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xiaoyuhe123 发布于2006-8-1 16:56 68 次浏览 5 位用户参与讨论
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PLC的发展历程
PLC可编程序控制器:PLC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。它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。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:IO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。
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、可性高、抗乾扰能力强、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、IO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、IO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、IO模块
PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(IO)完成的。IO模块集成了PLC的IO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。IO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IO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IO点数确定模块规格及数量,IO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着,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。


浅析接近开关的选型与性能测定
1.概述
  接近开关是一种毋需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而驱动交流或直流电器或给计算机装置提供控制指令。接近开关是种开关型传感器(即无无触点开关),它即有行程开关、微动开关的特性,同时具有传感性能,且动作可靠,性能稳定,频率响应快,应用寿命长,抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。
  接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节。接近开关具有使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强等特点。因此到目前为止,接近开关的应用范围日益广泛,其自身的发展和创新的速度也是极其迅速。
  2.接近开关的主要功能
  2.1检验距离
  检测电梯、升降设备的停止、起动、通过位置;检测车辆的位置,防止两物体相撞检测;检测工作机械的设定位置,移动机器或部件的极限位置;检测回转体的停止位置,阀门的开或关位置;检测气缸或液压缸内的活塞移动位置。
  2.2尺寸控制
  金属板冲剪的尺寸控制装置;自动选择、鉴别金属件长度;检测自动装卸时堆物高度;检测物品的长、宽、高和体积。
  2.3检测物体存在有否 检测生产包装线上有无产品包装箱;检测有无产品零件。
  2.4转速与速度控制
  控制传送带的速度;控制旋转机械的转速;与各种脉冲发生器一起控制转速和转数。
  2.5计数及控制
  检测生产线上流过的产品数;高速旋转轴或盘的转数计量;零部件计数。
  2.6检测异常
  检测瓶盖有无;产品合格与不合格判断;检测包装盒内的金属制品缺乏与否;区分金属与非金属零件;产品有无标牌检测;起重机危险区报警;安全扶梯自动启停。
  2.7计量控制
  产品或零件的自动计量;检测计量器、仪表的指针范围而控制数或流量;检测浮标控制测面高度,流量;检测不锈钢桶中的铁浮标;仪表量程上限或下限的控制;流量控制,水平面控制。
  2.8识别对象
  根据载体上的码识别是与非。
  2.9信息传送
  ASI(总线)连接设备上各个位置上的传感器在生产线(50-100米)中的数据往返传送等。
  3.接近开关分类及结构
  接近开关的作用是当某物体与接近开关接近并达到一定距离时,能发出信号。它不需要外力施加,是一种无触点式的主令电器。它的用途已远远超出行程开关所具备的行程控制及限位保护。 接近开关可用于高速计数、检测金属体的存在、测速、液位控制、检测零件尺寸以及用作无触点式按钮等。就目前应用较为广泛的接近开关按工作原理可以分为以下几种类型:
  高频振荡型:用以检测各种金属体
  电容型:用以检测各种导电或不导电的液体或固体
  光电型:用以检测所有不透光物质
  超声波型:用以检测不透过超声波的物质
  电磁感应型:用以检测导磁或不导磁金属
  按其外型形状可分为园柱型、方型、沟型、穿孔(贯通)型和分离型。园柱型比方型安装方便,但其检测特性相同,沟型的检测部位是在槽内侧,用于检测通过槽内的物体,贯通型在我国很少生产,而日本则应用较为普遍,可用于小螺钉或滚珠之类的小零件和浮标组装成水位检测装置等。
  接近开关按供电方式可分为;直流型和交流型,按输出型式又可分为直流两线制、直流三线制、直流四线制、交流两线制和交流三线制。
  3.1两线制接近开关
  两线制接近开关安装简单,接线方便;应用比较广泛,但却有残余电压和漏电流大的缺点。
  3.2直流三线式
   直流三线式接近开关的输出型有NPN和PNP两种,70年代日本产品绝大多数是NPN输出,西欧各国NPN、PNP两种输出型都有。PNP输出接近开关一般应用在PLC或计算机作为控制指令较多,NPN输出接近开关用于控制直流继电器较多,在实际应用中要根据控制电路的特性进行选择其输出形式。
  4.接近开关的选型和检测
  4.1.接近开关的选型
   对于不同的材质的检测体和不同的检测距离,应选用不同类型的接近开关,以使其在系统中具有高的性能价格比,为此在选型中应遵循以下原则:
   4.1.1.当检测体为金属材料时,应选用高频振荡型接近开关,该类型接近开关对铁镍、A3钢类检测体检测最灵敏。对铝、黄铜和不锈钢类检测体,其检测灵敏度就低。
   4.1.2.当检测体为非金属材料时,如;木材、纸张、塑料、玻璃和水等,应选用电容型接近开关。
   4.1.3.金属体和非金属要进行远距离检测和控制时,应选用光电型接近开关或超声波型接近开关。
   4.1.4.对于检测体为金属时,若检测灵敏度要求不高时,可选用价格低廉的磁性接近开关或霍尔式接近开关。
  4.2.接近开关技术指标检测
   4.2.1.动作距离测定;当动作片由正面靠近接近开关的感应面时,使接近开关动作的距离为接近开关的最大动作距离,测得的数据应在产品的参数范围内。
   4.2.2.释放距离的测定;当动作片由正面离开接近开关的感应面,开关由动作转为释放时,测定动作片离开感应面的最大距离。
   4.2.3.回差H的测定;最大动作距离和释放距离之差的绝对值。
   4.2.4.动作频率测定;用调速电机带动胶木圆盘,在圆盘上固定若干钢片,调整开关感应面和动作片间的距离,约为开关动作距离的80%左右,转动圆盘,依次使动作片靠近接近开关,在圆盘主轴上装有测速装置,开关输出信号经整形,接至数字频率计。此时启动电机,逐步提高转速,在转速与动作片的乘积与频率计数相等的条件下,可由频率计直接读出开关的动作频率。
  4.2.5.重复精度测定;将动作片固定在量具上,由开关动作距离的120%以外,从开关感应面正面靠近开关的动作区,运动速度控制在0.1mm/s上。当开关动作时,读出量具上的读数,然后退出动作区,使开关断开。如此重复10次,最后计算10次测量值的最大值和最小值与10次平均值之差,差值大者为重复精度误差.
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已有5人评论

cangzeng 发表于 2006-8-2 12:06:54
[s:13]  [s:12]
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sdwctr 发表于 2006-9-26 13:38:46
通用PLC?
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xiemaofan 发表于 2006-10-28 23:53:17
理论当然是通用的哟,都象我们法律的宪法一样吧,是各个枝的总的概括吧,不知道我这样比喻对不对,各位大虾不要见笑哟。。。。 [s:11]
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superbbook 发表于 2006-10-30 10:25:41
比较基础的内容,看看也好
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wcd80800938 发表于 2006-10-30 10:50:25
我现在工作接触这类东西很多,想了解更多的内容。谢谢
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