柴油发电机组自动操控理论概述 跟着大规模集成电路的敏捷发展微处置技能和通讯技能的敏捷进步PLC技能的发
展正逐渐变成工业出产自动化三大支柱PLC技能、机器人技能和CAD/CAM技能之一
在当时和将来的工业操控中起到重要效果其在柴油发电机组上的运用日益遍及现已成
为现代柴油发电机组的重要组成有些。本节将介绍PLC一些基本原理和典型布局。
一、 PLC的组成与中央处置器 上海帅淇自动化控制有限公司
PLC可编程序逻辑操控器是一种数字运算的电子体系专为在工业环境中运用而设
计。它选用可编程的存储器用来在内部存储履行逻辑运算、次序操控、守时、计数和算
术运算等操作的指令它是一种以微操控技能为根底将操控处置规矩存储于存储器中
运用于以操控开关量为主或包含操控参量在内的逻辑操控、机电运动操控或进程操控等工
业操控范畴的新式工业操控设备。
一 PLC的组成
PLC是以微处置器为中心的工业用计算机体系其硬件组成与计算机有类似之处。根
据布局方法的不一样PLC可分为整体式和组合式两类。
1 整体式PLC
整体式PLC是将中央处置单元CPU、存储器、输入单元、输出单元、电源、通讯端
口、I/O拓展端口等组装在一个箱体内构成主机。别的还有独立的I/O拓展单元与主机配
合运用。整体式PLC的布局紧凑、体积小小型机常选用这种布局。整体式PLC的基本组
成如图4.4所示。 图4.4
整体式PLC的组成
2组合式PLC
组合式PLC的组成。这种布局的PLC 是将CPU单元、输入单元、输出单元、智能I/O
单元、通讯单元等别离做成相应的电路板或模块模块之间经过底板上的总线彼此联络。
装有CPU单元称为CPU模块其他单元称为拓展模块。中、大型机常选用组合式布局。由
于组合式的PLC体系配置灵敏有的小型机也选用这种布局。 主机
二中央处置器CPU
CPU由操控电路、运算器、存储器和总线等组成通常都集成在一块芯片上。不一样型
号的PLC运用不一样的CPU部件制作厂家运用CPU部件的体系指令编定体系程序并固化
到只读存储器ROM中。CPU按体系程序赋予的功用接纳编程器或计算机等编程东西
输入的用户程序和数据并存入随机存储器RAM中。CPU按扫描方法作业从规则的
首地址寄存的第一条用户程序开端到用户程序的最终一个地址不停地周期性扫描每
扫描一次就履行一次用户程序。
CUP是PLC体系的操控中心其首要功用是
1、 将输入信号用户程序和数据送到PLC中储存起来
2、 查看电源、存储器、I/O的状况确诊用户程序的语法错误
3、 按寄存的先后次序取出用户程序进行编译
4、 完结用户程序规则的各种操作
5、 将成果送到PLC的输出端呼应各种外部设备如编程器、打印机的恳求
6、 循环履行1-5进程直到中止运转停止。
PLC除了可处于运转及编程状况外还可设置成监控状况。此刻PLC既可完结对系通讯单元
智能I/O单元 输出单元 输入单元 CPU单元 编程器
PLC或上
位计算机 操控体系现场进程
图.组合式PLC组成 统的监控也可经过编程器和计算机修正或改动数据还具有监督PLC作业状况及接纳编
程器操作的功用。
各种PLC的中央处置单元也不相同但在体系中的效果是共同的。当前中型PLC为了
进步其自身的可靠性常选用双中央处置单元体系一个是主处置器用来处置字节操作
指令操控体系总线监督扫描时间统一办理编程接口另一个是从处置器专门用来
处置操作指令合作操作体系完结PLC编程言语向机器言语变换是加速PLC作业处置速
度的要害。
二、 存储器
PLC的存储器是用来寄存体系程序、用户程序和作业数据的。寄存运用软件的存储器
称为用户程序存储器寄存体系程序的存储器称为体系程序存储器。
一 体系程序存储器
PLC厂家依据CPU部件的指令体系编写的程序为体系程序它固化在ROM和EPROM
