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plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案介紹

時(shí)間:2023-04-20 15:52:03來源:21ic電子網(wǎng)

導(dǎo)語:?PLC控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置,目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能,建立柔性的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

  PLC內(nèi)部工作方式一般是采用循環(huán)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(dāng)用戶將用戶程序調(diào)試完成后,通過編程器將其程序?qū)懭隤LC存儲(chǔ)器中,同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)和被控制的執(zhí)行元件相應(yīng)的連接在輸入模塊的輸入端和輸出模塊的輸出端,接著將PLC工作方式選擇為運(yùn)行工作方式,后面的工作就由PLC根據(jù)用戶程序去完成,概述圖是PLC執(zhí)行過程框圖。PLC在工作過程中,主要完成六個(gè)模塊的處理。

  1.電源組件電源組件用于提供PLC運(yùn)行所需的電源,可將外部電源轉(zhuǎn)換為供PLC內(nèi)部與案件適用的電源。2.微處理器CPU及存儲(chǔ)器組件微處理器CPU是PLC的核心器件,CPU因生產(chǎn)廠商各有不同,有采用市場(chǎng)銷售的標(biāo)準(zhǔn)芯片,也有采用可編程序控制器專用芯片。存儲(chǔ)器組件有兩種:ROM和RAM。3.輸入及輸出組件

  PLC控制器輸入和輸出組件是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)交換數(shù)據(jù)的界面,與普通計(jì)算機(jī)不同,PLC的工作環(huán)境比較差,需要較強(qiáng)抗干擾能力,輸入和輸出組件即是為此設(shè)計(jì)。PLC控制系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。那么PLC是什么呢?

  首先,PLC的中文名稱是可編程邏輯控制器,它用作工業(yè)應(yīng)用中的數(shù)字操作電子系統(tǒng)。它使用可編程存儲(chǔ)器在內(nèi)部存儲(chǔ)和執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,算術(shù)運(yùn)算和其他操作指令。通過數(shù)字或模擬輸入和輸出來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程集中控制。

  PLC由CPU指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,輸入/輸出接口,電源和數(shù)模轉(zhuǎn)換等功能單元組成。無論在計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng),集中式分布式控制系統(tǒng)DCS還是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS中,始終都會(huì)使用大量的各種PLC控制器。涉及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的幾乎所有硬件制造商都生產(chǎn)PLC產(chǎn)品,其中應(yīng)用較多的是西門子,施耐德,三菱和臺(tái)達(dá)。

  簡(jiǎn)而言之,PLC是一種提高工作效率并促進(jìn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制的技術(shù)。由于它具有易于理解,易于學(xué)習(xí),穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于從FA(工廠自動(dòng)化)到PA(過程自動(dòng)化)的各行各業(yè)。

  PLC控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上,通過引入微電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)而形成的新一代工業(yè)控制設(shè)備。目的是更換繼電器,執(zhí)行邏輯,計(jì)時(shí)和諸如計(jì)數(shù)之類的順序控制功能,建立靈活的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。具有通用性強(qiáng),使用方便,適應(yīng)性廣,可靠性高,抗干擾強(qiáng),編程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。在單元機(jī)組LCU的控制面板上使用PLC控制系統(tǒng)非常普遍。

  PLC控制系統(tǒng)的內(nèi)部工作模式通常采用循環(huán)掃描工作模式,在某些大中型PLC控制系統(tǒng)中增加了中斷工作模式。當(dāng)用戶完成對(duì)用戶程序的調(diào)試后,將程序通過編程器寫入PLC存儲(chǔ)器,并將現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和受控執(zhí)行器分別連接到輸入模塊的輸入端和輸出模塊的輸出端,然后選擇PLC工作模式作為運(yùn)行工作模式,隨后的工作將由PLC根據(jù)用戶程序完成。

  PLC也就是可編程邏輯控制器,可以說,PLC在工業(yè)領(lǐng)域的地位非常之高。為增進(jìn)大家對(duì)PLC的認(rèn)識(shí),本文將基于兩點(diǎn)介紹PLC:1.什么是PLC控制系統(tǒng),2.安全PLC和普通PLC有什么區(qū)別?如果你對(duì)PLC具有興趣,不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。

  一、什么是plc控制系統(tǒng)?

  自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來,PLC得到了快速發(fā)展,在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí),PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高,PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制,在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。

  作為離散控的制的首選產(chǎn)品,PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展,世界范圍內(nèi)的PLC年增長(zhǎng)率保持為20%~30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大,近年來PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的增長(zhǎng)速度放緩。但是,在中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家PLC的增長(zhǎng)十分迅速。綜合相關(guān)資料,2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右,在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。

  PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的,二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制,首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令;并通過數(shù)字輸入和輸出操作,來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求,并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行,以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器,在程序運(yùn)行過程中,每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1,程序從起始步(步序號(hào)為零)起依次執(zhí)行到最終步(通常為END指令),然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC,循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程,在解算邏輯方面,表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn),在微秒量級(jí),解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理,16位(也有32位的)為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。

  近10年來,隨著PLC價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大,越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進(jìn)行控制,PLC在我國(guó)的應(yīng)用增長(zhǎng)十分迅速。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高,今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國(guó)仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。

  通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器,但PLC相對(duì)一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器,現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。

  PLC控制系統(tǒng)目前被分為哪三大類呢?

  PLC控制系統(tǒng)三大類之一——單機(jī)系統(tǒng)

  單機(jī)系統(tǒng)是PLC里構(gòu)成最簡(jiǎn)單的一個(gè)類型,意思是一個(gè)PLC控制一臺(tái)設(shè)備或者是一條簡(jiǎn)易的生產(chǎn)線,所需的I/O點(diǎn)數(shù)和儲(chǔ)存容量都比較小。

  PLC控制系統(tǒng)三大類之二——集中控制系統(tǒng)

  集中控制系統(tǒng)是指一個(gè)PLC控制多個(gè)設(shè)備或多條生產(chǎn)線。這些設(shè)備或生產(chǎn)線距離較近,相互之間有一定的聯(lián)系。但是這也就造成了在集中控制系統(tǒng)中,一臺(tái)設(shè)備或者一條生產(chǎn)線發(fā)生故障,將會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)。對(duì)I/O點(diǎn)數(shù)和儲(chǔ)存容量要求較高。

  PLC控制系統(tǒng)三大類之三——集散控制系統(tǒng)

  集散控制系統(tǒng)也可以稱為分布式控制系統(tǒng),必須由一臺(tái)具有通信功能的PLC控制多個(gè)被控對(duì)象,這些被控對(duì)象分布的距離較離散,分布的范圍較廣泛,但是集散控制系統(tǒng)有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,當(dāng)其中一個(gè)被控對(duì)象或者PLC出現(xiàn)故障時(shí),不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。PLC的發(fā)展還是非??斓?,除了上述的PLC控制系統(tǒng)的三大類,現(xiàn)在還有人提出PLC和EIC綜合控制系統(tǒng),即將electric(電氣控制)、instrumentation(儀器控制)、computer(計(jì)算機(jī)控制)集成于一體。企業(yè)在考慮自身使用哪種控制系統(tǒng)時(shí),要考慮到如何同這些系統(tǒng)特點(diǎn)先適應(yīng),并有利于系統(tǒng)功能的進(jìn)一步發(fā)展。

標(biāo)簽: PLC

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