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潤滑常識 Technology
 
消化和吸收了美、德、法、日等國家的液壓潤滑係統元器件及管路連接的先進技術,產品質量達到了國內先進水平。
PLC基礎知識簡介

    在自動化控製領域,PLC是一種重要的控製設備。目前,世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品,應用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學/製藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業。為了使各位初學者更方便地了解PLC,本文對PLC的發展、基本結構、配置、應用等基本知識作一簡介,以期對各位網友有所幫助。 
一、PLC的發展曆程 
     在工業生產過程中,大量的開關量順序控製,它按照邏輯條件進行順序動作,並按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控製,及大量離散量的數據采集。傳統上,這些功能是通過氣動或電氣控製係統來實現的。1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控製裝置的要求,第二年,美國數字公司研製出了基於集成電路和電子技術的控製裝置,首次采用程序化的手段應用於電氣控製,這就是第一代可編程序控製器,稱Programmable Controller(PC)。
    個人計算機(簡稱PC)發展起來後,為了方便,也為了反映可編程控製器的功能特點,可編程序控製器定名為Programmable Logic Controller(PLC),現在,仍常常將PLC簡稱PC。 PLC的定義有許多種。國際電工委員會(IEC)對PLC的定義是:可編程控製器是一種數字運算操作的電子係統,專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器,用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控製、定時、計數和算術運算等操作的指令,並通過數字的、模擬的輸入和輸出,控製各種類型的機械或生產過程。可編程序控製器及其有關設備,都應按易於與工業控製係統形成一個整體,易於擴充其功能的原則設計。 上世紀80年代至90年代中期,是PLC發展最快的時期,年增長率一直保持為30~40%。在這時期,PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高,PLC逐漸進入過程控製領域,在某些應用上取代了在過程控製領域處於統治地位的DCS係統
    PLC具有通用性強、使用方便、適應麵廣、可靠性高、抗幹擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業自動化控製特別是順序控製中的地位,在可預見的將來,是無法取代的。 
二、PLC的構成 
    從結構上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示麵板、內存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規則組合配置。 
三、CPU的構成 
    CPU是PLC的核心,起神經中樞的作用,每套PLC至少有一個CPU,它按PLC的係統程序賦予的功能接收並存貯用戶程序和數據,用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據,並存入規定的寄存器中,同時,診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經分析後再按指令規定的任務產生相應的控製信號,去指揮有關的控製電路。 
    CPU主要由運算器、控製器、寄存器及實現它們之間聯係的數據、控製及狀態總線構成,CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用於存儲程序及數據,是PLC不可缺少的組成單元。 
    在使用者看來,不必要詳細分析CPU的內部電路,但對各部分的工作機製還是應有足夠的理解。CPU的控製器控製CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震蕩信號控製。運算器用於進行數字或邏輯運算,在控製器指揮下工作。寄存器參與運算,並存儲運算的中間結果,它也是在控製器指揮下工作。 CPU速度和內存容量是PLC的重要參數,它們決定著PLC的工作速度,IO數量及軟件容量等,因此限製著控製規模。 
四、I/O模塊 
    PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號狀態,輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC係統,輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入(DI),開關量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。 
    開關量是指隻有開和關(或1和0)兩種狀態的信號,模擬量是指連續變化的量。常用的I/O分類如下: 
開關量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。 
模擬量:按信號類型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。 
    除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈衝等模塊。 
按I/O點數確定模塊規格及數量,I/O模塊可多可少,但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機架槽數限製。 
五、電源模塊 
    PLC電源用於為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VAC)。 
六、底板或機架 
    大多數模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實現各模塊間的聯係,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機械上,實現各模塊間的連接,使各模塊構成一個整體。 
七、PLC係統的其它設備 
    1、編程設備:編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件,用於編程、對係統作一些設定、監控PLC及PLC所控製的係統的工作狀況,但它不直接參與現場控製運行。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、人機界麵:最簡單的人機界麵是指示燈和按鈕,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(運行組態軟件)充當人機界麵非常普及。 3、輸入輸出設備:用於永久性地存儲用戶數據,如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器,輸入模擬量的電位器,打印機等。 
八、PLC的通信聯網 
    依靠先進的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此,網絡在自動化係統集成工程中的重要性越來越顯著,甚至有人提出"網絡就是控製器"的觀點說法。
    PLC具有通信聯網的功能,它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息,形成一個統一的整體,實現分散集中控製。多數PLC具有RS-232接口,還有一些內置有支持各自通信協議的接口。 
    PLC的通信,還未實現互操作性,IEC規定了多種現場總線標準,PLC各廠家均有采用。對於一個自動化工程(特別是中大規模控製係統)來講,選擇網絡非常重要的。首先,網絡必須是開放的,以方便不同設備的集成及未來係統規模的擴展;其次,針對不同網絡層次的傳輸性能要求,選擇網絡的形式,這必須在較深入地了解該網絡標準的協議、機製的前提下進行;再次,綜合考慮係統成本、設備兼容性、現場環境適用性等具體問題,確定不同層次所使用的網絡標準。

   
 
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