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PLC基础知识简介 点击:154108 | 回复:1065



gongkongedit

    
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发表于:2004-08-03 09:23:00
楼主
PLC基础知识简介--杜学强 Http://www.anodeauto.com Email:xq-du@yeah.net 2004-08-03 在自动化控制领域,PLC是一种重要的控制设备。目前,世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品,应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC,本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介,以期对各位网友有所帮助。 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。 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。 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。  除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。  按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。 五、电源模块  PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VAC)。 六、底板或机架  大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。 七、PLC系统的其它设备  1、编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器,目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器。  2、人机界面:最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。  3、输入输出设备:用于永久性地存储用户数据,如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器,输入模拟量的电位器,打印机等。 八、PLC的通信联网  依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此,网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著,甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。  PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口,还有一些内置有支持各自通信协议的接口。  PLC的通信,还未实现互操作性,IEC规定了多种现场总线标准,PLC各厂家均有采用。  对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲,选择网络非常重要的。首先,网络必须是开放的,以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展;其次,针对不同网络层次的传输性能要求,选择网络的形式,这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行;再次,综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题,确定不同层次所使用的网络标准。       --杜学强 Http://www.anodeauto.com Email:xq-du@yeah.net 2004-08-03



博深

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发表于:2004-08-03 10:42:00
1楼
我们制作了一个串口协议捕获软件供交流,该软件除了具备现有串口调试软件的基本功能外,增加了串口协议捕获功能,可用于两个设备间的未知串口协议捕获分析(如PC/HMI和PLC间的串口协议捕获);同时,还具有PC机串口诊断功能。大家可去网站免费下载              http://www.jumboshen.com.cn/jbdownload.htm

陈发东

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发表于:2004-08-03 13:33:00
2楼
要学习PLC,许多基础知识在 www.zqsplc.com 里面有,非常全

藏獒

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发表于:2004-08-03 16:12:00
3楼
杜老师的文章对PLC做了一个整体认识介绍,写得很易懂,可以说是一篇很好的入门素材,胡老师不介意我用它去给业主的基层工人介绍吧 :) (在第五节电源模块介绍中24VAC应该是24VDC,想必是笔误)

gongkongedit

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发表于:2004-08-05 13:59:00
4楼
在第五节电源模块介绍中24VAC应该是24VDC,是笔误,sorry!

蓝色叹息

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发表于:2004-08-05 15:43:00
5楼
很不错的一篇文章。

一声叹息

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发表于:2004-08-05 16:24:00
6楼
很肤浅!不怎么样!没说到要点!

曾慧珍

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发表于:2004-08-06 10:36:00
7楼
是很不错

曾慧珍

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发表于:2004-08-06 10:38:00
8楼
请问有更详细一点的资料吗?

feelfly88

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发表于:2004-08-06 23:39:00
9楼
写的不错

嗯?

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发表于:2004-08-07 05:10:00
10楼
i have read an exactly same essay before, but anyway thanks for your thranslation.

lsy65

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发表于:2004-08-07 08:59:00
11楼
简明易懂,很不错!

楚天有风

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发表于:2004-08-07 13:27:00
12楼
太肤浅,只是泛泛而论!不过刚接触PLC的同志可以看看!

楚天有风

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发表于:2004-08-07 13:28:00
13楼
太肤浅,只是泛泛而论!不过刚接触PLC的同志可以看看!

lenzeon

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发表于:2004-08-07 23:07:00
14楼
不错的帖子。。。 对初学者容易入门!!:)

风之语

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发表于:2004-08-08 07:55:00
15楼
不错

草原飞狼

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发表于:2004-08-08 09:19:00
16楼
每个人都有自己的看法,这篇文章写的很好.通俗易懂,我将用它给我们的工人当讲座

chengpeng

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发表于:2004-08-08 12:43:00
17楼
各位笔友你们好,小弟想在工控自动化这一行发展,我主要是学理科的,理科成绩也较好,但要入门首先应该怎样去做?应该从哪方面着手,我现在还很迷茫,希望大家能多提几点建议,非常感谢!

guy516

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18楼
您好杜老师: 请问MODICON是什么含义?MODICON QUANTUM系列又是什么? 谢谢赐教。 我的信箱guy516@hotmail.com

点蚊香

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发表于:2004-08-08 15:29:00
19楼
杜老师: 我是一个中级程序员,我想学学plc,请给我指点指点!!!

俊峰

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20楼
asd

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