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凯发app官方网站首页 / 行情快讯 / plc可编程控制器的基础知识
作者:苏州福柯思电气有限公司     发布:2012-12-17 [] [] []

 plc可编程序控制器是采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。其英文全称programmable logic controller ,中文全称为可编程逻辑控制器,定义是:一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。dcs集散系统: dcs英文全称 distributed control system ,中文全称为集散型控制系统。dcs可以解释为在模拟量回路控制较多的行业中广泛使用的,尽量将控制所造成的危险性分散,而将管理和显示功能集中的一种自动化高技术产品。dcs一般由五部份组成:1:控制器2:i/o板3:操作站4:通讯网络5:图形及遍程软件。

  一、plc的发展历程
  在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国gm(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称programmable controller(pc)。

  个人计算机(简称pc)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为programmable logic controller(plc),现在,仍常常将plc简称pc。

  上世纪80年代至90年代中期,是plc发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,plc在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,plc逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的dcs系统。

  plc的定义有许多种。国际电工委员会(iec)对plc的定义是:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。

  plc具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。plc在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。 

  二、plc的构成
  从结构上分,plc分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式plc包括cpu板、i/o板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式plc包括cpu模块、i/o模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。  

  三、cpu的构成
  cpu是plc的核心,起神经中枢的作用,每套plc至少有一个cpu,它按plc的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和plc内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。

  cpu主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,cpu单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是plc不可缺少的组成单元。

  在使用者看来,不必要详细分析cpu的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。cpu的控制器控制cpu工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。

  cpu速度和内存容量是plc的重要参数,它们决定着plc的工作速度,io数量及软件容量等,因此限制着控制规模。  

  四、i/o模块
  plc与电气回路的接口,是通过输入输出部分(i/o)完成的。i/o模块集成了plc的i/o电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入plc系统,输出模块相反。i/o分为开关量输入(di),开关量输出(do),模拟量输入(ai),模拟量输出(ao)等模块。

  开关量是指只有开和关(或1和0)两种状态的信号,模拟量是指连续变化的量。常用的i/o分类如下:

  开关量:按电压水平分,有220vac、110vac、24vdc,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
  模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20ma,0-20ma)、电压型(0-10v,0-5v,-10-10v)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。

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