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名稱:PLC可編程邏輯控制器

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時間:2019-4-10 0:00:00


可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),它采用一類可編輯存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。

基本結構

PLC即可編程邏輯控制器,可編程邏輯控制器實質是一種專用于工業控制的計算機,其硬件結構基本上與微型計算機相同,基本構成為:

中央處理單元(CPU)

中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態,并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當可編程邏輯控制器投入運行時,首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據,并分別存入I/O映象區,然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后,最后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置,如此循環運行,直到停止運行。

為了進一步提高可編程邏輯控制器的可靠性,對大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構成冗余系統,或采用三CPU的表決式系統。這樣,即使某個CPU出現故障,整個系統仍能正常運行。

存儲器

存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。

存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。

輸入輸出接口電路

1.現場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路,作用是可編程邏輯控制器與現場控制的接口界面的輸入通道。

2.現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成,作用可編程邏輯控制器通過現場輸出接口電路向現場的執行部件輸出相應的控制信號。

功能模塊

如計數、定位等功能模塊。

通信模塊


功能特點

可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點。

1.使用方便,編程簡單

采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言,而無需計算機知識,因此系統開發周期短,現場調試容易。另外,可在線修改程序,改變控制方案而不拆動硬件。

2.功能強,性能價格比高

一臺小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件,有很強的功能,可以實現非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統相比,具有很高的性能價格比。PLC可以通過通信聯網,實現分散控制,集中管理。

3.硬件配套齊全,用戶使用方便,適應性強

PLC產品已經標準化、系列化、模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用,用戶能靈活方便地進行系統配置,組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線也很方便,一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力,可以直接驅動一般的電磁閥和小型交流接觸器。

硬件配置確定后,可以通過修改用戶程序,方便快速地適應工藝條件的變化。

4.可靠性高,抗干擾能力強

傳統的繼電器控制系統使用了大量的中間繼電器、時間繼電器,由于觸點接觸不良,容易出現故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件元件,接線可減少到繼電器控制系統的1/10-1/100,因觸點接觸不良造成的故障大為減少。

PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施,具有很強的抗干擾能力,平均無故障時間達到數萬小時以上,可以直接用于有強烈干擾的工業生產現場,PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業控制設備之一。

5.系統的設計、安裝、調試工作量少

PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件,使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。

PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來設計。這種編程方法很有規律,很容易掌握。對于復雜的控制系統,設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統電路圖的時間要少得多。

PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調試,輸入信號用小開關來模擬,通過PLC上的發光二極管可觀察輸出信號的狀態。完成了系統的安裝和接線后,在現場的統調過程中發現的問題一般通過修改程序就可以解決,系統的調試時間比繼電器系統少得多。

6.維修工作量小,維修方便

PLC的故障率很低,且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時,可以根據PLC上的發光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因,用更換模塊的方法可以迅速地排除故。


系統集成

在制造工業中存在大量的開關量為主的開環的順序控制,它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關量、脈沖量、計時、計數器、模擬量的越限報警等狀態量為主的離散量的數據采集監視。由于這些控制和監視的要求,使PLC發展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產品。PLC廠家在原來CPU模板上提逐漸增加了各種通訊接口,現場總線技術及以太網技術也同步發展,使PLC的應用范圍越來越廣泛。 PLC具有穩定可靠、價格便宜、功能齊全、應用靈活方便、操作維護方便的優點,這是它能持久的占有市場的根本原因。

PLC控制器本身的硬件采用積木式結構,有母板,數字I/O模板,模擬I/O模板,還有特殊的定位模板,條形碼識別模板等模塊,用戶可以根據需要采用在母板上擴展或者利用總線技術配備遠程I/O從站的方法來得到想要的I/O數量。

PLC在實現各種數量的I/O控制的同時,還具備輸出模擬電壓和數字脈沖的能力,使得它可以控制各種能接收這些信號的伺服電機,步進電機,變頻電機等,加上觸摸屏的人機界面支持,PLC可以滿足您在過程控制中任何層次上的需求。


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