中。存储在ROM和EPROM中的内容在断电情况下坚持不变。
体系程度存储器寄存内容包含体系作业程序监控程序、模块化运用功用子程序、
指令解释程序、功用子程序的调用办理程序、体系确诊程序和体系参数。以上内容都是事
先寄存在ROMEPROM芯片中开机后便可运转其间程序但这些内容用户无法直接存
取它和硬件一同决议了该PLC的各项功用。
二 用户程序存储器
用户依据机器指令编写的程序称为用户程序通常PLC商品阐明书中所列的存储器就
是指用户存储器不一样PLC商品的存储容量各不相同。用户程序存储器通常选用加备用电
沁供电的RAM寄存在RAM中的内容在PLC断电时会不见所以当前通常选用锂电池在PLC
断电时保管其内容直到用户需求修正时停止。用户程序存储器内容包含用户由编程器键盘输入的程序、各种暂存数据和中心成果等。
三 ROM和RAM
1 只读存储器ROM
ROM中的内容通常是由PLC制作厂家写入的体系程序而且永久驻留所以运转时
首先将查看的成果显现给操作人员然后编译程序将用户键入的操控程序变换由微电脑指
令组成的程序并对用户程序进行讲法查看最终再履行程序。监控程序相当于总控程序
依据用户的需求调用相应的内部程序。例如用编程器挑选作业方法则监控程序就调入“键
盘输入处置程序”将用户键入的程序送到RAM中若编程器挑选运转作业方法则监控
程序将发动用户程序。ROM的容量与PLC的杂乱程度有关。
2 随机存储器RAM
RAM是可读写的存储器。读出时RAM 中的内容不被损坏而写入的信息就会掩盖原
来方位上的信息。用户程序是指挑选编程作业方法时用编程东西输入的程序经过预处置
后寄存在RAM的低地址区。而逻辑变量则指在RAM中若干个存储单元中用来寄存的变量
即输入/输出继电器、内部辅佐继电器、坚持继电器、守时器、位移继电器等。通常在PLC
中还有必定数量的数据区供数值运算、A/D、D/A、高速脉冲计数等功用运用内部监控、
办理程序也要运用有些存储单元寄存体系数据。因为不一样类型PLC的存储容量是不相同
的所以在技能阐明书中通常都会给出与用编程和运用存储单元有关的目标如输入/
输出继电器的数量、坚持继电器的数量、内部辅佐继电器的数量、守时器和计数器的数量、
答运用户程度的最大长度等这些目标都间接地反映了RAM的容量。RAM通常和锂电池配
合运用这样在断电时可起到对用户程序的保管效果。
三、 输入/输出接口
输入/输出接口起着PLC与外围设备之间传递信息的效果。 一 输入接口
PLC经过输入接口把工业设备或出产的状况或信息输入主机经过用户程序的运算和
操作将成果经输出接品输出给履行机构。通常情况下现场的输入信号可所以按钮开关、
行程开关、触摸器的触点以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量要经过模/数变换
后才干输入PLC内。输入接口通常由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。
光电耦合输入接口电路的中心是光电耦合器材运用最多的是由发光二极管和光电晶
体管构成的光电耦合器。将光电耦合电路与现场输入信号衔接可有用避免现场的强电干
扰进入到PLC中。因为信号依托光耦合在电气上彻底阻隔所以传输后的信号不会反应
到输入端不会发生地线搅扰和其窜扰。考虑到发光二极管的正向电阻较小通常为
100Ω-1KΩ所以其输入阻抗较低而外界搅扰信号的内阻远远大于发光二极管的正向电阻
依据分压原理可知只要在发光二极管中经过必定量的电流时它才会发光虽然搅扰源能产
生较大电压但其内阻很大能量并不大只能发生很弱的电流所以搅扰信号遭到按捺。
依照输入端电源类型的不一样开关量输入单元可分为直流输入单元和沟通输入单元。
1 直流输入单元
