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想要學習PLC,,我們該從何入手,?

2018-05-20
關鍵詞: PLC IEC61131 Modbus-RTU

  PLC編程語言符合IEC 61131標準。其中比較主流的語言是模塊化的編程語言,,也即IEC 61131-3語言。由于所有的PLC生產(chǎn)廠家都必須遵循IEC 61131標準,因此深入學習某一款PLC后,,其它的PLC大體上是類似的。

  學校PLC課本上講解時一般都用T形圖,。這是很落后的一種編程方式,。走上工作崗位后,務必改用模塊化編程方式,。

  之所以要摒棄T形圖的編程方法,,是因為T形圖有很多局限,。舉一個最簡單的例子:當三個開關量在T形圖上構成三角形時,這個T形圖是無法執(zhí)行的,,必須用三角-星轉換為星形結構才行,。這種問題在模塊化編程語言中根本就不會出現(xiàn)。由于T形圖的局限性,,純T形圖程序中也開始配套模塊圖了,。

  下圖是我為北京地鐵某車站的環(huán)控配電室雙路電源自動投退系統(tǒng)編寫的程序局部:

1.png

  此程序用模塊化的編程語言IEC 61131-3寫成??梢娔K化的PLC程序有點類似集成電路的形式,,甚至連PID測控都有相應的模塊。

  我們再來看看同一個程序的通信管理部分:

2.png

  這里有通信接口初始化程序,,有MODBUS-RTU的主站定義程序,,有MODBUS-RTU的從站數(shù)據(jù)采集和交換的循環(huán)程序。

  可見,,模塊化的PLC編程語言與學校里學到了T形圖編程語言有天壤之別,。

  由于PLC編程語言都支持軟件層面的程序調(diào)試,所以仿真沒有太大的問題,。

  怎么學習PLC呢,?除了要有編程環(huán)境外,就需要有工程范例,。其實工程范例很容易獲得,,我們可以找任意一本描述電動機控制的書籍,把其中所有的各種控制電動機的方式,,當然是用繼電器和接觸器構成的,,我們把這些機電控制方式全部編寫成PLC控制方式。幾個范例編完,,基本上就明白了,。

  范例編完后,給自己增加難度,。例如我們設想有四臺電機,,分別作為中央空調(diào)的冷水機組、熱水機組,、冷卻塔電機,,再配上末端空調(diào)裝置的風機,就構成了完整的中央空調(diào)系統(tǒng),。中央空調(diào)采用熱焓控制方式,,并采用PID調(diào)節(jié)。試著用PLC作為中央控制系統(tǒng),,來編寫一個程序,。

  這個范例完成后,,最后再學習PLC的通信技術。特別關注PLC模塊化編程語言中的MODBUS-RTU模塊,,理解它的內(nèi)容和要領,。然后編寫一個數(shù)據(jù)采集和轉發(fā)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)來源為上一個例子中所有電動機的外圍開關量,、溫度量,、焓值、電流電壓參量,、電機運行狀態(tài)等等,。把這些參量編寫成通信協(xié)議,也即數(shù)據(jù)點表,,然后發(fā)送給計算機上的ACCESS數(shù)據(jù)庫。

  利用ACCESS的VBA,,編寫若干控制界面,,然后實現(xiàn)軟件上的信息交換和控制。

  這些都完成后,,就可以畢業(yè)了,。我們從此可以勝任任何PLC的編程工作。

  PLC的應用十分廣泛,。在工業(yè)環(huán)境下,,PLC幾乎無所不能。知道為什么,?

  第一是PLC的高可靠性:因為它的程序是順序執(zhí)行的,,因此不會進入死循環(huán),幾乎不會死機,。

  PLC不會死機,,這一點十分重要。

  我們原先采用工控機來作為測控和配電系統(tǒng)的通信管理機,。結果發(fā)現(xiàn),,工控機的硬盤在高溫下會出現(xiàn)故障、工控機的電源一旦風機停轉,,電源很快就因為過熱而停機(死機),,造成通信阻斷。工控機通過各種卡件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制功能,,這些卡件故障率很高,。工控機實現(xiàn)硬件冗余很困難,而PLC的CPU硬件冗余十分便利,。我們在測控工程中將通信管理機換成PLC后,,上述這些問題徹底地一勞永逸地完美解決,。

  第二是PLC具有很高的EMC(電磁騷擾)水平,也即抗干擾能力,。所謂EMC指的是電器元件在運行時抵御環(huán)境電磁干擾的能力,,以及自身對環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾的程度。IEC和國家標準對電器元件和控制柜都提出了強制性EMC試驗要求,。高檔PLC一般需要通過2級到3級EMC群脈沖試驗,,以及接地電流沖擊試驗。

  我測試過,,一塊多功能電力儀表的電路板,,只因為電源濾波電容焊的略微高一些,整塊電路板就在接地電流沖擊試驗中被擊毀,??梢奅MC測試對于電子儀表來說十分殘酷,通過試驗十分不易,。

  一句話:凡單片機能做的事,,PLC一定能做;反過來,,PLC能做的事,,單片機不一定能做,甚至連邊都沾不上,。

  對比:一般的家用電器要通過一級EMC試驗都有點困難,。

  由于PLC應用是如此之廣,因此一位PLC的資深優(yōu)秀編程者,,也一定是一位工業(yè)系統(tǒng)的多面手,。他熟悉各種工業(yè)條件下的元器件和傳感器性能參數(shù),熟悉各種工業(yè)條件下的測控原理和自動控制原理,,明確機械原理和各種工業(yè)工藝過程,,明確強電磁環(huán)境下的如何選配元器件及開關電器。當然,,此人對于PLC的模塊也應當十分熟悉,。

  總之,優(yōu)秀的PLC編程者,,一定同時也是技術上的佼佼者,。

  學習伊始,不要總想著賺錢,,要沉下心來學會真本事,。天下之大,何處無芳草,?何愁無處供職,?

  PLC推銷商掙的錢,,遠遠少于PLC的編程者掙的錢;施工結束后,,用戶惦記的是編程者,,不是PLC的供應商;在后續(xù)工程中,,還會請編程者繼續(xù)參與,,而PLC推銷商呢?最多也只是供幾個PLC而已,。


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