礦井提升機(jī)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-01 09:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ）正式將其命名為可編程序控制器（ ProgrammableController），簡(jiǎn)稱 PC。現(xiàn)在所說(shuō)的可編程序控制器 PC（ Programmable Controller）是 1980 年以來(lái)，美、日、德等國(guó)由先前的可編程序邏輯控制器 PLC 進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)。 近年來(lái) PC 這個(gè)名字已成為個(gè)人計(jì)算機(jī)的專稱，為了加以區(qū)別，現(xiàn)在通常把可編程序控制器簡(jiǎn)稱為 PLC。 2. PLC 的特點(diǎn) （ 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) PLC 對(duì)工作環(huán)境的要求低，在環(huán)境溫度－ 20℃～ 65℃、相對(duì)濕度為 35%～ 85%情況下即可正常工作。 I/O 設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)和多種形式的濾波電路，以抑止高頻干擾，削弱各模塊之間的干擾影響。在系統(tǒng)的輸入輸出回路中，采用光電隔離等措施，有效防止了回路間的信號(hào)干擾。在 PLC 中常采用一種被稱為“看門狗”的監(jiān)視定時(shí)器來(lái)監(jiān)視用戶程序的運(yùn)行時(shí)間，以避免 PLC 在執(zhí)行程序過(guò)程中進(jìn)入死循環(huán)或“跑飛”（ PLC 執(zhí)行非預(yù)定的程序）。只要循環(huán)超時(shí)，即報(bào)警或進(jìn)行相應(yīng)處理。采用上述抗干擾措施后，一般 PLC的抗電平干擾能力可達(dá) 1000V/1us，其平均無(wú)故障時(shí)間可高達(dá) 4 到 5 萬(wàn)小時(shí)，使得 PLC具有極高 的可靠性。 (2) 編程簡(jiǎn)單，容易掌握 大多數(shù) PLC 可采用“梯形圖”進(jìn)行編程，控制線路清晰直觀 ,它符合大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，語(yǔ)言形象直觀、易學(xué)易用。 (3) 安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，維修方便。 在安裝時(shí)，由于 PLC 的輸入 /輸出接口已經(jīng)做好，因此可直接和外部設(shè)備連接，而不再需要專用的接口電路。 PLC 的調(diào)試可先在實(shí)驗(yàn)室模擬完成，模擬完成調(diào)試后在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試，從而縮短調(diào)試周期。在維修方面， PLC 具有完善的診斷和顯示功能，可以通過(guò)模塊上的顯示或編程器等很容易地找出故障模塊，而且由于模塊化設(shè)計(jì)，只 需對(duì)出錯(cuò)的模塊進(jìn)行更換即可。 (4) 功能強(qiáng)，通用性好。 模塊化的 PLC 設(shè)計(jì)，使用戶能根據(jù)控制系統(tǒng)的大小、工藝流程和控制要求等來(lái)選擇自己所需的 PLC 模塊并進(jìn)行資源配置和 PLC 編程。當(dāng)生產(chǎn)工藝改變或生產(chǎn)線設(shè)備更新時(shí)，無(wú)需改變硬件設(shè)備，只需改變編程程序就可實(shí)現(xiàn)不同的控制方案，具有良好的通用性。 (5) 網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大。 PLC 具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。它不僅能做到遠(yuǎn)程控制、進(jìn)行 PLC 內(nèi)部通信以及與上位機(jī)通信，還具備專線上網(wǎng)、無(wú)線上網(wǎng)等功能。這樣， PLC 就可以組成范圍很大的控制網(wǎng)絡(luò)，使得整個(gè)系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而提高生產(chǎn)效率。 (6) 體積小，重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。 PLC 結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低，同時(shí)還具有很好的抗震性及適應(yīng)環(huán)境溫度、濕度變化的能力，因此， PLC 很容易被安裝在機(jī)械設(shè)備內(nèi)部。 礦井提升機(jī)課程設(shè)計(jì) 7 (7) 開(kāi)發(fā)周期短 ,成功率高。 3. PLC 的分類 可編程序控制器從結(jié)構(gòu)上可分為整體式和模塊式。 (1) 整體式 PLC： 又稱單元式或箱體式。整體式 PLC 是將電源、 CPU、 I/0 部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。