-3 的初始版本支持五种基本编程语言，称为 FBD、ST、IL、SFC 和梯形。对 PLC 进行编程的基于标准的编程语言称为梯形图。ST 和 IL 是文本编程语言，而梯形、FBD 和 SFC 是图形编程语言。

。让我们讨论六种编程语言，如下所示:

FBD(功能框图)

FBD 图中的函数被描述为一组基本块。功能框图中的变量(输入和输出)通过线连接到块。

ST(结构化文本)

结构化文本是一种基于帕斯卡的块结构语言。它是一种高级语言。它也是一种基于文本的语言。

IL(指令清单)

指令列表是一种基于文本的低级语言。

SFC(顺序流程图)

顺序流程图由序列中图表的功能定义。如果这个过程可以分成几个步骤，我们就可以使用它。

示例程序:

梯形逻辑

它被定义为一种图形编程语言，使用符号符号来表示逻辑操作。我们可以使用梯形逻辑在任何软件上对 PLC 进行编程。

在开始编程之前，让我们讨论一些基本概念。

按钮

按钮是控制机器或过程的简单按钮。我们需要按下按钮，将其电气状态从开变为关，反之亦然。

按钮进一步分为否(常开)和数控(常闭)，如下图:

NC: 常闭是与电路电接触的电路的默认状态。这意味着电路处于接通状态。

**否:**常开是电路不与电路电接触的状态。这意味着电路处于关闭状态。它打开电路的终端以中断流动的电流。

我们将使用按钮在 PLC 中编程。

编程中使用的符号

各种符号用于创建 PLC 编程的梯形电路。让我们考虑一些基本的符号。符号如下所示:

我们先来讨论 NO 和 NC 的概念。我们还将讨论当输入为 0 或 1 时，NO 和 NC 按钮的输出。

否

当按下“否”按钮时，它将转到“数控”。意思是输入为 1 时，NO 转 NC。意味着电流可以通过。

请考虑下图:

它清楚地表明，当输入为 0 时，否保持否。当输入为 1 时，它变成数控。

NC

当输入为 0 时，数控按钮保持不变。当输入为 1 时，变为否。

请考虑下图:

我们可以根据需要安排 NO 和 NC 并联或串联。

现在，我们将讨论逻辑门及其梯形图。在梯形图中使用 NO 和 NC 的概念将有助于我们构建 PLC 的电路。逻辑门的梯形图讨论如下:

逻辑门

我们将使用“否”和“数控”按钮讨论逻辑门及其电路。

基本门

基本门是和，或，和不是。

“或”和“与”门的真值表如下:

| A | B | 运筹学 | 和 | | Zero | Zero | Zero | Zero | | Zero | one | one | Zero | | one | Zero | one | Zero | | one | one | one | one |

非门真值表如下:

| A | 不 | | Zero | one | | one | Zero |

与门梯形图

与门的梯形图如下:

这里A****B为输入，而 L 为灯。当电流流过电路并到达灯时，灯会发光。否则，灯不会发光。

当 A = 0 和 B = 1 时，电路将显示为:

由于启动按钮关闭，灯将不亮。电流不会流动。

但是，如果 A = 1 和 B = 1，电路将显示为:

在这里，灯会亮。因此，“与”门的条件得到满足。

同样，我们将使用相同的逻辑为所有的门创建一个梯形图，如上所述。

或门梯形图

“或”门的梯形图如下:

当 A = 0 和 B = 1 时，电路将显示为:

当 A = 1 和 B = 1 时，电路将显示为:

非门梯形图

非门梯形图是一个简单的数控程序。

如果输入为 0，它将给出输出 1，反之亦然。

如果输入为 0，电路将显示为:

如果输入为 1，电路将显示为:

灯不亮是因为 NC 会变成 NO。

通用门

通用门是与非门和或非门。

与非门和或非门的真值表如下:

| A | B | 也不 | “与非” | | Zero | Zero | one | one | | Zero | one | Zero | one | | one | Zero | Zero | one | | one | one | Zero | Zero |

与非门梯形图

与非门的梯形图如下:

当 A = 1 和 B = 0 时，电路将显示为:

