【正文】 單獨的一塊整流模塊.2. 平波電路 平波電路在整流器、整流后的直流電壓中含有電源6倍頻率脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動，為了抑制電壓波動采用電感和電容吸收脈動電壓(電流)，一般通用變頻器電源的直流部分對主電路而言有余量，故省去電感而采用簡單電容濾波平波電路。變頻器是輸出電壓和頻率可調(diào)的調(diào)速裝置。運算電路的控制信號送至“驅(qū)動電路”以及逆變器和電動機的“保護電路變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)拒控制、PID或其它方式4 逆變電路逆變電路同整流電路相反，逆變電路是將直流電壓變換為所要頻率的交流電壓，以所確定的時間使上橋、下橋的功率開關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷。電角度的三相交流電壓。其性能優(yōu)越，已被廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域，并已成為工業(yè)自動化的三大支柱（PLC、工業(yè)機器人、CAD/CAM）之一。一、可編程控制器的產(chǎn)生及發(fā)展 可編程控制器的產(chǎn)生可追溯到20世紀60年代末，在可編程控制器出現(xiàn)以前，繼電器控制在工業(yè)控制領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先設(shè)定好的時間或條件順序地工作，若要改變控制的順序就必須改變控制系統(tǒng)地硬件連線，這樣就使其應(yīng)用在很多方面受到限制，其通用性和靈活性都比較差。 1968年，美國最大的汽車制造商——通用汽車公司（GM）為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，要求尋找一種比繼電器更可靠、功能更齊全、響應(yīng)速度更快的新型控制器，并從用戶角度提出了新一代控制器應(yīng)具備的十大條件，立即引起了開發(fā)熱潮。編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；2)可靠性高于繼電器控制柜；4)可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；6)輸入可以是交流115V；8)在擴展時，原系統(tǒng)只需很小變更；10) 用戶程序存貯器容量至少能擴展到4K。如果說各種電控制器、電子計算機技術(shù)的發(fā)展是可編程序控制器出現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，那么GM 10 條就是可編程序控制器出現(xiàn)的直接原因。其后日本、西德等相繼引入，使其迅速發(fā)展起來。 70年代初期誕生的微處理器和微型計算機，經(jīng)過不斷地開發(fā)和改進，軟、硬件資源和技術(shù)已經(jīng)十分完善，價格也很低廉，因而滲透到各個領(lǐng)域。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏 輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱 為可編程控制器，簡稱PC(ProgrammableController)。 Computer)相混淆，故人們?nèi)粤晳T地用PLC作為可編程控制器的縮寫。它采用可編程序的存儲器，用來在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC從誕生至今，其發(fā)展大體經(jīng)歷了三個階段：從20世紀70年代至80年代中期，以單 機為主發(fā)展硬件技術(shù)，為取代傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)而設(shè)計了各種PLC的基本型號。90年代以來，為適應(yīng)計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)的發(fā)展，采用多CPU的PLC系統(tǒng)，不斷提高運算速度和數(shù)據(jù)處理能力。 2）在需要大量中間繼電器、時間繼電器及計數(shù)繼電器的場合，PLC 無需增加硬設(shè)備， 利用微處理器及存儲器的功能，就可以很容易地完成這些邏輯組合和運算，大大降低了控制成本。繼電器線路則是通過許多真正的“硬”繼電器和它們之間的硬接線達到的，要想改變控制功能，必須變更硬接線，重新配置，靈活性差。 PLC雖然采用了計算機技術(shù)和微處理器，但是它與工業(yè)控制計算機相比又具有如下特點： 1）PLC繼承了繼電器系統(tǒng)的基本格式和習慣，采用了面向控制過程和操作者的邏輯語言，以繼電器邏輯梯形圖為編程語言，梯形圖符號和定義與常規(guī)繼電器展開圖完全一致，容 易學習和掌握。 2）PLC是從針對工業(yè)順序控制并擴大應(yīng)用而發(fā)展起來的，一般是由電氣控制器的制造廠 家研制生產(chǎn)，其硬件結(jié)構(gòu)專用，標準化程度低，各廠家的產(chǎn)品不通用。工業(yè)控制機是 由通用計算機推廣應(yīng)用發(fā)展起來的，一般由微機廠、芯片及板卡制造廠開發(fā)生產(chǎn)。 3）PLC的運行方式與工業(yè)控制機不同，它對邏輯順序控制很適應(yīng)，雖也能完成數(shù)據(jù)運算、PID調(diào)節(jié)等功能，但微機的許多軟件還不能直接使用，須經(jīng)過二次開發(fā)。工業(yè)控制機可使用通用微機的各種編程語言，因而其軟件資源十分豐富，特別是有實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求 快速、實時性強、模型復(fù)雜的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。 4）PLC和工業(yè)控制機都是專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計的。