資源描述：
《plc的基本組成和工作原理》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、模塊一PLC的基本組成和工作原理一、工作任務：圖4-2PLC硬件系統(tǒng)的簡化框圖PLC組成及工作原理如圖4-2所示。二、相關實踐知識（一）PLC的基本概念1．PLC產(chǎn)生在60年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構成的。當時汽車的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號更新的周期愈來愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設計和安裝，十分費時，費工，費料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在1969年公開招標，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項招標指標，即
2、：(1）編程方便，現(xiàn)場可修改程序；(2）維修方便，采用模塊化結構；(3）可靠性高于繼電器控制裝置；(4）體積小于繼電器控制裝置；(5）數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機；(6）成本可與繼電器控制裝置競爭；(7）輸入可以是交流115V；(8）輸出為交流115V，2A以上，能直接驅動電磁閥，接觸器等；(9）在擴展時，原系統(tǒng)只要很小變更；(10）用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K。1969年，美國數(shù)字設備公司（DEC）研制出第一臺PLC，在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系
3、列優(yōu)點，很快地在美國其他工業(yè)領域推廣應用。到1971年，已經(jīng)成功地應用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國家的高度重視。1971日本從美國引進了這項新技術，很快研制出了日本第一臺PLC。1973年，西歐國家也研制出它們的第一臺PLC。我國從1974年開始研制。于1977年開始工業(yè)應用。2．PLC概念PLC問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標準化，國際電工委員會(IEC)先后頒布了PLC標準的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通過了對它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為
4、在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。”為了避免與個人計算機PC（PersonalComputer）相混淆，所以改為PLC（ProgrammableLogicController）即可編程邏輯控制器，但從功能上講，現(xiàn)在的PLC早已不是原來意義上的“PLC”了。總之，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設
5、計制造的計算機。它具有豐富的輸入、輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據(jù)實際需要進行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進行設計編制。3.PLC特點(1)可靠性高，抗干擾能力強工業(yè)生產(chǎn)一般對控制設備要求很高，應具有很強的抗干擾能力和高的可靠性，能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作，平均故障間隔時間長，故障修復時間短。這是PLC控制優(yōu)于微機控制的一大特點。例如日本的三菱公司F1、F2系列平均故障間隔時間長達30萬h，而A系列的可靠性比F1、F2系列更高。PLC控制系統(tǒng)的故障通常有兩種：一種是偶發(fā)性故障，即由
6、于惡劣環(huán)境（電磁干擾、超高溫、過電壓、欠電壓）引起的，這類故障只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復正常，系統(tǒng)本應隨之恢復正常，但因PLC受外界影響后，內部存儲的信息被破壞，必須從初始狀態(tài)重新起動。另一類是永久性故障，是由于元器件不可恢復的損壞引起的。在PLC設計中，可以從硬件和軟件兩方面采取措施，防止以上故障的發(fā)生，以提高其可靠性。主要措施有：①硬件措施有：屏蔽:對電源變壓器、CPU編程器等主要部件，采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽，以防外界干擾。濾波:對供電系統(tǒng)及輸入/輸出線路采用多種形式的濾波，如LC式π型濾波網(wǎng)絡，以消除高頻干擾和削弱各種模塊
7、之間的相互影響。電源的調整與保護:對微處理器這個核心部件所需的+5V電源，采用多級濾波，并用集成電壓調整器進行調整，以適應交流電網(wǎng)的波動和過電壓、欠電壓影響。隔離:在微處理器與輸入/輸出電路之間，采用光電隔離，有效地隔離輸入/輸出間電的聯(lián)系，減少故障和誤動作的可能。聯(lián)鎖:所有輸出模塊都受開門信號控制，而這個信號只在規(guī)定的各種條件都滿足時才有效，這樣就有效地防止了產(chǎn)生不正常輸出的可能性。采用模塊式結構:這種結構有助于故障情況下短時修復。設置環(huán)境檢測和診斷電路:這種分電路與軟件配合，可以實現(xiàn)靈活保護與故障指示等功能。②軟件措施有：故障檢測:軟件定期地檢測外界
8、環(huán)境，對諸如掉電、強干擾信號等情況能及時進行處理。信息保護和恢復:對偶發(fā)性故障只
