在自动化控制领域,PLC是一种重要的控制设备。
目前,世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品,应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC,本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介,以期对各位网友有所帮助。
一、PLC的发展历程 在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable Controller(PC)。 个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC),现在,仍常常将PLC简称PC。
PLC的定义有许多种。国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
二、PLC的构成 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。 三、CPU的构成 CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。 CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。
内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。 在使用者看来,不必要详细分析CPU的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。
CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。
运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
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。 四、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。 开关量是指只有开和关(或1和0)两种状态的信号,模拟量是指连续变化的量。
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。
五、电源模块 PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。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24VAC)。 六、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。
七、PLC系统的其它设备 1、编程设备。
百科知识竞赛题目 必答题(16) A 1.唐朝是历史上空前强盛的帝国,第二个皇帝李世民执政清明,社会安定,经济繁 荣。
被称为什么?(贞观之治) 2.世界上许多国家都有一个别称,哪个国家被称为“黄金之国”?(南非)3.世界上跑得最快,每小时可达145公里的动物是什么?(猎豹)4.神州六号乘载的航天员是聂海胜和谁?(费俊龙) 5.用户在互联网上的另一台主机传输文件到自己的计算机,称为?(下载文件)6一草一木总关情,赠送玫瑰表达爱情,赠送百合表示百年好合,赠红豆约定俗成的意思是什么?(相思) 7.世界最长的山脉是?(安第斯山脉)8.距离地球最近的行星叫什么?(火星) 9.水表上的度是表示耗水量,一度即一吨水,而电表上的度表示耗电量,请问,一度表示多少?(1千瓦每小时) 10. 我国古代男子满20岁,女子满15岁都要举行什么仪式(成人仪式)11. 世界著名壁画《最后的晚餐》出自欧洲文艺复兴时期意大利哪位著名画家之手?(达芬奇) 12. 柳师建于哪一年?(1940) D13.在天平上的两个盘子里各放一个大小相同盛满水的桶,其中有一只桶里浮着一块木头,请问两只桶哪个重一些?(一样重)14. ___是孩子的第一任教师,____是孩子的第一任学校。(父母、家庭)15. 园林史上光彩夺目的瑰宝_______是世界上最大最宏伟的园林,被誉为“一切造园林艺术的典范”。
(圆明园)16. 醉汉的妻弟是尼姑的舅舅,尼姑舅舅的姐姐是醉汉的妻子。猜醉汉和尼姑是什么关系?(父女) 选择题(16)1.酒中含有酒精,饮酒过多或经常饮酒,会造成酒精中毒,使身体受损,那么,饮酒对人体的哪些器官最为有害?(C) A.眼睛 B.皮肤 C.心脏 D.肺 2.哪国人送礼时避偶就奇,通常用1、3、5、7等奇数,但却忌讳“9”?(D) A 朝鲜 B 泰国 C 中国 D 日本 3.贴春联起源于我国周代。
“新年纳余庆,嘉年号长春”是人们公认的我国第一幅春联,它的作者是谁?(C) A .诸葛亮B 陶渊明C 孟旭 D李白 4. 当你乘坐火车时,车站工作人员都要在乘客持有的车票上剪一小口,剪口的意思是什么?(A) A.强制保险 B.统计乘车人数 C.有效利用标志 5.牛奶是健康的食品,牛奶含钙丰富可以补充人体所需的多种元素。牛奶在什么时候喝对身体最有好处?(A) A.早晨 B.下午 C.晚上 D.随时6.下面哪个国家用摇头表示同意,点头表示不同意?(A) A 保加利亚 B 新加坡 C 美国 7.我国许多名山都有一个雅称,请问,“五岳独尊”指的是哪座名山?(B) A . 黄山 B. 泰山 C .九华山 D. 普陀山8.许多国家都有国花,马兰西亚是扶桑,缅甸是东兰花,芬兰是绣球花,日本的国花是什么?(B) A.兰花 B樱花 C.扶桑 9.“横眉冷对千夫指,俯首甘为孺子牛”是鲁迅先生的名句,其中“孺子牛”一词出自《左传》当时是什么意思?(A) A. 对子女的宠爱 B .对下属的关爱 C. 对大众的奉献 10.看完电视节目后,将电视机用电视机罩套住是防尘的好方法,那么什么时候用最恰当呢?(D) A. 关机,完全冷却后 B.关机 ,稍微冷却后 C. .关机后的任何时间 D.一关机就立即罩上11.山海关是建在万里长城东部的一座关口,扼守东北、华北交通要道,建于明朝洪武十四年,山海关东门上的“天下第一关”匾额是由哪个朝代的萧显所题?(C) A 宋 B 元 C 明 D 清 12. 台湾是我国最大的岛屿,他属于_____。
