PLC 可编程逻辑控制器的基本构成
plc的下端(输入端)为 继电器 、 晶体管 和 晶闸管 等控制部件,而上端一般是面向用户的微型 计算机 。
PLC的输入端一般都是各种 传感器 传来的信号(在工厂里 接近开关 最多),一开始PLC是叫程序步骤控制器,传来第一个信号,执行一个步骤,好象是 西门子 公司发明的,所以它依赖于上一个信号而执行下一个步骤,也就是说它自成一体,形成一个小型的自动化分系统,而输出端的可带的执行元件就比较多,工厂里最多是继电器输出,经常带 电磁阀 或者气动元件,这东西故障率相当低(征对西门子, 松下 , 东芝 的)。要增加那个控制元件其实质就是加入一个逻辑信号而已。
PLC可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:
1、电源
电源用于将交流电转换成PLC内部所需的直流电j目前大部分PLC采用 开关 式 稳压电源 供电。
2、中央处理单元( CPU )
中央处理器是PLC的控制中枢,也是PLC的核心部件,其性能决定了PLC的性能。
中央处理器由控制器、运算器和 寄存器 组成,这些 电路 都集中在一块芯片上,通过地址总线、控制总线与 存储器 的输入/输出 接口 电路相连。中央处理器的作用是处理和运行用户程序,进行逻辑和数学运算,控制整个系统使之协调。
3、 存储 器
存储器是具有记忆功能的半导体电路,它的作用是存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他一些信息。其中系统程序是控制PLC实现各种功能的程序,由PLC生产厂家编写,并固化到只读存储器( ROM )中,用户不能访问。
4、输入单元
输入单元是PLC与被控设备相连的输入接口,是信号进入PLC的桥梁,它的作用是接收主令元件、检测元件传来的信号。输入的类型有直流输入、交流输入、交直流输入。
5、输出单元
输出单元也是PLC与被控没备之间的连接部件,它的作用是把PLC的输出信号传送给被控设备,即将中央处理器送出的弱电信号转换成电平信号,驱动被控设备的执行元件。输出的类型有继电器输出、 晶体 管输出、晶闸门输出。
PLC除上述几部分外,根据机型的不同还有多种外部设备,其作用是帮助编程、实现 监控 以及网络通信。常用的外部设备有 编程器 、打印机、盒式磁带录音机、计算机等。
PLC可编程逻辑控制器的应用
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、 机械 制造 、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。
开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、 包装 生产线、 电镀 流水线等。
模拟量控制
在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量 I/O 模块连接 位置传感器 和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动 步进电机 或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。 PI D调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
数据处理
现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。