可编程控制器, 也就是PLC, 它是电气控制系统里的核心控制单元。它采用了可编程序的存储器。这个存储器用来执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算这些指令。它能够实现离散量或者模拟量的输入和输出。
通过这些功能, 它可以完成对机械、生产线以及整个工厂的自动化控制。电气控制与PLC技术是当前工业自动化的基础支撑体系。这项技术应用得非常广泛, 比如在制造业、能源以及建筑等领域都能看到它的身影。
PLC的基本硬件组成
PLC是由这么些个核心模块组成的, 你看明白没有? 其实就是由这些东西构成的。
就是那个中央处理单元, 也就是中央处理单元（CPU）。它要去执行用户那边的程序。它还要去处理各种各有的数据。它负责来管理通信方面的那些事情。说白了。这个就是PLC里面的大脑部分。
输入/输出（I/O）模块: 输入模块, 会去采集来自外部的, 开关量或者是模拟量信号, 而输出模块呢, 则会用来驱动继电器, 或者变频器, 还有电磁阀, 这些执行元件。
电源模块这个部件, 是用来给CPU、I/O, 还有背板总线提供那种稳定的工作电压的, 通常来说, 这个电压是DC 24V。
编程器或者是通信接口这个东西: 它支持RS-232这种方式, 它也支持RS-485这种方式, 它也支持以太网这种方式, 以太网上面还有 MPI 或者 PROFINET 或者 EtherNet-IP 这些协议在里面, 它通过这些方式来工作, 这些方式的用处是用来进行程序的下载, 也是用来进行在线调试, 还是用来进行远程的监控操作。
PLC的工作原理
PLC是采用那种循环扫描的工作方式进行工作的, 一个扫描周期是需要分为三个阶段的。
1. 在输入采样阶段, CPU会把所有输入端子的状态, 一次性读取出来, 然后把这些读到的数据存到输入映像寄存器里去。
2. 程序执行阶段指的是, 计算机中的中央处理单元会按照用户自己编写的那份程序的顺序，先是从上面一行走到下面一行, 然后再从左边一列走到右边一列, 一步一步地、一条接着一去地将那些需要处理的逻辑计算给完成掉。
3. 在输出刷新阶段中, 程序会做的事情是把输出映像寄存器的结果一次性送到输出端子那里去。然后, 用这个结果去驱动外部设备。
典型的这种小型的可编程逻辑控制器的扫描周期为一毫秒到十毫秒之间, 高速类型的设备其速度可以达到微秒这个级别。用户在编写程序的工作当中需要注意考虑输入信号以及输出信号的延迟反应情况。
电气控制系统的典型架构
这是一个由四个组成部分所构成的, 整体上的, 对于电气方面进行控制的系统。
被控对象这一部分, 实际上是指的就是像电机这样的设备, 还包括阀门以及那种机械臂之类的东西。
负责执行相关任务的机构, 主要包括像接触器、继电器、变频器以及伺服驱动器这一类型的设备。
传感器或者检测元件这个类别里面是包括接近开关, 光电传感器, 编码器, 压力变送器这些东西的, 它们的作用是用来采集现场的状态。
控制器（PLC）: 它会接收那些来自传感器的信号, 它会在内部去运行那些预先设定好的控制逻辑, 它还会向那些执行机构发出相关的操作指令, 从而在闭环系统里面把这些控制任务给圆满完成。
上位机, 也就是咱们常说的人机界面或者数据采集监控方面的系统, 会通过通信网络跟那个可编程逻辑控制器进行互动。这么一来, 就实现了数据记录的功能, 还能对趋势进行监控, 也便于远程诊断啦。
PLC选型关键参数
在选择和确定具体型号的时候, 应当着重去仔细核对下面提到的这些方面的指标参数。
目前市面上比较有名的品牌有西门子S7系列, 还有三菱的Q和iQ系列, 罗韦尔的ControlLogix平台, 以及欧姆龙的CP/CS系列, 这些不同品牌的生态系统, 包括它们各自配套的编程软件, 像是TIA Portal, GX Works, Studio5000等等, 都是存在区别的, 所以大家在选型的时候, 应该要考虑能不能和现有的系统进行兼容, 最好能统一一下。
核心应用领域
PLC技术在汽车焊装产线和总装产线的逻辑控制方面具有不可替代的作用, 同时在锅炉与供热系统的连续过程控制场景中也发挥着重要作用, 此外它在电梯群控与楼层调度环节也是必不可少的, 在楼宇给排水及照明联锁系统中的应用同样重要, 风电以及光伏变流器的保护逻辑也需要它来进行管控, 食品包装机械的顺序控制等场景里它一样是不可替代的存在。
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在这里面, 你可以查到最新的教学资源, 还能够了解到具体的师资安排情况。这套系统主要是给高校里面电气工程专业的学生和企业在岗的工程技术人员准备的。它提供的是从基础理论开始, 一直到最后综合实训的全链条技术教学支持。
