柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制
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shcydanqi 發(fā)布時(shí)間：2013-09-10 11:00:39
柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)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(dòng)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(shí)和將來(lái)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(yùn)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(dòng)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(yùn)算的電子體系專為在工業(yè)環(huán)境中運(yùn)用而設(shè)
計(jì)。它選用可編程的存儲(chǔ)器用來(lái)在內(nèi)部存儲(chǔ)履行邏輯運(yùn)算、次序操控、守時(shí)、計(jì)數(shù)和算
術(shù)運(yùn)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(chǔ)于存儲(chǔ)器中
運(yùn)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(yùn)動(dòng)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(jì)算機(jī)體系其硬件組成與計(jì)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(chǔ)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(gè)箱體內(nèi)構(gòu)成主機(jī)。別的還有獨(dú)立的I/O拓展單元與主機(jī)配
合運(yùn)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(guò)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(yùn)算器、存儲(chǔ)器和總線等組成通常都集成在一塊芯片上。不一樣型
號(hào)的PLC運(yùn)用不一樣的CPU部件制作廠家運(yùn)用CPU部件的體系指令編定體系程序并固化
到只讀存儲(chǔ)器ROM中。CPU按體系程序賦予的功用接納編程器或計(jì)算機(jī)等編程?hào)|西
輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)并存入隨機(jī)存儲(chǔ)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(gè)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(hào)用戶程序和數(shù)據(jù)送到PLC中儲(chǔ)存起來(lái)
2、 查看電源、存儲(chǔ)器、I/O的狀況確診用戶程序的語(yǔ)法錯(cuò)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(yùn)轉(zhuǎn)停止。
PLC除了可處于運(yùn)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(duì)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(jì)算機(jī) 操控體系現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)程
圖.組合式PLC組成 統(tǒng)的監(jiān)控也可經(jīng)過(guò)編程器和計(jì)算機(jī)修正或改動(dòng)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(gè)是主處置器用來(lái)處置字節(jié)操作
指令操控體系總線監(jiān)督掃描時(shí)間統(tǒng)一辦理編程接口另一個(gè)是從處置器專門用來(lái)
處置操作指令合作操作體系完結(jié)PLC編程言語(yǔ)向機(jī)器言語(yǔ)變換是加速PLC作業(yè)處置速
度的要害。
二、 存儲(chǔ)器
PLC的存儲(chǔ)器是用來(lái)寄存體系程序、用戶程序和作業(yè)數(shù)據(jù)的。寄存運(yùn)用軟件的存儲(chǔ)器
稱為用戶程序存儲(chǔ)器寄存體系程序的存儲(chǔ)器稱為體系程序存儲(chǔ)器。
一 體系程序存儲(chǔ)器
PLC廠家依據(jù)CPU部件的指令體系編寫的程序?yàn)轶w系程序它固化在ROM和EPROM
中。存儲(chǔ)在ROM和EPROM中的內(nèi)容在斷電情況下堅(jiān)持不變。
體系程度存儲(chǔ)器寄存內(nèi)容包含體系作業(yè)程序監(jiān)控程序、模塊化運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)其間程序但這些內(nèi)容用戶無(wú)法直接存
取它和硬件一同決議了該P(yáng)LC的各項(xiàng)功用。
二 用戶程序存儲(chǔ)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(chǔ)器就
是指用戶存儲(chǔ)器不一樣PLC商品的存儲(chǔ)容量各不相同。用戶程序存儲(chǔ)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(shí)會(huì)不見(jiàn)所以當(dāng)前通常選用鋰電池在PLC
斷電時(shí)保管其內(nèi)容直到用戶需求修正時(shí)停止。用戶程序存儲(chǔ)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(chǔ)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)
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(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)方法則監(jiān)控
程序?qū)l(fā)動(dòng)用戶程序。ROM的容量與PLC的雜亂程度有關(guān)。
2 隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM
RAM是可讀寫的存儲(chǔ)器。讀出時(shí)RAM 中的內(nèi)容不被損壞而寫入的信息就會(huì)掩蓋原
來(lái)方位上的信息。用戶程序是指挑選編程作業(yè)方法時(shí)用編程?hào)|西輸入的程序經(jīng)過(guò)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(gè)存儲(chǔ)單元中用來(lái)寄存的變量
即輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔佐繼電器、堅(jiān)持繼電器、守時(shí)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(yùn)算、A/D、D/A、高速脈沖計(jì)數(shù)等功用運(yùn)用內(nèi)部監(jiān)控、
