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可编程控制器上的入门

   日期:2020-01-30     浏览:96    评论:0    
核心提示:您将在成千上万的工业应用中找到可编程控制器。他们发现它们可用于控制化学,石化,食品和制药,废水处理,水处理,核能,天然气和采矿过程。您还可以在运输和存储原材料和成品的材料传输和存储系统中找到它们。使用机器人​,他们可以执行危险的工业操作,以实现更安全的操作。可编程控制器具有数据收集和报告功能,包括统计过程控制,质量保证和在线诊断。在能源管理系统中,它们可以降低成本并改善工业设施和办公楼的环境控制。

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由于PC在控制和商业应用中的广泛使用,因此行业通常将PC的缩写保留为个人计算机,而将PLC的缩写用于可编程控制器或可编程逻辑控制器。

基本组成

无论大小,成本或复杂性如何,所有PLC都共享相同的基本组件和功能特性。可编程控制器通常由以下硬件组件组成:处理器,输入/输出系统,存储器,电源以及通信设备或端口。

该处理器由一个或多个标准或定制的微处理器以及执行PLC系统的逻辑,控制和存储功能的其他集成电路组成。处理器读取输入,执行由应用程序确定的逻辑,执行计算并相应地控制输出。

处理器控制操作周期或处理器扫描。该操作周期包括顺序和重复执行的一系列操作。

在输入扫描期间,PLC将检查外部输入设备中是否存在信号(即,打开或关闭状态)。这些输入的状态临时存储在输入图像表或存储文件中。

在程序扫描周期中,处理器扫描控制程序中的指令,使用输入图像文件中的输入状态,并确定输出是否通电。输出的结果状态将写入输出映像表或存储器文件。

根据输出图像表中的数据,PLC会为其相关的输出电路通电或断电,从而在输出扫描周期内控制外部设备。

在内部扫描周期中,处理器执行内部管理功能,例如内部诊断和通信。典型的诊断功能是检查数学运算错误。PLC还必须检查其编程设备,其他PLC或连接到一个或多个通信端口的其他设备并执行与其进行的通信操作。

该操作周期通常需要1到25毫秒(ms)。但是,操作周期时间取决于用户编写的控制逻辑的复杂性。因此,简单的控制程序可能只需要1毫秒,但是大型复杂的程序可能需要高达250毫秒的扫描时间。与程序扫描相比,输入,输出和内部扫描通常非常短。这些扫描在循环过程中不断重复。

I / O系统

I / O系统提供了过程设备与微处理器之间的物理连接。该系统使用各种输入电路或模块来感测和测量过程的物理量,例如运动,水平,温度,压力,流量和位置。根据检测到的状态或测量的值,处理器控制各种输出模块以驱动现场设备,例如阀门,电动机,泵和警报,以对机器或过程进行控制。

输入类型

现场仪器或传感器的输入提供了处理器做出逻辑决策以控制给定过程或机器所需的数据和信息。来自各种设备(例如按钮,手动开关,热电偶,应变计等)的这些输入信号连接到输入模块,以过滤和调节信号以供处理器使用。

输出类型

PLC的输出使控制设备通电或断电,以调节过程或机器。这些输出信号是来自输出电路的控制电压,通常不是高功率信号。

输出模块发送控制信号,该信号使电动机启动器中的线圈通电。通电的线圈将闭合起动器的电源触点。然后,这些触点闭合以启动电动机。输出模块通常不直接连接到电源电路,而是直接连接到诸如电动机启动器和加热器接触器之类的设备,这些设备向最终控制设备施加大功率(大于10安培)的信号。

I / O结构

我们主要根据I / O数量将PLC分为微型,小型,中型和大型。微型PLC的I / O数量通常不超过32。小型PLC的I / O点少于256个;中型PLC的I / O数量少于1024;大型PLC的I / O数量大于1024。微型PLC是独立的单元,处理器,电源和I / O都封装在一个包装中。因为它们是独立的,所以微型PLC也被称为打包控制器。模块化PLC具有单独的组件或模块。

在大中型PLC系统中,通常需要安装I / O模块并将其插入通用模块化外壳的插槽中。在此上下文中,通用一词意味着您可以将任何模块插入外壳中的任何I / O插槽。某些系统在模块化系统中的通信模块,电源或处理器中有特殊位置,但是您可以将I / O模块放置在任何位置。一些通用的模块化I / O外壳设计允许在不关闭交流电源或拆除现场布线的情况下卸下模块的I / O。但是,在电源条件下卸下I / O模块之前,必须查阅PLC制造商的说明手册。


 
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