在这里，灯会亮。

如果 A = 1，B = 1，灯就不亮了，因为两个 NC 都会变成 NO。

因此，条件得到满足。

或非门梯形图

或非门的梯形图如下:

当 A = 1 和 B = 0 时，电路将显示为:

这里灯不亮是因为第一个 NC 会变成 NO。

如果 A = 0 和 B = 0，灯将点亮，因为两个 NC 将保持不变。

因此，条件得到满足。

专用门

排他门是异或和 XNOR 。

异或门和或非门的真值表如下:

| A | B | 异或 | xnor！x or | | Zero | Zero | Zero | one | | Zero | one | one | Zero | | one | Zero | one | Zero | | one | one | Zero | one |

为异或


Y= (A⨁B)
Y= (A' B+AB')

代表 XNOR


Y= (A⨁B)'
Y= ((AB)'+AB)

异或门梯形图

异或门的梯形图如下:

当 A = 0 和 B = 1 时，电路将显示为:

在这里，灯会亮。

但是，如果 A = 1 和 B = 1，电路将显示为:

这里灯不亮是因为电路的两个 NC 都变成 NO。

因此，条件得到满足。

XNOR 门梯形图

XNOR 门的梯形图如下:

当 A = 0 和 B = 1 时，电路将显示为:

灯不亮了。电路不完整，电流无法流动。

但是，如果 A = 1 和 B = 1，电路将显示为:

在这里，灯会亮。

因此，条件得到满足。

可编程控制器中的内存映射

PLC 中的内存映射讨论如下:

1 字节= 8 位。

1 位= 0 或 1

2 字节= 2 x 8 = 16 位= 1 个字

4 位=半字节

2 个字= 32 位= 4 个字节= 8 个半字节= 1 个双字

存储器分为程序、字和离散寄存器。

**程序:**使用功能块和符号创建程序。如上所述，可以使用五种编程语言对功能块、功能和模块进行编程。

字: 1 字= 16 位。

**离散寄存器:**可用作输入的 1 位寄存器被视为离散寄存器。可以用作输入的 16 位寄存器被视为输入寄存器。

考虑 PLC 的部分内存映射，如下表所示:

| 文件号 | 文件类型 | 寻址范围 | | Zero | 输出图像 | 0 点到 30 点 | | one | 投入 | 图像 1:0 到 1:30 | | Two | 状态 | S:0 到 S:n | | three | 二进制的 | B3:0 比 B3:255 | | four | 倍 | T4:0 比 T4:255 | | five | 计数器 | C5:0 至 C5:255 | | six | 控制 | R6:0 比 R6:255 | | seven | 整数 | N7:0 至 N7:255 | | eight | 浮点 | F8:0 比 F8:255 |

记忆区域

PLC 中的内存区域分为加载内存、工作内存和保持内存。

加载内存

它是一种非易失性存储器。它包含内存和数据块、代码块以及硬件配置。

工作记忆

它是一种易失性存储器。它包含内存和数据块。工作内存只用于 CPU 操作，不能扩展。

保持记忆

它是一种非易失性存储器。万一停电，它可以保存有限的数据。但是，某些操作，如内存重置和出厂设置重置会导致保留内存的内存对象被删除。

编程中使用的其他组件

编程中使用的其他组件如下所示:

定时器

PLC 中的定时器像电子继电器一样提供开和关时间延迟。例如，梯形电路中放置了一个 5s 定时器。持续 5 秒后，输出将关闭/打开。

定时器分为开定时器、关定时器和脉冲定时器。

开启定时器

在指定的延迟后，接通定时器的输出接通。它是最常用的延时定时器。

开启计时器如下图所示:

我们可以用两种方式来表示时间，称为秒和毫秒。

例如，

T # 5S_200MS
T#3S

哪里，

s 表示秒，MS 表示毫秒

接通定时器中的参数如下:

**定时器编号:**文件名

**时间基数:**时间显示为基数。这里，它以秒为单位显示

**预设值:**指定延迟时间

**累计值:**定时器复位时，值变为 0。它从 0 开始计时。

当累计时间等于预设时间时，梯形图输出打开。

ON 定时器是如何工作的？

当条件或逻辑图变为真时，定时器开始计数。它会一直计数到指定的延迟时间。例如，如果延迟时间为 10 秒，计时器将计数到 10 秒。计数出现在累计值部分。一旦累计部分的值等于预设值(指定值)，逻辑运行(真)并打开输出。

