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    寧波PLC培訓,PLC學什么,怎么學

    2022-05-26 18:44 adminSYjy
    二、PLC的功能及應用領域
        PLC是綜合利用繼電器接觸器進行控制的優點及計算機可以靈活、方便的優點而設計技術制造和發展的,這就使PLC具有中國許多企業其他系統控制器所無法相比的特點。
        1.PLC的功能
        PLC是以微處理器為核心,綜合了計算機信息技術、自動進行控制系統技術和通信網絡技術企業發展結合起來的一種通用的工業自動管理控制工作裝置,具有一定可靠性高、體積小、功能強、程序結構設計一個簡單、靈活通用及維護自己方便等一系列的優點,因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領域中有著非常廣泛的應用,成為我國現代社會工業生產控制的三大支柱(PLC、機器人和CAD/CAM)之一。根據PLC的特點,可以通過將其主要功能不同形式歸納為以下幾種類型。
        (1)開關量邏輯控制
        PLC具有中國強大的邏輯進行運算處理能力,可以通過實現企業各種方法簡單和復雜的邏輯控制。這是PLC的最基本也最廣泛的應用研究領域,它取代了傳統的繼電器接觸器的控制。
        (2)模擬量控制
        PLC中配置有A/D和D/A轉換模塊。A/D模塊能將現場的溫度、壓力、流量、速度等模擬量轉換變為數字量,再經PLC中的微處理器進行處理(微處理器處理的只能是是數字量),然后進行控制;或者經D/A模塊轉換后變成模擬量,然后控制被控對象,這樣就可實現PLC對模擬量的控制。
        (3)過程控制
        現代大中型的PLC一般都配備了PID控制模塊,可進行閉環過程控制。當控制過程中某一個變量出現偏差時,PLC能按照PID算法計算出正確的輸出,進而控制調整生產過程,把變量保持在整定值上。目前,許多小型PLC也具有PID控制功能。
        (4)定時和計數控制
        PLC具有很強的定時和計數功能,它可以為用戶提供幾十甚至上百、上千個定時器和計數器。其計時的時間和計數值可以由用戶在編寫用戶程序時任意設定,也可以由操作人員在工業現場通過編程器進行設定,進而實現定時和計數的控制。如果用戶需要對頻率較高的信號進行計數,可以選擇高速計數模塊。
        (5)順序控制
        在工業企業控制中,可采用PLC步進指令進行編程或用移位寄存器編程來實現發展順序可以控制。
        (6)數據處理
        現代的PLC不僅能進行算術運算、數據信息傳送、排序及查表等操作,而且我們還能通過進行分析數據可以比較、數據轉換、數據通信、數據結果顯示和打印等,它具有很強的數據以及處理工作能力。
        (7)通信和聯網
        現代 plc 大多采用通信、網絡技術,具有 rs-232或 rs-485接口,可進行遠程 i/o 控制。許多 plc 可以相互連接,相互通信。程序和數據可以在一個或多個 plc 的外部設備和信號處理單元之間進行交換,如程序傳輸、數據文件傳輸、監視和診斷。通信接口或通信處理器根據標準硬件接口或專有通信協議傳輸程序和數據。
        2.PLC的應用領域
        目前,plc 已廣泛應用于國內外鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、紡織、交通、環保、文化娛樂等行業,使用情況大致可分為以下幾類。
        (1)開關量的邏輯控制
        這是PLC最基本,也是最廣泛的應用研究領域,它取代了傳統的繼電器進行電路,實現學生邏輯系統控制、順序可以控制;既可直接用于單臺設備的控制,也可用于多機群控及自動化生產流水線,如注塑機、印刷機、訂書機械、組合使用機床、磨床、包裝設計生產線及電鍍企業流水線等。
        (2)模擬量控制
        在工業生產過程中,有許多連續的變化,如溫度、壓力、流量、液位和速度都是模擬量。為了實現 plc 對模擬量的處理,需要實現模擬量與數字量的 a/d 轉換和 d/a 轉換。Plc 生產廠家已生產出 a/d 和 d/a 轉換模塊,使 plc 用于模擬控制。
        (3)運動控制
        PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說,早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構,現在一般使用專用的運動控制模塊,可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC生產廠家的產品幾乎都具有運動控制功能,廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。
