一體化可編程式控制制器
⑴ 機電一體化系統都有哪些結構組成
結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、職能組成要素五大組成要素有機結合而成。
1、機械本體(結構組成要素):是系統的所有功能要素的機械支持結構,一般包括有機身、框架、支撐、聯接等。
2、動力驅動部分(動力組成要素):依據系統控制要求,為系統提供能量和動力以使系統正常運行。
3、測試感測部分(感知組成要素):對系統的運行所需要的本身和外部環境的各種參數和狀態進行檢測,並變成可識別的信號,傳輸給信息處理單元,經過分析、處理後產生相應的控制信息。
4、控制及信息處理部分(職能組成要素):將來之測試感測部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理後,按照信息處理結果和規定的程序與節奏發出相應的指令,控制整個系統有目的的運行。
5、執行機構(運動組成要素):根據控制及信息處理部分發出的指令,完成規定的動作和功能。
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⑶ 可編程式控制制器有哪幾種結構形式各適用於什麼類型的負載
你是說輸出形式嗎?有3種,繼電器,晶體管,晶閘管.繼電器輸出帶交直流負載都可以,但觸頭動作時間長.晶體管輸出帶直流負載,運作速度快,但過負載能力差,驅動電流小.晶閘管輸出帶交流負載,驅動電流一般,過負載能力差.
如果單說PLC的外形結構,有一體化的和可組裝式的兩種.
⑷ 機電一體化技術都有哪些應用
機電一體化技術的應用:
一、可編程式控制制器的一般原理及組成
(一)概述
可編程式控制制器的起源可以追溯到20世紀60年代。美國通用汽車(GM)公司為了適應汽車型號不斷更新的需要,提出希望有這樣一種控制設備:
(1)它的繼電控制系統設計周期短,接線簡單,成本低。
(2)它能把計算機的許多功能和繼電控制系統結合起來,但編程又比計算機簡單易學、操作方便。
(3)系統通用性強。
1969年美國DEC公司研製出第一台可編程式控制制器,用在GM公司生產線上獲得成功。其後日本、德國等相繼引入,可編程式控制制器迅速發展起來。但這一時期它主要用於順序控制,雖然也採用了計算機的設計思想,但實際上只能進行邏輯運算,故稱為可編程邏輯控制器,簡稱PLC(ProgrammableLogicController)。
進入20世紀80年代,隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發展,才使得可編程式控制制器有突飛猛進的發展。其功能已遠遠超出邏輯控制、順序控制的范圍,故稱可編程式控制制器簡稱PC(ProgratamableController)。但由於PC容易和個人計算機(PersonalComputer)混淆,故人們仍習慣地用PLC作為可編程式控制制器的縮寫。
目前PLC功能日益增強,可進行模擬量控制、位置控制。特別是遠程通信功能的實現,易於實現柔性加工和製造系統(FMS),使得PLC如虎添翼。無怪乎有人將PLC稱為現代工業控制的三大支柱(即:PLC、機器人和CAD/CAM)之一。
目前PLC已廣泛應用於冶金、礦業、機械、輕工等領域,為工業自動化提供了有力的工具,加速了極點一體化的實現。
二、PLC的基本結構及工作原理
(一)PLC的基本結構
PLC生產廠家很多,產品結構也各不相同,但其基本組成部分大致相同。PLC採用了典型的計算機結構,主要包括CPU、RAM、ROM和輸入、輸出介面電路等。其內部採用匯流排結構,進行數據和指令的傳輸。如果把PLC看作一個系統,該系統由輸入變數一PLC一輸出變數組成,外部的各種開信號、模擬信號、感測器檢測的各種信號據均作為PLC的輸入變數,它們經PLC外部輸入到內部寄存器中,經PLC內部邏輯運算或其他各種運算、處理後送到輸出端子,它們是PLC的輸出變數。由這些輸出變數對外圍設備進行各種控制。這里可以將PLC看作一個中間處理器或變換器,以將輸入變數變換為輸出變數。
下面具體介紹各部分作用。
1、CPU
CPU是中央處理器(CentreProcessingUnit)的英文縮寫。它作為整個PLC的核心,起著總指揮的作用,它主要完成以下功能:
(1)將輸入信號送入PLC中存儲起來。
(2)按存放的先後順序取出用戶指令,進行編譯。
(3)完成用戶指令規定的各種操作。
(4)將結果送到輸出端。
(5)響應各種外圍設備(如編程器、列印機等)的請求。
目前PLC中所用的CPU多為單片機,在高檔機中現已採用16位甚至32位CPU,功能極強。
2、存儲器
PLC內部存儲器有兩類:一類是RAM(即隨機存取存儲器),可以隨時由CPU對它進行讀出、寫入;另一類是ROM(即只讀存儲器),CPU只能從中讀取而不能寫入。RAM主要用來存放各種暫存的數據、中間結果及用戶正在調試的程序,ROM主要存放監控程序及用戶已經調試好的程序,這些程序都事先燒在ROM晶元中,開機後便可運行其中程序。
3、輸入、輸出介面電路
它起著PLC和外圍設備之間傳遞信息作用。為了保證PLC可靠工作,設計者在PLC的介面電路上採取了不少措施。這些介面電路有以下特點:
(1)輸入採用光電耦合電路,可大大減少電磁干擾。
(2)輸出也採用光電隔離並有三種方式,即繼電器、晶體管和晶閘管。這使得PLC可以適合各種用戶的不同要求。如低速、大功率負載一般採用繼電器輸出;高速大功率則採用晶閘管輸出;高速小功率可以用晶體管輸出等等。而且有些輸出電路做成模塊式,可插拔,更換起來十分方便。
除了上面介紹的幾個主要部分外,PLC上還配有和各種外圍設備的介面,均採用插座引出到外殼上,可配接編程器、列印機、錄音機以及A/D、D/A、串列通信模塊,可以十分方便地用電纜進行連接。
(二)PLC的工作原理
