西门子PLC系列代理DP电缆

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PLC系统设计控制要求转化为动作循环图

 PLC控制系统的设计与其他任何工作一样，得知道“干什么”，才能考虑“怎么干”与如何“干得好”的问题。因此，不管控制系统终采用何种类型，其根本目的都是为了满足对象的控制要求，为此，而向终控制对象的控制要求在设计前得到明确。

  设计人员通过对控制对象的现场了解或对机械、气动、液压工作原理的研究，明确了控制对象的控制要求后，为了便于设计，需要对要求的动作进一步分析与分解处理。如对液压、气动控制的机械，应该将其控制要求转化为动作循环图、液/气压控制系统组成简图、电磁元件动作表；对于单纯电气控制的动作，应转化为动作时序图或控制要求表等。根据循环图、液/气压系统简图、时序图、控制要求表的动作需要，就可以规划必要的指令元件(如按钮、触摸屏开关)、行程检测开关、执行元件、功能部件等。这些简洁、清晰的图形资料，可以为PLC的选型、用户程序的设计提供依据。

  (1) 动作循环图。动作循环图(包括电磁元件动作表)是一种通过生产设备或生产过程的“动作”，以及实现这些动作所需的执行元件、检测元件的状态，来描述控制要求的一种方法。

  动作循环图的特点是控制要求明确，动作过程清晰；执行元件与检测元件间的相互关系具体。在机(械)、电(气)、液(压)、气(动)联合控制的设备或生产线(如组合机床、自动线)上多采用这种方法来表达控制要求。

  图5-2(a)为某进口机床的工作台“夹紧/松开”液压控制简图，根据机床实际动作要求转化成的动作循环图、电磁元件动作表如图5-2(b)所示。

  动作循环图一般由机械、液压系统的设计，但电气设计人员对此进行具体了解(机电一体化设计人员自行解决)。特别是图中所使用的执行元件性能与参数(如电磁阀的额定电压、电流等)，检测元件的性质(有触点开关、接近开关等)，设计人员掌握，以便确定驱动方式与设计必要的驱动线路。

  图5-2 某进口机床的工作台“夹紧/松开”控制

  (a)液压控制简图;(b)动作循环图

  (2) 时序图。时序图是根据输入信号与输出信号的时序关系，通过“波形”的形式描述控制要求的一种方法。对于单纯的电气控制动作要求，通过时序图可以明确各输入信号与输出信号间的相互关系与动作的次序，为PLC程序设计提供依据。

  图5-3是某机床冷却电动机的手动“启动/停止”控制方案图。机床冷却控制的要求是：按下按钮，如果原来冷却电动机处在停止状态，则启动；如果原来冷却电动机处在工作状态，则停止。

  图5-3 某机床冷却电动机控制方案图

  在冷却控制方案中，图5-3(a)所示为主回路。根据控制要求，可以达到指令信号Sl与Kl的控制时序关系如图5-3(b)所示。其中的Sl为根据控制要求设计、安装在操作面板上的冷却"启动/停止"按钮；K1是控制冷却电动机主回路需要的接触器。

  (3) 控制要求表。

  控制要求表是利用表格形式表达控制条件与控制输出间相互关系的一种方法。通常适用于控制条件较多，信号间相互关系复杂，无法通过简单的图形、时序关系描述控制要求的场合。

  表5-1是机械主轴"启动/停止"控制方案表。如主轴启动条件不具备，主轴不能进行旋转。当启动条件具备时，机床主轴控制的动作如下：

  1) 在手动操作方式下，按下操作面板上的“主轴启动”按钮可以使主轴启动；按下操作面板上的“主轴停止”按钮可以使主轴停止。

  2) 在自动操作方式下，通过来自PLC定位控制模块的MO3代码指令，可以使主轴启动；通过M05代码指令，可以使主轴停止。

  3) 如操作方式不为手动或自动，或主轴启动条件不具备，主轴不能旋转；而且，操作面板上的"主轴启动"按钮无效。

  4) 当主轴在自动方式下旋转时，通过“主轴停止”按钮，仍然可以停止主轴。

  5) 当主轴在自动方式下停止时，不可以通过"主轴启动"按钮启动主轴。

  6) 在其他操作方式下，不可以启动主轴。

  机床主轴正转输出信号为中间继电器，利用中间继电器的动合触点控制主轴驱动器“位能”。以上控制要求对应的操作方式见表5-1。

  表5-1 主轴电机启动/停止控制要求表

PLC系统的存储器分类介绍

 PLC系统中的存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作状态数据。PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器。 

    （1）系统存储器 

    系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能更改。它使PLC具有基本的功能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。系统程序质量的好坏很大程度上决定了PLC的性能。

    （2）用户存储器 

    用户存储器包括用户程序存储器（程序区）和数据存储器（数据区）两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务采用PLC编程语言编写的各种用户程序。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存储器），其内容可以由用户修改或增删。用户数据存储器可以用来存放（记忆）用户程序中所使用器件的ON/OFF状态和数据等。用户存储器的大小关系到用户程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指标之一。

    为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。

    工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。

    由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用，许多PLC还提供有存储器扩展功能。 

    存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器或可擦除可编程的只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。