        (4)過程控制
        過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制,在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。作為工業控制計算機,PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法,大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。
        (5)數據處理
        現代 plc 具有數學運算(包括矩陣運算、函數運算、邏輯運算)、數據傳輸、數據轉換、分類、查找表和位運算等。這些數據可以與存儲在內存中的參考值進行比較,以完成某些控制操作; 它們也可以使用通信功能傳輸到其他智能設備,或者可以打印表格。數據處理通常用于大型控制系統,如無人值守的柔性制造系統,或過程控制系統,如造紙、冶金和食品工業。
        (6)通信及聯網
        PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能技術設備間的通信。隨著我國計算機進行控制的發展,工廠自動化信息網絡經濟發展得很快,各PLC生產廠商都十分需要重視PLC的通信服務功能,紛紛推出各自的網絡安全系統。新近生產的PLC都具有中國通信數據接口,通信方式非常簡單方便。紛紛推出各自的網絡環境系統。新近生產的PLC都具有重要通信接口,通信企業非常方便。
        三、PLC的基本經濟結構和工作管理原理
        作為研究一種工業企業控制的計算機,PLC和普通計算機技術有著相似的結構;但是同時由于我們使用場合、目的進行不同,在結構上又有一些差別。
        1.PLC的硬件組成
        Plc 硬件系統的基本結構框圖如圖所示。
        圖中 plc 主機由 cpu、存儲器(eprom、 ram)、輸入輸出單元、外圍 i/o 接口、通信接口和電源組成。對于單片 plc 來說,這些部件都在同一個外殼中。對于模塊化 plc,部件分別打包,稱為模塊,通過機架和電纜連接在一起。主機各部分由動力總線、控制總線、地址總線和數據總線連接。根據實際控制對象的需要,配備一定的外部設備,形成不同的 plc 控制系統。常見的外部設備是程序員、打印機、 eprom 作者等等。Plc 可配置通信模塊與上位機及其他 plc 進行通信,形成 plc 的管理系統。.
        下面分別進行介紹PLC的各組成部分及其重要作用,以便用戶可以進一步了解PLC的控制系統原理和工作發展過程。
        (1)CPU
        Cpu 是 plc 的控制中心..。Plc 在 cpu 的控制下有序工作,實現對各設備的現場控制。Cpu 由微處理器和控制器組成。它可以實現邏輯運算和數學運算,協調控制系統各部分的工作。
        控制器的作用是有序地控制整個微處理器的各個部分的工作,其基本功能是從存儲器讀取指令并執行指令。
        (2)存儲器
        Plc 具有兩種存儲器,即系統存儲器和用戶存儲器。系統內存是用來存儲系統管理程序的,用戶不能訪問和修改這部分內存的內容。用戶存儲器用于存儲已編程的應用程序和工作數據狀態。用戶內存中保存工作數據狀態的部分也稱為數據存儲區。它包括輸入/輸出數據圖像區域、定時器/計數器預置的數據區域和當前值,以及保存中間結果的緩沖區。
        PLC的存儲器主要包括以下幾種。
        (1)只讀存儲器
        (2)可編程以及只讀程序存儲器
        (3)可擦除可編程式只讀記憶體
        (4)電可擦除可編程只讀存儲器
        (5)隨機存取存儲器
        (3)輸入輸出模塊
        ①開關量輸入模塊
        開關量輸入信息設備是各種控制開關、按鈕、傳感器等,PLC的輸入數據類型企業通??梢允且粋€直流、交流和交直流。輸入系統電路的電源可由外部市場供給,有的也可由PLC內部管理提供。
        ②開關量輸出模塊
        輸出功能模塊的作用是將CPU執行企業用戶管理程序所輸出的TTL電平的控制系統信號進行轉化為生產活動現場所需的,能驅動特定設備的信號,以驅動執行國家機構的動作。
        (4)編程器
        Plc 程序器是一個重要的外部設備,使用該程序器可以將用戶程序發送到 plc 的用戶程序存儲器中,調試程序,監視程序的執行過程。程序員在結構上可分為三種類型。
        (1)簡易編程器
        (2)圖形編程器
        (3)通用程序員
        (5)電源