PLC雖具有微機的許多特點,但它的工作方式卻與微機有很大不同。微機一般採用等待命令的工作方式,如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式,有鍵按下或I/O動作,則轉入相應的子程序,無鍵按下,則繼續掃描。PLC則採用循環掃描工作方式。在PLC中,用戶程序按先後順序存放。
PLC從第一條指令開始執行程序,直至遇到結束符後又返回第一條。如此周而復始不斷循環。每一個循環稱為一個掃描周期。若輸入變數在掃描刷新周期發生變化,則本次掃描周期中輸出變數相對應的輸入產生了響應。反之,若輸入變數刷新之後,輸入變數才發生變化,則本次周期的輸出不變,即不響應,而要到下一次掃描期問輸出才會產生響應。由於PLC採用循環掃描的工作方式,所以它的輸出對於輸入的響應速度要受到掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決於這幾個因素:一是CPU執行指令的速度;二是每條指令佔用的時間;三是指令條數的多少,即程序長短。
對於慢速控制系統,響應速度常常不是主要的,故這種工作方式不但沒有壞處反而可以增強系統抗干擾能力。因為干擾常是脈沖式的,短時的,而由於系統響應較慢,常常要幾個掃描周期才響應一次,而多次掃描後,瞬間干擾所引起的誤動作將會大大減少,故增強了抗干擾能力。
但對於時間要求交嚴格、響應速度要求較快的系統,這一問題就須慎重考慮。應對響應時間作出精確的計算,精心編排程序,合理安排指令的順序,以盡量減少掃描周期造成的響應延時等不良影響。
總之,採用循環掃描的工作方式,是PLC區別於微機和其他控制設備的最大特點。
(三)PLC的特點
PLC的特點可以大致歸納如下:
(1)抗干擾能力強和可靠性高。PLC的設計者採取了各種措施來提高可靠性,主要有這樣幾個方面:
①輸入、輸出均採用光電隔離,提高了抗干擾能力。
②主機的輸入電源和輸出電源均可相互獨立,減少了電源間干擾。
③採用循環掃描工作方式。提高抗干擾能力。
④內部採用「監視器」電路,以保證CPU可靠地工作。
⑤採用密封防塵抗振的外殼封裝及內部結構,可適應惡劣環境。
由於採取了這些措施,使得PLC有很強的抗干擾能力,實驗證明一般可抗1kV、1μs的窄脈沖干擾。其平均無故障時間(MTBF)一般可達5~10萬h。
(2)採用模塊化組合式結構,使系統構成十分靈活,可根據需要任意組合,易於維修,易於實現分散式控制。
(3)編程語言簡單易學,便於普及。PLC採用面向控制過程的編程語言,簡單、直觀,易學易記,沒有微機基礎的人也很容易學會,故適於在工礦企業中推廣。
(4)可進行在線修改,柔性好。
(四)PLC的應用場合
PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械製造、汽車裝卸、造紙、紡織、環保及娛樂等各行各業。它的應用大致可分為以下幾種類型:
(1)採用開光邏輯控制。這是PLC最基本的應用范圍。可用PLC取代傳統繼電控制,如機床電氣、電機控制中心等,也可取代順序控制,如高爐上料、電梯控制、貨物存取、運輸、檢測等。總之,PLC可用於單機、多機群以及生產線的自動化控制。
(2)用於機械加工的數字控制。PLC和計算機數控(NCN)裝置組合成一體,可以實現數值控制,組成數控機床。
(3)用於機器人控制,可用一台PLC實現3~6軸的機器人控制。
(4)用於閉環過程式控制制。現代大型PLC都配有PID字程序或PID模塊,可實現單迴路、多迴路的調節控制。
(5)用於組成多極控制系統,實現工廠自動化網路。
(6)目前在我國鐵路客車的自動控制和行車安全檢測等得到廣泛應用,是我國鐵路客車裝備和技術的發展方向。
⑸ 可編程式控制制器在機電一體化中的應用
機電一體化是機械與電氣控制緊密結合的產品,對於電氣控制來說可編程式控制制以其編程便捷、介面通用和工業環境適應性等特點支撐著整個控制核心,是機電一體化產品中重要的器件。
⑹ 可編程式控制制器的主要特點
PLC的主要特點如下。
1.可靠性高,抗干擾能力強
PLC是專為工業環境而設計的,其可靠性高,抗干擾能力強,其平均故障間隔時間可達5年以上,主要體現在:
1)對元器件進行嚴格篩選和老化,I/O介面電路採用光電隔離。
2)結構上考慮耐熱、防潮、防塵和抗震的要求。
3)硬體上採用隔離、屏蔽、濾波和接地等措施。
4)軟體上採用數字濾波等抗干擾和故障診斷措施。
5)工作方式採用循環掃描方式。
2.功能完善
PLC除基本邏輯處理功能外,配合特殊的功能模塊可用於數字控制領域,並可實現與上位機的通信。在各種工業控制領域,都可應用PLC實現控制的要求。
3.易操作
PLC具有易操作的特點,主要體現在:
1)程序輸入和更改方便。
2)多種程序設計語言可供使用。
3)自診斷功能使維修方便。
4.靈活性和可擴展性強
PLC的靈活性表現在下列三個方面:
1)採用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、菜單圖、功能模塊圖和語言描述編程語言,只要掌握其中一種語言就可以進行編程。
2)根據應用規模的不斷擴展,即可進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。
3)設計、編程和安裝的工作量減少,易實現過程監視和控制。
⑺ 機電一體化中PLC是什麼
可編程邏輯控制器PLC = Programmable logic Controller,可編程邏輯控制器,一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境應用而設計的。它採用一類可編程的存儲器,用於其內部存儲程序,執 行邏輯運算,順序控制,定時,計數與算術操作等面向用戶的指令,並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。是工業控制的核心部分 PLC = Programmable Logic Controller,可編程式控制制器