在結(jié)構(gòu)上采取整體密封或插件組合型，并采取了一系列的抗干擾措施，使其具有很高的可靠性。 5）PLC一般具有模塊結(jié)構(gòu)，可以針對不同的對象進行組合和擴展，以滿足工業(yè)控制的需 要，因而具有很好的性能／價格比?？删幊炭刂破魇窃诶^電器控制和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來，并逐漸發(fā)展成以微處理 器為核心，集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)及通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置。不僅可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，還可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制網(wǎng)絡(luò)。這種新型的電控裝置極大地提高了 勞動生產(chǎn)率和自動化程度。二、可編程控制器的特點及應(yīng)用 可編程控制器是現(xiàn)代計算機技術(shù)與傳統(tǒng)繼電器接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，專用于工業(yè)控制的環(huán)境，具有許多其他控制器件所無法相比的優(yōu)點。為保證PLC能在工業(yè)環(huán)境下可靠工作，在設(shè)計和生產(chǎn)過程中，從硬件和軟件都采用了抗干擾的措施，使PLC能在惡劣的環(huán)境中可靠德工作，其平均故障間隔時間一般可達到幾十萬小時。2）， 軟件方面：PLC采用掃描方式，減少了由于外界環(huán)境干擾引起的故障；在PLC系統(tǒng)程序中設(shè)有故障檢測和自診斷程序，能對系統(tǒng)硬件電路的故障實現(xiàn)檢測和判斷；當外界干擾引起故障時，能立即將當前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫操作，一旦外界環(huán)境正常，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的工作。 （3） 編程簡單、使用方便 PLC采用面向控制過程和操作者的“自然語言”—梯形圖作為基本編程語言，容易學習和掌握。（4） 體積小、質(zhì)量輕，是實現(xiàn)“機電一體化”的理想產(chǎn)品 由于PLC內(nèi)部電路主要采用微電子技術(shù)設(shè)計，因此它具有結(jié)構(gòu)緊密、體積小巧、質(zhì)量輕等特點，易于裝入機械設(shè)備內(nèi)部，可簡化機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，因而成為實現(xiàn)機電一體化的理想設(shè)備。 目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。如注塑 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。它具有控制能力強、可靠性高、配置靈活、編程簡單、使用方便、易于擴展等優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用在各種控制中，迅速地改變著工廠自動化的面貌和進程，成為當今及今后工業(yè)控制的主要手段和重要的自動化控制設(shè)備。第二節(jié) 可編程控制器的分類、主要技術(shù)指標及生產(chǎn)廠家一、 PLC的分類 目前PLC的產(chǎn)品種類很多，型號規(guī)格也不統(tǒng)一，通?？煞譃?種形式。（1） 小型機 輸入輸出點數(shù)在256點以下的PLC稱為小型機。以開關(guān)量輸入／輸出為主，主要功能有邏輯運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算。（2） 中型機中型PLC的I／O點數(shù)在256~2048點之間，也以開關(guān)量輸入／輸出為主，用戶程序容量一般小于32K字?？蓱?yīng)用于較為復(fù)雜的連續(xù)生產(chǎn)過程控制。除一般類型的輸入／輸出模塊外，還有特殊類型的型號除了模塊和智能控制單元，能進行數(shù)學計算、PID調(diào)節(jié)、整數(shù)、浮點運算和二進制、十進制轉(zhuǎn)換運算等；還具有自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，可構(gòu)成三級通信網(wǎng)。2. 按結(jié)構(gòu)形式分根據(jù)PLC的外形和硬件安裝結(jié)構(gòu)的特點，PLC可分為整體式、模塊式和混合式3種。機殼內(nèi)的兩側(cè)安裝輸入、輸出接線端子和電源進線，并有相應(yīng)的指示燈顯示。體積小、質(zhì)量輕、價格低，適用于工業(yè)生產(chǎn)中的單機控制。PLC由機架和模塊兩部分組成，模塊安插在插座上，模塊插座焊在機架總線連接板上，有不同槽數(shù)的機架供用戶選用，各機架之間用接口模塊和電纜相連。系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)實際要求配置。二、 PLC的主要技術(shù)性能指標 各公司產(chǎn)品的技術(shù)性能指標不同，各有特色。PLC性能指標是控制系統(tǒng)設(shè)計選型的重要依據(jù)。它決定了PLC在實際應(yīng)用中的規(guī)模大小。（2） 內(nèi)存容量 PLC的存儲器包括系統(tǒng)軟件存儲器和用戶應(yīng)用存儲器兩部分，主要用來存儲程序和系統(tǒng)參數(shù)。PlC的存儲存儲容量通常指應(yīng)用存儲器的容量，即所謂的”內(nèi)存容量“。如一個內(nèi)存容量為2KB的PLC，可存放指令1000步。因此，用戶必須根據(jù)實際情況來選擇足夠的內(nèi)存容量。（3） 掃描速度PLC是以循環(huán)掃描方式運行的。掃描速度一般以掃描1KB的用戶程序所需時間來衡量，其單位為ms／KB；也有用1步指令的執(zhí)行時間計，以s／步為單位。（4） 指