一般小型 PLC 采用這種結(jié)構(gòu)。 (2) 模塊式 PLC： 將 PLC 各部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如 CPU 模塊、 I/0 模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式 PLC 由框架和各種模塊組成。模塊插在插座上。一般大、中型 PLC 采用模塊式結(jié)構(gòu)，有的小型 PLC 也采用這種結(jié)構(gòu)。此外也有將 PLC 的整體式和模塊式結(jié)合起來(lái)，稱為疊裝式 PLC,其配置更為靈活。 從 I/O 點(diǎn)和存儲(chǔ)容量分類 (1) 小型 PLC: 小型和微型 PLC 的輸入輸出點(diǎn)數(shù)在 256 點(diǎn)以下。這種 PLC 主要用來(lái)取 代硬件接線的邏輯繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。 (2) 中型 PLC: 中型 PLC 一般采用模塊組合式結(jié)構(gòu)。輸入輸出點(diǎn)數(shù)在 256 到 2048 點(diǎn)之間 ,插接式模塊被安裝在模板上 ,母板上一般留有備用插槽 ,從而能方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展。 (3) 大型 PLC: 大型 PLC 是為要求連續(xù)控制的大型工廠或大型機(jī)器設(shè)計(jì)的 ,其控制功能比較復(fù)雜或者需要控制的輸入輸出點(diǎn)多于 2048 點(diǎn)。還有 I/O 點(diǎn)數(shù)在 64 點(diǎn)以下的 PLC 稱為超小型或微型 PLC,當(dāng)然以上點(diǎn)數(shù)劃分并無(wú)嚴(yán)格界限。 4. PLC 的工作原理 作為一種特殊的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC 的工作過(guò)程與通用的計(jì)算機(jī)有很大的不同。而且，雖然它源于繼電控制裝置，最初研制生產(chǎn)的 PLC 主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器、接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式又是不同的。普通計(jì)算機(jī)一般采用事件驅(qū)動(dòng)和消息機(jī)制，是一種等待命令的工作方式，如常見(jiàn)的鍵盤操作，當(dāng)按下按鍵后，計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序運(yùn)行。傳統(tǒng)的繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果一個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，則該繼電器所有的觸點(diǎn)都會(huì)動(dòng)作。而PLC 的 CPU 則采用順序掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)邏輯線圈被接通或斷開(kāi)，則該線圈的所有觸點(diǎn)不會(huì) 立即動(dòng)作，必須等掃描到這個(gè)觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。 PLC 采用不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。其工作過(guò)程如下 : （ 1） 內(nèi)部處理階段 : 內(nèi)部處理過(guò)程運(yùn)行的是 PLC 內(nèi)部系統(tǒng)的管理程序，在這個(gè)階段， PLC 完成硬件自檢工作和將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位等內(nèi)部工作。該程序是生產(chǎn)廠家在 PLC 出廠時(shí)就已經(jīng)固化的，一般比較固定，與用戶的控制程序無(wú)直接關(guān)聯(lián)，其運(yùn)行時(shí)間與用戶程序運(yùn)行時(shí)間相比，要短得多。 礦井提升機(jī)課程設(shè)計(jì) 8 （ 2） 通信服務(wù)階段 : 在通信服務(wù)階段， PLC 處理與計(jì)算機(jī)、編程器以及各種智能裝置的通信。 （ 3） 輸入采樣階段 : PLC 以掃描的方式工作，輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入信號(hào)，并按順序?qū)⑿盘?hào)讀入到寄存輸入狀態(tài)的輸入映像寄存器中存儲(chǔ)，每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其信息的寄存器。輸入寄存器與計(jì)算機(jī)內(nèi)存交換信息通過(guò)計(jì)算機(jī)總線，并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。 PLC 內(nèi)存有專門開(kāi)辟的存放輸入信息的映像區(qū)。這
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