[发明专利]可编程顺序控制器

说明书

本发明涉及一种可以编写程序的控制器，它可以按生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间顺序，使生产过程的各个机构自动有序地工作，即是可编程顺序控制器。

现有的顺序控制器分为三类：第一类为继电器控制装置，它是根据被控对象的工艺要求，首先设计出满足技术要求的控制电路图，并绘出原理图，（也称梯形图），元件排列图及接线图，然后把一个个继电器，接触器、按钮，行程开关及其接点按一定的逻辑关系用导线连接起来，经按装调试后对各个机构实现顺序控制。第二类为半导体逻辑元件装置，它的种类很多，基本电路有各种逻辑门，触发器，振荡器以及开关放大器，延时元件，停电记忆元件，电平检测器，接近开关，交流可控制硅开关等。这些元件和电路形成某些特定功能单元，把它们按需要组合起来就构成顺序控制器。第三类为可编程序控制器，它问世于1969年，当今的可编程序控制器尽管种类繁多，但都无一例外地采用微处理器（CPU），只读存储器（ROM），随机存储器（RAM）或单片微型计算机作为装置的核心，它目前正向两个方和发展，一个方向是大型化，复杂化，高功能化，分散型多层分布式工厂全自动网络化方向发展，另一个方向是朝着简易，超小型化方向发展。

对于第一类控制装置，当控制动作较复杂时，系统显得庞大，可靠性差，控制功能不能随意修改，不利于实现系统的柔性化，第二类控制装置，由于元件集成度不高，因而控制规模较小，编制程序不够灵活，难以实现对复杂系统的控制要求。第三类为可编程序控制器，它是在前两类控制器的基础上发展起来的，它的编程方法大多采用梯形图，梯形图与继电器控制图有许多相同之处。因而可见，可编程控制器的编程方法和设计思想还没有完全脱离继电器控制时的控制方法和设计思想，即根据工艺要求设计出梯形图，再把梯形图转换为控制器认识的语言。因此不易理解所输入的程序与将执行的工艺之间的关系。另外，由于它采用微处理器（CPU），虽然增加了系统的控制功能但对于控制单台或小规模的系统，其内部结构显得复杂，成本高。

通过对对实际问题的分析可知，顺序控制的对象在工作过程中是有规律运行的，程序可以有几套，但每套程序的工作是固定的，工作过程是随着时间的推移分先后次序一步一步完成的，是在输入控制元件如按钮，行程开关，压力开关等电气元件发出的开关信号的作用下完成对输出执行元件如电机，电磁阀等的控制的。任意时刻只有一个变化的信号输入，且只有唯一的一种输出信号与之对应。输入信号是由输入元件发出的，输出信号是让执行元件执行的。而输入元件在继电器控制中的作用与在可编程控制中的作用是不同的。在继电器控制中，输入元件不光提供输入信号给控制器，还与输出执行元件一起，通过导线连接起来，完成自锁，互锁和保持等一系列逻辑功能。因此输入元件与输出元件之间不光有电的联系，还有逻辑关系的联系，它们之间是密不可分的。但在可编程控制器中，输入元件只提供输入信号给控制器，输入元件与输出元件之间的逻辑关系由控制器本身内部电路完成，因此，输入元件与输出元件之间是相对独立的。在继电器控制中，由于输入元件与输出元件之间相互联系，所以用梯形图表达他们之间的逻辑关系，而在可编程控制器中，输入元件与输出元件之间是相对独立的，它们之间的逻辑关系已由控制器本身完成，再用梯形图表达它们之间的逻辑关系，显得重复，且对实际工艺表达得不直观。

本发明的任务就是提供一种以存储器为核心的，内部结构简单的，可直接按生产工艺要求编写程序，而无需再画出梯形图，再将梯形图转化为编程语言的，面向单台或小规模工艺流程系统的控制器，即可编程顺序控制器。