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免费毕业文档--用PLC对机械手搬物控制的电气控制设计(三)
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外部设备的。
(4)、电源部分
不同型号的PLC有不同的供电方式,所以PLC电源的输入电压既有12V和24V直流,又有110V和220V交流。
(5)、通信端口
PLC的CPU模块上至少有一个通信端口。通过这个通信端口PLC可以直接和编程器或上位机相连。
(6)编程器
几乎每个PLC厂家都有自己的编程器。用户通过编程器来编写控制程序,并通过编程器接口将自己的控制程序输入到PLC。它还可以在线检测程序的运行情况。在出现故障时,通过编程器可以很方便的找出错误。
(7)特殊功能单元
主要包括模拟量输入/输出单元、远程I/O模块、通信模块、高速计数模块、中断输入模块和PID调解模块等。随着PLC的进一步发展,特殊功能单元的应用也越来越多。
2、PLC的工作原理
PLC的工作原理与继电器构成的控制装置一样,但是工作方式不太一样。继电器控制是并行方式,即如果输出或电,该线圈的触点立即动作。而PLC则不同,它采用循环扫描技术,只是该线圈通电或断电,并且必须当程序扫描到该线圈时,该线圈触点才会动作。也可以说,继电器控制装置是根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出,而PLC控制则需要输入传送、执行程序、输出3个阶段才能完成控制过程。
PLC采用循环扫描技术可以分为3个阶段:输入阶段(将外部输入信号的状态传送到PLC)、执行程序阶段和输出阶段(将输出信号传送到外部设备)。
1)、输入阶段
在这个阶段中,PLC读取输入信号的状态和数据,并把它们存入相应的输入存储单元。
2)、执行程序阶段
在这个阶段中,PLC按照由上到下的次序逐步执行指令。从相应的输入存储单元读入输入信号的状态和数据,然后根据程序内部继电器、定时器、计数器数据寄存器的状态和数据进行逻辑运算,得到运算结果,并将这些结果存入相应的输出存储单元。这一阶段执行完后,进入输出阶段。在这个程序执行中,输入信号的状态和数据保持不变。
、输出阶段
在这个阶段中,PLC将相应的输出存储单元的运算结果传送到输出模块上,并通过输出模块向外部设备传送输出信号,开始控制外部设备。
三、 PLC的特点及基本功能
1、PLC的特点
1)、编程简单,易于掌握,PLC的设计者充分考虑到现场技术人员的技能和习惯,经常采用的是梯形图方式的编程语言,它与继电器控制原理图相似,具有直观,清晰、修改方便,易掌握等优点,即便未掌握专门计算机的人也能很快熟悉,因而受到了广大现场技术人员的欢迎。
2)、可靠性高,抗干扰能力 PLC是专为工业控制而设计的,由于采了一系列的措施,使之在恶劣的工业环境下仍能保证很高的可靠性,一般平均无故障时间可达到4-5万小时,远远超过以往电器控制系统和计算机控制系统。
3)、通用性能好,PLC品种多,档次高,同一以PLC可适用于不同的控制对象或同一对象的不同控制要求,同一档次,不同机型的功能也能方便地相互转换。
4)、功能强,PLC运用了计算机、电子技术和集成工艺的最新技术,在
硬件和软件两方面不断发展,使菘具备很强的信息处理能力,可进行逻辑、定时,计数和步进等控制,能完成A/D与D/A
5)、开发周期短 PLC在许多方面是以软件编程来取代硬件接线实现控制功能,大大减轻了繁重的安装接线工作,且编程简单,程序设计和高度修改也很方便安全,因此,大大缩短了PLC控制系统的开发周期。
6)、体积小,使用方便,由于PLC采用了半导体集成电路,其体积小,重量轻,结构紧凑,功耗低,是机电技术的理想控制器,PLC编程简单,自诊断能力强,能判断和显示自身故障,使操作人员检查判断故障方便迅速,而且接线少,维修时只需更换插入式模块,维护方便,修改程序和监视运行状态也容易。
2、PLC的基本功能
1)、逻辑控制 PLC具有逻辑运算功能,它设置有“与”、“或”、“非”等逻辑指令,能工巧匠够描述继电器触点的串联、并联、串并联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制。
2)、定时控制 PLC具有定时控制功能。它为用户提供了若干个定时器并设置了定时指令。定时值可由用户在编程时设定,并能在运行中被读出与修改,使用灵活,操作方便。
3)、计数控制 PLC还具有计数功能。它为用户提供了若干个计数器并设置了计数指令,计数值可由用户在编程时设定,并可在运行中被读出与修改,使用与操作都很灵活方便。
4)、步进控制 PLC能完成步进控制功能。步进控制是指在完成一道工序以后,再进行下一步工序,也就是顺序控制。PLC为用户提供了若干个移位寄存器,或者直接有步进指令,可用于步进控制,编程与使用很方便。
5)、A/D、D/A转换 有些PLC还具有“模数”转换(A/D)和“数模”(D/A),功能,能完成对模拟量的控制与调节。
6)、数据处理 有的PLC还具有数据处理能力,并具有并行运算指令,如两个数据并行传送、比较和逻辑运算,进行数据检索、比较、数制转换等操作。
7)、通信与联网 有些PLC采用了通信技术,可以进行远程I/O控制,多台PLC之间可以进行同位链接,计算机作为上机可对其发布命令并返回执行结果,这种采用一台计算机,多台PLC组成的颁式控制网络可完成圈套规模的复杂控制。
8)、监控控制 PLC具有较强的监控功能。在控制系统中,操作人员通过监控命令可以监视有关部分的运行状态,可以调整定时或计数设定值,因而高度、使用和维护都很方便。
四、PLC的应用领域和发展趋势
目前,PLC在国内已得到了广泛的应用。利用PLC最基本的逻辑运算、定时、记数等功能进行逻辑控制,可以取代传统的继电器控制系统,广泛用于机床、印刷机、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。
较高档次的PLC具有位置控制模块,特别适用于机床控制。大、中型PLC具有多路模拟量输入输出和PID控制,可构成模拟量输入输出的闭环控制系统,用于过程控制。
随着计算机控制技术的发展,国外近几年兴起自动化网络系统,PLC与PLC之间,PLC与上位机之间连成网络,通过光缆传递信息,构成大型的多级分布式控制系统(集散控制系统)。PLC具有可靠性高、使用方便、编程简单、体积小、重量轻等特点。目前,全世界PLC生产厂家约200多家,生产300多个品种。作为控制装置,它在许多工业控制领域都得到了广泛的应用。随着微处理器技术的发展,PLC也得到了迅速的发展,其技术和产品日趋完善。
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