基本PLC自動化知識
基本PLC自動化知識
在工業生產和技術進步領域，PLC（可編程邏輯控制器）在自動化控制中起著至關重要的作用。可以將PLC廣泛理解為集中繼電器擴展控制面板。在實際應用中，PLC可顯著降低工業控製成本並增強設備管理和自動化。要掌握PLC，必須首先掌握基礎知識。
PLC組件及其功能
除了CPU，內存和通信界面外，PLC還具有與工業站點直接相關的輸入和輸出接口。
輸入界面：從受控設備接收信號，並通過OPTOCOPOPLER和輸入電路驅動內部電路。
輸出接口：通過光耦合器和輸出組件（繼電器，晶閘管，晶體管）傳輸程序執行結果以控制外部負載。
基本PLC單元及其組件
基本PLC單元由幾個關鍵部分組成：
CPU：PLC的核心，指導各種操作，例如接收用戶程序和數據，診斷和程序執行。
內存：存儲系統，用戶程序和數據。
I/O接口：將PLC連接到工業設備，接收信號和輸出程序結果。
通信界面：啟用信息與其他設備（如監視器和打印機）進行交換。
電源：為PLC系統提供電力。
PLC切換輸出接口及其特性
PLC開關輸出接口：
晶閘管輸出類型：通常與AC負載一起使用，具有快速響應和高工作頻率。
晶體管輸出類型：通常與直流負載一起使用，還提供快速響應和高工作頻率。
繼電器輸出類型：與AC和DC負載兼容，但響應時間較長，工作頻率較低。
PLC結構類型及其功能
PLC可以分為三種結構類型：
積分類型：使用CPU，電源和I/O組件包含在單個情況下，這種類型是緊湊且成本效益 - 有效，通常用於小型尺度PLC。
模塊化類型：具有用於不同功能的單獨模塊，提供靈活的配置以及易於擴展和維護。它通常用於中等和大型比例PLC，由框架或基板和各種模塊組成。
可堆疊的類型：結合積分和模塊化類型的功能。 CPU，電源和I/O接口是通過電纜連接的獨立模塊，可確保柔性配置和緊湊的尺寸。
PLC掃描週期及其影響因素
PLC掃描週期包括五個階段：內部處理，通信服務，輸入處理，程序執行和輸出處理。一旦稱為掃描週期，完成這五個階段所需的時間。它受CPU的運行速度，PLC硬件配置和用戶程序的長度的影響。
PLC程序執行方法和過程
PLC使用循環掃描方法執行用戶程序。執行過程包括三個階段：輸入採樣，程序執行和輸出刷新。
PLC控制系統比繼電器控制系統的優點
控制方法：PLC使用可編程控制，允許使用無限的聯繫人輕鬆修改或增強控制要求。
工作模式：PLCS以串行模式運行，增強了系統的抗干擾能力。
控制速度：PLC觸點本質上是觸發器，其指令執行時間以微秒為單位。
計時和計數：PLC使用半導體集成電路作為計時器，帶有晶體振盪器提供的時鐘脈衝，提供了高時序精度和寬 - 範圍 - 範圍的正時功能。它們還具有無關係統中無法使用的計算功能。
可靠性和可維護性：PLC使用微電子技術和功能自我診斷功能，以及時檢測。
PLC輸出響應滯後和解決方案的原因
PLC採用集中抽樣和輸出循環掃描。僅在每個掃描週期的輸入採樣階段讀取輸入狀態，並且程序執行結果僅在輸出刷新階段發送。此外，輸入和輸出延遲以及用戶程序長度可能會導致輸出響應滯後。為了提高I/O響應速度，可以增加輸入採樣的頻率和輸出刷新，採用直接輸入採樣和輸出刷新，利用中斷輸入和輸出，或實現智能的I/O接口。
西門子PLC系列中的內部軟繼電器
Siemens PLC具有各種內部軟繼電器，包括輸入繼電器，輸出繼電器，輔助繼電器，狀態寄存器，計時器，計數器和數據寄存器。
PLC選擇注意事項
模型選擇：考慮結構，安裝方法，功能要求，響應速度，可靠性和模型均勻性等因素。
容量選擇：基於I/O點和用戶內存能力。
I/O模塊選擇：覆蓋開關和模擬I/O模塊以及特殊功能模塊。
電源模塊和其他設備選擇：例如編程設備。
PLC集中抽樣和輸出工作模式的特徵
在集中式採樣中，僅在掃描週期的輸入採樣階段進行輸入狀態，並且在程序執行階段中輸入端被阻止。在集中式輸出中，輸出刷新階段是將輸出圖像寄存器中的狀態傳輸到輸出鎖存以刷新輸出接口的唯一一次。這種工作模式提高了系統的抗干擾能力和可靠性，但可能會導致PLC中的輸入/輸出響應滯後。
PLC工作模式和功能
PLC使用集中抽樣，集中式輸出和環狀掃描進行操作。僅在掃描週期的輸入採樣階段進行集中抽樣平均值輸入狀態，而在程序執行過程中，輸入末端阻塞。集中式輸出是指輸出 - 相關狀態從輸出映像寄存器的轉移僅在輸出刷新階段中的輸出閂鎖以刷新輸出接口。循環掃描涉及在掃描週期中執行多個操作 - 按時間 - 序列掃描。
電磁接觸器的組成和工作原理
電磁接觸器由電磁機制，觸點，弧形滅火設備，釋放彈簧機制和安裝組成。當電磁線圈通電時，電流會產生一個磁場，從而導致固定鐵芯產生電磁吸力，從而吸引了電樞並使接觸觸點。這會導致正常封閉的觸點打開並通常打開觸點即可關閉。當線圈被啟用時，電磁力消失了，並且電樞在彈簧時釋放，將觸點恢復到其原始狀態。
可編程邏輯控制器（PLC）的定義
PLC是為工業環境設計的數字電子設備。它使用可編程內存來存儲指令，以執行邏輯，順序，計時，計數和算術操作。它通過數字或模擬輸入/輸出來控制各種機械或生產過程。
PLC和相關的外圍設備旨在輕鬆與工業控制系統集成並促進功能擴展。
PLC和繼電器之間的差異 - 接觸器系統
PLC和繼電器 - 接觸器系統之間的差異在於其組成設備，聯繫人的數量和控制實現方法。