【文章內(nèi)容簡介】 24V的工作電源電源輸入類型有交流電源 220VAC 或 110 VAC 直流電源常用的 為 24VDC 2底板或機架大多數(shù)模塊式 PLC使用底板或機架其作用是電氣上實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系使 CPU 能訪問底板上的所有模塊機械上實現(xiàn)各模塊間的連接使各模塊構(gòu)成一個整體 2PLC 系統(tǒng)的其它設備編程設備編程器是 PLC 開發(fā)應用監(jiān)測運行檢查維護不可缺少的器件用于編程對系統(tǒng)作一些設定監(jiān)控 PLC及 PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況但它不直接參與現(xiàn)場控制運行小編程器 PLC 一般有手持型編程器目前一般由計算機運行編程軟件充當編程器 2 人機界面最簡單的人機界面是指示燈和按鈕目前液晶屏或觸摸屏式的一體式操作員終端應用越來越廣泛由計算機運 行組態(tài)軟件充當人機界面非常普及 3輸入輸出設備用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)如 EPROMEEPROM寫入器條碼閱讀器輸入模擬量的電位器打印機等 圖 21 可編程控制器的硬件簡化框圖 22 PLC 的特點 為適應工業(yè)環(huán)境使用與一般控制裝置相比較 PLC 機有以下特點 可靠性高干擾能力強 工業(yè)生產(chǎn)對控制設備的可靠性要求 平均故障間隔時間長 2 故障修復時間平均修復時間短 任何電子設備產(chǎn)生的故障通常為兩種 偶發(fā)性故障由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾超高溫超低溫過電壓欠電壓振動等引起的故障這類故障只要不引起系統(tǒng)部件的損壞一旦環(huán)境條件恢 復正常系統(tǒng)也隨之恢復正常但對 PLC 而言受外界影響后內(nèi)部存儲的信息可能被破壞 2 永久性故障由于元器件不可恢復的破壞而引起的故障 如果能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件如果能使 PLC 在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍使 PLC 在惡劣條件消失后自動恢復正常這樣就能提高平均故障間隔時間如果能在 PLC 上增加一些診斷措施和適當?shù)谋Ｗo手段在永久性故障出現(xiàn)時能很快查出故障發(fā)生點并將故障限制在局部就能降低 PLC的平均修復時間為此各 PLC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施使 PLC除了本身具有較強的自診斷能力能及時給 出出錯信息停止運行等待修復外還使PLC 具有了很強的抗干擾能力 硬件措施 主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路大量開關(guān)動作由無觸點的電子存儲器完成 IO 系統(tǒng)設計有完善的通道保護和信號調(diào)理電路 屏蔽對電源變壓器 CPU 編程器等主要部件采用導電導磁良好的材料進行屏蔽以防外界干擾 濾波對供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波如 LC 或π型濾波網(wǎng)絡以消除或抑制高頻干擾也削弱了各種模塊之間的相互影響 電源調(diào)整與保護對微處理器這個核心部件所需的 5V 電源采用多級濾波并用集成電壓調(diào)整器進行調(diào)整以適應交流電網(wǎng)的波動和過電壓欠電壓的影 響 隔離在微處理器與 IO 電路之間采用光電隔離措施有效地隔離 IO 接口與 CPU之間電的聯(lián)系減少故障和誤動作各 IO 口之間亦彼此隔離 采用模塊式結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下短時修復一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障能迅速更換使系統(tǒng)恢復正常工作同時也有助于加快查找故障原因 軟件措施 有極強的自檢及保護功能 故障檢測軟件定期地檢測外界環(huán)境如掉電欠電壓鋰電池電壓過低及強干擾信號等以便及時進行處理 信息保護與恢復當偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時不破壞 PLC 內(nèi)部的信息一旦故障條件消失就可恢復正常繼續(xù)原來的程序工作所以 PLC 在檢測到故障條件時 立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲器軟件配合對存儲器進行封閉禁止對存儲器的任何操作以防存儲信息被沖掉 設置警戒時鐘 WDT看門狗如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間超過了 WDT規(guī)定的時間預示了程序進入死循環(huán)立即報警 加強對程序的檢查和校驗一旦程序有錯立即報警并停止執(zhí)行 對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備停電后利用后備電池供電有關(guān)狀態(tài)及信息就不會丟失 PLC的出廠試驗項目中有一項就是抗干擾試驗它要求能承受幅值為 1000V上升時間 1ns脈沖寬度為 1的干擾脈沖一般平均故障間隔時間可達幾十萬～上千萬小時制成系統(tǒng)亦可達 4～ 5 萬小時甚至更長時間 通用性強 控制程序可變使用方便 PLC 品種齊全的各種硬件裝置可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)用戶不必自己再設計和制作硬件裝置用戶在硬件確定以后在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設備更新的情況下不必改變 