学习PLC与触摸屏仿真：了解基本概念和操作方法
学习PLC与触摸屏仿真：了解基本概念和操作方法
学习PLC与触摸屏仿真：了解基本概念和操作方法
一、引言
在现代工业自动化领域，PLC（可编程逻辑控制器）与触摸屏技术已成为不可或缺的重要组成部分。PLC作为工业控制的核心设备，负责实现各种控制逻辑，而触摸屏则作为人机交互界面，方便操作人员对设备进行监控和操控。本文将介绍PLC与触摸屏的基本概念、操作方法以及仿真学习的重要性。
二、PLC的基本概念
1. PLC定义
PLC，即可编程逻辑控制器，是一种专门为工业环境设计的数字计算机，用于控制机械或生产过程的操作。PLC能够执行一系列命令以控制输入和输出设备，根据预先编程的指令实现各种控制逻辑。
2. PLC的主要功能
- 逻辑控制：PLC最基本的功能是实现各种逻辑控制，如开关量控制、顺序控制等。
- 数据处理：PLC可以进行数据运算、数据传输以及数据转换等操作。
- 通信功能：PLC之间以及与触摸屏等设备可以进行通信，实现数据交换和协同控制。
三、触摸屏的基本概念
1. 触摸屏定义
触摸屏是一种人机交互设备，通过触摸操作实现信息输入。在工业应用中，触摸屏通常作为PLC的人机界面，方便操作人员监控和控制设备。
2. 触摸屏的主要功能
- 显示功能：触摸屏可以显示PLC的实时数据、工艺参数等信息。
- 操作功能：通过触摸屏可以进行设备操控、参数设置等操作。
- 报警提示：触摸屏可以显示设备的报警信息，方便操作人员及时进行处理。
四、PLC与触摸屏的操作方法
1. 编程与配置
- PLC编程：通过编程软件对PLC进行编程，实现所需的控制逻辑。常见的编程语言包括梯形图、指令表等。
- 触摸屏配置：通过配置软件对触摸屏进行界面设计、功能配置等操作。
2. 调试与运行
- PLC调试：在编程完成后，需要对PLC进行调试，确保控制逻辑的正确性。
- 触摸屏调试：对触摸屏进行调试，确保显示正确、操作正常。
- 联机调试：将PLC与触摸屏连接，进行联机调试，确保整个系统的正常运行。
五、仿真学习的重要性
- 提高学习效率：通过仿真软件，可以在虚拟环境中模拟PLC与触摸屏的实际操作，帮助学习者快速掌握基本概念和操作方法。
- 降低学习成本：仿真学习无需真实的硬件设备，降低了学习成本。
- 增强实践能力：仿真学习使学习者能够在虚拟环境中进行实际操作，增强实践能力，提高解决实际问题的能力。
- 便于故障排查：通过仿真软件，可以模拟各种故障情况，帮助学习者熟悉故障排查方法，提高故障排除能力。
六、如何进行PLC与触摸屏仿真学习
- 选择合适的仿真软件：选择功能齐全、操作简单的仿真软件进行学习。
- 学习基本操作方法：通过仿真软件学习PLC与触摸屏的基本操作方法，如编程、配置、调试等。
- 实践练习：在仿真环境中进行实践练习，巩固所学知识，提高操作技能。
- 解决问题：在仿真过程中遇到问题，通过查阅资料、请教他人等方式解决问题，提高解决问题的能力。
七、结语
PLC与触摸屏是现代工业自动化的重要组成部分，掌握其基本概念和操作方法对于从事工业自动化工作的人员来说非常重要。通过仿真学习，可以提高学习效率，降低学习成本，增强实践能力，便于故障排查。希望本文能够帮助读者了解PLC与触摸屏的基本知识，掌握学习方法，为未来的工作打下坚实的基础。
PLC基础知识简介是什么？
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,plc自1966年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。
PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：
a、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去
b. 中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
c、存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
d、输入输出接口电路
1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。
