PLC控制

PLC控制

具有通用性強、使用方便、适應面廣等特點
PLC控制系統是在傳統的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業控制裝置,目的是用來取代繼電器、執行邏輯、記時、計數等順序控制功能,建立柔性的程控系統。具有通用性強、使用方便、适應面廣、可靠性高、抗幹擾能力強、編程簡單等特點。
    中文名:PLC控制 外文名: 用途:用于建立遠程控制系統 内部工作方式:循環掃描工作方式 引用技術:微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術

工作方式

PLC内部工作方式一般是采用循環掃描工作方式,在一些大、中型的PLC中增加了中斷工作方式。當用戶将用戶程序調試完成後,通過編程器将其程序寫入PLC存儲器中,同時将現場的輸入信号和被控制的執行元件相應的連接在輸入模塊的輸入端和輸出模塊的輸出端,接着将PLC工作方式選擇為運行工作方式,後面的工作就由PLC根據用戶程序去完成,概述圖是PLC執行過程框圖。PLC在工作過程中,主要完成六個模塊的處理。

基本簡介

可編程控制器(PROGRAMMABLECONTROLLER,簡稱PC)。與個人計算機的PC相區别,用PLC表示。

PLC是在傳統的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業控制裝置,目的是用來取代繼電器、執行邏輯、記時、計數等順序控制功能,建立柔性的程控系統。國際電工委員會(IEC)頒布了對PLC的規定:可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器,用來在其内部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字的、模拟的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生産過程。可編程序控制器及其有關設備,都應按易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴充其功能的原則設計。

PLC具有通用性強、使用方便、适應面廣、可靠性高、抗幹擾能力強、編程簡單等特點。可以預料:在工業控制領域中,PLC控制技術的應用必将形成世界潮流

PLC程序既有生産廠家的系統程序,又有用戶自己開發的應用程序,系統程序提供運行平台,同時,還為PLC程序可靠運行及信息與信息轉換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設計。

結構及基本配置

一般講,PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的,對箱體式PLC,有一塊CPU闆、I/O闆、顯示面闆、内存塊、電源等,當然按CPU性能分成若幹型号,并按I/O點數又有若幹規格。對模塊式PLC,有CPU模塊、I/O模塊、内存、電源模塊、底闆或機架。無任哪種結構類型的PLC,都屬于總線式開放型結構,其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合。

CPU構成

PLC中的CPU是PLC的核心,起神經中樞的作用,每台PLC至少有一個CPU,它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據,用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀态或數據,并存入規定的寄存器中,同時,診斷電源和PLC内部電路的工作狀态和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經分析後再按指令規定的任務産生相應的控制信号,去指揮有關的控制電路,

與通用計算機一樣,主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀态總線構成,還有外圍芯片、總線接口及有關電路。它确定了進行控制的規模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存儲程序及數據,是PLC不可缺少的組成單元。

CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震蕩信号控制。

CPU的運算器用于進行數字或邏輯運算,在控制器指揮下工作。

CPU的寄存器參與運算,并存儲運算的中間結果,它也是在控制器指揮下工作。

CPU雖然劃分為以上幾個部分,但PLC中的CPU芯片實際上就是微處理器,由于電路的高度集成,對CPU内部的詳細分析已無必要,我們隻要弄清它在PLC中的功能與性能,能正确地使用它就夠了。

CPU模塊的外部表現就是它的工作狀态的種種顯示、種種接口及設定或控制開關。一般講,CPU模塊總要有相應的狀态指示燈,如電源顯示、運行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口,用于接I/O模闆或底闆,有内存接口,用于安裝内存,有外設口,用于接外部設備,有的還有通訊口,用于進行通訊。CPU模塊上還有許多設定開關,用以對PLC作設定,如設定起始工作方式、内存區等。

I/O模塊

PLC的對外功能,主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯系的,按I/O點數确定模塊規格及數量,I/O模塊可多可少,但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底闆或機架槽數限制。I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信号狀态,輸出點反映輸出鎖存器狀态。

電源模塊

有些PLC中的電源,是與CPU模塊合二為一的,有些是分開的,其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有:交流電源,加的為交流220VAC或110VAC,直流電源,加的為直流電壓,常用的為24V。

底闆或機架

大多數模塊式PLC使用底闆或機架,其作用是:電氣上,實現各模塊間的聯系,使CPU能訪問底闆上的所有模塊,機械上,實現各模塊間的連接,使各模塊構成一個整體。

外部設備

外部設備是PLC系統不可分割的一部分,它有四大類:

1.編程設備:有簡易編程器和智能圖形編程器,用于編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況。編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件,但它不直接參與現場控制運行。

2.監控設備:有數據監視器和圖形監視器。直接監視數據或通過畫面監視數據。

3.存儲設備:有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或隻讀存儲器,用于永久性地存儲用戶數據,使用戶程序不丢失,如EPROM、EEPROM寫入器等。

4.輸入輸出設備:用于接收信号或輸出信号,一般有條碼讀人器,輸入模拟量的電位器,打印機等。

通信聯網

PLC具有通信聯網的功能,它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息,形成一個統一的整體,實現分散集中控制。現在幾乎所有的PLC新産品都有通信聯網功能,它和計算機一樣具有RS-232接口,通過雙絞線、同軸電纜或光纜,可以在幾公裡甚至幾十公裡的範圍内交換信息。

當然,PLC之間的通訊網絡是各廠家專用的,PLC與計算機之間的通訊,一些生産廠家采用工業标準總線,并向标準通訊協議靠攏,這将使不同機型的PLC之間、PLC與計算機之間可以方便地進行通訊與聯網。

了解了PLC的基本結構,我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念,做到既經濟又合理,盡可能發揮PLC所提供的最佳功能。

PLC硬件構成

1.電源組件

電源組件用于提供PLC運行所需的電源,可将外币電源轉換為供PLC内部與案件适用的電源。

2.微處理器CPU及存儲器組件

微處理器CPU是PLC的核心器件,CPU因生産廠商各有不同,有采用市場銷售的标準芯片,也有采用可編程序控制器專用芯片。

存儲器組件有兩種:ROM和RAM。

3.輸入及輸出組件

輸入和輸出組件是PLC與工業生産現場交換數據的界面,與普通計算機不同,PLC的工作環境比較差,需要較強抗幹擾能力,輸入和輸出組件既是為此設計。

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