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【兆恒機(jī)械】關(guān)于PLC不得不知道的16個(gè)入門基礎(chǔ)知識(shí)

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  • 添加日期:2021年11月19日

自動(dòng)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(dòng)化控制。


PLC可以廣義的理解為:集中的繼電器延伸控制柜,實(shí)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(dòng)控制,想要學(xué)好PLC,首先PLC的基礎(chǔ)需要扎實(shí)。


和傳統(tǒng)額繼電器控制器相比,PLC的實(shí)際使用無(wú)須一直手動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān),一切程序的運(yùn)行都是設(shè)備CPU在操作,省時(shí)省力,還減少了錯(cuò)誤的發(fā)生,非常的有用。


PLC這類設(shè)備是上世紀(jì)70年代美國(guó)人開發(fā)的,我們?cè)?0年代末開始關(guān)注它。不過(guò),因?yàn)楦鞣N原因,我們的PLC事業(yè)發(fā)展之后了,等到我們?cè)賷^起直追,發(fā)現(xiàn)國(guó)外的產(chǎn)品已經(jīng)充斥了整個(gè)市場(chǎng),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(jiān)持,更應(yīng)該創(chuàng)新,既然目前的桎梏無(wú)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(jìn)步肯定是有的,性能上肯定是提升的,但你要說(shuō)有質(zhì)的變化的話,那也基本上算不上。


比如,現(xiàn)在國(guó)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(kuò)展CAN總線接口,但成本過(guò)于高昂,讓人感覺得不償失。那么,我們就可以直接設(shè)計(jì)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(lái)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn),我們?cè)搶⑺闹匾蕴嵘綉?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(gè)PLC入門基礎(chǔ)小知識(shí)


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

(1)輸入接口:接受被控設(shè)備的信號(hào),并通過(guò)光電耦合器件和輸入電路驅(qū)動(dòng)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(guò)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(gè)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(chǔ)器:存儲(chǔ)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(chǎng)被控對(duì)象之間的連接部件,用來(lái)接受被控設(shè)備的信號(hào)和輸出程序的執(zhí)行結(jié)果;

(4)通信接口:通過(guò)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。


3、PLC開關(guān)量輸出接口有哪幾種類型?各有什么特點(diǎn)?

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(dòng)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(dòng)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(shí)間長(zhǎng),動(dòng)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(diǎn)?

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

(2)模塊式:將PLC的各個(gè)部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊,可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個(gè)系統(tǒng),具有配置靈活、 方便擴(kuò)展和維修的特點(diǎn), 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(diǎn),疊裝式PLC的CPU 、電源、 I/O接口等也是各自獨(dú)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(guò)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(gè)階段,這五個(gè)階段掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。

掃描周期與CPU運(yùn)行速度、 PLC硬件配置和用戶程序長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(diǎn)?

(1) 控制方法上:PLC采用程序方式實(shí)現(xiàn)控制, 容易改變或增加控制要求, 且 PLC 的觸點(diǎn)無(wú)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(diǎn)實(shí)際上是觸發(fā)器,指令執(zhí)行的時(shí)間在微秒級(jí);

(4) 定時(shí)和計(jì)數(shù)上:PLC采用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器,時(shí)鐘脈沖由晶振提供,延時(shí)精度高,范圍寬。PLC具有繼電器系統(tǒng)不具備的計(jì)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(shí)查出自身故障,監(jiān)視功能方便調(diào)試和維護(hù)。


8、PLC為什么會(huì)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?yàn)镻LC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(gè)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(zhǎng)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(shí)器、計(jì)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(gè)方面考慮;

2)容量選擇:應(yīng)從I/O點(diǎn)數(shù)、用戶存儲(chǔ)容量?jī)蓚€(gè)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(jiǎn)單敘述PLC集中采樣、集中輸出工作方式的特點(diǎn),采用這種工作方式具有哪些優(yōu)、缺點(diǎn)?

集中采樣:在一個(gè)掃描周期內(nèi),對(duì)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(gè)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(duì)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(huì)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(diǎn)?

PLC采用集中采樣、集中輸出、循環(huán)掃描的工作方式。

特點(diǎn):集中采樣是指在一個(gè)掃描周期內(nèi),PLC對(duì)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(gè)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(duì)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(gè)掃描周期內(nèi)需要執(zhí)行多個(gè)操作,它采用分時(shí)掃描的方式按順序逐個(gè)執(zhí)行,周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行。


13、電磁接觸器主要由哪幾部分組成?簡(jiǎn)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(diǎn)、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(chǎng),使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵,并帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作,使常閉觸點(diǎn)斷開,常開觸點(diǎn)閉合,兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí),電磁力消失,銜鐵在釋放彈簧的作用下降放,使觸點(diǎn)復(fù)原,即常開觸點(diǎn)斷開,常閉觸點(diǎn)閉合。


14、簡(jiǎn)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(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、 計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過(guò)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(guò)過(guò)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(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。


15、簡(jiǎn)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(diǎn)數(shù)量不同;

實(shí)施控制的方法不同;

工作方式不同。


16、簡(jiǎn)答三菱FX 2N系列PLC的STL步進(jìn)梯形指令有什么特點(diǎn)?

(1)轉(zhuǎn)移源自動(dòng)復(fù)位;

(2)允許雙重輸出;

(3)主控功能。