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从讨论PLC的工作原理知

从讨论PLC的工作原理知

点击数:7694 次   录入时间:03-04 11:35:11   整理:http://www.55dianzi.com   PLC入门


正因如此,用可编程序控制器才有这个"可"字。对软件讲,它的程序可编,也不难编。对硬件讲,它的配置可变,而且也易于变。


具体地讲,PLC有五个方面的方便:


(1)配置方便:可接控制系统的需要断定要使用哪家的 PLC,那种类型的,用什么模块,要多少模块,肯定后,到市场上定货购置即可。


(2)安装方便:PLC硬件安装简单,组装轻易。外部接线有接线器,接线简略,而且一次接好后,调换模块时,把接线器安装到新模块上即可,都不必再接线。内部什么线都不要接,只要作些必要的DIP开关设定或软件设定,以及编制好用户程序就可工作。


(3)编程方便:PLC内部固然没有什么实际的继电器、时间继电器、计数器,但它通过程序(软件)与系统内存,这些器件却实实在在地存在着。其数目之多是继电器控制系统难以想象的。即使是小型的PLC,内部继电器数都可以千计,时间继电器、计数也以百计。而且,这些继电器的接点可无穷次地使用。PLC内部逻辑器件之多,用户用起来已不觉得有什么限制。唯一斟酌的只是入出点。而这个内部入出点即使用得再多,也无关紧要。大型PLC的控制点数可达万点以上,哪有那么大的现实系统?若实在不够,还可联网进行控制,不受什么限制。PLC的指令系统也非常丰硕,可绝不艰苦地实现种种开关量,以及模拟量的控制。PLC还有存储数据的内存区,可存储控制过程的所有要保留的信息。……总之,由于PLC功能之强,施展其在控制系统的作用,所受的限制已不是PLC本身,而是人们的想象力,或与其配套的其它硬件设施了。


PLC的外设很丰盛,编程器种类很多,用起来都较便利,还有数据监控器,可监控PLC的工作。应用PLC的软件也很多,不仅可用相似于继电电路设计的梯形图语言,有的还可用BASIC语言、C语言,以至于自然语言。这些也为PLC编程供给了方便。


PLC的程序也便于存储、移植及再使用。某定型产品用的PLC的程序完美之后,凡这种产品都可使用。生产一台,拷贝一份即可。这比起继电器电路台台装备都要接线、调试,要省事及简单得多。


(4)维修方便:这是因为:


①PLC工作可靠,出现故障的情况未几,这大大减轻了维修的工作量。这在讲述PLC的第三个特点时,还将进一步介绍。


②即使PLC涌现故障,维修也很方便。这是由于PLC都设有很多故障提醒信号,如PLC支撑内存坚持数据的电池电压不足,相应的就有电压低信号唆使。而且,PLC本身还可作故障情况记载。所以,PLC出了故障,很易诊断。同时,诊断出故障后排故也很简单。可按模块排故,而模块的备件市场可以买到,进行简单的调换就可以。至于软件,调试好后不会出故障,再多只要根据使用经验进行调剂,使之完善就是了。


(5)改用方便:PLC用于某设备,若这个设备不再使用了,其所用的PLC还可给别的设备使用,只要改编一下程序,就可办到。假如原设备与新设备差异较大,它的一些模块还可重用。


1.2.3 工作可靠

用PLC实现对系统的控制是非常可靠的。这是由于PLC在硬件与软件两个方面都采用了很多办法,确保它能可靠工作。事实上,假如PLC工作不可靠,就无法在产业环境下应用,也就不成其为PLC了。


1?在硬件方面:


PLC的输入输出电路与内部CPU是电隔离。其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且,CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽办法。故可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁干扰,能正常地工作。


PLC使用的元器件多为无触点的,而且为高度集成的,数目并不太多,也为其可靠工作提供了物资基本。


在机械构造设计与制作工艺上,为使PLC能安全可靠地工作,也采用了很多措施,可确保PLC耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达摄氏50多度,有的PLC可高达80--90度。


有的PLC的模块可热备,一个主机工作,另一个主机也运转,但不参与掌握,仅作备份。一旦工作主机呈现故障,热备的可主动接替其工作。


还有更进一步冗余的,采取三取一的设计,CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。三套同时工作,终极输出取决于三者中的多数决议的结果。这可使系统出故障的机率几乎为零,做到万无一失。当然,这样的系统本钱是很高的,只用于特别重要的场所,如铁路车站的道叉控制系统。


2.在软件方面:


PLC的工作方法为扫描加中止,这既可保证它能有序地工作,避免继电控制系统常呈现的"冒险竞争",其控制成果总是断定的;而且又能应急处理急于处理的控制,保证了PLC对应急情形的及时响应,使PLC能可靠地工作。


