西門子武漢總代理軟啟動模塊
。電工委員會(IEC)對PLC的定義是:可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則設(shè)計。
上世紀80年代至90年代中期,是PLC發(fā)展快的時期,年增長率一直保持為30~40%。在這時期,PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高,PLC逐漸進入過程控制領(lǐng)域,在某些應用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。
PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗*力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位,在可預見的將來,是無法取代的?!?/span>
二、PLC的構(gòu)成
從結(jié)構(gòu)上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。
三、CPU的構(gòu)成
CPU是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入規(guī)定的寄存器中,同時,診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號,去指揮有關(guān)的控制電路。
CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù),是PLC*的組成單元。
在使用者看來,不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路,但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算,在控制器指揮下工作。寄存器參與運算,并存儲運算的中間結(jié)果,它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),它們決定著PLC的工作速度,IO數(shù)量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模?! ?/span>
四、I/O模塊
,隨著中小規(guī)模集成電路的工業(yè)化生產(chǎn),可編程序控制器技術(shù)得到了較大的發(fā)展??删幊绦蚩刂破鞴δ艹壿嬤\算外,增加了數(shù)值運算、計算機接口、模擬量控制等;軟件開發(fā)有自診斷程序,程序存儲開始使用EPROM ;可靠性進一步提高,初步形成系列,結(jié)構(gòu)上開始有模塊式和整體式的區(qū)分,整機功能從向通用過渡。
70年代后期和80年代初期,微處理器技術(shù)日趨成熟,單片微處理器、半導體存儲器進入工業(yè)化生產(chǎn),大規(guī)模集成電路開始普遍應用??删幊绦蚩刂破鏖_始向多處理器發(fā)展,使可編程序控制器的功能和處理速度大為增強,并具有通信和遠程 I/O 能力,增加了多種特殊功能,如浮點運算、三角函數(shù)、查表、列表等,自診斷和容錯技術(shù)也迅速發(fā)展。
基本上標準化,SFC(順序功能圖)語言逐步普及,的編程器已被個人計算機和相應編程軟件所替代,人機界面裝置日趨完善,已能進行對整個工廠的監(jiān)控、管理,并發(fā)展了冗余技術(shù),大大加強了可靠性。
進入21世紀,可編程序控制器仍保持旺盛的發(fā)展勢頭,并不斷擴大其應用領(lǐng)域,
LC控制開關(guān)量的能力是很強的。所控制的入出點數(shù),少的十幾點、幾十點,多的可到幾百、幾千,甚至幾萬點。由于它能聯(lián)網(wǎng),點數(shù)幾乎不受限制,不管多少點都能控制。
所控制的邏輯問題可以是多種多樣的:組合的、時序的;即時的、延時的;不需計數(shù)的,需要計數(shù)的;固定順序的,隨機工作的;等等,都可進行。
PLC的硬件結(jié)構(gòu)是可變的,軟件程序是可編的,用于控制時,非常靈活。必要時,可編寫多套,或多組程序,依需要調(diào)用。它很適應于工業(yè)現(xiàn)場多工況、多狀態(tài)變換的需要。
用PLC進行開關(guān)量控制實例是很多的,冶金、機械、輕工、化工、紡織等等,幾乎所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它。目前,PLC首用的目標,也是別的控制器無法與其比擬的,就是它能方便并可靠地用于開關(guān)量的控制。
3.2用于模擬量控制
模擬量,如電流、電壓、溫度、壓力等等,它的大小是連續(xù)變化的。工業(yè)生產(chǎn),特別是連續(xù)型生產(chǎn)過程,常要對這些物理量進行控制。
作為一種工業(yè)控制電子裝置,PLC若不能對這些量進行控制,那是一大不足。為此,各PLC廠家都在這方面進行大量的開發(fā)。目前,不僅大型、中型機可以進行模擬量控制,就是小型機,也能進行這樣的控制。
PLC進行模擬量控制,要配置有模擬量與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的A/D、D/A單元。它也是I/O單元,不過是特殊的I/O單元。
A/D單元是把外電路的模擬量,轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,然后送入PLC。D/A單元,是把PLC的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,再送給外電路。
作為一種特殊的I/O單元,它仍具有I/O電路抗干擾、內(nèi)外電路隔離,與輸入輸出繼電器(或內(nèi)部繼電器,它也是PLC工作內(nèi)存的一個區(qū)。可讀寫)交換信息等等特點。
這里的A/D中的A,多為電流,或電壓,也有為溫度。D/A中的A,多為電壓,或電流。電壓、電流變化范圍多為0~5V,0~10V,4~20mA。有的還可處理正負值的。
這里的D,小型機多為8位二進制數(shù),中、大型多為12位二進制數(shù)。
A/D、D/A有單路,也有多路。多路占的輸入輸出繼電器多。
有了A/D、D/A單元,余下的處理都是數(shù)字量,這對有信息處理能力的PLC并不難。中、大型PLC處理能力更強,不僅可進行數(shù)字的加、減、乘、除,還可開方,插值,還可進行浮點運算。有的還有PID指令,可對偏差制量進行比例、微分、積分運算,進而產(chǎn)生相應的輸出。計算機能算的它幾乎都能算。
這樣,用PLC實現(xiàn)模擬量控制是*可能的??刂频膯挝恢悼尚〉?/span>212分之一的測量程值,多數(shù)也是足夠的。
PLC進行模擬量控制,還有A/D、D/A組合在一起的單元,并可用PID或模糊控制算法實現(xiàn)控制,可得到很高的控制質(zhì)量。
用PLC進行模擬量控制的好處是,在進行模擬量控制的同時,開關(guān)量也可控制