PLC自動化控制系統(tǒng)的15個基本要點

　　自動化科技智能制造大家都知道，工業(yè)生產(chǎn)和科技的發(fā)展都離不開PLC的自動化控制，PLC可以廣義的理解為：集中的繼電器延伸控制柜，實際的生產(chǎn)應(yīng)用中，PLC大大的節(jié)省了工業(yè)控制的成本，加強(qiáng)了設(shè)備的集中管理和自動控制，想要學(xué)好PLC，首先PLC的基礎(chǔ)需要扎實。

圖1

　　1、從PLC的組成來看，除CPU，存儲器及通信接口外,與工業(yè)現(xiàn)場直接有關(guān)的還有哪些接口?并說明其主要功能。

　　1）輸入接口:接受被控設(shè)備的信號,并通過光電耦合器件和輸入電路驅(qū)動內(nèi)部電路接通或斷開。

　　2）輸出接口:程序的執(zhí)行結(jié)果通過輸出接口的光電耦合器件和輸出組件(繼電器、 晶閘管、晶體管)輸出,控制外部負(fù)載的接通或斷開。

　　2、PLC的基本單元由哪幾個部分組成?各起什么作用?

　　1）CPU：PLC的核心部件,指揮PLC進(jìn)行各種工作。如接受用戶程序和數(shù)據(jù)、診斷、執(zhí)行執(zhí)行程序等;

　　2）存儲器:存儲系統(tǒng)和用戶的程序和數(shù)據(jù);

　　3）I/O接口:PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件,用來接受被控設(shè)備的信號和輸出程序的執(zhí)行結(jié)果;

　　4）通信接口:通過通信接口與監(jiān)視器、打印機(jī)等其他設(shè)備進(jìn)行信息交換;

　　5）電源。

圖2

　　3、PLC開關(guān)量輸出接口有哪幾種類型?各有什么特點?

　　晶閘管輸出型:一般情況下，只能帶交流負(fù)載,響應(yīng)速度快,動作頻率高;

　　晶體管輸出型:一般情況下，只能帶直流負(fù)載,響應(yīng)速度快,動作頻率高;

　　繼電器輸出型:一般情況下，可帶交、直流負(fù)載,但其響應(yīng)時間長,動作頻率低。

　　4、按結(jié)構(gòu)型式分,PLC有哪幾種類型?各有什么特點?

　　1）整體式:將CPU、電源、I/O部件都集中在一個機(jī)箱內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊、價格低，一般小型PLC采用這種結(jié)構(gòu);

　　2）模塊式:將PLC的各個部分分成若干個單獨的模塊,可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個系統(tǒng),具有配置靈活、方便擴(kuò)展和維修的特點,一般中、大型PLC采用這種結(jié)構(gòu)。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成,模塊裝在框架或基板的插座上。

　　3）疊裝式：結(jié)合了整體式和模塊式的特點,疊裝式PLC的CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊,但它們之間是靠電纜連接,使得系統(tǒng)不僅配置靈活而且體積小巧。

　　5、什么叫PLC的掃描周期?它主要受什么影響?

　　PLC的掃描過程包含內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理五個階段,這五個階段掃描一次所需的時間稱為掃描周期。

　　掃描周期與CPU運行速度、PLC硬件配置和用戶程序長短有關(guān)。

　　6、PLC采用什么方式執(zhí)行用戶程序?用戶程序執(zhí)行過程包括哪些階段?

　　PLC采用循環(huán)掃描的方式執(zhí)行用戶程序,用戶程序的執(zhí)行過程包括輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。

圖3

　　7、PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比,具有哪些優(yōu)點?

