15个PLC必备的基础知识!

教育   2025-01-15 17:00   重庆  

在电力作业和工业生产的广阔领域中,PLC(可编程逻辑控制器)作为自动化控制的核心设备,其重要性不言而喻。PLC不仅极大地降低了工业控制的成本,还显著提升了设备的集中管理和自动控制水平。要深入掌握PLC技术,首先需打下坚实的基础。

一、PLC的组成与接口功能

PLC主要由CPU、存储器、通信接口以及直接关联工业现场的输入输出接口组成。

  • 输入接口:负责接收被控设备的信号,通过光电耦合器件和输入电路,驱动内部电路实现接通或断开,从而实现对外部信号的采集。

  • 输出接口:将程序的执行结果转化为控制信号,通过光电耦合器件和输出组件(如继电器、晶闸管、晶体管)输出,控制外部负载的接通或断开。

二、PLC的基本单元及其作用

PLC的基本单元包括CPU、存储器、I/O接口、通信接口和电源。

  • CPU:PLC的大脑,负责指挥PLC进行各种工作,如接收用户程序和数据、进行诊断、执行程序等。

  • 存储器:用于存储系统和用户的程序及数据。

  • I/O接口:PLC与工业生产现场被控对象之间的桥梁,实现信号的接收与输出。

  • 通信接口:实现PLC与其他设备(如监视器、打印机)之间的信息交换。

  • 电源:为PLC提供稳定的电力供应。

三、PLC开关量输出接口的类型与特点

PLC的开关量输出接口主要有晶闸管输出型、晶体管输出型和继电器输出型。

  • 晶闸管输出型:主要适用于交流负载,响应速度快,动作频率高。

  • 晶体管输出型:主要适用于直流负载,同样具有快速的响应速度和高的动作频率。

  • 继电器输出型:可适用于交、直流负载,但响应时间较长,动作频率较低。

四、PLC的结构类型及其特点

PLC按结构型式可分为整体式、模块式和叠装式。

  • 整体式:结构紧凑,价格低,适用于小型PLC。

  • 模块式:配置灵活,方便扩展和维修,适用于中、大型PLC。

  • 叠装式:结合了整体式和模块式的优点,配置灵活且体积小巧。

五、PLC的扫描周期及其影响因素

PLC的扫描周期包括内部处理、通信服务、输入处理、程序执行和输出处理五个阶段。扫描周期的长短受CPU运行速度、PLC硬件配置和用户程序长度的影响。

六、PLC的用户程序执行方式

PLC采用循环扫描的方式执行用户程序,包括输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。

七、PLC与继电器控制系统的比较

PLC相比继电器控制系统具有以下优点:

  • 控制方法灵活,易于改变或增加控制要求。

  • 串行工作方式提高了系统的抗干扰能力。

  • 指令执行速度快,延时精度高。

  • 具有计数功能,可靠性和可维护性高。

八、PLC输出响应滞后的原因及提高I/O响应速度的方法

PLC的输出响应滞后主要由集中采样、集中输出的循环扫描工作方式引起。要提高I/O响应速度,可采用直接输入采样、输出刷新,或中断输入输出和智能化I/O接口等方式。

九、FX0N系列PLC内部软继电器的类型

FX0N系列PLC内部软继电器包括输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态寄存器、定时器、计数器和数据寄存器。

十、PLC的选择原则

选择PLC时,应考虑以下因素:

  • 机型选择:根据结构形式、安装方式、功能要求、响应速度、可靠性要求和机型统一等几个方面进行考虑。

  • 容量选择:根据I/O点数和用户存储容量进行选择。

  • I/O模块选择:包括开关量和模拟量I/O模块的选择,以及特殊功能模块的选择。

  • 其他设备选择:如电源模块和编程器等。

十一、PLC集中采样、集中输出工作方式的特点及其优缺点

PLC采用集中采样、集中输出的工作方式,可提高系统的抗干扰能力和可靠性,但会引起输入/输出响应的滞后。

十二、PLC的工作方式及其特点

PLC采用集中采样、集中输出、循环扫描的工作方式。其特点是:在一个扫描周期内,PLC对输入状态的采样只在输入采样阶段进行,当进入程序执行阶段后输入端将被封锁;输出状态的刷新只在输出刷新阶段进行,其他阶段输出状态保存在输出映像寄存器中。循环扫描是指PLC在一个扫描周期内按顺序逐个执行多个操作,周而复始地重复运行。

十三、电磁接触器的工作原理与组成

电磁接触器由电磁机构、触点、灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等部分组成。其工作原理基于电磁原理:当电磁线圈通电后,产生磁场吸引衔铁并带动触点动作;当线圈断电时,电磁力消失,衔铁在释放弹簧的作用下降落,触点复原。

十四、可编程控制器(PLC)的定义

可编程控制器(PLC)是一种专为工业环境设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编制程序的存储器来存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其外围设备均按照易于与工业控制系统形成整体、易于扩展其功能的原则而设计。

十五、PLC系统与继电接触器系统工作原理的差别

PLC系统与继电接触器系统在工作原理上的主要差别在于组成器件、触点数量、实施控制的方法和工作方式的不同。

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