爱默生模块,泉州经营A6110
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目前,在国内外PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业,随着PLC性能价格比的不断提高,其应用领域不断扩大。从应用类型看,PLC的应用大致可归纳为以下几个方面:
开关量逻辑控制
利用PLC基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制,可以取代传统的继电器控制,用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等,例如:机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是PLC基本的应用,也是PLC更广泛的应用领域。
运动控制
大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。这一功能广泛用于机械设备,如对机床、装配机械、机器人等进行运动控制。
过程控制
大、中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能,有的小型PLC也具有模拟量输入输出。所以PLC可实现模拟量控制,而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制,用于过程控制。这一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。
用于模拟量操控
模拟量,如电流、电压、温度、压力等等,它的大小是接连改变的。工业生产,特别是接连型生产过程,常要对这些物理量进行操控。
作为一种工业操控电子设备,PLC若不能对这些量进行操控,那是一大不足,为此各PLC厂家都在这方面进行大量的开发。现在,不只大型、中型机能够进行模拟量操控,便是小型机,也能进行这样的操控。PLC进行模拟量操控,要装备有模拟量与数字量彼此转化的A/D、D/A单元。它也是I/O单元,不过是特别的I/O单元。
A/D单元是把外电路的模拟量,转化成数字量,然后送入PLC;D/A单元,是把PLC的数字量转化成模拟量,再送给外电路。作为一种特别的I/O单元,它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路阻隔、与输入输出继电器(或内部继电器,它也是PLC作业内存的一个区,可读写)交流信息等等特点。
DCS系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络,因此,数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和性。数据公路的媒体可以是:一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。
通过数据公路的设计参数,基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。
为通信的完整,大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。
为了系统的性。使用了复杂的通信规约和检错技术,所谓通信规约就是一组规则,用以所传输的数据被接收,并且被理解的和发送的数据一样。
目前在DCS系统中,一般使用两类通信手段,即同步的和异步的,同步通信依靠一个时钟来调节数据的传输和接收,异步网络采用没有时钟的报告系统。
DCS系统的特点:
可靠性
DCS系统的设计基本上都会采用冗余设计,冗余的含义就是将系统的重要设备,CPU及模块,采用一用一备的形式进行设计,当某一CPU或模块出现故障时,备用的设备马上进行工作,或者可以选择两者同时工作,这样就减少了因为关键设备发生故障导致的系统瘫痪。
开放性
系统采用开放式平台,系统化、模块化、标准化,各个互联的计算机系统可以通过以太网等通讯方式实现集中互联,互相访问,当有增减系统的需要时,直接可以对系统的模块进行增减,对于系统设计与维护更加方便。
模块化
DCS系统发展到现在,更倾向于模块化的设计,所有的核心设备都变成了模块化的设计,比如CPU,电源,I/O模块,通讯模块、AI/AO模块,这些设备,都被设计成了立的模块,一个机柜的组装,只需要将模块的底座安装后,将相应的模块安装到底座上,就实现了硬件的安装了。每个模块都集成了自己的CPU,都带处理功能,处理速度更加快速,同时各个模块之间互不干扰,在某个模块出现问题,不会影响其他模块,并且支持带电热插拔。
PLC的硬件主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中,CPU是PLC的核心,输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路,通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接.
对于整体式PLC,所有部件都装在同一机壳内;对于模块式PLC,各部件立封装成模块,各模块通过总线连接,安装在机架或导轨上,其组成框图如图2所示。无论是哪种结构类型的PLC,都可根据用户需要进行配置与组合。
尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样,但各部分的功能作用是相同的。
同一般的微机一样,CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同,常用有三类:通用微处理器(如Z80、8086、80286等)、单片微处理器(如8031、8096等)和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器;中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器;大型PLC大多采用高速位片式微处理器。