        電源單元的作用是把外部電源(220V的交流電源)轉換成內部工作電壓。外部連接的電源,通過PLC內部配有的一個專用開關式穩壓電源,將交流/直流供電電源轉化為PLC內部電路需要的工作電源(直流5V、±12V、24V),并為外部輸入元件(如接近開關)提供24V直流電源(僅供輸入端點使用)。驅動PLC負載的電源由用戶提供。
        (6)外設接口
        外設接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器,并能通過外設接口組成PLC的控制網絡。PLC使用PC/PPI電纜或者MPI卡通過RS-485接口與計算機連接,可以實現編程、監控、聯網等功能。
        2.PLC的軟件組成
        PLC的軟件由系統進行程序和用戶管理程序組成。
        系統程序由PLC制造廠商設計編寫,并存入PLC的系統存儲器中,用戶不能直接讀寫與更改。系統程序一般包括系統診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序及監控程序等。
        Plc 用戶程序是用戶編寫的 plc 程序語言,根據控制要求編寫的程序。在 plc 的應用中,最重要的是用 plc 編程語言編寫用戶程序,以達到控制的目的。由于 plc 是專門為工業控制開發的設備,其主要用戶是大量的電氣技術人員,為了滿足他們傳統的習慣和控制能力,plc 的主要編程語言采用了比計算機語言更簡單、更容易理解和更生動的專用語言。
        1.圖形式指令結構
        2.明確的變量常數
        3.簡化的程序結構
        4.簡化應用軟件生成過程
        5.強化調試手段
        三、PLC的基本工作原理
        PLC掃描的工作生活方式方法主要分三個發展階段,即輸入采樣階段、用戶管理程序進行執行階段和輸出刷新階段。如圖所示。
        圖片
        1.輸入采樣階段
        在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態和數據,并將它們存入I/O映象區中的相應單元內。輸入采樣結束后,轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態和數據發生變化,I/O映象區中相應單元的狀態和數據也不會改變。因此,如果輸入的是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。
        2.用戶程序執行階段
        在用戶程序執行階段,PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時,又總是先掃描梯形圖左邊由各觸點構成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算;然后根據邏輯運算的結果,刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態,或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態,或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。即在用戶程序執行過程中,只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化,而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的梯形圖起作用。
        3.輸出刷新階段
        當用戶程序掃描結束后,PLC就進入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路,再經輸出電路驅動相應的外設。這時,才是PLC的真正輸出。
        輸入/輸出滯后現象
        從PLC的工作發展過程,可以進行總結分析如下幾個結論。
        ·以掃描的方式進行執行工作程序,其輸入/輸出控制信號間的邏輯結構關系管理存在著原理上的滯后。掃描時間周期越長,滯后就越嚴重。
        掃描周期不僅包括輸入采樣階段、用戶程序執行階段和輸出刷新階段的時間,還包括系統管理操作的時間。其中,程序的執行時間與程序的長度和指令操作的復雜性有關,其他基本不變。掃描周期通常是納秒級。
        ·第n次掃描執行程序時,所依據的輸入數據是該次掃描周期中采樣階段的掃描值X依據的輸出數據有上一次掃描的輸出值Y(n-1),也有本次的輸出值Yn;所n送往輸出端子的信號,即是本次執行全部運算后的最終結果Yn。
        ·輸入/輸出響應滯后不僅與掃描方式有關,還與程序設計安排有關。

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