当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段(即:输入、执行、输出)。
完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
(一)
输入采样阶段
在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
(二)
用户程序执行阶段
在执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
(三)
输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。
PLC工作过程:
1、公共处理:复位监视定时器,进行硬件检查、用户内存检查等。
2、程序执行:CPU按先左后右,先上后下的顺序对每条指令进行解释、执行,根据输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出各继电器状态,根据逻辑关系进行运算,将结果写入元件映像寄存器。
3、扫描周期计算处理。
4、I/O刷新。
读输入点的状态,并写入输入映像寄存器。将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出送到输出点。
5、外设端口服务。
访问外设端口连接的外部设备。
扩展资料:
PLC的CPU不能直接与外部接线端子联系。送到PLC输入端子上的输入信号,经电平转换、光电隔离、滤波处理等一系列电路进入缓冲器等待采样,没有CPU的采样信号,外部信号不能进入映像寄存器。
在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应映像寄存器内。在此,输入映像寄存器被刷新。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。
在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。直至下一个扫描周期的输入采样阶段。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
PLC有两种基本的工作模式,即运行(RUN)模式与停止(STOP)模式。在运行模式,PLC通过反复执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号,用户程序不是只执行一次,而是不断地重复执行,直至PLC停机或切换到STOP工作模式。
除了执行用户程序外,在每次循环过程中, PLC还要完成内部处理、通信处理等工作,一次循环可分为5个阶段(见图1-5)。PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度极高,从外部输入-输出关系来看,处理过程似乎是同时完成的。
在内部处理阶段,PLC检查CPU.模块内部的硬件是否正常,将监控定时器复位,以及完成一些其它内部工作。
在通信服务阶段,PLC与其它的带微处理器的智能装置通信,响应编程器键入的命令,更新编程器的显示内容。
当PLC处于停止(STOP)模式时,只执行以上的操作。PLC处于运行(RUN)模式时,还要完成另外三个阶段的操作。
在PLC的存储器中,设置了一片区域用来存放输入信号和输出信号的状态,它们分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器。PLC梯形图中的其他编程元件也有对应的映像存储区,它们统称为元件映像寄存器。
在输入处理阶段,PLC把所有外部输入电路的接通,断开状态读入输入映像寄存器。 外部输入电路接通时,对应的输入映像寄存器为l状态,梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通,常闭触点断开。外部输入触点电路断开时,对应的输入映像寄存器为0状态,梯形图中对应的输入继电器的常开触点断开,常闭触点接通。
某一编程元件对应的映像寄存器为l状态时,称该编程元件为ON,映像寄存器为0状态时,称该编程元件为OFF。
在程序执行阶段,即使外部输入信号的状态发生了变化,输入映像寄存器的状态也不会随之而变,输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。
PLC的用户程序由若干条指令组成,指令在存储器中按步序号顺序排列。在没有跳转指令时,CPU从第一条指令开始,逐条顺序地执行用户程序,直到用户程序结束之处。在执行指令时,从输入映像寄存器或别的元件映像寄存器中将有关编程元件的0/1状态读来,并根据指令的要求执行相应的逻辑运算,运算的结果写入到对应的元件映像寄存器中,因此,各编程元件的映像寄存器(输入映像寄存器除外)的内容随着程序的执行而变化。
在输出处理阶段,CP/7将输出映像寄存器的0/1状态传送到输出锁存器。梯形图中某一输出继电器的线圈“通电”时,对应的输出映像寄存器为1状态。信号经输出模块隔离和功率放大后,继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电,其常开触点闭合,使外部负载通电工作。
若梯形图中输出继电器的线圈“断电”,对应的输出映像寄存器为0状态,在输出处理阶段之后,继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈断电,其常开触点断开,外部负载断电,停止工作。
