PLC的输出电路分为汇点式、分组式、隔离式等类型。【扩展理解】 我们要根据实际负载的需求配置PLC输出模块,当出现多种电流和电压类型时,尽量采用统一输出类型的模块来减少系统的复杂性。例如:控制交流负载时,也可以用晶体管输出模块控制直流中间继电器或者接触器,进而控制220V或者380V的交流负载。
PLC的电源是指将外部输入的交直流电源转换成供CPU、存储器、输入和输出接口等内部电路工作需要的直流电源。许多PLC的直流电源采用外部开关电源,不仅可以给模块供电,还可以为输入和输出设备提供负载电源。
一般继电器输出的CPU模块,输入电源是AC220V。而晶体管输出的CPU模块,输入电源是DC24V。有些CPU模块还集成了负载电源。
20世纪60年代,当时的工业控制主要是以继电器-接触器组成的控制系统。该系统存在着设备体积大,调试和维护工作量大,通用性及灵活性差,可靠性低,功能简单,不具有现代工业控制所需要的数据通信、运动控制及网络控制等功能。
PLC一般由CPU(中央处理器)、存储器、通信接口和输入/输出模块几部分组成
CPU的功能是完成PLC内所有的控制和监视操作,一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU通过控制总线、地址总线和数据总线与存储器、输入/输出接口电路连接。
(2)存储器在PLC中有两种存储器:系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器用来存放由PLC生产厂家编写好的系统程序,并固化在ROM(只读存储器)内,用户不能直接更改。存储器中的程序负责解释和编译用户编写的程序、监控I/O接口的状态、对PLC进行自诊断、扫描PLC中的用户程序等。用户程序存储器是用来存放用户根据控制要求而编制的应用程序。目前大多数PLC采用可随时读写的快闪存储器(Flash)作为用户程序存储器,它不需要后备电池,掉电时数据也不会丢失。
用户程序存储器属于随机存储器(RAM),主要用于存储中间计算结果和数据、系统管理,主要包括I/O状态存储器和数据存储器。
(3)输入/输出模块PLC的输入/输出模块是PLC与工业现场设备相连接的接口。PLC的输入和输出信号可以是数字量或模拟量,其接口是PLC内部弱电信号和工业现场强电信号联系的桥梁。接口主要起到隔离保护作用(电隔离电路使工业现场与PLC内部进行隔离)和信号调整作用(把不同的信号调整成CPU可以处理的信号)。2.PLC的特点(1)编程简单,容易掌握
梯形图是使用*多的PLC编程语言,其电路符号和表达式与继电器电路原理图相似,梯形图语言形象直观,易学易懂,熟悉继电器电路图的电气技术人员很快就能学会梯形图语言,并用来编制用户程序。(2)功能强,****
PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元器件,有很强的功能,可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器控制系统相比,具有很高的性价比。(3)硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强
PLC产品已经标准化、系列化和模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能、不同规模的系统。硬件配置确定后,可以通过修改用户程序,方便快速地适应工艺条件的变化。
(4)可靠性高,抗干扰能力强
传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良,容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,PLC外部仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元器件,因触点接触不良造成的故障大为减少。(5)系统的设计、安装、调试及维护工作量少
由于PLC采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器等器件,控制柜的设计、安装和接线工作量大为减少。同时,PLC的用户程序可以先模拟调试通过后再到生产现场进行联机调试,这样可减少现场的调试工作量,缩短设计、调试周期。(6)体积小、重量轻、功耗低
复杂的控制系统使用PLC后,可以减少大量的中间继电器和时间继电器,PLC的体积较小,且结构紧凑、坚固、重量轻、功耗低。由于PLC的抗干扰能力强,易于装入设备内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
1968年,美国通用汽车制造公司为了适应汽车型号的不断翻新,试图寻找一种新型的工业控制器,以解决继电器-接触器控制系统普遍存在的问题。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点与继电器控制系统的简单易懂、操作方便和价格便宜等优点结合起来,制成一种适于工业环境的通用控制装置,并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化,使不熟悉计算机的人也能方便地使用。1969年,美国数字设备公司根据通用汽车的要求首先研制成功第一台可编程序控制器,称之为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC),并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功,从而开创了工业控制的新局面。2.PLC的定义
1985年,国际电工委员会(IEC)PLC定义为:“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境下的应用而设计。它作为可编程序的存储器,用来在其内部存储并执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,且通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。”
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PLC是可编程序逻辑控制器的英文缩写,随着科技的不断发展,现已远远超出逻辑控制功能,应称之为可编程序控制器(PC),为了与个人计算机(Personal Computer,PC)相区别,故仍将可编程序控制器简称为PLC