⑻ 什麼叫可編程式控制制器,它的特點是什麼
中文名稱:可編程式控制制器
英文名稱:programmable controller
「PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它採用可以編製程序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令,並能通過數字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易於與工業控制系統形成一個整體,易於擴展其功能的原則而設計。」
可編程式控制制器 - PLC的特點
集成電路式樣1可靠性高,抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。
PLC由於採用現代大規模集成電路技術,採用嚴格的生產工藝製造,內部電路採取了先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗餘CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說,使用PLC構成控制系統,和同等規模的繼電接觸器系統相比,電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC帶有硬體故障自我檢測功能,出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟體中,應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣,整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。
2配套齊全,功能完善,適用性強
PLC發展到今天,已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。可以用於各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外,現代PLC大多具有完善的數據運算能力,可用於各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現,使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展,使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。
3易學易用,深受工程技術人員歡迎
PLC作為通用工業控制計算機,是面向工礦企業的工控設備。它介面容易,編程語言易於為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近,只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。
4系統的設計、建造工作量小,維護方便,容易改造
PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設備外部的接線,使控制系統設計及建造的周期大為縮短,同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。
5體積小,重量輕,能耗低
以超小型PLC為例,新近出產的品種底部尺寸小於100mm,重量小於150g,功耗僅數瓦。由於體積小很容易裝入機械內部,是實現機電一體化的理想控制設備。
⑼ 為什麼說可編程式控制制器是三電一體化設備的一種選擇
PLC的主要特點如下。 1.可靠性高,抗干擾能力強 PLC是專為工業環境而設計的,其可靠性高,抗干擾能力強,其平均故障間隔時間可達5年以上,主要體現在: 1)對元器件進行嚴格篩選和老化,I/O介面電路採用光電隔離。 2)結構上考慮耐熱、防潮、防塵
⑽ 電梯一體化控制器控制手冊
形圖與電氣原理圖較為接近,容易掌握和理解;c.維修方便PLC具有的自診斷功能對維修人員維修;(3)靈活性,PLC的靈活性表現在以下幾個方面:;a.編程的靈活性;b.擴展的靈活性;c.操作的靈活性;顯然可見PLC控制相對於繼電器控制來說,無論是在;2.1.3電梯變頻調速控制的特點;隨著電力電子技術、微電子技術和計算機技術的飛速發;變頻調速電梯的特點:;(1)電形圖與電氣原理圖較為接近,容易掌握和理解。採用布爾助記符編程語言時,十分有助於編程人員的編程。c.維修方便PLC具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。當系統發生故障時,通過硬體和軟體的自診斷,維修人員可以很快的找到故障的位置,以便維修。(3)靈活性,PLC的靈活性表現在以下幾個方面:a.編程的靈活性。PLC採用的編程語言有梯形圖,布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言編程方法的多樣性使編程方便,應用面拓展。b.擴展的靈活性。PLC的擴展靈活性是它的一個重要特點。它可根據應用的規模不同,即可進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。c.操作的靈活性。操作十分靈活方便,監視和控制變得十分容易。顯然可見PLC控制相對於繼電器控制來說,無論是在硬體接線方面,還是在軟體編程方面;無論是在設計安裝方面,還是在故障維修方面;無論是在控制精度方面,還是在安全可靠方面都要好的多。而PLC又是以單片機為內核的控制器,在單一的設備上的性能也許比較好,可是無法擴展,在科技高速發展的時代,設備隨時可能更新換代,這樣一個昂貴的PLC將失去作用,所以用微型計算機代替可編程式控制制器是必要的。