对于用户来说,在编写用户程序或选择设备时,必须清楚下面介绍的三个阶段,即用户程序执行过程的原理。PLC采用集中处理的方法,即对输入扫描信号、执行用户程序和输出刷新都采用集中分批处理的工作方式。(1)输入扫描在这一阶段中,PLC以扫描方式读入所有输入端子上的输入信号,并将输入信号存入输入映像区,输入映像存储器被刷新。在程序执行阶段和输出刷新阶段中,输入映像存储器与外界隔离,其内容保持不变,直至下一个扫描周期的输入扫描阶段,才被重新读入的输入信号刷新。可见,PLC在执行程序和处理数据时,不直接使用现场当时的输入信号,而使用本次采样时输入到映像区中的数据。如果输入设备能使PLC输入端形成闭合回路,对应输入端编号的内部输入继电器内保存为“1”,即相当于继电器线圈导通。在程序执行过程中,该编号对应的触点动作;如果输入设备能使输入开路,则对应输入端编号的内部输入继电器内保存为“0”,即相当于继电器线圈没导通,在程序执行过程中,该编号对应的触点不动作。如果在PLC处于非输入扫描的阶段,PLC外的输入设备状态发生了变化,内部输入继电器也不会发生变化,要等到下一个输入扫描阶段才能根据此时的输入状态来刷新。所以,对于少于十几毫秒的输入信号,经常采集不到。(2)执行程序在执行用户程序过程中,PLC按梯形图程序顺序自上而下、从左至右逐个扫描执行,即按助记符指令表的先后顺序执行。但遇到程序跳转指令,则根据跳转条件是否满足来决定程序跳转地址。程序执行过程中,PLC从输入映像区中取出输入变量的当前状态,然后进行由程序确定的逻辑运算或其他运算,根据程序指令将运算结果存入相应的内部继电器中,包括输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等。输出继电器的信号存放在输出映像区,即输出继电器与PLC外部的同编号的输出点对应。在程序执行过程中,同一周期内,前面的逻辑结果影响后面的触点,即后执行的程序可能用到前面的最新中间运算结果;但同一周期内,后面的运算结果不影响前面的逻辑关系。该扫描周期内除输入继电器以外的所有内部继电器的最终状态(导通与否),将影响下一个扫描周期各触点的开与闭。(3)输出刷新程序执行阶段的运算结果被存入输出映像区,而不送到输出端口上。在输出刷新阶段,PLC将输出映像区中的输出变量送入输出锁存器,然后由锁存器通过输出模块产生本周期的控制输出。如果内部输出继电器的状态为“1”,则输出继电器触点闭合。全部输出设备的状态要保持一个扫描周期。
从直观的角度来划分的话,有以下几个部分:
1PC机或者工控机(IPC机):用于工艺操作人员进行操作或着仪表工程师进行编程组态。
2控制器:不解释。
3I/O卡件:用于现场各种仪表信号(模拟量输入/输出、开关量输入/输出、通讯信号等等)与PLC进行连接。
4通讯网络:一般为2部分。第一为上位PC机与控制器之间的网络,通常采用以太网。第二为控制器与IO卡件之间的网络,通常为PLC自己专用的通讯网络,不同品牌的PLC采用的网络协议不尽相同。
5电源系统:包括PLC总电源(UPS或市电)以及为现场仪表提供电源的直流24V电源。
6辅助设施:继电器、接线端子、安全栅等。
总结一下,更直观的划分可分为两部分,第1条为第一部分。剩下的为第二部分,因为第2到第6条的内容全部是集成在控制机柜里面的。
PLC有多种形式,而且功能也不尽相同。分类时,一般按以下原则来考虑。
(一)按I/O点数容量分类: 按PLC的输入、输出点数的多少可将PLC分为以下三类。
(1)小型机 小型机PLC的功能一般以开关量控制为主,小型PLC输入、输出点数一般在256点以下,用户程序存储器容量在4K左右。现在的高性能小型PLC还具有一定的通讯能力和少量的模拟量处理能力。这类的PLC的特点是价格低廉,体积小巧,适合于控制单台设备和开发机电一体化产品。
(2)中型机 中型PLC的输入、输出总点数在256到2048点之间,用户程序存储器容量达到8K字左右。中型PLC不仅具有开关量和模拟量的控制功能,还具有更强的数字计算能力,它的通信功能和模拟量处理功能更强大,中型机比小型机更丰富,中型机适用于更复杂的逻辑控制系统以及连续生产线的过程控制系统场合。
(3)大型机 大型机总点数在2048点以上,用户程序储存器容量达到16K以上。大型PLC的性能已经与大型PLC的输入、输出工业控制计算机相当,它具有计算、控制和调节的能力,还具有强大的网络结构和通信联网能力,有些PLC还具有冗余能力。它的监视系统采用CRT显示,能够表示过程的动态流程,记录各种曲线,PID调节参数等;它配备多种智能板,构成一台多功能系统。这种系统还可以和其他型号的控制器互联,和上位机相联,组成一个集中分散的生产过程和产品质量控制系统。大型机适用于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。
(二)按结构形式分类 根据PLC结构形式的不同,PLC主要可分为整体式和模块式两类。
(1)整体式结构 整体式结构的特点是将PLC的基本部件,如CUP板、输入板、输出板、电源板等紧凑的安装在一个标准的机壳内,构成一个整体,组成PLC的一个基本单元(主机)或扩展单元。基本单元上设有扩展端口,通过扩展电缆与扩展单元相连,配有许多专用的特殊功能的模块,如模拟量输入/输出模块、热电偶、热电阻模块、通信模块等,以构成PLC不同的配置。
(2)模块式结构 模块式结构的PLC是由一些模块单元构成,这些标准模块如CUP模块、输入模块、输出模块、电源模块和各种功能模块等,将这些模块插在框架上和基板上即可。各个模块功能是独立的,外型尺寸是统一的,可根据需要灵活配置。 目前大、中型PLC都采用这种方式。
(三)按功能分类 根据PLC所具有的功能不同,可将PLC分为低档、中档、高档三类。
低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能,还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。
中档PLC除具有低档PLC的功能外,还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能,适用于复杂控制系统。
高档PLC除具有中档机的功能外,还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能,可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化。
