柴油發(fā)電機(jī)組自動控制
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shcydanqi 發(fā)布時間：2013-09-10 10:57:39
柴油發(fā)電機(jī)組自動操控理論概述 跟著大規(guī)模集成電路的敏捷發(fā)展微處置技能和通訊技能的敏捷進(jìn)步PLC技能的發(fā)
展正逐漸變成工業(yè)出產(chǎn)自動化三大支柱PLC技能、機(jī)器人技能和CAD/CAM技能之一
在當(dāng)時和將來的工業(yè)操控中起到重要效果其在柴油發(fā)電機(jī)組上的運用日益遍及現(xiàn)已成
為現(xiàn)代柴油發(fā)電機(jī)組的重要組成有些。本節(jié)將介紹PLC一些基本原理和典型布局。
一、 PLC的組成與中央處置器 上海帥淇自動化控制有限公司
PLC?？删幊绦蜻壿嫴倏仄鳘な且环N數(shù)字運算的電子體系專為在工業(yè)環(huán)境中運用而設(shè)
計。它選用可編程的存儲器用來在內(nèi)部存儲履行邏輯運算、次序操控、守時、計數(shù)和算
術(shù)運算等操作的指令它是一種以微操控技能為根底將操控處置規(guī)矩存儲于存儲器中
運用于以操控開關(guān)量為主或包含操控參量在內(nèi)的邏輯操控、機(jī)電運動操控或進(jìn)程操控等工
業(yè)操控范疇的新式工業(yè)操控設(shè)備。
一 PLC的組成
PLC是以微處置器為中心的工業(yè)用計算機(jī)體系其硬件組成與計算機(jī)有類似之處。根
據(jù)布局方法的不一樣PLC可分為整體式和組合式兩類。
1 整體式PLC
整體式PLC是將中央處置單元CPU、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通訊端
口、I/O拓展端口等組裝在一個箱體內(nèi)構(gòu)成主機(jī)。別的還有獨立的I/O拓展單元與主機(jī)配
合運用。整體式PLC的布局緊湊、體積小小型機(jī)常選用這種布局。整體式PLC的基本組
成如圖4.4所示。 圖4.4
整體式PLC的組成
2組合式PLC
組合式PLC的組成。這種布局的PLC 是將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能I/O
單元、通訊單元等別離做成相應(yīng)的電路板或模塊模塊之間經(jīng)過底板上的總線彼此聯(lián)絡(luò)。
裝有CPU單元稱為CPU模塊其他單元稱為拓展模塊。中、大型機(jī)常選用組合式布局。由
于組合式的PLC體系配置靈敏有的小型機(jī)也選用這種布局。 主機(jī)
二中央處置器CPU
CPU由操控電路、運算器、存儲器和總線等組成通常都集成在一塊芯片上。不一樣型
號的PLC運用不一樣的CPU部件制作廠家運用CPU部件的體系指令編定體系程序并固化
到只讀存儲器ROM中。CPU按體系程序賦予的功用接納編程器或計算機(jī)等編程東西
輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)并存入隨機(jī)存儲器RAM中。CPU按掃描方法作業(yè)從規(guī)則的
首地址寄存的第一條用戶程序開端到用戶程序的最終一個地址不停地周期性掃描每
掃描一次就履行一次用戶程序。
CUP是PLC體系的操控中心其首要功用是
1、 將輸入信號用戶程序和數(shù)據(jù)送到PLC中儲存起來
2、 查看電源、存儲器、I/O的狀況確診用戶程序的語法錯誤
3、 按寄存的先后次序取出用戶程序進(jìn)行編譯
4、 完結(jié)用戶程序規(guī)則的各種操作
5、 將成果送到PLC的輸出端呼應(yīng)各種外部設(shè)備如編程器、打印機(jī)的懇求
