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  • PLC的特点(优点)-上海怡健医学PLC

    一、什么是plc

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    PLC是一种智能控制器,一台计算机(PC)。PLC是可编程控制器。

    定义:一种以数字方式运行的电子系统,专为在工业环境中使用而设计。它使用一种可编程存储器在内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令,并通过数字或模拟输入/输出或生产过程控制各种类型的机械。PLC及其相关外围设备应按照易于与工业控制形成一体、易于扩展功能的原则进行设计。

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    二、PLC 特点(优势)

    1、可靠性高,抗干扰能力强

    2、功能齐全,设备齐全,适用性强

    3、易学易操作

    4、系统设计,易维护,易改造,施工简单

    5、体积小、重量轻、能耗低

    三、应用领域

    PLC由于机电一体化控制、存储逻辑代替外部布线、强大的数据计算能力以及通讯技术的增强而被广泛应用,如钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、交通、文化娱乐等行业,可实现以下控制。

    1、开关量的逻辑控制

    它取代了传统的继电器电路,实现了逻辑控制和时序控制。不仅可用于单台设备的控制,还可用于多机群控和自动化流水线。如注塑机、印刷机、装订机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀线等。

    2、模拟控制

    在工业生产过程中,有很多不断变化的量,如温度、压力、流量、液位、速度等,都是模拟量。为了使可编程控制器对模拟量进行处理,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换和D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器可用于模拟控制。

    3、运动控制

    PLC可用于圆周运动或直线运动控制。在控制机构配置方面,早期直接用于切换I/O模块,连接位置传感器和执行器可编程控制器工作原理是什么,现在普遍使用专用的运动控制模块。比如可以驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。全球各大PLC厂商的产品几乎都具有运动控制功能,广泛应用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

    4、过程控制

    过程控制是指温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。PLC作为工业控制计算机,可以编写各种控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中最常用的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前很多小型PLC都有这个功能模块。PID 处理通常运行一个专用的 PID 子程序。过程控制广泛应用于冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合。

    5、数据处理

    现代PLC具有数学运算(包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传输、数据转换、排序、查表、位运算等功能,可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以与存储在内存中的参考值进行比较,完成一定的控制操作,也可以通过通讯功能传送给其他智能设备,或者打印出来并制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品等行业的一些大型控制系统。

    6、通讯和网络

    PLC通信包括PLC之间的通信以及PLC与其他智能设备之间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络迅速发展,各PLC厂商都非常重视PLC的通讯功能,纷纷推出了自己的网络系统。新生产的PLC都有通讯接口,通讯非常方便。

    四、PLC的结构及各部分的功能

    可编程控制器的结构多种多样,但其组成的大体原理基本相同,都是以微处理器为核心的结构。它通常由中央处理器(CPU)、内存(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)、电源和编程器等几部分组成。

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    1.中央处理器(CPU)

    CPU作为整个PLC的核心,起着统帅的作用。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成。这些电路通常封装在集成电路芯片上。CPU通过地址总线、数据总线和控制总线与存储单元和输入输出接口电路连接。CPU的功能如下:从内存中读取指令,执行指令,获取下一条指令,处理中断。

    2. 内存(RAM、ROM)

    内存主要用于存储系统程序、用户程序和工作数据。存储系统软件的内存称为系统程序内存;存储应用软件的存储器称为用户程序存储器;存储工作数据的存储器称为数据存储器。常用的存储器有 RAM、EPROM 和 EEPROM。RAM 是一种可读写的随机存取存储器,用于存储用户程序,生成用户数据区,存储在 RAM 中的用户程序可以方便地修改。RAM存储器是一种高密度、低功耗、廉价的半导体存储器,可与锂电池一起用作备用电源。断电时有效保留存储的信息。EPROM 和 EEPROM 是只读存储器。使用这些类型的内存来强化管理程序和应用程序。

    3. 输入输出单元(I/O Units)

    I/O单元实际上是PLC与被控对象之间传递输入输出信号的接口部件。I/O 单元具有良好的电气隔离和滤波功能。PLC输入接口所连接的输入设备是各种开关、按钮、传感器等。PLC的输出控制设备往往是电磁阀、接触器、继电器,而继电器有交直流两种,高压低压类型,以及电压和电流类型。

    4.电源

    PLC供电单元包括系统电源和备用电池。电源单元的作用是将外部电源转换为内部工作电压。PLC中有稳压电源,为PLC的CPU单元和I/O单元供电。

    5. 编译器

    编程器是PLC最重要的外围设备。使用编程器将用户程序发送到PLC的内存中,也可以使用编程器检查程序,修改程序可编程控制器工作原理是什么,监控PLC的工作状态。此外,通过将适当的硬件接口和软件包添加到个人计算机,可以使用个人计算机对 PLC 进行编程。使用微机作为编程器,可以直接对梯形图进行编程和显示。

    五、PLC 的工作原理

    PLC采用循环扫描的工作方式。用户程序按顺序存储在 PLC 中。CPU从第一条指令开始执行程序,遇到终止符后返回第一条,以此类推。

    PLC的扫描过程分为几个阶段:内部处理、通讯操作、程序输入处理、程序执行、程序输出。整个过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当 PLC 处于停止状态时,只进行内部处理和通讯操作服务。PLC在运行状态时,从内部处理、通讯操作、程序输入、程序执行、程序输出,一直在循环扫描。

    1.输入处理

    输入处理也称为输入采样。在这个阶段,依次读入所有输入端的通过状态,并将读入的信息存入内存中对应的图像寄存器中。这里输入图像寄存器被刷新。然后进入程序执行阶段。程序执行时,输入图像寄存器与外界隔离。即使输入信号发生变化,图像寄存器的内容也不会改变,只能在下一个扫描周期的输入处理阶段读取信息。

    2.程序执行

    根据PLC梯形图程序扫描的原理,按照先左后右、上下的步骤顺序,逐句扫描执行程序。当遇到程序跳转指令时,根据跳转条件是否满足来确定程序的跳转地址。当用户程序涉及到输入输出状态时,PLC从输入图像寄存器中读取前一阶段采用的对应输入端状态,从输出图像寄存器中读取对应的图像寄存器,根据用户进行逻辑运算程序,并存储到相关的设备寄存器中。对于每个设备,设备映像寄存器的内容会随着程序的执行而改变。

    3.输出处理

    程序执行后,输出图像寄存器,即设备图像寄存器中的Y寄存器的状态,在输出处理阶段传送到输出锁存器,通过隔离电路驱动功放电路,使输出端输出到外界。驱动外部负载的控制信号。

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