PLC的硬設備只需改編程序就可以滿足要求因此 PLC除應用于單機控制外在工廠自動化中也被大量采用 功能強應面廣 現(xiàn)代 PLC 不僅有邏輯運算計時計數(shù)順序控制等功能還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出功率驅(qū)動通信人機對話自檢記錄顯示等功能既可控制一臺生產(chǎn)機械一條生產(chǎn)線又可控制一個生產(chǎn)過程 編程簡單易掌握 目前大多數(shù) PLC 仍采用繼電控制形式的梯形圖 編程方式既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習慣及編程水平所以非常容易接受和掌握梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當接近通過閱讀 PLC 的用戶手冊或短期培訓電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人很快就能學會用梯形圖編制控制程序同時還提供了功能圖語句表等編程語言 PLC在執(zhí)行梯形圖程序時用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行 PLC內(nèi)部增加了解釋程序與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比執(zhí)行梯形圖程序的時間要長一些但對于大多數(shù)機電控制設備來說是微不足道的完全可以滿足控制要求 減少了控制系統(tǒng)的設計及施工的工作量 由于 PLC 采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器時間繼電器計數(shù)器等器件控制柜的設計安裝接線工作量大為減少同時 PLC 的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量并且由于 PLC 的低故障率及很強的監(jiān)視功能模塊化等等使維修也極為方便 體積小重量輕功耗低維護方便 PLC 是將微電子技術(shù)應用于工業(yè)設備的產(chǎn)品其結(jié)構(gòu)緊湊堅固體積小重量輕功耗低并且由于 PLC 的強抗干擾能力易于裝入設備內(nèi)部是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備 PLC產(chǎn)品種類繁多其規(guī)格和性能也各不相同對 PLC的分 類通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同功能的差異和 IO 點數(shù)的多少等進行大致分類 PLC 的應用 目前在國內(nèi)外 PLC 已廣泛應用冶金石油化工建材機械制造電力汽車輕工環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)隨著 PLC 性能價格比的不斷提高其應用領(lǐng)域不斷擴大從應用類型看 PLC 的應用大致可歸納為以下幾個方面 開關(guān)量邏輯控制利用 PLC 最基本的邏輯運算定時計數(shù)等功能實現(xiàn)邏輯控制可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制用于單機控制多機群控制生產(chǎn)自動線控制等例如機床注塑機印刷機械裝配生產(chǎn)線電鍍流水線及電梯的控制等這是 PLC 最基本的應用也是 PLC 最廣泛的應用領(lǐng)域 運動控制大 多數(shù) PLC 都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊這一功能廣泛用于各種機械設備如對各種機床裝配機械機器人等進行運動控制 過程控制大中型 PLC都具有多路模擬量 IO 模塊和 PID控制功能有的小型 PLC也具有模擬量輸入輸出所以 PLC 可實現(xiàn)模擬量控制而且具有 PID 控制功能的 PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制用于過程控制這一功能已廣泛用于鍋爐反應堆水處理釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的 PLC 都具有數(shù)學運算數(shù)據(jù)傳送轉(zhuǎn)換排序和查表等功能可進行數(shù)據(jù)的采集分析和處理同時可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置如計算機數(shù)值控制 CNC 設備進行處理 通信聯(lián)網(wǎng) PLC 的通信包括 PLC 與 PLCPLC 與上位計算機 PLC 與其它智能設備之間的通信 PLC 系統(tǒng)與通用計算機可直接或通過通信處理單元通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡以實現(xiàn)信息的交換并可構(gòu)成集中管理分散控制的多級分布式控制系統(tǒng)滿足工廠自動化 FA 系統(tǒng)發(fā)展的需要霓虹燈控制系統(tǒng) PLC 設計 11 用 PLC 控制霓虹燈字的明滅具體要求 如下 1 廣告字 1 亮 1 秒后熄滅 2 廣告字 2 亮 1 秒后熄滅 3 廣告字 3 亮 1 秒后熄滅 4 廣告字 4 亮 1 秒后熄滅 5 廣告字 5 亮 1 秒后熄滅 6 廣告字 1 亮等待 1 秒 7 廣告字 2 亮 同時保持前字亮等待 1 秒 8 廣告字 3 亮同時保持前字亮等待 1 秒 9 廣告字 4 亮同時保持前字亮等待 1 秒 10 廣告字 5 亮同時保持前字亮等待 2 秒 11 五個廣告字全部熄滅等待 3 秒 1