2 沟通输入单元
二输出接口
PLC的输出信号是经过输出接口传送的这些信号操控现场的履行部件完结相应的动作。
常见的现场履行部件有电磁阀、触摸器、继电器、信号灯、功率不大的电动机等。现场
输出接口电路由接口电路和功率驱动电路组成。
按输出电路所用开关器材的不一样PLC的开关量输出单元可分为晶体管输出单元 、
晶闸管输出单元和继电器输出单元。
1 晶体管输出 2 双向晶闸管输出
3 继电器输出 断电器输出型PLC的负载电源能够依据需求选用直流或沟通。继电器触点电气寿数
通常为10万-30万次因此在需求输出点频频通断的场合如高频脉冲输出应选
用晶体管或晶闸输出型的PLC。继电器从线圈得电到触点动作存在延长时间这是造
成输出滞后于输入的缘由之一。
在PLC的三种输出方法中当前以继电器方法输出较多。继电器方法输出触摸电阻小
但其呼应速度慢通常为毫秒级常用于低速大功率负载。晶闸管方法输出负载电流比较大
耐压也能够较高呼应速度较快而且输出可调理寿数长常用于高速小功率负载。
四、 其他部件
一电源部件
PLC中通常有开关稳压电源为内部电路供电。开关电源的输入电压规模宽、体积小、重
量轻、效率高、抗搅扰功用好。有的PLC能向外部供给24V直流电源可给输入单元所连
接的外部开关或传感器供电。
二I/O拓展端口
当主机的I/O点数类型不能满意用户需求时主机能够经过I/O拓展端口衔接I/O拓展单
元来I/O点。没有I/O拓展端口的PLC是不能进行I/O点拓展的。别的经过I/O拓展端品
还能够衔接各种智能单元拓展PLC的功用。
三外设端口
每台PLC都有外设端口经过外设端口PLC可与外部设备相衔接。如衔接编程器输入、
修正用户程序或监控程序的运转有的PLC能够经过外设端口与其他PLC、计算机或终端设
备PT等衔接进行通讯或连成各种网络等还可用EPROM写入器将调试好的用户程序
写入EPROM避免被误改动。
四编程东西
编程东西的首要效果是用来修正程序、调试和监控程序的履行还能够在线测验PLC内
部状况和参数与PLC进行人机对话等。编程东西可所以专用的编程器也可所以配有专用
编程软件包的通用计算机。
1 专用编程器
专用编程器是出产厂家供给的与该厂家PLC配套的编程东西。专用编程器分为简便编程
器和图形编程器两种。
简便编程器不能直接输入梯形图程序只能配入句子表程序且有必要与PLC相衔接。简
易编程器有的能够直接插在PLC主机的编程器插座上如OMRON的P型机等有的要有
专用电缆与PLC相连。
图形编程器分为手持式和台式可直接输入梯形图程序。台式编程器具有用户程序存储
器可把用户输入的程序寄存在自个的存储器中也可把用户程序下载到PLC中。图形编程
器还能供给盒式磁带录音机接口和打含印机接口可将用户程序转存到磁带上或打印出来
有的还可带有磁盘驱动器可将程序转存到磁盘上。图形编程器的长处是屏幕大显现功用
强可是其价格昂贵。
编程器能够不参加现场运转所以一台编程器能够供多台PLC运用。
2 计算机辅佐编程
当PLC与装有编程软件的计算机衔接通讯时可进行计算机辅佐编程。编程软件的功用
很强能够修正和修正用户的程序、监控体系运转、打印文件、收集和剖析数据、在屏幕上
显现体系运转状况、对工业现场和体系进行仿真、将程序存到磁盘上完结计算机与PLC程
序彼此传送等。
五智通单元
PLC富含多种智通单元智能单元自身是一个独立的计算机体系它有自个的CPU、系
统程序、存储器以及与外界相边的接口。对组合式PLC智通单元是PLC体系的一个模块
它与CPU单元体系总线相衔接并在CPU单元的和谐办理下独登时进行作业不能与循环
扫描。
当前已开发的常用智能单元有A/D单元、D/A单元、高速计数单元、方位操控单元、PID
操控单元、温度操控单元和各种通讯单元等。