基于plc的電鍍槽生產(chǎn)線控制設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(編輯修改稿)
2025-07-24 18:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC,PLC自1969年出現(xiàn)，美國，日本，德國的可編程控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強(qiáng)大。 PLC的基本結(jié)構(gòu)可編程控制器作為控制器的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上就是一種用于工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)，它既可進(jìn)行開關(guān)量的控制，又可實(shí)現(xiàn)模擬量的控制。PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要由中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、電源等組成。如圖21所示。 圖21 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC分為箱式和模塊式兩種，但他們的組成是相同，基本上都由CPU，存儲(chǔ)器，輸入/輸出接口電路，電源模塊等幾部分組成的，下面分別對(duì)幾種單元進(jìn)行介紹。 CPU是整個(gè)PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用。它按照PLC的系程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中。同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。2 .存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對(duì)用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲(chǔ)器、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。用戶存儲(chǔ)器：分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）組成。3 輸入/輸出接口電路輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。輸出接口工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號(hào)使負(fù)載動(dòng)作或者不動(dòng)作。 PLC的工作原理PLC雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，而PLC則采用循環(huán)掃描工作方式。在PLC中用戶程序按先后順序存放。對(duì)每個(gè)程序，處理器從第一條指令開始執(zhí)行，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)成為一個(gè)掃描周期。掃描周期的長短去決定于以下幾個(gè)因素：一是處理器執(zhí)行指令的速度；二是執(zhí)行每條指令占用的時(shí)間；三是程序中指令條數(shù)的多少。一個(gè)掃描周期大致可分為輸入/輸出刷新和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。 PLC的特點(diǎn) 可靠性高、抗干擾性強(qiáng)PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其可靠程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器所無法比擬的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠工作，在其設(shè)計(jì)和制造過程中采取了一系列硬件或軟件的剛干擾的設(shè)施。 (1)硬件方面的設(shè)施有：①隔離~~PLC的輸入、輸出接口電路一般都采用光點(diǎn)耦合器來傳遞信號(hào)，這種光電隔離設(shè)施使外部電路與PLC內(nèi)部之間完全避免了點(diǎn)的聯(lián)系，有效地抑制了外部的干擾源對(duì)PLC的影響，還可以防止外部強(qiáng)電穿入內(nèi)部CPU。②濾波~~在PLC電路電源和輸入、輸出(I/O)電路中設(shè)置了多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號(hào)。③在PLC內(nèi)部CPU供點(diǎn)電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等設(shè)施，防止干擾信號(hào)通過供電源進(jìn)入PLC內(nèi)部，另外各個(gè)輸入\輸出（I/O）接口電路的電源彼此獨(dú)立，以避免電源之間的相互干擾；④內(nèi)部設(shè)置連鎖、環(huán)境檢測與診斷等電路，一旦發(fā)生故障就報(bào)警；⑤外部采用密封、防塵、抗震的外殼封裝機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)工作的惡劣的環(huán)境。 （2）在軟件方面的設(shè)施有：①設(shè)置故障檢測與診斷程序，每次掃描都對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障進(jìn)行檢測診斷，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，立即作自動(dòng)相應(yīng)的措施，如報(bào)警、保護(hù)數(shù)據(jù)和封鎖輸出等。②定義用戶程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備，以以保證停電后有關(guān)狀態(tài)及信息不會(huì)丟失。2 、編程簡單易學(xué)PLC采用與繼電器控制線路圖非常接近的梯形圖作為編程語言，它既有繼電器電路的清晰直觀的特點(diǎn)，又充分考慮到電氣工人和技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，對(duì)使用者來說，幾乎不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此，易學(xué)易懂，程序改變時(shí)也容易修改。功能完善、適應(yīng)性強(qiáng)目前PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和模塊化，不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制功能，還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等功能。它能根據(jù)實(shí)際需要，方便靈活地組裝成大小各異、功能不一的控制系統(tǒng)，即可控制一臺(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線、又可以控制一個(gè)機(jī)群、多點(diǎn)生產(chǎn)線。既可以現(xiàn)場控制，又可以遠(yuǎn)程控制。 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場信號(hào)，如交流、直流、開關(guān)量或模擬量、電流或電壓脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等，PLC都有相應(yīng)I/O接口模塊與工業(yè)現(xiàn)場控制器件和設(shè)備直接連接，用戶可以根據(jù)需要方便的進(jìn)行配置，組成使用、緊湊的控制系統(tǒng)。
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