(B) A .珊瑚岛. B . 大陆岛13.提及电影时,人们都钟情于“好莱坞片”,其实,好莱坞指的是?(C) A .电影厂 B .电影制作公司 C .电影城 14.肥胖也是疾病的一种,根据卫生组织所定的中国人肥胖标准,男性腰围控制在多少以内就不算是肥胖?(C) A.95 B.90 C.85 D.70 15.人生中只能换一次牙,正常情况下乳牙有多少颗?(C) A.16 B.18 C.20 D.22 16.长江三峡西起重庆奉节,冬至湖北宜昌,全长193公里,三峡是瞿塘峡、巫峡、西陵峡的总称,“三峡居中间位置的是哪个峡“?(B) A瞿塘峡 B巫峡 C西陵峡 抢答题(12) 1.纳米是一种长度计量单位,一纳米为百分之一毫米,形象地说,约相当于多少个原子排列成一串的长度? (C) A. 30 B. 40 C. 45 D.352.世界上的科学奖有五花八门,名目繁多,世界上第一个中国人命名的科学奖“林同炎”是哪一个学科的奖项?(B) A.数学奖 B.土木工程学 C.医学 D.物理学 3.在一般较大的寺院里,都有一座“大雄宝殿”,这“大雄“二字指的是什么?(A) A.释伽牟尼的尊号 B.佛经的篇名 C.佛教起源的传说 4.“鹦鹉学社舌”这个词语意思和引申之意人人都知道,据考证这个词语源于哪里?(C) A. 寓言故事 B. 文豪名篇 C .禅宗语录 5.小提琴音色优美,音域宽广,表现力强,在乐器中占有显著的地位,被誉为“乐器王后”,这种乐器起源于哪里?(A) A .阿拉伯 B. 维也纳 C.波士顿 6.世界上最高的瀑布位于南美洲的委内瑞拉落差达979米。它就是()(B)A.土格拉瀑布 B.安赫尔瀑布 C.尼亚加拉瀑布 D.英西奥图尼亚瀑布 7.世界上最大的海是?(B) A. 东海 B.珊瑚海 C.南海 D .黑海 8.世界上被称为“瓷国和诗国”的是哪一个国家?(C) A.印度 B.新加坡 C.中国 D.美国9.因特是中文译音。
英文为interner,是计算机网络互联网。因特网是由哪个国家政府出资创。
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。编辑本段 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。
1、每年全国的“中小学生安全教育日”是在( )月份最后一周的星期一。A
A、三 B、六 C、九 D、十
2、今年“全国中小学生安全教育日”活动的主题是( )。A
A、强化安全管理,共建和谐校园 B、强化安全教育,共建平安校园
C、完善管理制度,确保校园平安 D、远离网吧,从我做起
3、放学路上如果被陌生人跟踪,你认为最好的做法是( )。C
A、与陌生人拼 B、赶快跑回家 C、打110报警
4、如果发现邻居发生火灾,要及时报警,报警电话是( )。B
A、120 B、119 C、122 D、110
5、当你单独一人在家时,遇有陌生人敲门,你认为最好的做法是( )。C
A、把门打开问他有什么事 B、打开门,让他进来 C、始终不开门
6、如果在校外有人向你敲诈要钱,你认为下面做法正确的是( )。B
A、身上准备些钱,免得没钱挨打 B、尽快告诉父母和老师
C、不告诉别人,免得遭报复 D、找几个同学教训他一顿
8、小东家发生火灾,他身上的衣服着火了,他应该采取的正确灭火方法是()。C
A、用手拍打身上的火 B、赶快脱掉衣服 C、就地打滚压灭身上火苗
9、家中电视机着火了,下更做法错误的是( )。B
A、迅速切断电源 B、用灭火器对准荧光屏灭火 C、用水把火灭掉
10、在上体育时脚不慎扭伤,下列做法最好的是( )。C
A、马上用热水袋热敷 B、马上揉搓患处 C、马上用冷水浸泡
11、未满( )岁的儿童,不能在马路上骑自行车。C
A、10 B、11 C、12 D、14
12、点燃的蚊香应放在( )。C
A、窗口 B、桌子上 C、地板砖上
15、幼儿园小朋友小明在大街上和妈妈走散了,他应该( )。A
A、找警察叔叔帮忙 B、在原地等待 C、找过路的人帮忙
16、一个未成年人被绑架,对他自己比较有利的做法是( )。C
A、大声斥责歹徒 B、绝食抗争 C、假装与歹徒合作,然后伺机逃跑
17、乘坐公共汽车、电车、出租车时,不准携带( )。C
A、食品 B、饮料 C、易燃易爆物品
18、坐在客车上,对面的叔叔请你喝他带的可乐,你认为最好的做法是( )。A
A、向他表示感谢,但不接受他的可乐 B、接过可乐,并向他道谢
C、不要理他,保持沉默
19、放学时,可能会给自己带来危险的行为是( )。C
A、和同学一起回家 B、等妈妈来接 C、为问路的陌生人带路
20、观看燃放烟花爆竹,应至少远离燃放点( )米以上。C
A、1 B、2 C、10
21、如果发现小朋友要假报火警,你应该( )。B
A、配合他 B、制止他 C、不理他
22、发生食物中毒,自己能采取的最有效的应急措施是( )。B
A、多喝开水 B、催吐 C、找解毒药
23、对违反学校管理制度的学生,学校应当予以( )。B
A、批评教育并开除 B、批评教育 C、开除
24、( )应当建立、健全安全制度和应急机制,对学生进行安全教育。B
A、地方人民政府 B、学校 C、教育主管部门
25、( )用人单位招用应当接受义务教育的适龄儿童、少年。B
A、允许 B、禁止 C、欢迎
26、( )亮时,准许车辆、行人通行,但转弯的车辆不准防碍直行的车辆和被放行的行人通行。C
A、红灯 B、黄灯 C、绿灯
27、如果家里有人突发危险疾病,应拨打的电话是( )。B
A、110 B、120 C、119 D、122
28、遇到交通事故,应拨打的电话是( )。D
A、110 B、120 C、119 D、122
全国中学生基础知识与创新能力大赛,旨在打造全国优秀中学生展示自我风采、培育创新潜质的权威平台。大赛致力于通过科学合理的选拔机制,打破教育资源不均衡对人才培育的桎梏,充分发掘学生的创新潜能,选拔出一批基础知识扎实、创新能力突出、综合素质全面的优秀中学生。
在中国教育国际交流协会和中国老教授协会的指导下,第二届大赛由博雅闻道考试与评价技术研究院主办,中国教育发展战略学会高中教育专业委员会提供学术支持,未名新起点教育承办。大赛以新高考为切入点,以发掘拔尖创新型领军人才为根本目标,致力于为一流大学的人才选拔提供科学参考
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