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PLC的工作原理应用领域功能以及分类

发布时间:2020-01-16 21:13:29

PLC的工作原理、应用领域、功能以及分类

随着智能化的发展,PLC的应用越来越广泛,PLC是智能系统的领军者,在智能系统中的应用产品非常多,所以对PLC的了解是必不可少的。下面就来为大家介绍一下PLC的工作原理、应用领域、功能以及分类。

PLC的工作原理

1、输入采样阶段

在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入的是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。

2、用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次扫描用户程序。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算;然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态,或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态,或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的梯形图起作用。

3、输出刷新阶段

当用户程序扫描结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。

PLC的应用领域

1、开关量的逻辑控制

这是PLC最基本,也是最广泛的应用领域,它取代了传统的继电器电路,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、包装生产线及电镀流水线等。

2、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PLC处理模拟量,必须实现模拟量和数字量之间的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PLC用于模拟量控制。

3、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,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生产厂家的产品几乎都具有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4、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,在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。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。PID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。

5、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、查表及位操作等功能,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,进而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。

6、通信及联

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化络发展得很快,各PLC生产厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。纷纷推出各自的络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。

PLC的功能

1、开关量逻辑控制

PLC具有强大的逻辑运算能力,可以实现各种简单和复杂的逻辑控制。这是PLC的最基本也最广泛的应用领域,它取代了传统的继电器接触器的控制。

2、模拟量控制

PLC中配置有A/D和D/A转换模块。A/D模块能将现场的温度、压力、流量、速度等模拟量转换变为数字量,再经PLC中的微处理器进行处理(微处理器处理的只能是是数字量),然后进行控制;或者经D/A模块转换后变成模拟量,然后控制被控对象,这样就可实现PLC对模拟量的控制。

3、过程控制

现代大中型的PLC一般都配备了PID控制模块,可进行闭环过程控制。当控制过程中某一个变量出现偏差时,PLC能按照PID算法计算出正确的输出,进而控制调整生产过程,把变量保持在整定值上。目前,许多小型PLC也具有PID控制功能。

4、定时和计数控制

PLC具有很强的定时和计数功能,它可以为用户提供几十甚至上百、上千个定时器和计数器。其计时的时间和计数值可以由用户在编写用户程序时任意设定,也可以由操作人员在工业现场通过编程器进行设定,进而实现定时和计数的控制。如果用户需要对频率较高的信号进行计数,可以选择高速计数模块。

5、顺序控制

在工业控制中,可采用PLC步进指令编程或用移位寄存器编程来实现顺序控制。

6、数据处理

现代的PLC不仅能进行算术运算、数据传送、排序及查表等操作,而且还能进行数据比较、数据转换、数据通信、数据显示和打印等,它具有很强的数据处理能力。

7、通信和联

现代PLC大多数都采用了通信、络技术,有RS-232或RS-485接口,可进行远程I/O控制。多台PLC彼此间可以联、通信,外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间可以实现程序和数据交换,如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。

PLC的分类

1、低档PLC

低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能,还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较及通信等功能,主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。

2、中档PLC

中档PLC除具有低档PLC的功能外,还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序及通信联等功能;有些还可增设中断控制、PID控制等功能,适用于复杂的控制系统。

3、高档PLC

高档PLC除具有中档PLC的功能外,还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其他特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC具有更强的通信联功能,可用于大规模过程控制或构成分布式络控制系统,进而实现工厂自动化。

以上,就是为您介绍的PLC的工作原理、应用领域、功能以及分类。在这个智能程度越来越高的社会,不懂一点PLC知识,那是很难在社会上很好的发展,PLC是智能化的核心所在,然而社会的发展又是以智能为发展的方向,所以说PLC必须得学习。

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