考虑下图:

关闭定时器

在指定的延迟后，关闭定时器的输出关闭。如下图所示:

关闭定时器中的参数与开启定时器中的参数相似。

当累计时间等于预设时间时，梯形图输出关闭。

OFF 定时器是如何工作的？

当条件或逻辑图变为真时，计时器开始累计。它会一直计数，直到累计值等于指定的现值。一旦累计部分的值等于预设值(指定值)，输出变为假并关闭输出。

考虑下图:

秒脉冲定时器

脉冲计时器用于产生脉冲。它产生特定长度的脉冲。

脉冲计时器如下所示:

秒脉冲定时器的参数讨论如下:

S: 表示 SET 。它被定义为定时器的触发信号。

TV: 表示定时器中存储的定时器值。时间值表示为 S5T#TV ，其中 TV 为指定时间值。

让我们考虑一个例子:

S5T#10S

在这里，

10s 是以秒为单位指定的时间。

R: 表示复位。它被定义为定时器的复位信号。

Q: 是脉冲定时器的输出。

BI: 表示二进制码中的当前时间。

BCD: 以二进制编码十进制表示当前时间。

时间以 S5T#5s 的形式规定。

哪里，

5s 是以秒为单位的指定时间。

设置时间为 10 秒，我们会声明为 S5T#10s 。

脉冲计时器是如何工作的？

定时器的设定输入( S )在接收到正脉冲时变为有效。只要输入为“1”，定时器就处于运行状态。当输入从 0 变为 1 时，输出使能。计时器一直运行，直到累加器值达到预设值。我们可以读取脉冲定时器的 BI 和 BCD 输出端的累加器值。

考虑下图:

s _ ODT

这里，ODT 代表开启延时定时器。只要信号的输入状态为正，定时器就会运行。

ODT 计时器如下所示:

ODT 计时器的参数与脉冲计时器相似。

【t0-s-ODS】t1

这里，ODTR 代表开启延迟计时器。这是一种保持开启延迟定时器。

当定时器的置位状态为正时，定时器启动。当状态从 0 变为 1 时，计时器重新启动。

ODTS 计时器如下所示:

让我们考虑 S_PULSE、S_ODT 和 S_ODTS 计时器的图表，如下所示:

这里，电视代表指定的定时器值。

计数器

计数器分为升压、降压和升压-降压。

升压计数器

计数器是用来计数的。

上行计数器的功能块如下图所示:

功能块的参数讨论如下:

CU: 决定计数器的输入状态。

R: 表示复位。它被定义为计数器的复位信号。

PV: 定义为计数器的极限。

Q: 表示输出。

CV: 定义为当前计数器值。

计数器中的计数值表示为 C # 10 。计数器将连续计数直到 10 个脉冲。

它是如何工作的？

计数器输入端的每个脉冲都会将其电流值增加 1。当当前计数器值等于或大于计数器限值时，输出(Q)进入设置状态。

复位脉冲将复位计数器的状态。这意味着计数器的当前计数器值将变为 0。

降压计数器

倒计时器是用来倒计时的。

计数器的功能块如下图所示:

该模块的参数讨论如下:

CD: 决定递减计数器的输入状态。

LD: 称为负载输入。

PV: PV 表示计数器的极限。

Q: 表示输出。

CV: 定义为当前计数器值。

它是如何工作的？

递减计数器输入端的每个脉冲都会将其电流值减少 1。这意味着计数器值将递减 1。当当前计数器值等于或小于 0 时，输出(Q)进入设置状态。

负载输入端的脉冲决定了计数器的极限值。计数器极限值进一步分配给 CV(当前计数器值)。

升降计数器

升降计数器可用于两种方式的计数。我们可以使用升降计数器来设置同一个数字的上下限值。

升降计数器的功能块如下图所示:

该模块的参数讨论如下:

CU: 确定上行计数器的输入状态。

CD: 决定递减计数器的输入状态。

R: 表示复位。它被定义为计数器的复位信号。

LD: 称为递减计数器的负载输入。

PV: 定义为计数器的极限。

QU: 表示上行计数器的输出。

QD: 表示向下计数器的输出。

CV: 定义为当前计数器值。

它是如何工作的？

上行计数器输入端的每个脉冲都会将其电流值增加 1。递减计数器输入端的每个脉冲都会将其当前值减少 1。

当当前计数器值大于或等于计数器极限值时，输出进入设置状态。当当前计数器值等于或小于 0 时，输出(QD)进入设置状态。

复位脉冲将复位计数器的状态。这意味着计数器的当前计数器值将变为 0。

负载输入端的脉冲决定了计数器的极限值。计数器极限值进一步分配给 CV(当前计数器值)。

比较仪

比较器用于比较两个值。我们还可以比较压力、温度等物理量。使用比较器。

可以使用比较器比较的值的类型有相等、大于、小于、不相等，请检查有效性，并检查无效性。

比较器中的值表示为:

相等比较器:CMP = = 1

这里，一个是被比较的值。它用于确定第一个值是否等于第二个值。同样，不相等用于确定第一个值是否不等于第二个值。

相等比较器如下图所示:

大于或等于比较器:CMP > = 1

它用于确定第一个值是否大于或等于第二个值。

小于等于比较器:CMP < = 1

它用于确定第一个值是否小于或等于第二个值。

小于比较值:CMP < 1

它用于确定第一个值是否小于第二个值。

大于比较器:CMP > 1

它用于确定第一个值是否小于第二个值。

现在，我们已经讨论了定时器、比较器、计数器和按钮。

让我们在梯形图中实现这些。这将有助于清楚地理解梯形图的概念和其中使用的组件。

考虑下面的例子。

例子

例 1:我们有三个按钮。如果按下 A、B 和 C，红色指示灯将亮起。如果按下 A 和 B，绿色指示灯将亮起。这意味着一次只有一个指示灯亮起。

解决方案:

**给定:**这里有两个 led:绿色和红色。一次一个 LED 灯。它可以是绿色的，也可以是红色的。

按钮:甲、乙、丙

我们将基于上述逻辑创建一个梯形图。

梯形图如下所示:

这里，我们在梯形图中插入了同一按钮“C”的“否”和“数控”。当我们按下“否”按钮时，它会变成数控。当我们按下数控按钮时，它变成否。

当我们按下 C 按钮时，我们同时按下了 C 按钮的 NO 和 NC。

我们开始吧。

情况 1: 一起按下所有 A、B、C 按钮。

电路现在将显示为:

在这里，红色 LED 将点亮，如上图所示。

注意:以上符号是彩色的，只是为了更好的理解。

情况 2: 只按 A 和 B 按钮。

数控总是允许电流通过电路。只有当我们按下它时，它才会变成“否”。

电路现在将显示为:

在这里，绿色发光二极管将点亮。因为 C 键是数控的，所以它也允许电流通过。

例 2:我们有四个按钮。当按下 A、B 和 C 时，输出继续。当按下 C 和 D 时，相同的输出继续。

解决方案:

**给定:**这里有四个按钮:A、B、C、d

但是在这里，我们只有一个输出。

我们将基于上述逻辑创建一个梯形图。

梯形图如下所示:

这里，我们对所有四个按钮都使用了 NO(常开)。如果我们愿意，我们也可以为 D 按钮添加 NC，与三个(A、B、C)按钮串联。输出不会有任何变化。

我们开始吧。

情况 1: 按 A、B、C 按钮。

电路现在将显示为:

情况 2: 按 C、D 键。

电路现在将显示为:

由于 A 和 B 按钮是关闭的，从 C 和 D 按钮的下部系列开始输出。

示例 3:我们有四个输入。输入 1 打开输出“A”。输入 1、2、3 和 4 打开输出“B”，而输入 1 和 2 打开输出“C”。

解决方案:

**给定:**这里有四个输入(1、2、3 和 4)和三个输出(A、B 和 C)。

我们将基于上述逻辑创建一个梯形图。

梯形图如下所示:

我们开始吧。

情况 1: 按输入 1。

电路现在将显示为:

这里，输出 A 开启。

情况 2: 按下所有输入。

电路现在将显示为:

我们已经按下了所有四个输入(1、2、3 和 4)。这里，输出 B 打开。

因为第一行的输入 2 和第三行的输入 3 是 NC。所以，按下它们会阻断电流。

情况 3: 按输入 1 和 2。

电路现在将显示为:

输入 3 是数控。因此，它允许电流到达输出端。输出 C 接通。

例 4:我们有三个输入和三个发光二极管作为输出。

当我们按下按钮 A 和 B 时，红色发光二极管打开。当我们按下按钮甲、乙和丙时，绿色发光二极管打开。当我们按下按钮 B 和 C 时，黄色发光二极管打开。

解决方案:

**给定:**这里有三个输入(A、B 和 C)和三个输出(红色、绿色和黄色)。

我们将基于上述逻辑创建一个梯形图。

梯形图如下所示:

我们开始吧。

情况 1: 按下按钮 A 和 b

电路现在将显示为:

在这里，红色发光二极管将点亮。

情况 2: 按下所有按钮。

电路现在将显示为:

a 是第三行的数控按钮，按下时会阻止电流。因此，绿色发光二极管将点亮。

我们也可以插入 B 按钮的 NC，而不是第三行的 A 按钮。根据问题，我们可以根据自己的选择设置 NO 和 NC。但是，它应该不会对产量产生任何不利影响。

情况 3: 按下按钮 B 和 c

电路现在将显示为:

现在，我们将讨论一些计时器和计数器的例子。

例 4:有两个电机(1 和 2)。按下启动按钮，电机 1 接通。但是，当按下停止按钮时，它变为关闭状态，电机 2 打开 10 秒钟。

解决方案:

**给定:**这里有两个电机。还有就是使用时长以秒为单位。因此，将使用计时器。

我们将基于上述逻辑创建一个梯形图。使用定时器的电路实现等。比普通电路要困难得多。

这里，我们将使用脉冲计时器。

我们将绘制三个梯形图。

以上过程一步一步解释。

我们开始吧。

第一步:第一梯形图

第一个梯形图如下所示:

在这里，

‘Q 0.0’为第一阶梯的输出。与“I 0.1”按钮并联的输出“Q 0.0”作为电路的缓冲器。

‘I 0.1’是启动按钮。

电路的输出被视为电机 1 的输出。

**工作:**当我们按下启动按钮时，电机 1 接通。

按下启动按钮后，电路将如下图所示:

第二步:第二梯形图

第二个梯形图如下所示:

哪里，

‘I 0.2’是停止按钮。

工作:当我们按下【I 0.2】按钮时，它会打开输出 I 0.0 ，这是第一个梯形图的 NC。NC‘I 0.0’是按下的按钮，会在第一个梯形图中阻断电流。它将进一步关闭电机 1 。

按下停止按钮后，电路将显示为:

第一个梯形图显示为:

第三步:第三梯形图

第三个梯形图如下所示:

q 0.1:电机 2 的输出。

**工作:当我们按下【I 0.2】**按钮时，会开启脉冲定时器。定时器将在输出 0.1 时开启。输出将在指定的持续时间 10 秒内保持开启。当累加器中的计数等于预设值(10)时，计时器停止。

因此，根据问题，所有条件都满足。同样，我们也可以为其他问题创建逻辑图。

第四步:全回路

具有三个梯形图的完整电路如下所示:

注意:如果我们想在 10 秒后打开任何设备，我们必须使用 ODT 计时器。

自动化工具

自动化工具有 ANN (人工神经网络) DCS (分布式控制系统) HMI (人机界面) SCADA (监控与数据采集)。)，以及 PLC (PLC)。

我们来讨论一下 PLC 和 SCADA 的主要区别。

监控和数据采集（supervisory control and data acquisition 的缩写）

监控和数据采集或监控和数据采集是用于控制和监控由可编程控制器完成的工业过程的软件。它通常用于高级过程管理系统和分析实时数据。

监控系统大多与可编程控制器和其他设备结合使用。SCADA 的功能是控制整个系统，而 PLC 的作用是作为特定资产的控制点。监控和数据采集系统包括几个组件，因此它比 PLC 具有更大的能力。

PLC 和 SCADA 应用于自动化行业，如油气、能源、垃圾控制、交通、水控制等。

PLC 与监控和数据采集系统

可编程控制器和监控和数据采集系统之间的区别如下:

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