扩展资料
在制造工业中存在大量的开关量为主的开环的顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作;另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制。
以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的—离散量的数据采集监视。由于这些控制和监视的要求,使PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。
PLC厂家在原来CPU模板上提逐渐增加了各种通讯接口,现场总线技术及以太网技术也同步发展,使PLC的应用范围越来越广泛。 PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点,这是它能持久的占有市场的根本原因。
PLC控制器本身的硬件采用积木式结构,有母板,数字I/O模板,模拟I/O模板,还有特殊的定位模板,条形码识别模板等模块,用户可以根据需要采用在母板上扩展或者利用总线技术配备远程I/O从站的方法来得到想要的I/O数量。
PLC在实现各种数量的I/O控制的同时,还具备输出模拟电压和数字脉冲的能力,使得它可以控制各种能接收这些信号的伺服电机,步进电机,变频电机等,加上触摸屏的人机界面支持,施耐德的PLC可以满足您在过程控制中任何层次上的需求。
参考资料:
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。
PLC的基本构成
概述
从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:
电源
PLC的电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源,在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VDC)。
中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢,是PLC的核心起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性,近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
输入输出接口电路(I/O模块)
PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
1.现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路,作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。
2.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成,作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
常用的I/O分类如下:
开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。
底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
功能模块
如计数、定位等功能模块
通信模块
如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等
编程设备
编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器,目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器。
人机界面
最简单的人机界面是指示灯和按钮,液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
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PLC的特点
可靠性高,抗干扰能力强
PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件,接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
硬件配套齐全,功能完善,适用性强
PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品,并且已经标准化、系列化、模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便,一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力,可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
易学易用,深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
容易改造
系统的设计、安装、调试工作量小,维护方便,容易改造
PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律,很容易掌握。对于复杂的控制系统,梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。
PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
体积小,重量轻,能耗低
