【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制器應(yīng)具備的十大條件，立即引起了開發(fā)熱潮。 目前 PLC 已廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工業(yè)等領(lǐng)域，為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具，加速了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。 PLC 的及發(fā)展趨勢(shì) 主要特點(diǎn)： 1．可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 2．可實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 3．編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、具有很好的柔性 4．體積小、重量輕、功耗低 發(fā)展趨勢(shì)： 1． 向高速度、大容量方向發(fā)展 2．向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展 3． PLC 大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 13 4．增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力 5．編程語言多樣化 PLC 的分類和基本結(jié)構(gòu) /輸出點(diǎn)數(shù)分 (1)小型機(jī) 小型 PLC I/O 總點(diǎn)數(shù)在 256 點(diǎn)以下，用戶程序存儲(chǔ)容量在 4KB 左右。 (2)中型機(jī) 中型 PLC I/O 總點(diǎn)數(shù)在 256∽ 2048 點(diǎn)之間，用戶程序存儲(chǔ)容量在 8KB 左右。 (3)大型機(jī) 大型 PLC I/O 總點(diǎn)數(shù)在 2048 點(diǎn)以上，用戶程序存儲(chǔ)容量在 16KB 以上。 (1)整體式 (2)模塊 式 目前世界上 PLC 產(chǎn)品按地域分成三大流派：美國(guó)、歐洲和日本。日本和美國(guó)的PLC 產(chǎn)品較相似。占 PLC 市場(chǎng) 80%以上的生產(chǎn)公司是：德國(guó)的西門子公司、法國(guó)的施耐德自動(dòng)化公司、日本的歐姆龍、三菱以及松下公司。 PLC 的基本結(jié)構(gòu)如圖 31 所示： 圖 31 PLC 的基本結(jié)構(gòu)圖 PLC 的應(yīng)用范圍 隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展， PLC 的制造成本不斷下降，而其功能卻大大增強(qiáng)。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 14 目前在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中 PLC 已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)，諸如鋼鐵、冶金、采礦、水泥、石油 、輕工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、交通、建筑、食品、娛樂等各行各業(yè)，日益躍居現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（ PLC、 ROBOT、 CAD/CAM）的主導(dǎo)地位。 PLC 的主要功能 1．條件控制功能 2．定時(shí) /計(jì)數(shù)控制功能 3．步進(jìn)功能 4．?dāng)?shù)據(jù)處理功能 5． A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換功能 6．運(yùn)動(dòng)控制功能 7．過程控制功能 8．?dāng)U展功能 9．遠(yuǎn)程 I/O 功能 10．通信聯(lián)網(wǎng)功能 11．監(jiān)控功能 PLC 的技術(shù)性能 基本技術(shù)性能 1．輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)（即 I/O） 所謂 I/O 點(diǎn)數(shù)即 PLC 外部的輸入、輸出端子數(shù)。這些端子可以通過螺釘或電纜端口與外部設(shè)備相連。 2．程序容量 一般以 PLC 所能存放用戶程序的多少來衡量。 3．掃描速度 4．指令條數(shù) 5．內(nèi)部繼電器和寄存器 6．編程語言及編程手段 7．高級(jí)模塊 PLC 的內(nèi)存分配及 I/O 點(diǎn)數(shù) 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 15 在使用 PLC 之前，深入了解 PLC 內(nèi)部寄存器的配置和功能，以及 I/O 分配情況對(duì)使用者是至關(guān)重要的。表 31 是一般 PLC 產(chǎn)品的內(nèi)部寄存器去劃分情況： I/O 繼電器區(qū) 內(nèi)部通用繼電器區(qū) 數(shù)據(jù)寄存器區(qū) 特殊繼電器區(qū) 特殊寄存器區(qū) 系統(tǒng)寄存器區(qū) 表 31 PLC 的內(nèi)部寄存器劃分 PLC 的工作原理： PLC 雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(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 ，如圖 32 所示為 PLC 掃描工作過程 圖 ： 123...1011xxxxx x xx x xx xxx x xED...圖 1 . 1 3 P L C 循環(huán)掃描工作示意圖 圖 32 PLC 掃描 示意圖 PLC 的功能及應(yīng)用 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 16 可編程控制器自問世以來發(fā)展極為迅速。在工業(yè)控制方面正逐步取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的三大支柱之一。 這是 PLC 最 基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它正逐步取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。 PLC 和計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC) 設(shè)備集成在一起，可以完成機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制。 定時(shí)和計(jì)數(shù)精度高，設(shè)置靈活，且高精度的時(shí)鐘脈沖可用于準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)控制。 