辦理程序也要運(yùn)用有些存儲(chǔ)單元寄存體系數(shù)據(jù)。因?yàn)椴灰粯宇愋蚉LC的存儲(chǔ)容量是不相同
的所以在技能闡明書中通常都會(huì)給出與用編程和運(yùn)用存儲(chǔ)單元有關(guān)的目標(biāo)如輸入/
輸出繼電器的數(shù)量、堅(jiān)持繼電器的數(shù)量、內(nèi)部輔佐繼電器的數(shù)量、守時(shí)器和計(jì)數(shù)器的數(shù)量、
答運(yùn)用戶程度的最大長(zhǎng)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(yùn)用這樣在斷電時(shí)可起到對(duì)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(guò)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(guò)用戶程序的運(yùn)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(chǎng)的輸入信號(hào)可所以按鈕開關(guān)、
行程開關(guān)、觸摸器的觸點(diǎn)以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量要經(jīng)過(guò)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(yùn)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(chǎng)輸入信號(hào)銜接可有用避免現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干
擾進(jìn)入到PLC中。因?yàn)樾盘?hào)依托光耦合在電氣上徹底阻隔所以傳輸后的信號(hào)不會(huì)反應(yīng)
到輸入端不會(huì)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(hào)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(guò)必定量的電流時(shí)它才會(huì)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(hào)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(hào)是經(jīng)過(guò)輸出接口傳送的這些信號(hào)操控現(xiàn)場(chǎng)的履行部件完結(jié)相應(yīng)的動(dòng)作。
常見(jiàn)的現(xiàn)場(chǎng)履行部件有電磁閥、觸摸器、繼電器、信號(hào)燈、功率不大的電動(dòng)機(jī)等?，F(xiàn)場(chǎng)
輸出接口電路由接口電路和功率驅(qū)動(dòng)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(diǎn)電氣壽數(shù)
通常為10萬(wàn)-30萬(wàn)次因此在需求輸出點(diǎn)頻頻通斷的場(chǎng)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(diǎn)動(dòng)作存在延長(zhǎng)時(shí)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(jí)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(zhǎng)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(diǎn)數(shù)類型不能滿意用戶需求時(shí)主機(jī)能夠經(jīng)過(guò)I/O拓展端口銜接I/O拓展單
元來(lái)I/O點(diǎn)。沒(méi)有I/O拓展端口的PLC是不能進(jìn)行I/O點(diǎn)拓展的。別的經(jīng)過(guò)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(tái)PLC都有外設(shè)端口經(jīng)過(guò)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(yùn)轉(zhuǎn)有的PLC能夠經(jīng)過(guò)外設(shè)端口與其他PLC、計(jì)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(dòng)。
四編程?hào)|西
編程?hào)|西的首要效果是用來(lái)修正程序、調(diào)試和監(jiān)控程序的履行還能夠在線測(cè)驗(yàn)PLC內(nèi)
部狀況和參數(shù)與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話等。編程?hào)|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(jì)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?hào)|西。專用編程器分為簡(jiǎn)便編程
器和圖形編程器兩種。
簡(jiǎn)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(jiǎn)
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(tái)式可直接輸入梯形圖程序。臺(tái)式編程器具有用戶程序存儲(chǔ)
器可把用戶輸入的程序寄存在自個(gè)的存儲(chǔ)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(lái)
有的還可帶有磁盤驅(qū)動(dòng)器可將程序轉(zhuǎn)存到磁盤上。圖形編程器的長(zhǎng)處是屏幕大顯現(xiàn)功用
強(qiáng)可是其價(jià)格昂貴。
編程器能夠不參加現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)所以一臺(tái)編程器能夠供多臺(tái)PLC運(yùn)用。
2 計(jì)算機(jī)輔佐編程
當(dāng)PLC與裝有編程軟件的計(jì)算機(jī)銜接通訊時(shí)可進(jìn)行計(jì)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(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)狀況、對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和體系進(jìn)行仿真、將程序存到磁盤上完結(jié)計(jì)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(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)體系它有自個(gè)的CPU、系
統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器以及與外界相邊的接口。對(duì)組合式PLC智通單元是PLC體系的一個(gè)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(dú)登時(shí)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(jì)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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