6、 循環(huán)履行1-5進(jìn)程直到中止運轉(zhuǎn)停止。
PLC除了可處于運轉(zhuǎn)及編程狀況外還可設(shè)置成監(jiān)控狀況。此刻PLC既可完結(jié)對系通訊單元
智能I/O單元 輸出單元 輸入單元 CPU單元 編程器
PLC或上
位計算機(jī) 操控體系現(xiàn)場進(jìn)程
圖.組合式PLC組成 統(tǒng)的監(jiān)控也可經(jīng)過編程器和計算機(jī)修正或改動數(shù)據(jù)還具有監(jiān)督PLC作業(yè)狀況及接納編
程器操作的功用。
各種PLC的中央處置單元也不相同但在體系中的效果是共同的。當(dāng)前中型PLC為了
進(jìn)步其自身的可靠性常選用雙中央處置單元體系一個是主處置器用來處置字節(jié)操作
指令操控體系總線監(jiān)督掃描時間統(tǒng)一辦理編程接口另一個是從處置器專門用來
處置操作指令合作操作體系完結(jié)PLC編程言語向機(jī)器言語變換是加速PLC作業(yè)處置速
度的要害。
二、 存儲器
PLC的存儲器是用來寄存體系程序、用戶程序和作業(yè)數(shù)據(jù)的。寄存運用軟件的存儲器
稱為用戶程序存儲器寄存體系程序的存儲器稱為體系程序存儲器。
一 體系程序存儲器
PLC廠家依據(jù)CPU部件的指令體系編寫的程序為體系程序它固化在ROM和EPROM
中。存儲在ROM和EPROM中的內(nèi)容在斷電情況下堅持不變。
體系程度存儲器寄存內(nèi)容包含體系作業(yè)程序監(jiān)控程序、模塊化運用功用子程序、
指令解釋程序、功用子程序的調(diào)用辦理程序、體系確診程序和體系參數(shù)。以上內(nèi)容都是事
先寄存在ROMEPROM芯片中開機(jī)后便可運轉(zhuǎn)其間程序但這些內(nèi)容用戶無法直接存
取它和硬件一同決議了該P(yáng)LC的各項功用。
二 用戶程序存儲器
用戶依據(jù)機(jī)器指令編寫的程序稱為用戶程序通常PLC商品闡明書中所列的存儲器就
是指用戶存儲器不一樣PLC商品的存儲容量各不相同。用戶程序存儲器通常選用加備用電
沁供電的RAM寄存在RAM中的內(nèi)容在PLC斷電時會不見所以當(dāng)前通常選用鋰電池在PLC
斷電時保管其內(nèi)容直到用戶需求修正時停止。用戶程序存儲器內(nèi)容包含用戶由編程器鍵盤輸入的程序、各種暫存數(shù)據(jù)和中心成果等。
三 ROM和RAM
1 只讀存儲器ROM
ROM中的內(nèi)容通常是由PLC制作廠家寫入的體系程序而且永久駐留所以運轉(zhuǎn)時
首先將查看的成果顯現(xiàn)給操作人員然后編譯程序?qū)⒂脩翩I入的操控程序變換由微電腦指
令組成的程序并對用戶程序進(jìn)行講法查看最終再履行程序。監(jiān)控程序相當(dāng)于總控程序
依據(jù)用戶的需求調(diào)用相應(yīng)的內(nèi)部程序。例如用編程器挑選作業(yè)方法則監(jiān)控程序就調(diào)入“鍵
盤輸入處置程序”將用戶鍵入的程序送到RAM中若編程器挑選運轉(zhuǎn)作業(yè)方法則監(jiān)控
程序?qū)l(fā)動用戶程序。ROM的容量與PLC的雜亂程度有關(guān)。
2 隨機(jī)存儲器RAM
RAM是可讀寫的存儲器。讀出時RAM 中的內(nèi)容不被損壞而寫入的信息就會掩蓋原
來方位上的信息。用戶程序是指挑選編程作業(yè)方法時用編程東西輸入的程序經(jīng)過預(yù)處置
后寄存在RAM的低地址區(qū)。而邏輯變量則指在RAM中若干個存儲單元中用來寄存的變量
即輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔佐繼電器、堅持繼電器、守時器、位移繼電器等。通常在PLC
