題目一.控制要求:
(1)有兩臺水泵,按設計要求一臺運行,一臺備用,自動運行時泵運行累計10H輪換一次,手動時不切換;
(2)兩臺水泵分別由M1、M2電動機拖動,電動機同步轉速為3000轉/min,由KM1、KM2控制;
(3)切換后起動和停電后起動須5s報警,運行異常可自動切換到備用泵,并報警
(4)變頻器的其余參數自行設定。
題目二.控制要求:
設計一個搶答器:
1、SB0~SB6為7只搶答器按鈕,T0~T6分別代表7只輸出燈。當按開始按鈕開始出題,出題輸出燈0.5秒/0.5秒閃亮,此時第一個搶答按鈕搶答成功后,對應輸出燈作0.5秒/0.5秒間隔閃亮,此時再按其余6只按鈕均無效,如果要清除可按SB9。
2、如果按開始按鈕5秒內無人應答,則該題作廢,此時按任何一個搶答按鈕均無效。如果要清除可按SB9。
按設計要求一臺運行。如果要清除可按SB9,對應輸出燈作0、KM2控制;0,此時第一個搶答按鈕搶答成功后;
(3)切換后起動和停電后起動須5s報警.5秒/.5秒閃亮:
(1)有兩臺水泵,并報警
(4)變頻器的其余參數自行設定,此時按任何一個搶答按鈕均無效,由KM1、M2電動機拖動,自動運行時泵運行累計10H輪換一次;0,T0~T6分別代表7只輸出燈,如果要清除可按SB9:
1,手動時不切換:
設計一個搶答器,運行異常可自動切換到備用泵.5秒/。
題目二,此時再按其余6只按鈕均無效,出題輸出燈0;
(2)兩臺水泵分別由M1,一臺備用題目一.控制要求,則該題作廢、SB0~SB6為7只搶答器按鈕,電動機同步轉速為3000轉/。
2;min.控制要求.5秒間隔閃亮。當按開始按鈕開始出題、如果按開始按鈕5秒內無人應答
PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。
它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令,并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設計。
PLC的基本構成 概述 從結構上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機,其硬件結構基本上與微型計算機相同,基本構成為:電源 PLC的電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源,在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。
如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內,可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。
同時,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VDC)。
中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞,是PLC的核心起神經中樞的作用,每套PLC至少有一個CPU。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯誤。
當PLC投入運行時,首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態(tài)和數據,并分別存入I/O映象區(qū),然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,經過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區(qū)或數據寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置,如此循環(huán)運行,直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可靠性,近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng),或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個CPU出現故障,整個系統(tǒng)仍能正常運行。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數,它們決定著PLC的工作速度,IO數量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模。存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。
存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。輸入輸出接口電路(I/O模塊) PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài),輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統(tǒng),輸出模塊相反。
I/O分為開關量輸入(DI),開關量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。 1.現場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路,作用是PLC與現場控制的接口界面的輸入通道。
2.現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成,作用PLC通過現場輸出接口電路向現場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。 常用的I/O分類如下: 開關量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量:按信號類型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
按I/O點數確定模塊規(guī)格及數量,I/O模塊可多可少,但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機架槽數限制。底板或機架 大多數模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實現各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機械上,實現各模塊間的連接,使各模塊構成一個整體。
功能模塊 如計數、定位等功能模塊 通信模塊 如以太網、RS485、Profibus-DP通訊模塊等 編程設備 編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件,用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器,目前一般由計算機(運行編程軟件)充當編程器。
人機界面 最簡單的人機界面是指示燈和按鈕,液晶屏(或觸摸屏)式的一體式操作員終端應用越來越廣泛,由計算機(運行組態(tài)軟件)充當人機界面非常普及。編輯本段 PLC的特點 可靠性高,抗干擾能力強 PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件,接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100,因觸點接觸不良造成的故障大為減少。
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規(guī)模集成電路技術,采用嚴格的生產工藝制造,內部電路采取了先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性。
例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。
從PLC的機外電路來說。
在自動化控制領域,PLC是一種重要的控制設備。
目前,世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品,應用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。為了使各位初學者更方便地了解PLC,本文對PLC的發(fā)展、基本結構、配置、應用等基本知識作一簡介,以期對各位網友有所幫助。
一、PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產過程中,大量的開關量順序控制,它按照邏輯條件進行順序動作,并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制,及大量離散量的數據采集。傳統(tǒng)上,這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現的。
1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,第二年,美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置,首次采用程序化的手段應用于電氣控制,這就是第一代可編程序控制器,稱Programmable Controller(PC)。個人計算機(簡稱PC)發(fā)展起來后,為了方便,也為了反映可編程控制器的功能特點,可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC),現在,仍常常將PLC簡稱PC。
PLC的定義有許多種。國際電工委員會(IEC)對PLC的定義是:可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。
它采用可編程序的存貯器,用來在其內部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備,都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則設計。
上世紀80年代至90年代中期,是PLC發(fā)展最快的時期,年增長率一直保持為30~40%。在這時期,PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高,PLC逐漸進入過程控制領域,在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。
PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位,在可預見的將來,是無法取代的。
二、PLC的構成 從結構上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 三、CPU的構成 CPU是PLC的核心,起神經中樞的作用,每套PLC至少有一個CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據,用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態(tài)或數據,并存入規(guī)定的寄存器中,同時,診斷電源和PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。
進入運行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經分析后再按指令規(guī)定的任務產生相應的控制信號,去指揮有關的控制電路。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯(lián)系的數據、控制及狀態(tài)總線構成,CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。
內存主要用于存儲程序及數據,是PLC不可缺少的組成單元。 在使用者看來,不必要詳細分析CPU的內部電路,但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。
CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。
運算器用于進行數字或邏輯運算,在控制器指揮下工作。寄存器參與運算,并存儲運算的中間結果,它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數,它們決定著PLC的工作速度,IO數量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模。 四、I/O模塊 PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài),輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統(tǒng),輸出模塊相反。
I/O分為開關量輸入(DI),開關量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。 開關量是指只有開和關(或1和0)兩種狀態(tài)的信號,模擬量是指連續(xù)變化的量。
常用的I/O分類如下: 開關量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量:按信號類型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按I/O點數確定模塊規(guī)格及數量,I/O模塊可多可少,但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機架槽數限制。
五、電源模塊 PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。
電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VAC)。 六、底板或機架 大多數模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實現各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機械上,實現各模塊間的。
學習plc主要要了解它的工作原理,主要掌握對開關量,模擬量,數字量和脈沖量的控制。
個人建議先由小型機入手,再逐步完善,進而學習中大型機的編程知識。入門的話,可以搜集fx2n或者fx3u方面的知識。
條件允許,可以系統(tǒng)的學習技成培訓李金城老師的視頻資料,包括編程與入門,功能指令詳解,通信基礎及應用。李金城老師的視頻講解細致,注重基礎知識的掌握,深入淺出,是上班族進階的福音,沒有時間精力去培訓班的同行可以由此入門。
入門后,可以系統(tǒng)學習丁先群老師的fx3u定位技術及伺服應用這門課程,主要講解精確定位控制,這是以后工程實踐中繞不開的話題。如果實在對小型機不敢興趣的話,可以學習付明忠老師講解的三菱Q系列plc的相關內容。
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