核心提示:自動化生產(chǎn),有一種工業(yè)控制器是繞不開的。它就是PLC,學(xué)名可編程邏輯控制器。從事工控作業(yè)的人員都知道,工業(yè)生產(chǎn)和科技的發(fā)展都離不開PLC的自動化控制。
關(guān)于PLC不得不知道的16個入門基礎(chǔ)知識
自動化生產(chǎn),有一種工業(yè)控制器是繞不開的。
它就是PLC,學(xué)名可編程邏輯控制器。從事工控作業(yè)的人員都知道,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。
和傳統(tǒng)額繼電器控制器相比,PLC的實際使用無須一直手動調(diào)節(jié)開關(guān),一切程序的運行都是設(shè)備CPU在操作,省時省力,還減少了錯誤的發(fā)生,非常的有用。
PLC這類設(shè)備是上世紀70年代美國人開發(fā)的,我們在70年代末開始關(guān)注它。不過,因為各種原因,我們的PLC事業(yè)發(fā)展之后了,等到我們再奮起直追,發(fā)現(xiàn)國外的產(chǎn)品已經(jīng)充斥了整個市場,想要突出重圍,真的是非常的不容易。
但即使是這樣,一定要堅持,更應(yīng)該創(chuàng)新,既然目前的桎梏無法打破,那我們就另起爐灶,從其他方面彎道超車。
要知道現(xiàn)在主流的西門子、三菱PLC雖然也在不斷地更新?lián)Q代,但基本上都是小改,就像某牙膏廠連續(xù)多年打磨14納米工藝一樣。進步肯定是有的,性能上肯定是提升的,但你要說有質(zhì)的變化的話,那也基本上算不上。
比如,現(xiàn)在國外的PLC一般只集成有以太網(wǎng)接口和串口接口,雖然有的能夠擴展CAN總線接口,但成本過于高昂,讓人感覺得不償失。那么,我們就可以直接設(shè)計出帶有CAN接口的PLC,省去使用者的煩惱。
除了在通訊接口方向上使勁以外,我們還應(yīng)該給PLC賦予新的歷史使命,比如作為未來工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的重要節(jié)點,我們該將它的重要性提升到戰(zhàn)略高度,讓其具備連接云端的能力。
下面就給大家分享16個PLC入門基礎(chǔ)小知識
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、打印機等其他設(shè)備進行信息交換;
(5)電源。
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。
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自身故障,監(jiān)視功能方便調(diào)試和維護。
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輸入采樣、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、FX0N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行,當(dāng)進入程序執(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行,當(dāng)進入程序執(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構(gòu)、觸點、滅弧裝置、釋放彈簧機構(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;
工作方式不同。
16、簡答三菱FX 2N系列PLC的STL步進梯形指令有什么特點?
(1)轉(zhuǎn)移源自動復(fù)位;
(2)允許雙重輸出;
(3)主控功能。
自動化生產(chǎn),有一種工業(yè)控制器是繞不開的。
它就是PLC,學(xué)名可編程邏輯控制器。從事工控作業(yè)的人員都知道,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。
和傳統(tǒng)額繼電器控制器相比,PLC的實際使用無須一直手動調(diào)節(jié)開關(guān),一切程序的運行都是設(shè)備CPU在操作,省時省力,還減少了錯誤的發(fā)生,非常的有用。
PLC這類設(shè)備是上世紀70年代美國人開發(fā)的,我們在70年代末開始關(guān)注它。不過,因為各種原因,我們的PLC事業(yè)發(fā)展之后了,等到我們再奮起直追,發(fā)現(xiàn)國外的產(chǎn)品已經(jīng)充斥了整個市場,想要突出重圍,真的是非常的不容易。
但即使是這樣,一定要堅持,更應(yīng)該創(chuàng)新,既然目前的桎梏無法打破,那我們就另起爐灶,從其他方面彎道超車。
要知道現(xiàn)在主流的西門子、三菱PLC雖然也在不斷地更新?lián)Q代,但基本上都是小改,就像某牙膏廠連續(xù)多年打磨14納米工藝一樣。進步肯定是有的,性能上肯定是提升的,但你要說有質(zhì)的變化的話,那也基本上算不上。
比如,現(xiàn)在國外的PLC一般只集成有以太網(wǎng)接口和串口接口,雖然有的能夠擴展CAN總線接口,但成本過于高昂,讓人感覺得不償失。那么,我們就可以直接設(shè)計出帶有CAN接口的PLC,省去使用者的煩惱。
除了在通訊接口方向上使勁以外,我們還應(yīng)該給PLC賦予新的歷史使命,比如作為未來工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的重要節(jié)點,我們該將它的重要性提升到戰(zhàn)略高度,讓其具備連接云端的能力。
下面就給大家分享16個PLC入門基礎(chǔ)小知識
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、打印機等其他設(shè)備進行信息交換;
(5)電源。
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。
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自身故障,監(jiān)視功能方便調(diào)試和維護。
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輸入采樣、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、FX0N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行,當(dāng)進入程序執(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行,當(dāng)進入程序執(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構(gòu)、觸點、滅弧裝置、釋放彈簧機構(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;
工作方式不同。
16、簡答三菱FX 2N系列PLC的STL步進梯形指令有什么特點?
(1)轉(zhuǎn)移源自動復(fù)位;
(2)允許雙重輸出;
(3)主控功能。