【文章內(nèi)容簡介】 PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算 機 相同，基本構(gòu)成為： (CPU) 3 PLC 的工作原理 當(dāng) PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸 出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間， PLC 的CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進入輸出刷新階段。在此期間， CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所 有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是 PLC 的真正輸出。 PLC 的特點 PLC 具有以下鮮明的特點。 ，擴展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的 PID 回 路控制；并能與上位機構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如 DDC 和 DCS 等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。 4 ，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(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。 ，抗干 擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型。 PLC 的應(yīng)用與發(fā)展前景 的應(yīng)用 ① 開關(guān) 量邏輯 控制 自動生產(chǎn)線、機床電器控制、沖壓機械、運輸帶、包裝機、飛剪等控制。 ②運動控制 金屬切削機床、金屬成型機械、裝配機器人、電梯等。 ③閉環(huán)過程控制 溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。 ④數(shù)據(jù)處理 數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作。 ⑤通信聯(lián)網(wǎng) PLC 與遠程 I/O、 PLC 之間、 PLC 與其它智能控制器之間。 發(fā)展前景 增強抗干擾性。如生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣 ， 或是電磁干擾異常強烈 則也可造成 PLC 控制系統(tǒng)的運算或是控制錯誤 ， 導(dǎo)致在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤而不能保證正常的生產(chǎn)運行 ，因此 ， 提高 PLC 的可靠性是其未來發(fā)展的主要方向 ， 其一方面要提高抗干擾能力同時在設(shè)計、安裝以及使用過程中引起重視 ， 盡量減少對其造成負面影響。網(wǎng)絡(luò)化 、 數(shù)字化 。目前用于火電系統(tǒng)控制系統(tǒng)的 DCS 雖技術(shù)日益成熟但近年來其發(fā)展日趨緩慢 ， PLC 的產(chǎn)生及發(fā)展使其與 DCS 相互吸收彼此特點 ， 逐步同化 ， 并逐步發(fā)展成為新的控制系統(tǒng) ——FCS 系統(tǒng) ， 其既保留了原來系統(tǒng)的特性又實現(xiàn)了工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展 ， 并使數(shù)字化 、智能化控制得到進一步的發(fā)展 和應(yīng)用 ， 因此其近年來在火電廠的應(yīng)用日益廣泛。 5 第三章 自動生產(chǎn)線的組成及基本功能 基本組成 自動生產(chǎn)線由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式臺面上的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元 5 個單元組成。其外觀如圖 31 所示。 其中，每一工作單元都可自成一個獨立的系統(tǒng)，同時也都是一個機電一體化的系統(tǒng)。各個單元的執(zhí)行機構(gòu)基本上以氣動執(zhí)行機構(gòu)為主，但輸送單元的機械手裝置整體運動則采取步進電機驅(qū)動、精密定位的位置控制，該驅(qū)動系統(tǒng)具有長行程、多定位點的特點，是一個典型的一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動則采用 了通用變頻器驅(qū)動三相異步電動機的交流傳動裝置。位置控制和變頻器技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電氣控制技術(shù)。 設(shè)計中應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運動位置、物體的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。 6 基本功能 供料單元的基本功能：供料單元是本次設(shè)計中的起始單元，在整個系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。具體的功能是：按照需要將放置在料倉中待加工工件（原料）自動地推出到物料臺上，以便輸送單元的機械手將其抓取，輸送到其他單元上。如圖 32 所示為供料單元實物的全貌。 7 第四章 電氣控制 接線端子及主令部件 接線端子 本次任務(wù)的設(shè)備中的各工作單元的結(jié)構(gòu)特點是機械裝置和電器控制部分的相對分離。每一工作單元機械裝置整體安裝在地板上，而控制工作單元生產(chǎn)過程的 PLC 裝置則安裝在工作臺兩側(cè)的抽屜板上，因此，工作單元機械裝置與 PLC 裝置之間的信息交換是一個關(guān)鍵的問題。解決方案是：機械裝置上的各電磁閥和傳感器的引線連接到裝置側(cè)接線端口上， PLC 的 I/O 引出線則連接到 PLC 側(cè)的接線端口上。兩個連線端口間通過多芯信號電纜互聯(lián)。圖 41 和圖 42 分別是裝置側(cè)的接線端口和 PLC 側(cè)的接線端口。 裝置側(cè)的接線端口的接線端子采用三層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接 DC24V 電源的+24V 端，底層端子用以連接 DC24V 電源的 0V 端，中間層端子用以連接各信號線。 PLC 側(cè)的接線端口的接線端子采用兩層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接各信線 ， 其端子號與裝置側(cè)的接線端口的接線端子相對應(yīng)。底層端子用以連 DC24V 電源的 +24V 端和0V 端。 裝置側(cè)的接線端口和 PLC 側(cè)的接線端口之間通過專用電纜連結(jié)。其中 25 針接頭電纜連接 PLC 的輸入信號， 15 針接頭電纜連接 PLC 的輸出信號。 8 控制系統(tǒng) 任務(wù)每一工作單元都可自 成一個獨立的系統(tǒng)，同時也可以通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個分布式的控制系統(tǒng)。 當(dāng)工作單元自成一個獨立的系統(tǒng)時，其設(shè)備運行的主令信號以及運行過程中的狀態(tài)顯示信號，來源于該工作單元按鈕指示燈模塊。按鈕指示燈模塊如圖 43 所示。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。