　　1）控制方法上:PLC采用程序方式實現(xiàn)控制,容易改變或增加控制要求,且PLC的觸點無限;

　　2）工作方式上:PLC采用串行工作方式,提高系統(tǒng)的抗干擾能力;

　　3）控制速度上:PLC的觸點實際上是觸發(fā)器,指令執(zhí)行的時間在微秒級;

　　4）定時和計數(shù)上:PLC采用半導(dǎo)體集成電路作定時器,時鐘脈沖由晶振提供,延時精度高,范圍寬。PLC具有繼電器系統(tǒng)不具備的計數(shù)功能;

　　5）可靠性和可維護(hù)性上:PLC采用微電子技術(shù),可靠性高,所具有的自檢功能能及時查出。

　　8、PLC為什么會產(chǎn)生輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象?如何提高I/O響應(yīng)速度?

　　因為PLC采用集中采樣、集中輸出的循環(huán)掃描工作方式,輸入端的狀態(tài)只在每個掃描周期的輸入采樣階段才能被讀入,而程序的執(zhí)行結(jié)果只在輸出刷新階段才被送出;其次PLC的輸入、輸出延延遲,用戶程序的長度等均能引起輸出響應(yīng)滯后。

　　要提高I/O響入采樣、輸出刷新,或直接輸入采樣、輸出刷新,以及中斷輸入輸出和智能化I/O接口等多種方式。

　　9、西門子系列PLC內(nèi)部軟繼電器有哪幾種?

　　輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)寄存器、定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器。

　　10、如何選擇PLC?

　　1）機(jī)型選擇:應(yīng)從結(jié)構(gòu)形式、安裝方式、功能要求、響應(yīng)速度、可靠性要求、機(jī)型統(tǒng)一等幾個方面考慮;

　　2）容量選擇:應(yīng)從I/O點數(shù)、用戶存儲容量兩個方面考慮;

　　3）I/O模塊選擇:包括開關(guān)量和模擬量I/O模塊選擇,以及特殊功能模塊的選擇;

　　4）電源模塊及編程器等其它設(shè)備的選擇。

　　11、簡單敘述PLC集中采樣、集中輸出工作方式的特點,采用這種工作方式具有哪些優(yōu)、缺點?

　　集中采樣:在一個掃描周期內(nèi),對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進(jìn)行,當(dāng)進(jìn)入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖。

　　集中輸出:在一個掃描周期內(nèi),只有在輸出刷新階段才將輸出映像寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中,對輸出接口進(jìn)行刷新,在其他階段輸出狀態(tài)一直保存在輸出映像寄存器中。采用這種工作方式可提高系統(tǒng)的抗干擾能力,增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,但會引起PLC輸入/輸出響應(yīng)的滯后。

　　12、PLC采用什么樣的工作方式?有何特點?

　　PLC采用集中采樣、集中輸出、循環(huán)掃描的工作方式。

　　特點:集中采樣是指在一個掃描周期內(nèi),PLC對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進(jìn)行,當(dāng)進(jìn)入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖。

　　集中輸出是指在一個掃描周期內(nèi),PLC只在輸出刷新階段才將輸出映像寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中,對輸出接口進(jìn)行刷新,在其他階段輸出狀態(tài)一直保存在輸出映像寄存器中。

　　循環(huán)掃描是指PLC在一個掃描周期內(nèi)需要執(zhí)行多個操作,它采用分時掃描的方式按順序逐個執(zhí)行,周而復(fù)始重復(fù)運行。

　　13、電磁接觸器主要由哪幾部分組成?簡述電磁接觸器的工作原理。

　　電磁接觸器一般由電磁機(jī)構(gòu)、觸點、滅弧裝置、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、支架與底座等幾部分組成。接觸器根據(jù)電磁原理工作:當(dāng)電磁線圈通電后,線圈電流產(chǎn)生磁場,使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵,并帶動觸點動作,使常閉觸點斷開,常開觸點閉合,兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈斷電時,電磁力消失,銜鐵在釋放彈簧的作用下降放,使觸點復(fù)原,即常開觸點斷開,常閉觸點閉合。

　　14、簡述可編程序控制器(PLC)的定義。

　　可編程控制器(PLC)是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過過程。

　　PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。

　　15、簡答PLC系統(tǒng)與繼電接觸器系統(tǒng)工作原理的差別。

　　組成器件不同;

　　觸點數(shù)量不同;

　　實施控制的方法不同。