以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,仅相当于几个继电器的大小,因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。它的重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
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趋势与动向
一、 当代PLC技术的发展趋势
发展迅速,产品更新换代;开发各种智能化模块,不断增强过程功能;PLC与个人计算机(PC)结合;通信联网功能不断增强;发展新的编程语言,增强容错功能。
二、 当代PLC技术的发展动向
美国通用汽车以用户身份提出新一代控制器应具备十大条件,这十大条件是:
1. 编程方便,可在现场修改程序;
2. 维修方便,最好是插件式;
3. 可靠性高于继电器控制柜;
4. 体积小于继电器控制柜;
5. 可将数据直接送入管理计算机;
6. 在成本上可与继电器控制竞争;
7. 输入可以是交流115V;
8. 输出为交流115V/2A以上,能直接驱动电磁阀;
9. 在扩展时,原有系统只要很小变更;
10. 用户程序存储容量至少能扩展到4K字节。
1969年美国数字设备公司成功研制世界第一台可编程序控制器PDP-14,并在GM公司的汽车自动装配线上首次使用并获得成功。接着美国MODICON公司也研制出084控制,从此,这项新技术迅速在世界各国得到推广应用。1971年日本从美国引进这项技术,很快研制出第一台可编程序控制器DSC-18。1973年西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从1974年开始研制,1977年开始工业推广应用。进入20世纪70年代,随着微电子技术的发展,尤其是PLC采用通讯微处理器之后,这种控制器就不在不局限于当初的逻辑运算了,功能得到更进一步增强。进入20世纪80年代,随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展,以16位和少数32位微处理器构成的微机化PLC,使PLC的功能增强,工作速度快,体积减小,可靠性提高,成本下降,编程和故障检测更为灵活,方便。
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PLC培训与证书
可编程控制器编程语言
可编程控制器PLC中有多种程序设计语言,它们是:梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。
梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言,它通常由一系列指令组成,用这些指令可以完成大多数简单的控制功能,例如,代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等,通过扩展或增强指令集,它们也能执行其它的基本操作。
功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言,它可根据需要去执行更有效的操作,例如,模拟量的控制,数据的操纵,报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能。
功能模块图语言采用功能模块图的形式,通过软连接的方式完成所要求的控制功能,它不仅在可编程序控制器中得到了广泛的应用,在集散控制系统的编程和组态时也常常被采用,由于它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点,为广大工程设计和应用人员所喜爱。
PLC学习情况
目前,PLC应用人才供应主要依靠高校(设相关专业的有267所)、高职(600多所)和技校(2000多所)。其相关的专业一般名为“自动化”、“机械制造及自动化”、“电气自动化”和“机电一体化”。
设置相关专业的学校包括从清华大学、浙江大学这样的国内一流院校,到各种职业培训机构,而涉及的专业外延更加广泛,有不少学校已经将PLC的应用作为专业学院的基础课程。
而人力资源和社会保障部CETTIC项目下的PLC课程,更是将培训分为通用知识、实务知识、实践技能,重视案例分析和行为导向。
可编程控制器PLC程序设计师培训证书
CETTIC要求,学员只有在三部分知识考核都通过后,并根据考试成绩可获得相应级别(初、中、高)《可编程控制器(PLC)程序设计师职业培训证书》。该证书也是PLC领域内唯一国家认可的培训证书,含金量较高。
可编程控制器PLC程序设计师师资培训证书
CETTIC 证书分岗位证书和师资证书,培训者也可以根据自己能力选择报考师资培训证书。但由于该证书要求报考人员必须是本科以上学历,且有一定工作经验方可接受报名,持此师资证书者更是凤毛麟角。
目前只有个别具备极强实力的培训机构得到了CETTIC的官方授权,进行相应课程的开发和组织师资培训,学员考试通过后会获得《CETTIC 职业师资培训证书》(在全国紧缺人才办网站有详细介绍)。
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PLC的应用领域
总述
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。
开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
模拟量控制
在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
数据处理
现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
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