中還有必定數(shù)量的數(shù)據(jù)區(qū)供數(shù)值運算、A/D、D/A、高速脈沖計數(shù)等功用運用內(nèi)部監(jiān)控、
辦理程序也要運用有些存儲單元寄存體系數(shù)據(jù)。因為不一樣類型PLC的存儲容量是不相同
的所以在技能闡明書中通常都會給出與用編程和運用存儲單元有關(guān)的目標(biāo)如輸入/
輸出繼電器的數(shù)量、堅持繼電器的數(shù)量、內(nèi)部輔佐繼電器的數(shù)量、守時器和計數(shù)器的數(shù)量、
答運用戶程度的最大長度等這些目標(biāo)都間接地反映了RAM的容量。RAM通常和鋰電池配
合運用這樣在斷電時可起到對用戶程序的保管效果。
三、 輸入/輸出接口
輸入/輸出接口起著PLC與外圍設(shè)備之間傳遞信息的效果。 一 輸入接口
PLC經(jīng)過輸入接口把工業(yè)設(shè)備或出產(chǎn)的狀況或信息輸入主機(jī)經(jīng)過用戶程序的運算和
操作將成果經(jīng)輸出接品輸出給履行機(jī)構(gòu)。通常情況下現(xiàn)場的輸入信號可所以按鈕開關(guān)、
行程開關(guān)、觸摸器的觸點以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量要經(jīng)過模/數(shù)變換
后才干輸入PLC內(nèi)。輸入接口通常由光電耦合電路和微電腦輸入接口電路組成。
光電耦合輸入接口電路的中心是光電耦合器材運用最多的是由發(fā)光二極管和光電晶
體管構(gòu)成的光電耦合器。將光電耦合電路與現(xiàn)場輸入信號銜接可有用避免現(xiàn)場的強(qiáng)電干
擾進(jìn)入到PLC中。因為信號依托光耦合在電氣上徹底阻隔所以傳輸后的信號不會反應(yīng)
到輸入端不會發(fā)生地線攪擾和其竄擾?？紤]到發(fā)光二極管的正向電阻較小通常為
100Ω-1KΩ所以其輸入阻抗較低而外界攪擾信號的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)光二極管的正向電阻
依據(jù)分壓原理可知只要在發(fā)光二極管中經(jīng)過必定量的電流時它才會發(fā)光雖然攪擾源能產(chǎn)
生較大電壓但其內(nèi)阻很大能量并不大只能發(fā)生很弱的電流所以攪擾信號遭到按捺。
依照輸入端電源類型的不一樣開關(guān)量輸入單元可分為直流輸入單元和溝通輸入單元。
1 直流輸入單元
2 溝通輸入單元
二輸出接口
PLC的輸出信號是經(jīng)過輸出接口傳送的這些信號操控現(xiàn)場的履行部件完結(jié)相應(yīng)的動作。
常見的現(xiàn)場履行部件有電磁閥、觸摸器、繼電器、信號燈、功率不大的電動機(jī)等?，F(xiàn)場
輸出接口電路由接口電路和功率驅(qū)動電路組成。
按輸出電路所用開關(guān)器材的不一樣PLC的開關(guān)量輸出單元可分為晶體管輸出單元 、
晶閘管輸出單元和繼電器輸出單元。
1 晶體管輸出 2 雙向晶閘管輸出
3 繼電器輸出 斷電器輸出型PLC的負(fù)載電源能夠依據(jù)需求選用直流或溝通。繼電器觸點電氣壽數(shù)
通常為10萬-30萬次因此在需求輸出點頻頻通斷的場合如高頻脈沖輸出應(yīng)選
用晶體管或晶閘輸出型的PLC。繼電器從線圈得電到觸點動作存在延長時間這是造
成輸出滯后于輸入的緣由之一。
在PLC的三種輸出方法中當(dāng)前以繼電器方法輸出較多。繼電器方法輸出觸摸電阻小
但其呼應(yīng)速度慢通常為毫秒級常用于低速大功率負(fù)載。晶閘管方法輸出負(fù)載電流比較大