为监控 PLC运行程序是否正常,PLC体系都设置了"看门狗"(Watching dog)监控程序。运行用户程序开端时,先清"看门狗"定时器,并开端计时。当用户程序一个循环运行完了,则查看定时器的计时值。若超时(一般不超过100ms),则报警。严重超时,还可使PLC结束工作。用户可依报警信号采用相应的应急办法。定时器的计时值若不超时,则反复起始的过程,PLC 将正常工作。显然,有了这个"看门狗"监控程序,可保证PLC用户程序的正常运行,可避免呈现"逝世循环"而影响其工作的可靠性。


PLC还有很多防止及检测故障的指令,以发生各主要模块工作正常与否的提醒信号。可通过编制相应的用户程序,对PLC的工作状态,以及PLC所控制的系统进行监控,以确保其可靠工作。


PLC每次上电后,还都要运行自检程序及对系统进行初始化。这是系统程序配置了的,用户可不干涉。出现故障时有相应的出错信号提醒。


正是PLC在软、硬件诸方面有强有力的可靠性措施,才确保了PLC具有可靠工作的特点。它的均匀无故障时间可达几万小时以上;出了故障均匀修复时间也很短,几小时以至于几分钟即可。


曾有人做过为什么要使用 PLC的问卷调查。在答复中,多数用户把PLC工作可靠作为选用它的主要原因,即把PLC能可靠工作,作为它的首选指标。


1.2.4 经济合算

高新技术的使用必将带来宏大的社会效益与经济效益,这是科技是第一生产力的体现,也是高新技术性命力之所在。PLC也是如此。


尽管使用PLC首次投资要大些,但从全面及长远看,使用PLC还是经济的。这是由于:


应用PLC的投资虽大,但它的体积小、所占空间小,帮助设施的投入少;使用时省电,运行费少;工作可靠,停工丧失少;维修简略,维修费少;还可再次使用以及能带来附加价值等等,从中可得更大的回报。所以,在多数情况下,它的效益是可观的。


1.3 可编程把持器基础利用

最初,PLC重要用于开关量的逻辑掌握。随着PLC技巧的提高,它的利用范畴不断扩展。


如今,PLC不仅用于开关量控制,还用于模拟量及数字量的控制,可采集与存储数据,还可对控制系统进行监控;还可联网、通讯,实现大范畴、跨地区的控制与治理。PLC已日益成为工业控制装置家族中一个主要的角色。。


1.3.1 用于开关量控制


PLC控制开关量的才能是很强的。所控制的进出点数,少的十几点、几十点,多的可到几百、几千,甚至几万点。由于它能联网,点数几乎不受限制,不管多少点都能掌握。


所控制的逻辑问题可以是多种多样的:组合的、时序的;即时的、延时的;不需计数的,须要计数的;固定次序的,随机工作的;等等,都可进行。


PLC的硬件构造是可变的,软件程序是可编的,用于控制时,非常机动。必要时,可编写多套,或多组程序,依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状况变换的需要。


用PLC进行开关量控制实例是很多的,冶金、机械、轻工、化工、纺织等等,几乎所有产业行业都须要用到它。目前,PLC首用的目的,也是别的控制器无法与其比较的,就是它能便利并可靠地用于开关量的控制。


1.3.2 用于模拟量控制


模拟量,如电流、电压、温度、压力等等,它的大小是持续变更的。工业生产,特殊是持续型生产过程,常要对这些物理量进行控制。


作为一种工业控制电子装置,PLC若不能对这些量进行控制,那是一大不足。为此,各PLC厂家都在这方面进行大批的开发。目前,不仅大型、中型机可以进行模拟量控制,就是小型机,也能进行这样的控制。


PLC进行模拟量控制,要配置有模拟量与数字量相互转换的A/D、D/A单元。它也是I/O单元,不过是特别的 I/O单元。


A/D单元是把外电路的模仿量,转换成数字量,Mass nutrition supplements,然后送入 PLC。D/A单元,是把 PLC的数字量转换成模拟量,再送给外电路。


作为一种特别的I/O单元,它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离,与输入输出继电器(或内部继电器,它也是PLC工作内存的一个区。可读写)交换信息等等特色。


这里的A/D中的A,多为电流,或电压,也有为温度。D/A中的A,多为电压,或电流。电压、电流变更规模多为0~5V,0~10V,4~20mA。有的还可处理正负值的。


这里的D,小型机多为8位二进制数,中、大型多为12位二进制数。


A/D、D/A有单路,也有多路。多路占的输入输出继电器多。


有了 A/D、D/A单元,余下的处理都是数字量,这对有信息处理能力的 PLC并不难。中、大型PLC处理能力更强,不仅可进行数字的加、减、乘、除,还可开方,插值,还可进行浮点运算。有的还有PID指令,可对偏差制量进行比例、微分、积分运算,进而发生相应的输出。计算性能算的它几乎都能算。


这样,用PLC实现模拟量控制是完整可能的。控制的单位值可小到212分之一的丈量程值,多数也是足够的。


PLC进行模仿量控制,还有A/D、D/A组合在一起的单元,并可用 PID或含混控制算法实现控制,可得到很高的控制质量。

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