数控系统PLC的组成与特点
可编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)是20世纪60年代发展起来的一种新型自动化控制装置。最初用于替代传统的继电器逻辑控制(Relay Logic Control,RLC)装置,只有逻辑运算、定时、计数及顺序控制功能,或者说,只能进行开关量控制。随着计算机技术的发展,PLC与计算机控制技术相结合,使其控制功能远远超出逻辑控制的范畴,既可以控制开关量,也可以控制模拟量,正式命名为“Programmable Controller”,但为了避免与个人计算机“Personal Computer”的简称PC相混淆,仍简称为PLC。
国际电工委员会(IEC)给PLC所作的定义是:可编程控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、技术和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械设备和生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统连成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
PLC实际上就是一种计算机控制系统,它面向工业现场环境设计,具有更多、更强的输入/输出接口和面向电气工程技术人员的编程语言。
它由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出单元、编程器、电源和外部设备等组成,各部分通过总线相连。
1.中央处理器(CPU)是系统的核心,一般是通用微处理器,如8086、80386等。它通过输入模块采集现场信息,按用户程序规定进行逻辑处理,将运算结果输出,去控制外部设备。
2.存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作数据。系统程序包括监控程序、模块化应用功能子程序、指令解释程序、故障诊断程序和各种管理程序等,作用是控制和完成PLC的各种功能,由制造厂家固化在PROM型存储器中,一般不允许用户修改。用户程序是指用户根据生产过程的工艺要求编写的应用程序,在修改、调试完成后由用户固化在EPROM型存储器中。工作数据是在PLC运行过程中需要经常存取,并且随时可能改变的一些中间数据,一般放在随机存储器RAM中,其中的一些重要数据由后背电池来保存。由此可见,PLC所使用的存储器基本上由PROM、EPROM和RAM三种形式组成。
3.输入/输出模块负责外部现场信号电平和PLC内部标准逻辑电平间的转换。根据信号热点可分为直流开关量输入模块、直流开关量输出模块、交流开关量输入模块、交流开关量输出模块、继电器输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块等。
4.编程器是用来开发、调试、运行应用程序的特殊工具,一般由键盘、显示屏、智能处理器、外部设备(硬盘、软驱)等组成,通过通信接口与PLC相连。装有专用软件的通用微型计算机也可作为编程器使用。
5.电源单元的作用是将外部提供的交流电源转换为PLC内部所需要的直流电源。一般情况下,电源有三路输出:一路供给CPU模块使用,一路供给编程器接口使用,还有一路供给各种接口模板使用。PLC对电源的要求是:较好的电磁兼容性能,工作稳定,具有过流、过压保护。另外,电源单元还装有后备电池(锂电池),用于掉电时保护RAM区的重要信息和标志。
PLC在上述硬件支持下,还必须有相应的软件配合,才能实现预定的功能。如前所述,PLC的基本软件包括系统软件和用户应用软件。
与传统的继电器逻辑控制相比,PLC具有以下特点:
1)可靠性。由于PLC针对恶劣的工业环境设计,在其硬件和软件方面均采取了很多有效的措施来提高其可靠性。
2)编程简单,使用方便。由于PLC沿用了梯形图编程简单的优点,使从事继电器控制工作的技术人员能在很短的时间内学会使用PLC。
3)灵活性好。由于PLC用软件来处理各种逻辑关系,当在现场装配和调试过程中需要改变控制逻辑时,不必改变外部控制线路,只要改变程序即可。另外,产品也易于系列化、通用化,稍作修改就可应用于不同的控制对象。
4)直接驱动负载能力强。由于PLC输出模块中大多采用了大功率晶体管和控制继电器的形式输出,因而具有较强的驱动能力,一般可以直接驱动执行电气的线圈、接通或断开强电线路。
5)便于实现机电一体化。由于PLC结构紧凑、体积小、质量小、功耗低和效率高,所以很容易将其装入控制柜内,实现机电一体化。
6)利用其网络通信功能可实现计算机网络控制。
TEL:400-0919-317
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