PLC 能完成數(shù)模轉(zhuǎn)換或者模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制大量的物理參數(shù)，例如，溫度、壓力、速度和流量等。 能完成數(shù)據(jù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、比較傳送及轉(zhuǎn)換等。 PLC 之間、 PLC 和上級(jí)計(jì)算機(jī)之間有很強(qiáng)的通信功能。作為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，不僅 PLC 數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電、故障時(shí)的對(duì)策等。 工作原理 電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開有通孔，每個(gè)孔都通向不同的 水 管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動(dòng)來檔住或漏出不同的排 水 的孔，而進(jìn) 水 孔是常開的，液壓水 就會(huì)進(jìn)入不同的排 水 管，然后通過 水 的壓力來推動(dòng) 水 剛的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞竿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過控制電磁鐵的電流 就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 電磁閥的分類 1． 直動(dòng)式電磁閥 原理：通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。 特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但通徑一般不超過 25mm。 2． 分布直動(dòng)式電磁閥 原理： 它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒有壓差時(shí)， 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 17 通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開； 斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門關(guān)閉。 特點(diǎn)： 在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能動(dòng)作，但功率較大，要求必須水平安裝。 如圖 33 所示為直動(dòng)式電磁閥： 圖 33 直動(dòng)式電磁閥 3． 先導(dǎo)式電磁閥 原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門打開；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)， 關(guān)閉閥門。特點(diǎn)： 流體壓力范圍上限較高，可任意安裝（需定制）但必須滿足流體壓差條件。 如圖 34 所示為先導(dǎo)式電磁閥： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 18 圖 34 先導(dǎo)式電磁閥 電磁閥在選型時(shí)的注意事項(xiàng) 1． 適用性 根據(jù)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電 ，當(dāng)電磁閥需要長(zhǎng)時(shí)間開啟，并且持續(xù)的時(shí)間多余關(guān)閉的時(shí)間應(yīng)選用常開型。 要是開啟的時(shí)間短或開和關(guān)的時(shí)間不多時(shí)，則優(yōu)先選用常閉型。 但是有些用于安全保護(hù)的工況，如爐窯火焰監(jiān)測(cè)、鍋爐加溫系統(tǒng)，則不能選常開時(shí)，應(yīng)選用可持續(xù)長(zhǎng)期通電型。 電磁閥在選擇時(shí)要注意： 管路 中的流體必須和選用的電磁閥系列型號(hào)中標(biāo)定的介質(zhì)一致。流體的溫度必須小于選用電磁閥的標(biāo)定溫度。電磁閥允許液體粘度一般在 20CST 以下，大于 20CST 應(yīng)注明。工作壓差，管路最高壓差在小于 時(shí)應(yīng)選用如 ZS,2W,ZQDF,ZCM 系列等直動(dòng)式和分步直動(dòng)式；最低工作壓差大于 時(shí)可選用先導(dǎo)式（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標(biāo)定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。 流體清潔度不高時(shí)應(yīng)在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對(duì)介質(zhì)要求清潔度要好。注意流量孔徑 和接管口徑；電磁閥一般只有開關(guān)兩位控制；條件允許請(qǐng)安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時(shí)要定制電磁閥的開閉時(shí)間調(diào)節(jié)。注意環(huán)境溫度對(duì)電磁閥的影響 。 電源電流和消耗功率應(yīng)根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許 177。10%左右，必須注意交流起動(dòng)時(shí) VA 值較高。 2． 可靠性 電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關(guān)閉；但在開啟時(shí)間很長(zhǎng)關(guān)閉時(shí)很短時(shí)要選用常開型了。 壽命試驗(yàn)，工廠一般屬于型式試驗(yàn)項(xiàng)目，確切地說我國(guó)還沒有電磁閥的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此選用電磁閥廠家時(shí)慎重。動(dòng)作時(shí)間很短頻率較高時(shí)一般選取直動(dòng)式，大口徑選用快速 系列。 3． 安全性 一般電磁閥不防水，在條件不允許時(shí)請(qǐng)選用防水型，工廠可以定做。電磁閥的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會(huì)縮短或產(chǎn)生其它意外情況。有腐蝕性液體的應(yīng)選用全不銹鋼型，強(qiáng)腐蝕性流體宜選用塑料王（ SLF）電磁閥。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 19 爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品。