2、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
e、功能模块 如计数、定位等功能模块
f、通信模块 如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等
PLC的工作原理一. 扫描技术
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
(一) 输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
(二) 用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
(三) 输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
怎样学好PLC
学习PLC一点也不难。有的初学者在理论上花了很多功夫，结果半年下来还是没有把PLC搞懂，其实他们只是缺少了一些PLC的实践经验，只要再进行一些实际的梯形图编写、程序下载、调试等操作，增加对PLC的感性认识，很快就可以掌握PLC这项技术了。开始阶段可以先学习一种品牌的PLC，因为所有的PLC原理都是差不多的，掌握了一种PLC其它的只要翻阅一下手册也就能上手使用了。初学时可以编一些简单的梯形图，如触点的与、或、输出等，在PLC的机器里运行一下。成功了就会增加你学习的兴趣、和信心。然后再把PLC的主要功能逐个运用一次，比如高速计数器，你可以用PLC本身的脉冲输出端接到高速计数器的输入端，下载编好的梯形图，打开变量观察窗口，运行程序，观察计数的值是否正确。经过了这样的实践，你基本上知道PLC到底能做哪些事情了，在实际的工控应用中就能做到胸有成竹了。
1．学习PLC的理由
PLC控制是当今自动化控制的主流，目前自动化机台控制大多采用PLC控制，只要是从事自动化的人员，就必须要会使用PLC，否则入不了自动化控制的门，被自动化行业淘汰。为此不得不学习PLC。
2．方法
a．有条件的最好去买台PLC用来实践；
b．PLC技术是一门实践性非常强的技术，如果你想学好，那么你就必须去实践它。编程就像是一位习武之人，如果只是整天坐在家中看拳谱，不出门练武的话，那么就是一本再厉害的武林密集，再长的时间他的功力也不会提高。学习PLC也是同样的道理，光看书是没有用的，一本PLC书您就是看了十遍以后您还是不会用，学过编程(不管什么语言)的都知道。
c．在学习PLC书本知识的过程中，肯定会对许多指令不是很了解，如果您没有一一解决的话，那么这将是您学习PLC的最大障碍。因此进行实际应用，逐一攻破，这样，你的PLC知识不但会学得牢固，而且在学习的过程中你掌握了实际使用。
d．在学习PLC有了一定的基础之后，可以自己独立编写一段自己设计的程式，然后传送到PLC中去运行程式。再经过不断的修改，调试，最后运行成功，这样你的兴趣会大增，达到满意的效果。
初学PLC的几个误区
误区一：认为学习PLC是必须要很高的学历
这个想法是错误的，其实只需要初中毕业的学历就可以（为什么要初中，因为初中以上才有物理这门学科，我们做电的，物理还是必须要懂一些的）！PLC的起源，就是从我们电工的基础之上发展起来的，PLC本来就是给我们电工人员使用的，不是给高科技分子使用的，这点我们要有绝对的自信，PLC里面的梯形图，和我们的继电器电路是一模一样的！
误区二：认为想要成为自动化工程师，就必须要记住很多很多的 编程指令
要清楚，全世界有多少个品牌的PLC？ 指令，我们是记不完的，但是一定要记住，PLC能做什么功能，一般应该怎么样去实现！而差不多各大品牌的功能（指令）大同小异，而我们需要做的就是：
1）找到它的用法，这个手册上有，一般我们买PLC时，都可以要求供应商给你提供一本或电子版的。
2）然后用相应的功能（指令）达到我们需要的控制功能。往往实现同样的功能，可以使用不同的方法或指令都可以实现
误区三：要想成为一个优秀的自动化工程师就要会很多很多的品牌的PLC，包括记住它们的指令
当然，记住了要比不记住要强最重要的是要掌握一种系统的解决办法，剩下的就是查看相应的手册，找出相应的功能，及其编程的方式，然后按照控制的思路一步一步地往PLC里编写程序
注意：编程方法远远要比记住指令重要千万倍！！