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plc开关量输出类型大致分为三种,继电器输出型、晶体管输出型和可控硅输出型. R-继电器;T-晶体管
继电器输出交流直流都可以,晶体管常见有5vdc和24vdc输出,可控硅比较少见,只有特殊输出型号才有.
考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广(可接市电)、负载能力大,导通压降小,承受瞬时电压和过电流的能力较强,但寿命短、响应时间较长、动作速度较慢等.
晶体管输出(可分PNP、NPN型)优点是通断速度快(脉冲输出,适合高频),一般为0.2ms左右;寿命长;缺点是工作电压低(不能接市电);负载能力弱,300mA左右。
控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面,对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量,包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等,都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统,以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
控制系统其实从20世纪40年代就开始使用了,早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了控制系统的前身。以PLC和DCS为代表,从70年****始应用以来,在冶金、电力、石油、化工、轻工等工业过程控制中获得迅猛的发展。从90年****始,陆续出现了现场总线控制系统、基于PC的控制系统等,将简要介绍各种常见的控制系统,并分析控制系统的演进过程和发展方向。
70年代中期,由于设备大型化、工艺流程连续性要求高、要控制的工艺参数增多,而且条件苛刻,要求显示操作集中等,使已经普及的电动单元组合仪表不能完全满足要求。
在以后的近30年间,DCS先与成套设备配套,而后逐步扩大到工艺装置改造上,与此同时,也分成大型DCS和中小型DCS两类产品,使其性能价格比更具有竞争力。DCS产品虽然在原理上并没有多少突破,但由于技术的进步、外界环境变化和需求的改变,共出现了三代DCS产品。1975年至80年代前期为代产品,80年代中期至90年代前期为第二代产品,90年代中期至21世纪初为第三代产品。
DCS系统中,控制站作为一个完整的计算机,它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备,以及过程输入/输出(PI/O),包括信号变换与信号调理,A/D、D/A转换。控制站是整个DCS的基础,它的可靠性和安全性为重要,死机和控制失灵的现象是不允许的,而且冗余、掉电保护、抗干扰、构成防爆系统等方面都应很有效而可靠,才能满足用户要求。
关于DCS控制站的系统软件,包括实时操作系统、编程语言及编译系统、数据库系统、自诊断系统等,只是完善程度不同而已。
PLC通常根据CPU所带的I/O点数的规模分为微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。各种规模分类标准如附表所示。
一套典型的PLC通常包括CPU模块、电源模块和一些输入/输出模块,这些模块被插在一块背板上。如果配置增加,可能会包括一个操作员界面、监控计算机、通讯模块、软件以及一些可选的特殊功能模块。可编程控制器不仅容易安装,占用空间小,能源消耗小,带有诊断指示器可以帮助故障诊断,而且可以被重复使用到其它的项目中去。尽管有PLC的功能,如运行速度、接口种类、数据处理能力已经获得了很大的提高,但PLC一直保持了其初设计的原则,那就是简单至上的原则。
·采用新的的微处理器和电子技术达到快速的扫描时间;·小型的、低成本的PLC,可以代替四到十个继电器;
电源供应电路:电源供应电路部分电路是向整个电路板中各个单元电路提供能量的一部分电路,它工作在高电压、大电流的环境下,是容易出故障的一部分电路。
电源供应电路的功用是:将220VAC或380VAC交流电转换成电路板所需的各种不同等级、输出电压恒定的+5V. 12V. 15V. 18V. 24V等级别的直流电。
输入接口电路:输入接口电路是电路板和外界进行信息交换和沟通的一部分电路,它可以将人们想要对电路板所说的话或要办的事转化成电路板中微处理器能够识别的电信号。例如:我们在监控温度高低时,你如果用咱们平常人与人交流的语言说给微处理器听,温度高了,请把它调低一一些, 微处理是听不懂咱们说的话的,这时,我们可以通过接口电路先用热敏电阻或热电偶元件将温度信号转成电信号,然后在对所转换出电信号进行处理,就可以得到微处理器可以识别的电信号了。这样的话微处理器明白了我们要它处理的事项后,他就可以按照我们的意图去做了。其它的像光照度、压力、风力、液位、位置、等信号都是同样道理。
输入接口电路的功能是:将人们想要对电路板所说的话或要办的事转化成电路板中微处理器能够识别的电平信号。
PLC是采用"顺序扫描,不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时,CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步号(或地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。然后重新返回条指令,开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段:以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将写入各对应的输入状态寄存器中,即刷新输入。随即关闭输入端口,进入程序执行阶。PLC在程序执行阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,经相应的运算和处理后,其结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段:当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过一定的式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。PLC的工作过程,PLC的运行方式初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置,但这两者的运行方式是不相同的:
(1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式,即如果这个继电器的线圈通电或断电,该继电器所有的触点(包括其常开或常闭触点)在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。
(2)PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式,即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开,该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作,等扫描到该触点时才会动作。