耐壓也能夠較高呼應(yīng)速度較快而且輸出可調(diào)理壽數(shù)長常用于高速小功率負(fù)載。
四、 其他部件
一電源部件
PLC中通常有開關(guān)穩(wěn)壓電源為內(nèi)部電路供電。開關(guān)電源的輸入電壓規(guī)模寬、體積小、重
量輕、效率高、抗攪擾功用好。有的PLC能向外部供給24V直流電源可給輸入單元所連
接的外部開關(guān)或傳感器供電。
二I/O拓展端口
當(dāng)主機(jī)的I/O點數(shù)類型不能滿意用戶需求時主機(jī)能夠經(jīng)過I/O拓展端口銜接I/O拓展單
元來I/O點。沒有I/O拓展端口的PLC是不能進(jìn)行I/O點拓展的。別的經(jīng)過I/O拓展端品
還能夠銜接各種智能單元拓展PLC的功用。
三外設(shè)端口
每臺PLC都有外設(shè)端口經(jīng)過外設(shè)端口PLC可與外部設(shè)備相銜接。如銜接編程器輸入、
修正用戶程序或監(jiān)控程序的運轉(zhuǎn)有的PLC能夠經(jīng)過外設(shè)端口與其他PLC、計算機(jī)或終端設(shè)
備PT等銜接進(jìn)行通訊或連成各種網(wǎng)絡(luò)等還可用EPROM寫入器將調(diào)試好的用戶程序
寫入EPROM避免被誤改動。
四編程東西
編程東西的首要效果是用來修正程序、調(diào)試和監(jiān)控程序的履行還能夠在線測驗PLC內(nèi)
部狀況和參數(shù)與PLC進(jìn)行人機(jī)對話等。編程東西可所以專用的編程器也可所以配有專用
編程軟件包的通用計算機(jī)。
1 專用編程器
專用編程器是出產(chǎn)廠家供給的與該廠家PLC配套的編程東西。專用編程器分為簡便編程
器和圖形編程器兩種。
簡便編程器不能直接輸入梯形圖程序只能配入句子表程序且有必要與PLC相銜接。簡
易編程器有的能夠直接插在PLC主機(jī)的編程器插座上如OMRON的P型機(jī)等有的要有
專用電纜與PLC相連。
圖形編程器分為手持式和臺式可直接輸入梯形圖程序。臺式編程器具有用戶程序存儲
器可把用戶輸入的程序寄存在自個的存儲器中也可把用戶程序下載到PLC中。圖形編程
器還能供給盒式磁帶錄音機(jī)接口和打含印機(jī)接口可將用戶程序轉(zhuǎn)存到磁帶上或打印出來
有的還可帶有磁盤驅(qū)動器可將程序轉(zhuǎn)存到磁盤上。圖形編程器的長處是屏幕大顯現(xiàn)功用
強(qiáng)可是其價格昂貴。
編程器能夠不參加現(xiàn)場運轉(zhuǎn)所以一臺編程器能夠供多臺PLC運用。
2 計算機(jī)輔佐編程
當(dāng)PLC與裝有編程軟件的計算機(jī)銜接通訊時可進(jìn)行計算機(jī)輔佐編程。編程軟件的功用
很強(qiáng)能夠修正和修正用戶的程序、監(jiān)控體系運轉(zhuǎn)、打印文件、收集和剖析數(shù)據(jù)、在屏幕上
顯現(xiàn)體系運轉(zhuǎn)狀況、對工業(yè)現(xiàn)場和體系進(jìn)行仿真、將程序存到磁盤上完結(jié)計算機(jī)與PLC程
序彼此傳送等。
五智通單元
PLC富含多種智通單元智能單元自身是一個獨立的計算機(jī)體系它有自個的CPU、系
統(tǒng)程序、存儲器以及與外界相邊的接口。對組合式PLC智通單元是PLC體系的一個模塊
它與CPU單元體系總線相銜接并在CPU單元的和諧辦理下獨登時進(jìn)行作業(yè)不能與循環(huán)
掃描。
當(dāng)前已開發(fā)的常用智能單元有A/D單元、D/A單元、高速計數(shù)單元、方位操控單元、PID
操控單元、溫度操控單元和各種通訊單元等。
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